DE102022209605B4

DE102022209605B4 - Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs, einen hydraulischen Antrieb und eine hydraulisch angetriebene Vorrichtung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102022209605B4
Application number: DE102022209605.3A
Authority: DE
Inventors: Henning Noack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2042-09-15
Also published as: US20240084828A1; DE102022209605A1; CN117703848A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs (4) für einen im Betrieb wechselweise in entgegengesetzte Richtungen druckbeaufschlagten hydraulischen Verbraucher (22), wobei der hydraulische Antrieb eine durch eine elektrische Maschine (12) angetriebene Hydraulikmaschine (10) mit verstellbarer Verdrängung aufweist, die null-durchstellbar ist, wobei eine Drehzahl der Hydraulikmaschine durch Ansteuern der elektrischen Maschine einstellbar ist; wobei die Verdrängung (32) verstellt wird, so dass abwechselnd Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzte Förderrichtungen entsprechend einer zyklisch variierenden Volumenstromvorgabe durch die Hydraulikmaschine gefördert wird, wobei beim Wechseln der Förderrichtung jeweils eine Richtungsumkehr durchgeführt wird; wobei nach einer jeweiligen Richtungsumkehr (110) in einer ersten Änderungs-Zeitspanne (62) die Drehzahl ausgehend von einer am Ende der Richtungsumkehr eingestellten ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl erhöht wird (120), und in einer nach der ersten Änderungs-Zeitspanne gelegenen zweiten Änderungs-Zeitspanne (64) die Drehzahl verringert wird bis die erste Drehzahl erreicht ist (130); wobei die Verdrängung in der ersten und der zweiten Änderungs-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs für einen im Betrieb wechselweise in entgegengesetzte Richtungen druckbeaufschlagten hydraulischen Verbraucher, einen hydraulischen Antrieb und eine hydraulisch angetriebene Vorrichtung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.
Hintergrund der Erfindung
Maschinen, in den ein Element abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen bewegt wird, können hydraulisch angetrieben sein. Z.B. kann bei Kolbenkompressoren, die zur Verdichtung von Gasen verwendet werden, ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder mit zwei Kammern vorgesehenen sein, die mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, so dass ein zwischen den beiden Kammern gelegener Kolben abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen bewegt wird. Die Kammern können mit einem hydraulischen Antrieb verbunden sein, der eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe aufweist und der eingerichtet ist bzw. ansteuerbar ist, Hydraulikflüssigkeit zwischen den Kammern bzw. zwischen mit den Kammern verbundenen Anschlüssen hin und her zu pumpen.
Die EP 2 998 579 B1 offenbart einen Ultrahochdruckgenerator mit einem doppelt wirkenden Druckübersetzer.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs, ein hydraulischer Antrieb und eine hydraulisch angetriebene Vorrichtung sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, in einem hydraulischen Antrieb für einen bzw. eines im Betrieb wechselweise in entgegengesetzte Richtungen druckbeaufschlagten hydraulischen Verbraucher bzw. Verbrauchers, der (d.h. der hydraulischer Antrieb) eine durch eine elektrische Maschine angetriebene Hydraulikmaschine mit verstellbarer Verdrängung aufweist, wobei die Verdrängung verstellt wird (d.h. durch null hindurch verstellt wird), so dass abwechselnd Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzte Förderrichtungen entsprechend einer zyklisch variierenden Volumenstromvorgabe durch die Hydraulikmaschine gefördert wird, nach (wenigstens) einer jeweiligen Richtungsumkehr der Förderrichtung in einer ersten Änderungs-Zeitspanne die Drehzahl ausgehend von einer ersten Drehzahl (die insbesondere am Ende der Richtungsumkehr eingestellt ist) auf eine zweite Drehzahl zu erhöhen, und in einer nach der ersten Änderungs-Zeitspanne gelegenen zweiten Änderungs-Zeitspanne die Drehzahl zu verringern bis die erste Drehzahl erreicht ist. Die Verdrängung in der ersten und der zweiten Änderungs-Zeitspanne wird abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen. Durch diese Maßnahme wird zunächst hydraulische Energie in kinetische Energie gewandelt und nachfolgend wieder in hydraulische Energie gewandelt. Diese Zwischenspeicherung in Form in kinetischer Energie ist vorteilhaft, da so auf Elemente, die die Energie in Wärme wandeln (z.B. Widerstände oder Drosselventile) oder Elemente, die elektrische Energie zwischenspeichern (z.B. Kondensatoren), weitgehend verzichtet werden kann. Insbesondere werden Wärmeerzeugung und Wandlungsverluste mechanischer in elektrische Energie vermieden.
Die Volumenstromvorgabe kann durch vorzeichenbehaftete Werte bzw. als vorzeichenbehaftete Funktion der Zeit gegeben sein, wobei unterschiedliche Vorzeichen den beiden unterschiedlichen Förderrichtungen der Hydraulikmaschine entsprechen. Entsprechend kann die Verdrängung (d.h. das von der Hydraulikmaschine je Umdrehung geförderte Volumen) ebenfalls als vorzeichenbehafteter Wert angesehen werden. Die Volumenstromvorgabe ist zeitabhängig und kann sich während des ersten und/oder des zweiten Zeitraums ändern. Dass der Volumenstromvorgabe entsprochen wird, soll heißen, dass bei zu einem jeweiligen Zeitpunkt angesteuerter Drehzahl die Verdrängung so verstellt wird, dass der daraus resultierende Volumenstrom der Volumenstromvorgabe zum jeweiligen Zeitpunkt gleicht.
