DE102021202739A1 - Hydraulic pressure medium supply arrangement, method with a hydraulic pressure medium supply arrangement and mobile work machine - Google Patents

Hydraulic pressure medium supply arrangement, method with a hydraulic pressure medium supply arrangement and mobile work machine Download PDF

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Benedikt Schrodi
Jonas Meyer
Marcel Golde
Michael Brand
Simon Dreher
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Abstract

Offenbart ist eine Electronic Open Circuit Pumpe, die es erlaubt, direkt mit einer Mengenvorgabe angesteuert zu werden. Somit kann im Stand-by-Betrieb oder auch in anderen Betriebssituationen eine optimale Mengenvorgabe an die Pumpe als Sollwert gegeben werden, anstelle eines Drucksollwertes. Dies erlaubt eine flexiblere, sparsamere Ansteuerung der Pumpe.An electronic open circuit pump is disclosed which allows it to be controlled directly with a quantity specification. Thus, in stand-by mode or in other operating situations, an optimal quantity specification can be given to the pump as a target value instead of a pressure target value. This allows a more flexible, more economical control of the pump.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung, insbesondere für einen offenen hydraulischen Kreis, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren mit der hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung und eine mobile Arbeitsmaschine.The invention relates to a hydraulic pressure medium supply arrangement, in particular for an open hydraulic circuit, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method with the hydraulic pressure medium supply arrangement and a mobile work machine.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Aus dem Dokument RD 30630/04.13 der Firma Rexroth ist ein Druck- und Förderstrom-Regelsystem bekannt. Dieses dient zur elektrohydraulischen Regelung eines Schwenkwinkels, eines Drucks und einer Leistung einer Axialkolben-Verstellpumpe. Das Regelsystem hat eine Axialkolben-Verstellpumpe mit einem elektrisch angesteuerten Proportionalventil. Über dieses kann ein Stellkolben angesteuert werden. Dieser dient zum Verstellen einer Schrägscheibe der Verstellpumpe. Für den Stellkolben ist ein Wegaufnehmer vorgesehen, über den anhand des Verschiebewegs des Stellkolbens ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe bestimmbar ist. Alternativ zum Wegaufnehmer kann auch ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe an der Schwenkachse über einen Hall-Sensor abgegriffen werden. Aus dem Schwenkwinkel der Schrägscheibe wiederum kann der Volumenstrom pro Umdrehung der Verstellpumpe ermittelt werden. Die Verstellpumpe wird über einen Motor angetrieben. Wird die Verstellpumpe nicht angetrieben, und ist das Stellsystem drucklos, dann schwenkt die Verstellpumpe durch eine Federkraft einer Feder auf ein maximales Fördervolumen. Im angetriebenen Zustand der Verstellpumpe und bei stromlosem Pilotventil und verschlossenem Pumpenausgang schwenkt die Verstellpumpe dagegen auf einen Nullhubdruck. Ein Gleichgewicht zwischen Pumpendruck am Stellkolben und Federkraft der Feder stellt sich bei etwa 4 bis 8 bar ein. Die Grundeinstellung wird üblicherweise bei spannungsloser Regelelektronik eingenommen. Eine Steuerung für das Pilotventil weist als Eingangsgröße einen Soll-Druck, einen Soll-Schwenkwinkel und optional einen Soll-Leistungswert auf. Ein Ist-Druck ausgangsseitig der Verstellpumpe wird durch einen Drucksensor erfasst. Wie vorstehend erläutert, wird ein Ist-Schwenkwinkel über den Wegaufnehmer ermittelt. Die aufgenommenen Ist-Werte werden in einer Elektronikeinheit digital verarbeitet und mit den vorgegebenen Sollwerten verglichen. Ein Minimalwertbildner sorgt dann dafür, dass automatisch nur der dem gewünschten Arbeitspunkt zugeordnete Regler aktiv ist. Ein Ausgangssignal des Minimalwertbildners ist dann ein Sollwert für einen proportionalen Magneten am Pilotventil. Zum Steuern des Pilotventils wird ein Verschiebeweg eines Ventilschiebers des Pilotventils über einen Wegaufnehmer erfasst und der Steuerung gemeldet. In dem Dokument RD 30242/03.10 der Firma Rexroth ist eine externe Ansteuerelektronik für die beschriebene Verstellung der Axialkolben-Verstellmaschine offenbart. Des Weiteren ist in dem Dokument RD 92 088/08.04 der Firma Rexroth ein elektro-hydraulisches Regelsystem offenbart.A pressure and flow control system is known from the document RE 30630/04.13 from Rexroth. This is used for the electro-hydraulic control of a swivel angle, a pressure and an output of an axial piston variable displacement pump. The control system has an axial piston variable displacement pump with an electrically controlled proportional valve. This can be used to control an actuating piston. This is used to adjust a swash plate of the variable displacement pump. A displacement sensor is provided for the actuating piston, via which a pivoting angle of the swash plate can be determined on the basis of the displacement path of the actuating piston. As an alternative to the position sensor, a swivel angle of the swash plate can also be picked up on the swivel axis using a Hall sensor. The volume flow per revolution of the variable displacement pump can in turn be determined from the swivel angle of the swash plate. The variable displacement pump is driven by a motor. If the variable displacement pump is not driven and the actuating system is depressurized, then the variable displacement pump pivots to a maximum delivery volume by the spring force of a spring. On the other hand, when the variable displacement pump is in the driven state and the pilot valve is de-energized and the pump outlet is closed, the variable displacement pump pivots to a zero stroke pressure. Equilibrium between the pump pressure on the setting piston and the spring force of the spring occurs at around 4 to 8 bar. The basic setting is usually adopted with the control electronics de-energized. A controller for the pilot valve has a target pressure, a target swivel angle and optionally a target power value as input variables. An actual pressure on the outlet side of the variable displacement pump is detected by a pressure sensor. As explained above, an actual swivel angle is determined via the displacement pickup. The recorded actual values are processed digitally in an electronic unit and compared with the specified target values. A minimum value generator then ensures that only the controller assigned to the desired operating point is automatically active. An output signal from the minimum value generator is then a target value for a proportional magnet on the pilot valve. To control the pilot valve, a displacement path of a valve spool of the pilot valve is detected by a displacement sensor and reported to the controller. In the document RE 30242/03.10 from Rexroth, external control electronics for the described adjustment of the axial piston adjustment machine are disclosed. Furthermore, an electro-hydraulic control system is disclosed in the document RD 92 088/08.04 from Rexroth.

Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren Load-Sensing (LS)-Steuerungen und LUDV-Steuerungen bekannt. Eine LUDV-Steuerung ist hierbei ein Sonderfall der LS-Steuerung, bei der der höchste Lastdruck an die Verstellpumpe gemeldet und diese so geregelt wird, dass in der Pumpenleitung ein nur eine bestimmte Druckdifferenz Δp über dem Lastdruck liegender Pumpendruck herrscht. Den verstellbaren Zumessblenden einer LS-Steuerung sind Individualdruckwaagen zugeordnet, die auch über die Zumessblenden der jeweils lastdruckniederen hydraulischen Verbraucher eine konstante Druckdifferenz aufrechterhalten. Bei einer üblicherweise mit LS-Steuerung bezeichneten Steueranordnung sind die Individualdruckwaagen stromauf der Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen der Pumpenleitung und den Zumessblenden den Fluidstrom so stark an, dass der Druck vor den Zumessblenden unabhängig vom Pumpendruck nur noch um eine bestimmte Druckdifferenz über dem individuellen Lastdruck liegt. Hier wird bei Unterversorgung der lastdruckhöchste Verbraucher langsamer, weil der vor dessen Zumessblende anstehende Pumpendruck abfällt und damit die Druckdifferenz über diese Zumessblende kleiner wird.Furthermore, load-sensing (LS) controls and LUDV controls are known from the prior art. A LUDV control is a special case of the LS control, in which the highest load pressure is reported to the variable displacement pump and this is controlled in such a way that the pump pressure in the pump line is only a certain pressure difference Δp above the load pressure. The adjustable metering orifices of an LS control are assigned individual pressure compensators, which also maintain a constant pressure difference via the metering orifices of the respective hydraulic consumers with the low load pressure. In a control arrangement usually referred to as LS control, the individual pressure compensators are arranged upstream of the metering orifices and throttle the fluid flow between the pump line and the metering orifices to such an extent that the pressure in front of the metering orifices is only a certain pressure difference above the individual load pressure, regardless of the pump pressure . In the event of undersupply, the consumer with the highest load pressure slows down because the pump pressure in front of its metering orifice drops and the pressure difference across this metering orifice is therefore smaller.