Dass die Volumenstromvorgabe zyklisch variiert soll heißen, dass die Volumenstromvorgabe als Funktion der Zeit eine periodische Funktion ist, die entsprechend der Umkehr der Förderrichtung zwischen positiven und negativen Werten variiert. Ein Zyklus wird durch eine Periode der als Funktion der Zeit aufgefassten Volumenstromvorgabe gebildet; und ein Halbzyklus entsprechend durch eine halbe Periode.
Die Drehzahl wird als positive Größe angesehen, d.h. die zweite Drehzahl ist größer als die erste Drehzahl. Die erste und die zweite Drehzahl sind insbesondere vorbestimmt.
Die Begriffe Drehzahl, Verdrängung und Volumenstromvorgabe beziehen sich insbesondere auf die Drehzahl, Verdrängung und Volumenstromvorgabe, die zu einem Zeitpunkt angesteuert bzw. gewünscht werden. Die tatsächliche vorliegende Drehzahl, Verdrängung bzw. der tatsächlich vorliegende Volumenstrom zum jeweiligen Zeitpunkt kann davon abweichen, z.B. aufgrund einer Verzögerung bei der Einstellung, Ansteuerung oder Regelung.
Wenn nachfolgend davon spezifiziert wird, dass eine Zeitspanne „vor“ oder „nach“ einer anderen Zeitspanne gelegen ist, ist dies als „zeitlich vor“ bzw. „zeitlich nach“ zu verstehen.
In einer Ausgestaltung bleibt in einer nach der ersten Änderungs-Zeitspanne und vor der zweiten Änderungs-Zeitspanne gelegenen ersten Halte-Zeitspanne, die Drehzahl unverändert (d.h. die Drehzahl wird nicht verstellt), wobei die Verdrängung in der ersten Halte-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen. Indem die Drehzahl länger auf der höheren zweiten Drehzahl gehalten wird, kann einer höheren Volumenstromvorgabe entsprochen werden (da die Verdrängung nicht beliebig erhöht werden kann, sondern durch den Aufbau der Hydraulikmaschine begrenzt ist). Dadurch wird eine Optimierung der Zykluszeit, z.B. eine möglichst kurze Zykluszeit, ermöglicht. Die gesamte Zeitspanne zwischen einer Richtungsumkehr und der darauffolgenden Richtungsumkehr kann durch die erste Änderungs-Zeitspanne, die erste Halte-Zeitspanne und die zweite Änderungs-Zeitspanne gebildet sein. Es ist auch denkbar, dass keine erste Halte-Zeitspanne vorhanden ist, wobei dann insbesondere die zweite Änderungs-Zeitspanne unmittelbar auf die erste Änderungs-Zeitspanne folgt.
In einer Ausgestaltung bleibt in einer nach der zweiten Änderungs-Zeitspanne gelegenen zweiten Halte-Zeitspanne, die Drehzahl unverändert, wobei die Verdrängung in der zweiten Halte-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen. Die gesamte Zeitspanne zwischen einer Richtungsumkehr und der darauffolgenden Richtungsumkehr kann durch die erste Änderungs-Zeitspanne, zweite Änderungs-Zeitspanne und die zweite Halte-Zeitspanne gebildet sein. Es ist auch denkbar, dass keine zweite Halte-Zeitspanne vorhanden ist, wobei dann insbesondere die Richtungsumkehr unmittelbar auf die zweite Änderungs-Zeitspanne folgt.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich die jeweilige Richtungsumkehr über eine Umkehr-Zeitspanne, wobei während der Umkehr-Zeitspanne ein Vorzeichenwechsel der Verdrängung erfolgt, wobei die Verdrängung in der Umkehr-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen, wobei insbesondere die Drehzahl während der Umkehr-Zeitspanne unverändert bleibt. Die Umkehr-Zeitspanne kann unmittelbar auf die zweite Änderungs-Zeitspanne oder die erste Halte-Zeitspanne folgen. Die erste Änderungs-Zeitspanne kann unmittelbar auf die Umkehr-Zeitspanne folgen.
In einer Ausgestaltung sind die zeitlichen Längen der ersten Änderungs-Zeitspanne und der zweiten Änderungs-Zeitspanne vorbestimmt. Weiter können gegebenenfalls die zeitliche Länge der ersten Halte-Zeitspanne und/oder gegebenenfalls die zeitliche Länge der zweiten Halte-Zeitspanne und/oder gegebenenfalls die zeitliche Länge der Umkehr-Zeitspanne vorbestimmt sein. Der zeitliche Ablauf des Verfahrens ist somit weitgehend festgelegt, so dass der Zyklenablauf entsprechend gesteuert werden kann. Zyklenablauf bezeichnet die wechselseitige Abfolge der Förderung von Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzte Richtungen.
In einer Ausgestaltung wird wenigstens ein Umkehrsignal basierend auf Signalen wenigstens eines am hydraulischen Verbraucher angeordneten Positionssensors und/oder Endlagensensors bestimmt bzw. erfasst, wobei die jeweilige Richtungsumkehr in Reaktion auf das wenigstens eine Umkehrsignal durchgeführt wird. Dadurch wird eine automatische Steuerung des Zyklenablaufs, ohne Festlegung zumindest einiger der zeitlichen Längen der Zeitspannen (z.B. der dritten Zeitspanne), erreicht. Entsprechend wird eine automatische Anpassung an Änderungen der Betriebsverhältnisse erreicht.
In einer Ausgestaltung werden in (bzw. während) der ersten und der zweiten Änderungs-Zeitspanne und/oder der ersten und der zweiten Halte-Zeitspanne und/oder der Umkehr-Zeitspanne die Verdrängung so verstellt, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt. Die Gleichheit von Volumenstromvorgabe und Produkt aus Verdrängung und Drehzahl soll für alle Zeitpunkte in der jeweiligen Zeitspanne gelten; auch, wenn die Volumenstromvorgabe während der jeweiligen Zeitspanne variiert. Insbesondere wird die Verdrängung in bzw. während aller Zeitspannen (erste und zweite Änderungs-Zeitspanne, erste und zweite Halte-Zeitspanne und Umkehr-Zeitspanne) so verstellt, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt.
Weitergehend, wenn im Zyklusablauf wenigstens eine zusätzliche Zeitspanne enthalten ist, die nicht zu den genannten Zeitspannen (erste, zweite Änderungs-Zeitspanne, erste, zweite Halte-Zeitspanne, Umkehr-Zeitspanne) gehört, kann auch in bzw. während dieser wenigstens einen zusätzlichen Zeitspanne die Verdrängung so verstellt werden, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die genannten Zeitspannen (erste, zweite Änderungs-Zeitspanne, erste, zweite Halte-Zeitspanne, Umkehr-Zeitspanne) die gesamte Zeitspanne eines Halbzyklus überdecken, bzw., anders formuliert, dass keine zusätzliche Zeitspanne außer den genannten Zeitspannen vorhanden ist.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines hydraulischen Antriebs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Ein erfindungsgemäßer hydraulischer Antrieb, z.B. einer Verdichtungseinrichtung für Gase, weist eine elektrische Maschine, eine durch die elektrische Maschine angetriebene Hydraulikmaschine mit verstellbarer Verdrängung aufweist, die null-durchstellbar ist, wobei eine Drehzahl der Hydraulikmaschine durch Ansteuern der elektrischen Maschine einstellbar ist, und eine erfindungsgemäße Recheneinheit auf.
Eine erfindungsgemäße hydraulisch angetriebene Vorrichtung, insbesondere Verdichtungseinrichtung, weist einen hydraulischen Verbraucher und einen erfindungsgemäßen hydraulischen Antrieb auf.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Der Begriff „Leitung“ (bzw. gleichbedeutend hydraulische Leitung oder Hydraulikleitung) soll allgemein eine Leitung, einen Durchgang oder Ähnliches mit wenigstens zwei Öffnungen (hydraulischer Eingang, Ausgang, Anschluss, oder Ähnliches), durch die Hydraulikflüssigkeit in die Leitung hineinströmen bzw. aus der Leitung herausströmen kann, bezeichnen. In einer Leitung kann (wenigstens) ein aktives oder passives hydraulisches Steuerelement (z.B. Ventil) vorgesehen sein, das den Strom an Hydraulikflüssigkeit zwischen den Öffnungen beeinflusst. D.h. eine Leitung kann mehrere Leitungssegmente umfassen, wobei zwischen zwei Leitungssegmenten ein hydraulisches Element vorgesehen ist. Zur sprachlichen Vereinfachung wird die Formulierung, dass in der Leitung hydraulisches Element (Ventil) vorgesehen ist, verwendet.
Der Ausdruck „hydraulische Verbindung“ bzw. „hydraulisch verbunden“ soll allgemein heißen, dass zwischen Elementen, die durch eine hydraulische Verbindung verbunden sind (hydraulisch verbunden sind) ein Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit erfolgen kann, wobei auch hier in der hydraulischen Verbindung ein hydraulisches Steuerelement (z.B. Ventil) vorgesehen sein kann, um den Volumenstrom zu steuern. Hydraulisch verbundene Elemente sind also durch eine Leitung (im vorstehenden Sinn) verbunden.
Figurenbeschreibung

1 zeigt eine beispielhafte Verdichtungseinrichtung mit einem hydraulischen Antrieb, der als Antrieb eines Kolbenkompressors verwendet wird.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs.
3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Schwenkwinkels und der Drehzahl über mehrere Betriebszyklen, wie er sich beispielsweise entsprechend dem Verfahren nach 2 ergibt.
4 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Volumenstroms der Hydraulikmaschine über mehrere Betriebszyklen am Beispiel der Verdichtungseinrichtung der 1.
5 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Zwischenkreisspannung über mehrere Betriebszyklen am Beispiel der Verdichtungseinrichtung der 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Verdichtungseinrichtung 2 (etwa für Gase) mit einem hydraulischen Antrieb 4, der als hydraulischer Antrieb eines Kolbenkompressors 6 verwendet wird. Es ist lediglich der prinzipielle Aufbau der Verdichtungseinrichtung dargestellt. Die Verdichtungseinrichtung kann als Beispiel für eine hydraulisch angetriebene Vorrichtung angesehen werden, wobei der hydraulische Antrieb bzw. dessen Steuerung selbstverständlich auch in anderen hydraulisch angetriebenen Vorrichtungen verwendet werden kann, soweit diese einen hydraulischen Verbraucher (Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor), der abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, wobei insbesondere ein geschlossener hydraulischer Kreis gebildet wird.