Bei der LUDV-Steuerung sind die Individualdruckwaagen stromab der Zumessblenden angeordnet und drosseln zwischen den Zumessblenden und der Last den Fluiddruck so stark an, dass der Druck an allen Zumessblenden gleich, vorzugsweise gleich dem höchsten Lastdruck ist oder leicht über diesem liegt. Hier ändert sich bei Unterversorgung an dem Druck stromab der Zumessblenden nichts. Vor allen Zumessblenden steht in gleicher Weise der Pumpendruck an, so dass sich an allen Zumessblenden die Druckdifferenz in gleicher Weise ändert, wenn bei einer Unterversorgung der Pumpendruck kleiner wird, und die Stromaufteilung zwischen den Zumessblenden erhalten bleibt.In the LUDV control, the individual pressure compensators are arranged downstream of the metering orifices and throttle the fluid pressure between the metering orifices and the load to such an extent that the pressure at all metering orifices is the same, preferably equal to or slightly above the highest load pressure. In the event of undersupply, nothing changes in the pressure downstream of the metering orifices. The pump pressure is present in the same way in front of all metering orifices, so that the pressure difference at all metering orifices changes in the same way if the pump pressure decreases in the event of undersupply, and the flow distribution between the metering orifices remains the same.

In einer mobilen Arbeitsmaschine wird die Arbeitshydraulik häufig mit einer LS- oder LUDV-Steuerung betrieben. Wie beschrieben, bekommt die Verstellpumpe eine Druckvorgabe, die einen bestimmten Wert Δp über dem höchsten Lastdruck der Verbraucher liegt. In einem Stand-by-Betrieb ist die Verstellpumpe üblicherweise druckgesteuert. Die durch die der Verstellpumpe nachgeschalteten Ventile fließende Ölmenge hängt hierbei von einer Antriebsdrehzahl der Verstellpumpe und von Drosselverlusten ab, um den Vorgabe-Druck oder das vorbestimmte Δp zu halten. Des Weiteren sind bestimmte Spülmengen erforderlich, um die der Verstellpumpe nachgeschalteten Ventile, insbesondere ein nachgeschaltetes Hauptsteuerventil, zu kühlen und um eine Totzeit bei einem Bewegungsstart der Verbraucher zu minimieren.In a mobile work machine, the working hydraulics are often operated with an LS or LUDV controller. As described, the variable displacement pump receives a pressure specification that is a specific value Δp above the highest load pressure of the consumers. In a stand-by mode, the variable displacement pump is usually pressure-controlled. The amount of oil flowing through the valves downstream of the variable displacement pump depends on a drive speed of the variable displacement pump and on Dros self-losses to maintain the target pressure or predetermined Δp. Furthermore, certain flushing quantities are required in order to cool the valves connected downstream of the variable displacement pump, in particular a downstream main control valve, and to minimize a dead time when the consumers start moving.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet ist und mit der hydraulische Verluste minimiert werden. Außerdem soll ein Verfahren für die hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung geschaffen werden, um hydraulische Verluste zu minimieren. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, eine mobile Arbeitsmaschine zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet ist und vergleichsweise kleine hydraulische Verluste aufweist.In contrast, the invention is based on the object of creating a hydraulic pressure medium supply arrangement which has a simple and inexpensive design in terms of device technology and with which hydraulic losses are minimized. In addition, a method for the hydraulic pressure medium supply arrangement is to be created in order to minimize hydraulic losses. Furthermore, it is the object of the invention to create a mobile work machine that is simple and inexpensive in terms of device technology and has comparatively small hydraulic losses.

Die Aufgabe hinsichtlich der Druckmittelversorgungsanordnung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich der mobilen Arbeitsmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11.The task with regard to the pressure medium supply arrangement is achieved according to the features of claim 1, with regard to the mobile working machine according to the features of claim 10 and with regard to the method according to the features of claim 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung, insbesondere für einen offen hydraulischen Kreis vorgesehen. Diese hat eine Hydromaschine, insbesondere in Form einer Verstellpumpe, mit einem Verstellmechanismus. Bei der Verstellpumpe handelt es sich beispielsweise um eine EOC-Pumpe (EOC = electronified open circuit). Der Verstellmechanismus hat ein elektrisch proportional ansteuerbares Pilotventil. Über das Pilotventil ist der Verstellmechanismus steuerbar. Außerdem weist die Druckmittelversorgungsanordnung eine elektronische Steuerung auf. Diese hat als Eingangsgröße einen Soll-Druck, insbesondere einen Soll-Ausgangsdruck der Hydromaschine. Alternativ oder zusätzlich kann als Eingangsgröße eine Soll-Drehzahl der Hydromaschine und/oder ein Soll-Schwenkwinkel und/oder ein Soll-Moment und/oder eine Soll-Leistung der Hydromaschine vorgesehen sein. Als Ausgangsgröße der Steuerung kann eine Stellgröße für das Pilotventil ausgegeben sein. Die Hydromaschine und/oder die Druckmittelversorgungsanordnung ist in einem Stand-by-Betrieb oder Bereitschaftsbetrieb betreibbar. Zusätzlich oder alternativ zum Stand-by-Betrieb ist denkbar, die Hydromaschine in einem Sonder-Betrieb zu betreiben, also in einem weiteren Betrieb neben dem Stand-by-Betrieb und einem Normalbetrieb. Vorteilhafterweise ist die Steuerung derart eingerichtet, dass die Stellgröße im Stand-by-Betrieb oder im Sonder-Betrieb durch die Steuerung auf Basis einer Mengenvorgabe gesteuert ist.According to the invention, a hydraulic pressure medium supply arrangement is provided, in particular for an open hydraulic circuit. This has a hydraulic machine, in particular in the form of a variable displacement pump, with an adjustment mechanism. The variable displacement pump is, for example, an EOC pump (EOC=electronified open circuit). The adjustment mechanism has an electrically proportionally controllable pilot valve. The adjustment mechanism can be controlled via the pilot valve. In addition, the pressure medium supply arrangement has an electronic controller. This has a setpoint pressure as an input variable, in particular a setpoint outlet pressure of the hydraulic machine. Alternatively or additionally, a setpoint speed of the hydraulic machine and/or a setpoint swivel angle and/or a setpoint torque and/or a setpoint power of the hydraulic machine can be provided as an input variable. A manipulated variable for the pilot valve can be output as the output variable of the controller. The hydraulic machine and/or the pressure medium supply arrangement can be operated in a stand-by mode or standby mode. In addition or as an alternative to the stand-by mode, it is conceivable to operate the hydraulic machine in a special mode, that is to say in a further mode in addition to the stand-by mode and a normal mode. The controller is advantageously set up in such a way that the manipulated variable in stand-by mode or in special mode is controlled by the controller on the basis of a quantity specification.

Somit kann die Hydromaschine im Stand-by-Betrieb direkt mit einer Mengenvorgabe angesteuert sein. Somit ist weiter vorteilhafterweise im Stand-by-Betrieb oder auch im Sonder-Betrieb oder in anderen Betriebssituationen eine optimale Mengenvorgabe an die Hydromaschine als Sollwert gebbar, anstelle eines Drucksollwertes. Es hat sich gezeigt, dass dies eine flexiblere und sparsamere Ansteuerung der Hydromaschine erlaubt. Mit anderen Worten wird im Stand-by-Betrieb nicht der Druck an der Hydromaschine vorgegeben, so dass sich eine Ölmenge indirekt einstellt, und es wird auch nicht der Schwenkwinkel der Hydromaschine vorgegeben, so dass die Menge noch abhängig von einer Antriebsdrehzahl wäre, sondern es wird die Menge direkt vorgegeben. Mit der Erfindung ist es möglich, eine der Bedarfssituation angemessene minimale Spülmenge einzustellen und damit die Verluste in der Druckmittelversorgungsanordnung zu minimieren und/oder den Zweck einer Spülung von der Hydromaschine nachgeschalteten Ventilen, insbesondere eines nachgeschalteten Hauptsteuerventils, im Stand-by-Betrieb vollständig zu erfüllen.In this way, the hydraulic machine can be controlled directly with a quantity specification in stand-by mode. Thus, in stand-by mode or also in special mode or in other operating situations, an optimal quantity specification can be given to the hydraulic machine as a desired value, instead of a desired pressure value. It has been shown that this allows a more flexible and economical control of the hydraulic machine. In other words, in stand-by mode, it is not the pressure at the hydraulic machine that is specified, so that an oil quantity is set indirectly, and the swivel angle of the hydraulic machine is also not specified, so that the quantity would still be dependent on a drive speed, but it is the quantity is specified directly. With the invention, it is possible to set a minimum scavenging quantity that is appropriate to the requirement situation and thus to minimize the losses in the pressure medium supply arrangement and/or to completely fulfill the purpose of scavenging valves downstream from the hydraulic machine, in particular a downstream main control valve, in stand-by mode .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Mengenvorgabe oder ein Soll-Fördervolumen in einem Mengenvorgabe-Regler der Steuerung in Abhängigkeit von einer Temperatur des Öls der Druckmittelversorgungsanordnung ermittelt. Die Temperatur des Öls wird an geeigneter Stelle über einen Sensor abgegriffen oder auf andere Weise ermittelt und dem Mengenvorgabe-Regler zugeführt, beispielsweise basierend auf einer Schätzung der Temperatur beispielsweise über ein Temperaturenwicklungsmodell über eine Zeit und/oder eine Integration der aus den oben genannten Größen berechenbaren Betriebsleistung. Mit anderen Worten wird die Stand-by-Ölmenge in Abhängigkeit von der aktuellen oder geschätzten Öltemperatur eingestellt.In a further embodiment of the invention, the specified quantity or a target delivery volume is determined in a specified quantity regulator of the controller as a function of the temperature of the oil in the pressure medium supply arrangement. The temperature of the oil is picked up at a suitable point via a sensor or determined in another way and fed to the quantity specification controller, for example based on an estimate of the temperature, for example using a temperature development model over time and/or an integration of the variables that can be calculated from the abovementioned variables operational performance. In other words, the amount of stand-by oil is adjusted depending on the current or estimated oil temperature.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Mengenvorgabe in dem oder einem Mengenvorgabe-Regler in Abhängigkeit von einem LS-Druck (LS = Load-Sensing) zumindest eines Verbrauchers der Druckmittelversorgungsanordnung und/oder in Abhängigkeit von einer über ein Eingabemittel eingegebenen Eingabegröße ist, wobei beispielsweise als Eingabemittel ein Human-Machine-Interface (HMI) vorgesehen sein kann.Alternatively or additionally, it can be provided that the quantity specification in the or a quantity specification regulator is dependent on an LS pressure (LS = load-sensing) of at least one consumer of the pressure medium supply arrangement and/or dependent on an input variable entered via an input means, A human-machine interface (HMI) can be provided as input means, for example.

Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass ein oder der Mengenvorgabe-Regler derart ausgebildet ist, dass die Mengenvorgabe in Abhängigkeit von einer Ist-Drehzahl eingestellt wird. Somit kann die Ist-Drehzahl der Hydromaschine von dem Mengenvorgabe-Regler berücksichtigt werden, womit die Steuerung die Stellgröße unabhängig von der Ist-Drehzahl oder Antriebsdrehzahl der Hydromaschine steuern kann, da diese eben vom Mengenvorgabe-Regler berücksichtigt wird. Hierdurch ist zum einen die Steuerung vereinfacht und es wird dennoch die Ist-Drehzahl indirekt über die Mengenvorgabe berücksichtigt.Alternatively or additionally, it is conceivable that one or the specified quantity controller is designed in such a way that the specified quantity is set as a function of an actual speed. Thus, the actual Speed of the hydraulic machine are taken into account by the quantity specification controller, with which the controller can control the manipulated variable independently of the actual speed or drive speed of the hydraulic machine, since this is precisely what is taken into account by the quantity specification controller. On the one hand, this simplifies the control and the actual speed is nevertheless taken into account indirectly via the quantity specification.

Alternativ oder zusätzlich kann die Mengenvorgabe in einem oder dem Mengenvorgabe-Regler in Abhängigkeit von einer Randbedingung oder von Randbedingungen ermittelt sein. Mit anderen Worten kann die Stand-by-Ölmenge oder die Mengenvorgabe von einem Bediener in komponentenabsichernden Grenzen parametriert werden. Hierdurch kann ein optimaler Kompromiss zwischen einem Ansprechverhalten der Druckmittelversorgungsanordnung und eine Energieeffizienz im Stand-by-Betrieb bei Wahrung umgebungsbedingungsabhängigem Komponentenschutz eingestellt werden.As an alternative or in addition, the specified quantity can be determined in one or in the specified quantity controller as a function of a boundary condition or boundary conditions. In other words, the stand-by oil quantity or the quantity specification can be parameterized by an operator within component-protecting limits. As a result, an optimal compromise can be set between a response behavior of the pressure medium supply arrangement and energy efficiency in stand-by mode while maintaining component protection dependent on environmental conditions.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Mengenvorgabe in dem oder einem Mengenvorgabe-Regler in Abhängigkeit von einem Mindestdruck ermittelt ist. Der Mindestdruck oder Mindeststeuerdruck kann dabei derart gewählt werden, damit die Hydromaschine steuerungsfähig ist. Beispielsweise kann der Mindestdruck bei etwa 7 bar liegen. Dieser ist gegenüber derzeit üblichen LS-Stand-By-Drücken, die beispielswese etwa 20 bis 25 bar aufweisen, deutlich geringer. Alternativ kann der Mengenregler auch so begrenzt werden, dass der Mindestdruck, der zur Steuerung der Verstellpumpe aufrecht erhalten sein muss, nicht unterschritten wird.Alternatively or additionally, it can be provided that the specified quantity is determined in the or a specified quantity controller as a function of a minimum pressure. The minimum pressure or minimum control pressure can be selected in such a way that the hydraulic machine can be controlled. For example, the minimum pressure can be around 7 bar. This is significantly lower compared to the LS stand-by pressures that are currently customary, which are, for example, about 20 to 25 bar. Alternatively, the quantity regulator can also be limited in such a way that the pressure does not fall below the minimum pressure that must be maintained to control the variable displacement pump.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der oder ein Mengenvorgabe-Regler derart ausgestaltet, dass die Mengenvorgabe, insbesondere im Stand-by-Betrieb oder Sonder-Betrieb derart eingestellt ist, dass das oder ein Öl der Druckmittelversorgungsanordnung aufgewärmt ist, womit die Temperatur steigt. Mit anderen Worten kann ein geregeltes Aufwärmen des Öls durch eine laufend angepasste Mengenvorgabe im Stand-by-Betrieb realisiert werden. In weiterer Ausgestaltung ist denkbar, dass die Erwärmung des Öls bis zu einer vorbestimmten Temperaturgrenze erfolgt. Ist die Temperatur groß genug oder eine Temperaturgrenze erreicht, kann die Mengenvorgabe reduziert werden. Insbesondere kann die Mengenvorgabe soweit reduziert werden, dass sich nur noch der Mindestdruck aufbaut. Mit anderen Worten kann im Stand-by-Betrieb oder im Sonderbetrieb nach erreichen oder überschreiten einer Soll-Temperatur des oder eines Öls die Mengenvorgabe einen Minimalwert aufweisen. Der Minimalwert kann derart gewählt sein, dass ein Mindeststeuerdruck vorhanden ist, um die Hydromaschine steuerungsfähig zu halten.In a further embodiment of the invention, the or a quantity specification controller is designed in such a way that the quantity specification, in particular in stand-by mode or special mode, is set in such a way that the oil or oil in the pressure medium supply arrangement is warmed up, causing the temperature to rise. In other words, the oil can be warmed up in a controlled manner by means of a continuously adjusted quantity specification in stand-by mode. In a further embodiment, it is conceivable that the oil is heated up to a predetermined temperature limit. If the temperature is high enough or if a temperature limit is reached, the quantity specification can be reduced. In particular, the specified quantity can be reduced to such an extent that only the minimum pressure builds up. In other words, in stand-by mode or in special mode, after a target temperature of the oil or oil has been reached or exceeded, the specified quantity can have a minimum value. The minimum value can be selected in such a way that a minimum control pressure is present in order to keep the hydraulic machine controllable.