Der hydraulische Antrieb 4 (auch als Hydraulikaggregat bezeichnet) weist eine verstellbare, nulldurstellbare, Hydraulikmaschine 10 (hydraulische Maschine, d.h. eingerichtet, sowohl als Hydraulikpumpe als auch als Hydraulikmotor zu wirken) auf, die durch eine elektrische Maschine 12 (sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbar) angetrieben wird. Die elektrische Maschine kann als Teil des hydraulischen Antriebs angesehen werden. Die Hydraulikmaschine 10 ist mit der elektrischen Maschine 12 gekoppelt, z.B. über eine Welle und/oder ein Getriebe und/oder eine Kupplung. Die rotierenden Massen dieser Anordnung, der Hydraulikmaschine 10 samt der damit gekoppelten elektrischen Maschine 12 weisen ein Trägheitsmoment J auf, das in der Figur durch einen Kreis 20 symbolisiert ist. Der Kreis 20 soll lediglich das Trägheitsmoment symbolisieren und kein tatsächliches Bauelement darstellen. Das Trägheitsmoment J wird durch die Trägheitsmomente des Rotors der elektrischen Maschine, der Hydraulikmaschine und der diese verbindendenden Welle und/oder des Getriebes und/oder der Kupplung gebildet. Bei Rotation mit einer Winkelgeschwindigkeit ω beträgt die kinetische Energie E dieser rotierenden Massen $E = \frac{1}{2} \cdot J \cdot ω^{2} .$
Hier wird davon ausgegangen, dass die Hydraulikmaschine und die elektrische Maschine die gleiche Drehzahl aufweisen (im Falle eines Getriebes mit einer von eins verschiedenen Übersetzung sind die unterschiedlichen Drehzahlen entsprechend zu berücksichtigen). Das Trägheitsmoment J kann durch Anbringen einer zusätzlichen Schwungmasse erhöht werden.
Ein erster Arbeitsausgang 14A der Hydraulikmaschine 10 ist über eine hydraulische erste Leitung 16A mit einem hydraulischen ersten Antriebsausgang 18A des hydraulischen Antriebs 4 verbunden (diese Seite wird auch als A-Seite bezeichnet). Ein zweiter Arbeitsausgang 14B der Hydraulikmaschine 10 ist über eine hydraulische zweite Leitung 16B mit einem hydraulischen zweiten Antriebsausgang 18B des hydraulischen Antriebs 4 verbunden (diese Seite wird auch als B-Seite bezeichnet). Die Hydraulikmaschine 10 kann beispielsweise eine Axialkolbenmaschine mit verstellbarem Schwenkwinkel bzw. verstellbarer Verdrängung (d.h. das je Umdrehung geförderte Volumen an Hydraulikflüssigkeit) sein. Der Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung kann durch null durchgestellt werden, d.h. die Richtung des Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit (typischerweise ein Hydrauliköl) durch die Hydraulikmaschine kann verändert werden (bei unveränderter Drehrichtung einer Antriebwelle der Hydraulikmaschine bzw. der elektrischen Maschine), wobei unterschiedliche Vorzeichen des Schwenkwinkels bzw. der Verdrängung unterschiedlichen Richtungen des Volumenstrom entsprechen. Der Volumenstrom erfolgt wahlweise (durch entsprechende Ansteuerung der Hydraulikmaschine) von der A-Seite zur B-Seite (z.B. einem positiven Vorzeichen des Schwenkwinkels bzw. der Verdrängung entsprechend) oder von der B-Seite zur A-Seite (z.B. einem negativen Vorzeichen des Schwenkwinkels bzw. der Verdrängung entsprechend). Der Druck der Hydraulikflüssigkeit in der ersten Leitung 16A wird auch als A-Druck bezeichnet, der Druck der Hydraulikflüssigkeit in der zweiten Leitung 16B wird auch als B-Druck bezeichnet.
Der hydraulische Antrieb 4 dient dazu, bei Betrieb einen hydraulischen Verbraucher (z.B. wie dargestellt einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 22) wechselweise in entgegengesetzte Richtungen mit Druck zu beaufschlagen, d.h. Hydraulikflüssigkeit soll wechselweise über den ersten Antriebsausgang 18A bzw. die erste Leitung 16A zu einer ersten Seite (A-Seite) des Verbrauchers gepumpt werden, bei gleichzeitigem Ableiten von Hydraulikflüssigkeit von einer zweiten Seite (B-Seite) des Verbrauchers über den zweiten Antriebsausgang 18B bzw. die zweite Leitung 16B, und über den zweiten Antriebsausgang 18B bzw. die zweite Leitung 16B zu der zweiten Seite (B-Seite) des Verbrauchers gepumpt werden, bei gleichzeitigem Ableiten von Hydraulikflüssigkeit von der ersten Seite (A-Seite) des Verbrauchers über den ersten Antriebsausgang 18a bzw. die erste Leitung 16A. Dazu wird insbesondere der Schwenkwinkel bzw. das Verdrängungsvolumen der Hydraulikmaschine 10 wechselweise durch null hindurch verstellt. Die A-Seite und die B-Seite sind entsprechend wechselweise eine Niederdruckseite und eine Hochdruckseite.
Es ist weiterhin eine elektronische Steuerung 8 (Recheneinheit) dargestellt, die insbesondere wie dargestellt in der hydraulische Antrieb 4 eingeschlossen sein kann oder z.B. auch Teil einer Steuerung der Verdichtungseinrichtung 2 sein kann. Die Steuerung 8 ist dazu eingerichtet, den hydraulischen Antrieb 4 zu steuern, d.h. insbesondere Steuersignale für die Elemente (z.B. Hydraulikmaschine 10, elektrische Maschine 12) zu erzeugen.