Ist die Temperatur des Öls niedrig oder zu niedrig, kann der Mengenvorgabe-Regler derart ausgestaltet sein, dass die Mengenvorgabe temporär erhöht wird, um beispielsweise einen der Hydromaschine nachgeschalteten Steuerblock schneller aufzuheizen und/oder thermische Effekte, die zu einer verminderten Lebensdauer hydraulischer Komponenten, insbesondere des Hauptsteuerventils, führen, zu vermeiden oder zu minimieren.If the temperature of the oil is low or too low, the quantity specification controller can be designed in such a way that the quantity specification is temporarily increased, for example in order to heat up a control block downstream of the hydraulic machine more quickly and/or thermal effects that lead to a reduced service life of hydraulic components, in particular of the main control valve, to avoid or minimize.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass im Normalbetrieb, also insbesondere außerhalb des Stand-by-Betriebs oder Sonder-Betriebs, die Hydromaschine auf Basis des Soll-Ausgangsdrucks oder einer Druckvorgabe gesteuert ist. Mit anderen Worten erfolgt bei einem Bewegungsstart der Verbraueher der Druckmittelversorgungsanordnung ein Übergang zur Drucksteuerung der Hydromaschine.In a further embodiment of the invention, the controller is designed such that in normal operation, ie in particular outside of stand-by operation or special operation, the hydraulic machine is controlled on the basis of the setpoint outlet pressure or a pressure specification. In other words, when the consumers of the pressure medium supply arrangement start to move, there is a transition to the pressure control of the hydraulic machine.

Wird eine Bewegung eines an die Druckmittelversorgung angeschlossenen Verbrauchers angefordert, so steigt üblicherweise der LS-Druck bei der Druckmittelversorgungsanordnung, und/oder es erfolgt eine elektrische Information über das Eingabemittel, so kann ein Übergang von der Mengensteuerung zur Drucksteuerung der Hydromaschine initiiert sein und ausgeführt werden. Hierbei kann ein Betriebsstarttyp der Hydromaschine an das gewünschte Verhalten angepasst werden. Ist ein Bedienerwunsch elektronisch bekannt, kann diese Information genutzt werden, um einen Übergang von der Steuerung über die Mengenvorgabe zur Steuerung über die Druckvorgabe frühzeitig zu initiieren und es kann eine mögliche Totzeit im Aufbau der erforderlichen Ölmenge von der Hydromaschine, um eine Bewegung eines Verbrauchers umzusetzen, minimiert werden.If a movement of a consumer connected to the pressure medium supply is requested, the LS pressure in the pressure medium supply arrangement usually increases, and/or electrical information is provided via the input means, so a transition from quantity control to pressure control of the hydraulic machine can be initiated and executed . In this case, an operating start type of the hydraulic machine can be adapted to the desired behavior. If an operator request is known electronically, this information can be used to initiate a transition from control via the quantity specification to control via the pressure specification at an early stage and a possible dead time in building up the required oil quantity from the hydraulic machine in order to implement a movement of a consumer , be minimized.

Die Steuerung kann einen ersten Regelkreis für den Ist-Ausgangsdruck der Hydromaschine und für ein Ist-Fördervolumen oder einen Ist-Schwenkwinkel der Hydromaschine aufweisen. Vorzugsweise ist dem ersten Regelkreis der Mengenvorgabe-Regler vorgeschaltet.The controller can have a first control loop for the actual outlet pressure of the hydraulic machine and for an actual delivery volume or an actual swivel angle of the hydraulic machine. The quantity specification controller is preferably connected upstream of the first control circuit.

Die Steuerung kann einen dem ersten Regelkreis unterlagerten zweiten Regelkreis für eine Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit der Hydromaschine aufweisen. Dieser kann als Eingangsgröße eine Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder eine Ist-Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit der Hydromaschine und als Ausgangsgröße die Stellgröße für das Pilotventil aufweisen. Den zweiten Regelkreis kann ein Stellwert aus dem ersten Regelkreis in Form einer Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder Soll-Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit zugeführt sein.The controller can have a second control circuit, which is subordinate to the first control circuit, for a delivery volume adjustment speed or swivel angle adjustment speed of the hydraulic machine. This can have an actual delivery volume adjustment speed or an actual swivel angle adjustment speed of the hydraulic machine as an input variable and the manipulated variable for the pilot valve as an output variable. The second control loop can be a control value from the first control loop in the form of a target delivery volume adjustment speed be supplied speed or setpoint swivel angle adjustment speed.

Der erste Regelkreis kann als Eingangsgröße ein Soll-Fördervolumen und/oder einen Soll-Ausgangsdruck aufweisen. Im Stand-by-Betrieb oder im Sonder-Betrieb kann dann das Soll-Fördervolumen als Mengenvorgabe von dem Mengenvorgabe-Regler zugeführt sein.The first control loop can have a target delivery volume and/or a target outlet pressure as an input variable. In stand-by mode or in special mode, the target delivery volume can then be supplied as a quantity specification by the quantity specification controller.

Das Pilotventil des Verstellmechanismus kann ein elektrisch proportional ansteuerbares Pilotventil sein. Über das Pilotventil kann dann ein Zufluss und/oder ein Abfluss in einem vom Stellkolben begrenzten Steuerraum des Stellzylinders steuerbar sein, um den Stellkolben zum Ansteuern mit Druckmittel zu beaufschlagen, wodurch der Verstellmechanismus gesteuert wird.The pilot valve of the adjustment mechanism can be an electrically proportionally controllable pilot valve. An inflow and/or an outflow in a control chamber of the actuating cylinder delimited by the actuating piston can then be controlled via the pilot valve in order to apply pressure medium to the actuating piston for activation, as a result of which the adjusting mechanism is controlled.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren mit der hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte vorgesehen.According to the invention, a method is provided with the hydraulic pressure medium supply arrangement according to one or more of the preceding aspects.

Erfindungsgemäß ist eine mobile Arbeitsmaschine mit der hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte ausgebildet.According to the invention, a mobile working machine is designed with the hydraulic pressure medium supply arrangement according to one or more of the preceding aspects.

Offenbart ist eine Electronic Open Circuit Pumpe, die es erlaubt, direkt mit einer Mengenvorgabe angesteuert zu werden. Somit kann im Stand-by-Betrieb oder auch in anderen Betriebssituationen eine optimale Mengenvorgabe an die Pumpe als Sollwert gegeben werden, anstelle eines Drucksollwertes. Dies erlaubt eine flexiblere, sparsamere Ansteuerung der Pumpe. Außerdem werden vorzugsweise Kriterien aufgestellt, nach denen die einstellbare Mengenvorgabe eingestellt wird.An electronic open circuit pump is disclosed which allows it to be controlled directly with a quantity specification. Thus, in stand-by mode or in other operating situations, an optimal quantity specification can be given to the pump as a target value instead of a pressure target value. This allows a more flexible, more economical control of the pump. In addition, criteria are preferably established according to which the adjustable quantity specification is set.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 in einer schematischen Darstellung eine Steuerung für die Druckmittelversorgungsanordnung aus 1,
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine Steuerung für die Druckmittelversorgungsanordnung aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
  • 4 und 5 einen Raupenbagger und in einer schematischen Darstellung eine Druckmittelversorgungsanordnung für den Raupenbagger.
Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below using schematic drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a hydraulic pressure medium supply arrangement according to a first embodiment,
  • 2 in a schematic representation of a controller for the pressure medium supply arrangement 1 ,
  • 3 in a schematic representation of a controller for the pressure medium supply arrangement 1 according to another embodiment, and
  • 4 and 5 a crawler excavator and, in a schematic representation, a pressure medium supply arrangement for the crawler excavator.

Gemäß 1 ist eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung 1 gezeigt, die eine Hydromaschine in Form einer Axialkolbenmaschine 2 aufweist. Diese weist eine Schwenkwiege zum Verstellen eines Fördervolumens auf. Die Axialkolbenmaschine 2 ist sowohl als Pumpe als auch als Motor einsetzbar. Angetrieben wird die Axialkolbenmaschine 2 über eine Antriebseinheit 4, bei der es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Dieselaggregat, oder um einen Elektromotor handeln kann. Über eine Triebwelle 6 ist die Axialkolbenmaschine 2 mit der Antriebseinheit 4 verbunden. Eine Drehzahl 8 der Triebwelle 6 kann über nicht dargestellte Mittel, beispielsweise über einen Drehzahlsensor, abgegriffen werden und einer Steuerung der Druckmittelversorgungsanordnung 1 zugeführt werden. Für die Axialkolbenmaschine 2 ist ein Verstellmechanismus 12 vorgesehen. Dieser hat ein Pilotventil 14. Dessen Ventilschieber ist elektrisch proportional über einen Aktor 16 ansteuerbar. Hierfür wird dem Aktor 16 eine Stellgröße 18 von einer Steuerung 20 zugeführt. Der Ventilschieber des Pilotventils 14 ist in Richtung einer Grundstellung mit einer Federkraft einer Ventilfeder 22 beaufchlagt. Die Federkraft wirkt dabei entgegen der Aktorkraft des Aktors 16.According to 1 a hydraulic pressure medium supply arrangement 1 is shown, which has a hydraulic machine in the form of an axial piston machine 2 . This has a pivoting cradle for adjusting a delivery volume. The axial piston machine 2 can be used both as a pump and as a motor. The axial piston machine 2 is driven via a drive unit 4, which can be, for example, an internal combustion engine, such as a diesel unit, or an electric motor. The axial piston machine 2 is connected to the drive unit 4 via a drive shaft 6 . A rotational speed 8 of the drive shaft 6 can be picked up via means that are not shown, for example via a rotational speed sensor, and can be fed to a controller of the pressure medium supply arrangement 1 . An adjusting mechanism 12 is provided for the axial piston machine 2 . This has a pilot valve 14. Its valve slide can be controlled electrically proportionally via an actuator 16. For this purpose, the actuator 16 is supplied with a manipulated variable 18 by a controller 20 . The valve slide of the pilot valve 14 is acted upon by a spring force of a valve spring 22 in the direction of a basic position. The spring force acts against the actuator force of the actuator 16.

Die Axialkolbenmaschine 2 ist ausgangsseitig mit einer Druckleitung 24 verbunden, die wiederum mit einem Hauptsteuerventil 26 oder Ventilblock verbunden ist. Über dieses kann die Druckmittelversorgung zwischen der Axialkolbenmaschine 2 und einem oder mehreren Verbrauchern gesteuert werden. Von der Druckleitung 24 zweigt eine Steuerleitung 28 ab, die an einen Druckanschluss P des Pilotventils 14 angeschlossen ist. Die Steuerleitung 28 ist beispielsweise in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine 2 ausgebildet. Des Weiteren weist das Pilotventil 14 einen Tankanschluss T auf, der über eine Tankleitung 30 mit einem Tank verbunden ist. Außerdem hat das Pilotventil 14 einen Arbeitsanschluss A, der mit einem Steuerraum 32 eines Stellzylinders 34 verbunden ist. Der Steuerraum 32 wird dabei von einem Stellkolben 36 des Stellzylinders begrenzt. Über den Stellkolben 36 kann dann eine Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 verstellt werden. Ein Verschiebeweg des Stellkolbens 36 wird über einen Wegaufnehmer 38 erfasst. Alternativ oder zusätzlich wird ein Schwenkwinkel der Schwenkwiege der Axialkolbenmaschine 2 über einen rotatorischen, Sensor von einer Schwenkachse der Schwenkwiege abgegriffen. Über den erfassten Weg kann dann das Ist-Fördervolumen oder das Ist-Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine 2 ermittelt werden. Das Ist-Fördervolumen 40 pro Umdrehung wird dann der Steuerung 20 gemeldet. In der Grundstellung des Ventilschiebers des Pilotventils 14 ist der Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss A verbunden und der Tankanschluss T abgesperrt. Bei Beaufschlagung des Ventilschiebers mit der Aktorkraft des Aktors 16 wird der Ventilschiebers ausgehend von seiner Grundstellung in Richtung von Schaltstellungen bewegt, bei denen der Druckanschluss P gesperrt und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Somit wird in der Grundstellung des Ventilschiebers des Pilotventils 14 der Stellkolben 36 mit Druckmittel aus der Druckleitung 24 beaufschlagt. Des Weiteren ist bei dem Verstellmechanismus 12 ein Zylinder 42 vorgesehen. Dieser hat einen Stellkolben 44, der an der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 angreift. Der Stellkolben 44 begrenzt einen Steuerraum 46, der mit der Druckleitung 24 verbunden ist. Über Druckmittel des Steuerraums 46 und über die Federkraft einer Feder 48 wird der Stellkolben 44 derart beaufschlagt, dass dieser die Schrägscheibe in Richtung einer Vergrößerung des Fördervolumens belastet. Des Weiteren ist ein Drucksensor 50 vorgesehen, über den der Druck in der Druckleitung 24 abgegriffen und der Steuerung 20 gemeldet wird, wobei es sich bei dem Druck um einen Ist Ausgangsdruck 52 handelt. Außerdem ist ein Drucksensor 54 vorgesehen, der den höchsten Ist-Lastdruck (Ist-LS-Druck) 56 erfasst, der der Steuerung 20 übermittelt wird.The axial piston machine 2 is connected on the output side to a pressure line 24, which in turn is connected to a main control valve 26 or valve block. This can be used to control the pressure medium supply between the axial piston machine 2 and one or more consumers. A control line 28 branches off from the pressure line 24 and is connected to a pressure port P of the pilot valve 14 . The control line 28 is formed in a housing of the axial piston machine 2, for example. Furthermore, the pilot valve 14 has a tank connection T, which is connected to a tank via a tank line 30 . In addition, the pilot valve 14 has a working connection A, which is connected to a control chamber 32 of an actuating cylinder 34 . The control chamber 32 is delimited by an actuating piston 36 of the actuating cylinder. A swash plate of the axial piston machine 2 can then be adjusted via the actuating piston 36 . A displacement path of the actuating piston 36 is detected by a displacement sensor 38 . Alternatively or additionally, a pivoting angle of the pivoting cradle of the axial piston machine 2 is picked up by a rotary sensor from a pivoting axis of the pivoting cradle. The actual delivery volume or the actual displacement volume of the axial piston machine 2 can then be determined via the recorded path. The actual delivery volume 40 per revolution is then reported to the controller 20. In the basic position of the valve spool of the pilot valve 14, the pressure port P is connected to the working port A and the tank port T is blocked. When the valve slide is acted upon by the actuator force of the actuator 16, the valve slide is moved from its basic position in the direction of switch positions in which the pressure port P is blocked and the working port A is connected to the tank port T. Thus, in the basic position of the valve slide of the pilot valve 14 , the actuating piston 36 is acted upon by pressure medium from the pressure line 24 . Furthermore, a cylinder 42 is provided in the adjusting mechanism 12 . This has an actuating piston 44 which acts on the swash plate of the axial piston machine 2 . The actuating piston 44 delimits a control chamber 46 which is connected to the pressure line 24 . The actuating piston 44 is acted upon by the pressure medium of the control chamber 46 and by the spring force of a spring 48 in such a way that it loads the swash plate in the direction of increasing the delivery volume. Furthermore, a pressure sensor 50 is provided, via which the pressure in the pressure line 24 is tapped and reported to the controller 20, the pressure being an actual outlet pressure 52. A pressure sensor 54 is also provided, which detects the highest actual load pressure (actual LS pressure) 56 which is transmitted to the controller 20 .