Die elektronische Steuerung 8 kann dazu eingerichtet sein, Eingangsgrößen zu empfangen, basierend auf denen Ausgangsgrößen (z.B. einige der Steuersignale) bestimmt werden. Eingangsgrößen sind allgemein Größen (Messwerte oder Ähnliches) die den Zustand des hydraulischen Antriebs 4 und/oder eines hydraulischen Verbrauchers, der an die Antriebsausgänge 18A, 18B angeschlossen ist, beschreiben. Ersteres kann z.B. eines oder mehreres sein von: Drehzahl und/oder Schwenkwinkel der Hydraulikmaschine, Zyklenverlauf. Letzteres können z.B. Signale eines Positionssensors (z.B. Wegsensor) und/oder Lagensensors (z.B. Endlagensensor) des Verbrauchers (z.B. Hydraulikzylinder) sein. Dazu kann in der Steuerung ein entsprechendes Computerprogramm vorgesehen sein, das insbesondere Steuersignale für die Hydraulikmaschine, um den Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung einzustellen, und die elektrische Maschine bzw. deren Inverter, um die Drehzahl der elektrischen Maschine und damit auch der Hydraulikmaschine einzustellen, bestimmen kann. Das Computerprogramm implementiert bei Ausführung durch einen Prozessor der Recheneinheit insbesondere ein Verfahren zur Steuerung des hydraulischen Antriebs gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Neben den dargestellten Elementen kann der hydraulische Antrieb 4 weitere, nicht dargestellte Elemente einschließen. Beispielsweise können Druckbegrenzungsventile zwischen der ersten und der zweiten Leitung vorgesehen sein. Etwa zwei, in entgegenseitige Richtung wirkende Druckbegrenzungsventile, so dass, wenn der Druck der Hochdruckseite eine Druckschwelle (am jeweiligen Druckbegrenzungsventil eingestellt) überschreitet, ein Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite ermöglicht wird. Auch kann beispielsweise eine Spüleinrichtung vorgesehen sein, die mittels einer Ausspeiseeinrichtung Hydraulikflüssigkeit aus der ersten bzw. zweiten Leitung ableitet und mittels einer Einspeiseeinrichtung in diese zurückleitet. Durch eine Spüleinrichtung wird insbesondere eine Filterung und Kühlung der Hydraulikflüssigkeit ermöglicht, z.B. mittels in der Spüleinrichtung vorgesehener Filter- und Kühleinrichtungen. Ebenso kann ein Einspeisedruck der Spüleinrichtung so gewählt werden, dass an der Hydraulikmaschine ein korrektes Saugverhältnis vorliegt (die Spüleinrichtung kann einen Tank aufweisen).
Der Kolbenkompressor 6 (dessen Aufbau und Funktion dem Fachmann an sich bekannt ist) weist einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 22 mit zwei Kammern 26A, 26B auf, wobei eine erste Kammer 26A mit dem ersten Antriebsausgang 18A des hydraulischen Antriebs 4 hydraulisch verbunden ist und eine zweite Kammer 26B mit dem zweiten Antriebsausgang 18B des hydraulischen Antriebs 4 hydraulisch verbunden ist. Der doppeltwirkende Hydraulikzylinder 22 kann als hydraulischer Verbraucher, der vom hydraulischen Antrieb 4 mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit versorgt wird, angesehen werden. Der Kolben des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 22 ist über Stangen mit Kolben bzw. Verdichtungskolben von zwei Verdichtungszylindern 24 gekoppelt, um diese zu bewegen. Bei Betrieb wird durch jeden der Verdichtungszylinder 24 über entsprechend angeordnete Rückschlagventile wechselweise ein zu verdichtendes Gas angesaugt, verdichtet und das verdichtete Gas über eine Ausgangleitung ausgestoßen (durch Pfeile symbolisiert).
Am doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 22 können zwei oder mehr Endlagenschalter bzw. Endlagensensoren 28 vorgesehen sein, die eingerichtet sind, zu erkennen bzw. zu erfassen, ob der Kolben des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 22 wenigstens eine vorbestimmte Position erreicht hat. Wenn die wenigstens eine vorbestimmte Position erreicht ist, können die Endlagensensoren 28 ein entsprechendes Signal erzeugen, das insbesondere an die Steuerung 8 übermittelt wird. Die wenigstens eine vorbestimmte Position, die von den Endlagenschaltern erkannt wird, schließt beispielsweise an jedem Ende des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 22 eine Position zum Verzögern des Kolbens und eine Position zur Richtungsumkehr des Kolbens ein. Für jede Position kann ein gesonderter Endlagenschalter vorgesehen sein. Statt Endlagenschaltern kann auch ein Positionssensor am Hydraulikzylinder vorgesehen sein, der die Position des Kolbens erfasst, wobei die Funktionalität von Endlagenschaltern durch ein Computerprogrammmodul implementiert wird, das die vom Positionssensor erfasste Position auswertet. Ein solches Computerprogrammmodul kann etwa Teil des oben genannten Computerprogramms sein, das in der elektronischen Steuerung 8 ausgeführt wird.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs.