Eine Steuerung 57 ist über ein CAN Interface 58 mit der Steuerung 20 verbunden, um insbesondere die Ist-Drehzahl an die Steuerung 20 zu übermitteln. Denkbar ist auch, die Ist-Drehzahl 8 direkt der Steuerung 20 zuzuführen.A controller 57 is connected to the controller 20 via a CAN interface 58 in order in particular to transmit the actual speed to the controller 20 . It is also conceivable to feed the actual speed 8 directly to the controller 20 .

Im Einsatz der Druckmittelversorgungsanordnung 1 wird über das Pilotventil 14 und den Stellkolben 36 die Position der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 gesteuert. Ein geförderter Volumenstrom der Axialkolbenmaschine 2 ist proportional zur Stellung der Schrägscheibe. Der durch die Feder 48 vorgespannte Verstellkolben 44 oder Gegenkolben wird ständig mit dem Ist-Ausgangsdruck oder Pumpendruck beaufschlagt. Bei nichtdrehender Axialkolbenmaschine 2 und drucklosem Verstellmechanismus 12 wird die Schrägscheibe durch die Feder 48 in einer Position um +100 Prozent gehalten. Bei angetriebener Axialkolbenmaschine 2 und stromlosem Aktor 16 des Pilotventils 14 schwenkt die Schrägscheibe auf einen Nullhubdruck, da der Stellkolben 36 mit Druckmittel der Druckleitung 24 beaufschlagt ist. Ein Gleichgewicht zwischen einem Ist-Ausgangsdruck am Stellkolben 36 und der Federkraft der Feder 48 stellt sich bei einem vorbestimmten Druck oder Druckbereich ein, beispielsweise zwischen 8 bis 12 bar. Dieser Nullhubbetrieb wird beispielsweise bei einer spannungslosen Elektronik oder Steuerung 20 eingenommen. Die Ansteuerung des Pilotventils 14 erfolgt über die Steuerung 20, bei der es sich beispielsweise um vorzugsweise eine digitale Elektronik, alternativ um eine analoge Elektronik, handelt. Die Steuerung 20 verarbeitet die benötigten Regelsignale, was untenstehend näher erläutert ist.When the pressure medium supply arrangement 1 is used, the position of the swash plate of the axial piston machine 2 is controlled via the pilot valve 14 and the actuating piston 36 . A volume flow delivered by the axial piston machine 2 is proportional to the position of the swash plate. The adjusting piston 44 or counter-piston, which is pretensioned by the spring 48, is constantly subjected to the actual outlet pressure or pump pressure. When the axial piston machine 2 is not rotating and the adjustment mechanism 12 is pressureless, the swash plate is held in a position around +100 percent by the spring 48 . When the axial piston machine 2 is driven and the actuator 16 of the pilot valve 14 is de-energized, the swash plate pivots to a zero stroke pressure, since the actuating piston 36 is acted upon by pressure medium from the pressure line 24 . Equilibrium between an actual outlet pressure at the actuating piston 36 and the spring force of the spring 48 occurs at a predetermined pressure or pressure range, for example between 8 and 12 bar. This zero stroke operation is assumed, for example, when the electronics or controller 20 are de-energized. The pilot valve 14 is controlled via the controller 20, which is, for example, preferably digital electronics, alternatively analog electronics. The controller 20 processes the required control signals, which is explained in more detail below.

2 zeigt schematisch eine Funktionsweise der Steuerung 20. Diese hat einen ersten Regelkreis 60 und einen zweiten Regelkreis 62. Der erste Regelkreis 60 weist einen Regler 64 für einen Schwenkwinkel der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 aus 1, einen Regler 66 für den Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine 2 und einen Regler 68 für ein Drehmoment der Axialkolbenmaschine 2 auf. Der Regler 64 hat als Eingangsgrößen ein Soll-Fördervolumen 70 und das Ist-Fördervolumen 40. Als Ausgangsgröße ist eine Stellgröße 72 vorgesehen. Der Regler 66 weist als Eingangsgrö-ßen einen Soll-Ausgangsdruck 74 und den Ist-Ausgangsdruck 52 auf. Als Ausgangsgröße ist eine Stellgröße 75 vorgesehen. Der Regler 68 weist als Eingangsgrößen eine Ist-Drehmoment 76 oder ein Soll-Drehmoment auf. Als weitere Eingangsgröße ist das Ist-Drehmoment vorgesehen, das wiederum beispielsweise anhand eines Kennfelds über die Ist-Drehzahl 8 ermittelbar ist. Als Ausgangsgröße für den Regler 68 ist eine Stellgröße 78 vorgesehen. Bei dem jeweiligen Regler 64 bis 68 werden die Eingangsgrößen jeweils einem Regelglied in Form eines PID-Reglers zugeführt. 2 shows a schematic of how the controller 20 works. It has a first control circuit 60 and a second control circuit 62. The first control circuit 60 has a controller 64 for a pivoting angle of the swash plate of the axial piston machine 2 1 , a regulator 66 for the outlet pressure of the axial piston machine 2 and a regulator 68 for a torque of the axial piston machine 2 . The controller 64 has a setpoint delivery volume 70 and the actual delivery volume 40 as input variables. A manipulated variable 72 is provided as the output variable. The regulator 66 has a setpoint outlet pressure 74 and the actual outlet pressure 52 as input variables. A manipulated variable 75 is provided as the output variable. The controller 68 has an actual torque 76 or a setpoint torque as input variables. The actual torque is provided as a further input variable, which in turn can be determined, for example, using a characteristic diagram via the actual speed 8 . A manipulated variable 78 is provided as the output variable for the controller 68 . In the case of the respective controller 64 to 68, the input variables are each supplied to a control element in the form of a PID controller.

Die Stellgrößen 72, 75 und 78 werden einem Minimalwertbildner 80 zugeführt. Dieser sorgt dafür, dass automatisch nur der dem gewünschten Arbeitspunkt zugeordnete Regler 72, 75 oder 78 aktiv ist. Hierbei wird dann entweder der Ausgangsdruck, das Drehmoment oder das Fördervolumen exakt ausgeregelt, wobei die jeweils beiden anderen Größen unterhalb eines vorgegebenen Sollwertes liegen. Ein Ausgangssignal des Minimalwertbildners 80 ist dann ein Sollwert in Form einer Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit 82. Diese ist dann eine Eingangsgröße für den zweiten unterlagerten Regelkreis 62. Eine weitere Eingangsgröße des zweiten Regelkreises 62 ist die Ableitung des Ist-Fördervolumens 40, womit es sich dann um eine Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit 84 handelt. Die Eingangsgrößen 82 und 84 für den zweiten Regelkreis 62 werden dann einem Regelglied in Form eines PID-Glieds 86 zugeführt. Dieses gibt dann die Stellgröße 18 für das Pilotventil 14 aus 1 aus.
Des Weiteren ist in 2 in Mengenvorgabe-Regler 88 dargestellt. Dieser ist dem ersten Regelkreis 60 vorgeschaltet. Mit dem Mengenvorgabe-Regler 88 kann eine Mengenvorgabe im Stand-by-Betrieb der Hydromaschine 2 eingestellt oder geregelt werden. Als Eingangsgröße weist dieser den höchsten Ist-Lastdruck 56, eine Temperatur 90 des Öls der Druckmittelversorgungsanordnung 1 aus 1 und ein Signal 92 eines Eingabemittels, wie beispielsweise ein HMI, insbesondere einen Joystick, auf. Als weitere Eingangsgröße kann die Drehzahl oder Ist-Drehzahl 94 der Hydromaschine 2 vorgesehen sein. Außerdem können als Eingangsgröße eine oder mehrere Randbedingungen und/oder ein Komponentenschutz und/oder ein Mindestdruck und/oder eine Temperaturgrenze oder Temperaturgrenzen vorgesehen sein, was mit dem Bezugszeichen 96 vereinfacht gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass zumindest eine oder mehrere der genannten Eingangsgrößen verwendet werden kann, insbesondere die Temperatur. Aus der Eingangsgröße oder den Eingangsgrößen ermittelt der Mengenvorgabe-Regler 88 dann das Soll-Fördervolumen 70 für den Stand-by-Betrieb der Hydromaschine 2 aus 1. Vorzugsweise wird außerhalb des Stand-by-Betriebs die Regelung ohne den Mengenvorgabe-Regler ausgeführt, beispielsweise in der dargestellten Weise oder alternativ kann eine einfache Druckregelung erfolgen.The manipulated variables 72, 75 and 78 are supplied to a minimum value generator 80. This ensures that only the controller 72, 75 or 78 assigned to the desired operating point is automatically active. In this case, either the output pressure, the torque or the delivery volume is then precisely adjusted, with the other two variables being below a specified setpoint. An output signal of the minimum value generator 80 is then a setpoint in the form of a delivery volume adjustment speed or setpoint delivery volume adjustment speed 82. This is then an input variable for the second subordinate control circuit 62. Another input variable of the second control circuit 62 is the derivation of the actual delivery volume 40 , which is then an actual delivery volume adjustment speed 84 . The input variables 82 and 84 for the second control circuit 62 are then fed to a control element in the form of a PID element 86 . This then outputs the manipulated variable 18 for the pilot valve 14 1 out.
Furthermore, in 2 shown in rate setting controller 88. This is connected upstream of the first control loop 60 . A quantity specification in the stand-by mode of the hydraulic machine 2 can be set or regulated with the quantity specification controller 88 . This has the highest actual load pressure 56 and a temperature 90 of the oil in the pressure medium supply arrangement 1 as the input variable 1 and a signal 92 of an input means, such as an HMI, in particular a joystick. The rotational speed or actual rotational speed 94 of the hydraulic machine 2 can be provided as a further input variable. In addition, one or more boundary conditions and/or component protection and/or a minimum pressure and/or a temperature limit or temperature limits can be provided as an input variable, which is shown in simplified form with reference number 96 . It is pointed out that at least one or more of the input variables mentioned can be used, in particular the temperature. From the input variable or the input variables, the quantity specification controller 88 then determines the setpoint delivery volume 70 for the stand-by operation of the hydraulic machine 2 1 . Outside of the stand-by mode, the control is preferably carried out without the quantity specification controller, for example in the manner shown, or alternatively a simple pressure control can take place.

In einem Betriebsfall, bei dem im Stand-by-Betrieb ein Mindeststeuerdruck vorgesehen sein soll, ist denkbar, dass das Soll-Fördervolumen 70 vom Mengenvorgabe-Regler 88 dem PID-Glied 86 direkt zugeführt wird. In diesem Betriebsfall kann die Größe 82 des Minimalwertbildners 80 unberücksichtigt sein.In an operating case in which a minimum control pressure is to be provided in stand-by mode, it is conceivable that the target delivery volume 70 is supplied directly to the PID element 86 by the quantity specification controller 88 . In this operating case, the size 82 of the minimum value generator 80 can be disregarded.

Gemäß 3 ist eine weitere Steuerung 98 dargestellt. Diese hat den Mengenvorgabe-Regler 88 mit den Eingangsgrößen 56, 90 bis 96. Als Ausgangsgröße ist das Soll-Fördervolumen 70 und der Soll-Ausgangsdruck 74 vorgesehen. Der Soll-Ausgangsdruck 74 kann auch bei der Steuerung 20 aus 2 vom Mengenvorgabe-Regler 88 ausgegeben werden, was mit einer Strichlinie dargestellt ist.According to 3 another controller 98 is shown. This has the quantity specification controller 88 with the input variables 56, 90 to 96. The target delivery volume 70 and the target output pressure 74 are provided as output variables. The desired output pressure 74 can also be used with the controller 20 2 be output from rate command controller 88, shown with a dashed line.

Die Ausgabe erfolgt dabei vorzugsweise nur im Stand-by-Betrieb. Das Soll-Fördervolumen 70 wird einem Regler 100 und der Soll-Ausgangsdruck 74 einem Regler 102 zugeführt. Ausgangsgrößen der Regler 100 und 102 werden einem Minimalwertbildner 104 zugeführt. Die Ausgangsgröße des Minimalwertbildners 104 wiederum ist eine Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit 106, die einem Regler 108 zugeführt wird. Dieser ermittelt daraus eine Stellgröße 110. Denkbar wäre, dass der Mengenvorgaberegler 88 das Soll-Födervolumen 70 dem Regler 108 zumindest in einer bestimmten Betriebssituation direkt zuführt, wobei das Soll-Fördervolumen 70 vom Regler 108 priorisiert sein kann.The output is preferably only in stand-by mode. Target delivery volume 70 is supplied to a regulator 100 and target outlet pressure 74 to a regulator 102 . Output variables of controllers 100 and 102 are fed to a minimum value generator 104 . The output variable of the minimum value generator 104 is in turn a target delivery volume adjustment speed 106 which is fed to a controller 108 . From this, the latter determines a manipulated variable 110. It would be conceivable for the quantity specification controller 88 to supply the setpoint delivery volume 70 directly to the controller 108 at least in a specific operating situation, with the setpoint delivery volume 70 being able to be prioritized by the controller 108.