Es wird von einer Situation ausgegangen, in der ein Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit in eine Förderrichtung, d.h. zu einem der Antriebsausgänge des hydraulischen Zylinders bzw. in eine der Kammern des doppelwirkenden Hydraulikzylinders gefördert wird. Dabei wird die Hydraulikmaschine bzw. die elektrische Maschine entsprechend einer Drehzahl angesteuert und/oder geregelt. Die Hydraulikmaschine wird so angesteuert, dass deren Verdrängung (Schwenkwinkel) auf eine je nach Förderrichtung positive oder negative Verdrängung gestellt wird. Die Vorzeichen, d.h. „positiv“ und „negativ“, der Verdrängung beziehen sich hier auf die unterschiedlichen Förderrichtungen. Bei gegebener Drehzahl wird die Verdrängung so bestimmt, dass ein verbraucherseitig gewünschter (angeforderter) Volumenstrom (Volumenstromvorgabe) zwischen den Kammern des Hydraulikzylinders erreicht wird. Es wird davon ausgegangen, dass die Drehzahl der Hydraulikmaschine gleich der Drehzahl der elektrischen Maschine ist, der Volumenstrom ist entsprechend gleich dem Produkt aus Drehzahl und Verdrängung. Allgemeiner kann eine von eins verschiedene Übersetzung zwischen Hydraulikmaschine und elektrischer Maschine berücksichtigt werden. Die Drehzahl kann beispielsweise so gewählt werden, dass die elektrische Maschine bzw. deren Kombination mit der Hydraulikmaschine möglichst effizient betrieben wird.
In Schritt 100 wird eine Richtungsumkehr ausgelöst, d.h. eine Umkehr der Förderrichtung. Dies kann etwa in Reaktion auf wenigstens ein Signal (Umkehrsignal) von einem Endlagenschalter oder von einem entsprechendem Computerprogrammmodul erfolgen. Auch könnte die Umkehr in Reaktion auf den Ablauf einer Zeitspanne, etwa der zweiten Änderungszeitspanne oder der zweiten Haltezeitspanne, erfolgen, insbesondere, wenn der zyklische Ablauf zeitlich vorbestimmt ist.
In Schritt 110 wird eine Richtungsumkehr (z.B. während einer Umkehr-Zeitspanne) durchgeführt. Die Richtungsumkehr kann im Allgemeinen über einen gewissen Zeitraum, d.h. eine Umkehrzeitspanne erfolgen. Beispielsweise wird zunächst, etwa nach einem Signal (Umkehrsignal) eines Endlagensensors, der eine Position zu Verzögern erkennt, die Verdrängung auf ein betragsmäßig relativ geringes Niveau verringert und anschließend, etwa nach einem Signal (weiteres Umkehrsignal) eines Endlagensensors, der eine Position zur Richtungsumkehr erkennt, wird insbesondere die Verdrängung mit umgekehrtem Vorzeichen betragsmäßig erhöht. Bei gegebener eingestellter Drehzahl wird die Verdrängung während der Richtungsumkehr insbesondere so verstellt, dass die Volumenstromvorgabe während der Umkehr-Zeitspanne erfüllt wird. Die Drehzahl kann während der Richtungsumkehr, d.h. während der unverändert Umkehr-Zeitspanne bleiben.
Nach der Richtungsumkehr wird in Schritt 120 die Drehzahl erhöht (d.h. die elektrische Maschine wird entsprechend angesteuert). Die Erhöhung erfolgt von einer am Ende der Richtungsumkehr vorliegenden ersten Drehzahl zu einer zweiten Drehzahl, wobei insbesondere die zweite Drehzahl vorbestimmt sein kann. Gleichzeitig wird die Verdrängung so geändert (d.h. die Hydraulikmaschine wird entsprechend angesteuert bzw. verstellt), dass die Volumenstromvorgabe erfüllt bleibt. Diese beiden Änderungen erfolgen also insbesondere so, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt. Schritt 120 erfolgt über eine erste Änderungs-Zeitspanne, wobei die Erhöhung der Drehzahl über die erste Änderungs-Zeitspanne insbesondere monoton erfolgen kann. Unmittelbar nach der Richtungsumkehr ist der Druck auf der Seite, von der Hydraulikflüssigkeit wegbefördert wird, zunächst höher als auf der Seite, zu der Hydraulikflüssigkeit wegbefördert wird, so dass durch den Druckunterschied über die Hydraulikmaschine die Hydraulikmaschine als Hydraulikmotor wirkt, der ein Drehmoment erzeugt. Dieses Drehmoment wirkt beschleunigend auf die Drehzahl, so dass durch die Ansteuerung der elektrischen Maschine, die Drehzahl zu erhöhen, zumindest teilweise vermieden wird, dass die elektrische Maschine generatorisch wirkt und ein Gegen-Drehmoment aufbaut. Hydraulische Energie wird als kinetische Energie entsprechend dem Trägheitsmoment der rotierenden Massen zwischengespeichert. Durch die Drehzahl-Erhöhung in Schritt 110 (d.h. in der ersten Änderungs-Zeitspanne) wird die zweite Drehzahl erreicht, die beispielsweise basierend auf dem Aufbau des hydraulischen Antriebs und des hydraulischen Verbrauchers sowie entsprechenden Betriebsparametern (etwa Hydraulikdrücke) gewählt werden kann. Beispielsweise kann die zweite Drehzahl so gewählt werden, dass die entsprechende Verdrängung, die eingestellt wird, um die Volumenstromvorgabe zu erfüllen, betragsmäßig möglichst nahe bei der betragsmäßig maximal möglichen Verdrängung der Hydraulikmaschine liegt (etwa > 90 %). Ebenso kann die zeitliche Länge der ersten Änderungs-Zeitspanne basierend auf dem Aufbau des hydraulischen Antriebs und des hydraulischen Verbrauchers sowie entsprechenden Betriebsparametern gewählt oder bestimmt werden.