Gemäß 4 ist ein Raupenbagger gezeigt, der gemäß 5 eine Druckmittelversorgungsanordnung, s. 1, aufweist. Dieser hat eine Axialkolbenmaschine 2, die von der Antriebseinheit 4 in Form eines Dieselaggregats angetrieben ist. Über das Hauptsteuerventil 26 wird die Druckmittelversorgung zu Hydrozylindern 168 und 170, zur Hydromaschine 172, 174 zum Bewegen des Raupenbaggers und zu einem hydraulischen Hilfsbetrieb 176 gesteuert. Der Raupenbagger weist hierbei diverse Eingabemittel 178 für den Bediener auf, die an einem CAN-Bus 180 angeschlossen sind. Des Weiteren sind an den CAN-Bus 180 Drucksensoren 182, 184 angeschlossen. Diese greifen einen Ist-Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine 2 ab. Eingangsseitig der Hydrozylinder 168, 170 ist jeweils ein Sicherheitsventil vorgesehen, welches bei einem Bruch einer Zulaufleitung die Hydrozylinder 168, 170 absichert. Über die Steuerung 20 werden, wie obenstehend erläutert, erforderliche Eingangsgrößen erfasst und insbesondere das Pilotventil 14 gesteuert. Außerdem wird das Hauptsteuerventil 26 in Abhängigkeit der über den CAN-Bus 180 erfassten Signale der Eingabemittel 178 gesteuert.According to 4 a crawler excavator is shown according to 5 a pressure medium supply arrangement, s. 1 , having. This has an axial piston machine 2, which is driven by the drive unit 4 in the form of a diesel engine. The pressure medium supply to hydraulic cylinders 168 and 170, to the hydraulic machine 172, 174 for moving the crawler excavator and to a hydraulic auxiliary operation 176 is controlled via the main control valve 26. In this case, the crawler excavator has various input means 178 for the operator, which are connected to a CAN bus 180 . Furthermore, pressure sensors 182 , 184 are connected to the CAN bus 180 . These pick up an actual output pressure of the axial piston machine 2 . A safety valve is provided on the input side of each of the hydraulic cylinders 168, 170, which protects the hydraulic cylinders 168, 170 in the event of a rupture of an inlet line. As explained above, required input variables are detected and, in particular, pilot valve 14 is controlled via controller 20 . In addition, the main control valve 26 is controlled as a function of the signals from the input means 178 detected via the CAN bus 180 .

Claims (11)

Hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung (1) mit einer Hydromaschine (2), mit einem Verstellmechanismus (12), der ein elektrisch proportional ansteuerbares Pilotventil (14) aufweist, wobei über das Pilotventil (14) der Verstellmechanismus (12) steuerbar ist, und mit einer elektronischen Steuerung (20, 98), die als Eingangsgröße einen Soll-Ausgangsdruck (74) der Hydromaschine (2) aufweist und die als Ausgangsgröße eine Stellgröße (18) für das Pilotventil (14) aufweist, wobei die Hydromaschine (2) in einem Stand-by-Betrieb oder in einem Sonder-Betrieb betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (20, 98), derart eingerichtet ist, die Stellgröße (18) im Stand-by-Betrieb oder im Sonder-Betrieb auf Basis einer Mengenvorgabe zu steuern.Hydraulic pressure medium supply arrangement (1) with a hydraulic machine (2), with an adjustment mechanism (12) which has an electrically proportionally controllable pilot valve (14), the adjustment mechanism (12) being controllable via the pilot valve (14), and with an electronic controller (20, 98), which has a target output pressure (74) of the hydraulic machine (2) as an input variable and which has a manipulated variable (18) for the pilot valve (14) as an output variable, the hydraulic machine (2) in a stand-by operation or in a special mode, characterized in that the control (20, 98) is set up in such a way that the manipulated variable (18) is controlled in stand-by mode or in special mode on the basis of a quantity specification. Druckmittelsteuerungsanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Mengenvorgabe-Regler (88) vorgesehen ist, der die Mengenvorgabe in Abhängigkeit von einer Temperatur (90) des Öls der Druckmittelversorgungsanordnung (1) für die Steuerung (20, 98) ermittelt.Pressure medium control arrangement claim 1 , A quantity specification controller (88) being provided, which determines the quantity specification as a function of a temperature (90) of the oil in the pressure medium supply arrangement (1) for the controller (20, 98). Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der oder ein Mengenvorgabe-Regler (88) die Mengenvorgabe derart einstellt, dass die Temperatur des Öls zum Aufwärmen der Druckmittelversorgungsanordnung (1) steigt.Pressure medium supply arrangement claim 1 or 2 , wherein the or a quantity default controller (88) adjusts the quantity default such that the temperature of the oil for heating the pressure medium supply arrangement (1) increases. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mengenvorgabe in dem oder einem Mengenvorgabe-Regler (88) in Abhängigkeit von einem Load-Sensing-Druck (56) zumindest eines Verbrauchers (26) der Druckmittelversorgungsanordnung (1) und/oder in Abhängigkeit von einer über Eingabemittel eingegebene Eingangsgröße (96) und/oder in Abhängigkeit von einer Ist-Drehzahl (94) der Hydromaschine (2) und/oder in Abhängigkeit von einer Randbedingung (96) und/oder in Abhängigkeit von einem Komponentenschutz (96) und/oder in Abhängigkeit von einem Mindestdruck ermittelt ist.Pressure medium supply arrangement according to one of the preceding claims, wherein the quantity specification in the or one quantity specification controller (88) as a function of a load-sensing pressure (56) of at least one consumer (26) of the pressure medium supply arrangement (1) and/or as a function of one Input variable (96) entered via input means and/or as a function of an actual speed (94) of the hydraulic machine (2) and/or as a function of a Boundary condition (96) and/or as a function of a component protection (96) and/or as a function of a minimum pressure is determined. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Mengenvorgabe-Regler (88) die Mengenvorgabe derart einstellt, dass eine Temperaturobergrenze der Temperatur des Öls nicht überschritten und/oder eine Temperaturuntergrenze der Temperatur des Öls nicht unterschritten ist.Pressure medium supply arrangement according to one of claims 2 until 4 , wherein the quantity specification controller (88) sets the quantity specification such that an upper temperature limit of the temperature of the oil is not exceeded and/or a temperature lower limit of the temperature of the oil is not fallen below. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (20) derart ausgebildet ist, dass im Normalbetrieb und/oder beim Antreiben von Verbrauchern die Hydromaschine (2) auf Basis einer Druckvorgabe gesteuert ist.Pressure medium supply arrangement according to one of the preceding claims, wherein the control (20) is designed such that in normal operation and / or when driving consumers, the hydraulic machine (2) is controlled on the basis of a pressure specification. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Mengenvorgabe-Regler (88) derart eingerichtet ist, dass nach erreichen oder überschreiten einer Soll-Temperatur des Öls die Mengenvorgabe auf einen angepassten Sollwert, insbesondere Minimalwert, geregelt ist.Pressure medium supply arrangement according to one of claims 2 until 6 , wherein the quantity specification controller (88) is set up in such a way that after a desired temperature of the oil has been reached or exceeded, the quantity specification is regulated to an adjusted desired value, in particular a minimum value. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 7, wobei der Sollwert derart gewählt ist, dass ein Mindeststeuerdruck vorhanden ist, um die Hydromaschine (2) steuerungsfähig zu halten.Pressure medium supply arrangement claim 7 , wherein the desired value is selected such that a minimum control pressure is present in order to keep the hydraulic machine (2) controllable. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (20, 98) derart eingerichtet ist, die Mengensteuerung unter Einbeziehung eines Druckreglers zum Aufrechterhalten eines Mindestdrucks zur Erhaltung der Steuerfähigkeit der Hydromaschine (2) auszuführen.Pressure medium supply arrangement according to one of the preceding claims, wherein the controller (20, 98) is set up in such a way that the quantity control is carried out including a pressure regulator to maintain a minimum pressure to maintain the controllability of the hydraulic machine (2). Mobile Arbeitsmaschine mit einer Druckmittelversorgungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Mobile work machine with a pressure medium supply arrangement according to one of the preceding claims. Verfahren mit der Druckmittelversorgungsanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.Method with the pressure medium supply arrangement (1) according to one of Claims 1 until 9 .
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