Im optional vorgesehenen Schritt 125 (der nach Schritt 120 erfolgt), der sich etwa über eine erste Halte-Zeitspanne erstreckt, wird die elektrische Maschine so angesteuert, dass die Drehzahl unverändert bleibt, d.h. die Drehzahl bleibt bei der zweiten Drehzahl. Etwa, um durch eine relativ lange erste Halte-Zeitspanne eine kurze Zykluszeit zu ermöglichen. Die Verdrängung wird während der erste Halte-Zeitspanne so verstellt bzw. bleibt so verstellt, dass die Volumenstromvorgabe erfüllt wird.
In Schritt 130 (der nach Schritt 120 erfolgt) wird die Drehzahl (ausgehend von der zweiten Drehzahl) verringert (d.h. die elektrische Maschine wird entsprechend angesteuert) bis wieder die erste Drehzahl erreicht ist. Gleichzeitig wird die Verdrängung so geändert (d.h. die Hydraulikmaschine wird entsprechend angesteuert bzw. verstellt), dass die Volumenstromvorgabe erfüllt bleibt. Diese beiden Änderungen erflogen also insbesondere wieder so, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt. Schritt 130 erfolgt über eine zweite Änderungs-Zeitspanne, wobei die Verringerung der Drehzahl über die zweite Änderungs-Zeitspanne insbesondere monoton erfolgen kann. Die zwischengespeicherte kinetische Energie wird entsprechend zum Antreiben der Hydraulikmaschine verwendet. Die zeitliche Länge der zweiten Änderungs-Zeitspanne kann basierend auf dem Aufbau des hydraulischen Antriebs und des hydraulischen Verbrauchers sowie entsprechenden Betriebsparametern gewählt werden.
Im optional vorgesehenen Schritt 135 (der nach Schritt 130 erfolgt), der sich etwa über eine zweite Halte-Zeitspanne erstreckt, wird die elektrische Maschine so angesteuert, dass die Drehzahl unverändert bleibt, d.h. die Drehzahl bleibt bei der ersten Drehzahl. Die Verdrängung wird während der zweiten Halte-Zeitspanne so verstellt bzw. bleibt so verstellt, dass die Volumenstromvorgabe erfüllt wird.
In Schritt 140 wird eine (nächste) Richtungsumkehr ausgelöst, d.h. eine Umkehr der Förderrichtung. Dies kann, wie bei Schritt 100 beschrieben, etwa in Reaktion auf wenigstens ein Signal (Umkehrsignal) von einem Endlagenschalter oder von einem entsprechendem Computerprogrammmodul erfolgen. Auch könnte die Umkehr in Reaktion auf den Ablauf einer Zeitspanne, etwa der zweiten Änderungszeitspanne oder der zweiten Haltezeitspanne, erfolgen, insbesondere, wenn der zyklische Ablauf zeitlich vorbestimmt ist.
Das Verfahren wird zyklisch durchgeführt, d.h. nach Schritt 140 erfolgt wieder eine Richtungsumkehr entsprechend Schritt 110. Der Zyklenablauf kann, wie erwähnt, mittels Signalen von Positionssensoren und/oder Endlagenschaltern gesteuert werden, wobei beispielsweise die zeitlichen Längen der ersten und der zweiten Zeitspanne vorbestimmt sind. Alternativ oder zusätzlich können zeitlichen Längen der ersten, der zweiten, und gegebenenfalls der ersten und der zweiten Halte-Zeitspanne und der Umkehr-Zeitspanne festgelegt bzw. vorbestimmt sein (und beispielsweise in der elektronischen Steuerung bzw. dem Computerprogramm programmiert werden). Solche vorbestimmten zeitlichen Längen können etwa während einer Testphase bestimmt werden.
Die dritte Zeitspanne liegt vor der jeweilig nächstfolgenden Richtungsumkehr, wobei sich die dritte Zeitspanne insbesondere bis zur jeweilig nächstfolgenden Richtungsumkehr erstreckt. Anders formuliert erfolgt zwischen der ersten Zeitpanne, der zweiten Änderungs-Zeitspanne und der dritten Zeitspanne keine Richtungsumkehr bzw. es erfolgt keine Richtungsumkehr innerhalb des Zeitraums der eine erste Änderungs-Zeitspanne, eine zweite Änderungs-Zeitspanne und eine dritte Zeitspanne, die aufeinanderfolgen, einschließt.
3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Schwenkwinkels und der Drehzahl über mehrere Betriebszyklen, wie er sich beispielsweise entsprechend dem Verfahren nach 2 ergibt. In der Figur sind ein Verdrängungsverlauf 32 des gestellten Schwenkwinkels bzw. der gestellten Verdrängung der Hydraulikmaschine (d.h. der Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung mit dem/der die Hydraulikmaschine angesteuert wird) und ein Drehzahlverlauf 36 der gestellten Drehzahl der elektrischen Maschine (d.h. der Drehzahl, mit der die elektrische Maschine angesteuert wird, die auch der Drehzahl der Hydraulikmaschine, gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Übersetzung, entspricht) gegen die Zeit t (in beliebigen Einheiten, z.B. Sekunden) aufgetragen. Der Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung ist als relativer Schwenkwinkel bzw. relative Verdrängung auf einer Verdrängungsskala 34 (in beliebigen Einheiten, z.B. als Prozentzahl zwischen -100 % und +100 %, die beispielsweise der Förder-Verdrängung entsprechen). Die Drehzahl der elektrischen Maschine ist entsprechend einer Drehzahlskala 38 (in beliebigen Einheiten, z.B. Umdrehungen je Minute) dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass nach einer Richtungsumkehr (Umkehr-Zeitspanne 60) des Volumenstroms (entsprechend Schritt 110 in 2) zunächst über eine erste Änderungs-Zeitspanne 62 die Drehzahl erhöht wird (von der ersten zur zweiten Drehzahl, entsprechend Schritt 120 in 2) sowie gleichzeitig der Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung verstellt wird, so dass die Volumenstromvorgabe eingehalten wird. Im dargestellten Beispiel bleibt die Volumenstromvorgabe für die erste Änderungs-Zeitspanne 62 konstant. Entsprechend wird die Verdrängung betragsmäßig verringert. Anschließend wird die Drehzahl über eine erste Halte-Zeitspanne 66 konstant gehalten (entsprechend Schritt 125 in 2), wobei bei weiterhin beispielhaft konstanter Volumenstromvorgabe die Verdrängung ebenfalls unverändert bleibt. Über eine zweite Änderungs-Zeitspanne 64 (entsprechend Schritt 130 in 2) wird die Drehzahl verringert bis die zweite Drehzahl wieder erreicht ist. Die Verdrängung wird bei weiterhin beispielhaft konstanter Volumenstromvorgabe betragsmäßig vergrößert. Nachfolgend wird über eine zweite Halte-Zeitspanne 68 (entsprechend Schritt 135 in 2) weiterhin die Hydraulikmaschine bzw. die elektrische Maschine entsprechend der ersten Drehzahl angesteuert, wobei bei weiterhin beispielhaft konstanter Volumenstromvorgabe die Verdrängung ebenfalls unverändert bleibt. Nach der zweiten Halte-Zeitspanne 68 folgt die nächste Richtungsumkehr. Die Umkehr-Zeitspanne 60, die erste und die zweite Änderungs-Zeitspanne 62, 64 sowie die erste und die zweite Halte-Zeitspanne 66, 68 entsprechen zusammengenommen einem halben Zyklus des zyklischen Betriebs. Am Verdrängungsverlauf 32 ist auch erkennbar, dass der Schwenkwinkel bzw. die Verdrängung jeweils zunächst (etwa nach einem Signal eines Endlagensensors, der eine Position zu Verzögern erkennt) auf ein betragsmäßig relativ geringes Niveau verringert wird und anschließend (etwa nach einem Signal eines Endlagensensors, der eine Position zur Richtungsumkehr erkennt) jeweils die Richtungsumkehr erfolgt. Der resultierende effektive Verlauf des Volumenstroms ist in der nachfolgenden 4 dargestellt.
4 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Volumenstroms der Hydraulikmaschine über mehrere Betriebszyklen am Beispiel der Verdichtungseinrichtung der 1. In der Figur ist der Volumenstrom 42 (in beliebigen Einheiten, z.B. l/min) gegen die Zeit t (in beliebigen Einheiten, z.B. Sekunden) aufgetragen. Es ist ein zeitlicher Volumenstromverlauf 44 des Volumenstroms der Hydraulikmaschine, wenn der hydraulische Antrieb 4 erfindungsgemäß angesteuert wird (vgl. 2), eingezeichnet. Dabei ist der relative Volumenstrom zwischen den beiden Kammern des Hydraulikzylinders eingezeichnet (z.B. entsprechen positive Werte einem Volumenstrom von der ersten Kammer 26A zur zweiten Kammer 26B und negative Werte einem Volumenstrom von der zweiten Kammer 26B zur ersten Kammer 26AB). Der Volumenstromverlauf 44 entspricht (soweit technisch möglich) der Volumenstromvorgabe und ist praktisch nicht vom Volumenstromverlauf unterscheidbar, der erhalten wird, wenn der hydraulische Antrieb 4 mit konstanter Drehzahl und konstantem Schwenkwinkel angesteuert wird. Der Betrieb der Verdichtungseinrichtung wird also nicht verändert oder beeinträchtigt.
5 zeigt den zeitlichen Verlauf einer Zwischenkreisspannung über mehrere Betriebszyklen am Beispiel der Verdichtungseinrichtung der 1. In der Figur ist die Zwischenkreisspannung 52 (in beliebigen Einheiten, z.B. V oder kV) gegen die Zeit t (in beliebigen Einheiten, z.B. Sekunden) aufgetragen. Es sind ein zeitlicher erster Spannungsverlauf 54 der Zwischenkreisspannung, wenn der hydraulische Antrieb 4 erfindungsgemäß angesteuert wird (vgl. 2), und ein zeitlicher zweiter Spannungsverlauf 56 der Zwischenkreisspannung, wenn der hydraulische Antrieb 4 mit konstanter Drehzahl und konstantem Schwenkwinkel angesteuert wird, eingezeichnet.
Die Zwischenkreisspannung ist beispielsweise die Gleichspannung, mit der ein Inverter der elektrischen Maschine mit elektrischer Leistung versorgt wird. Die gezeigten Spannungsspitzen treten während Zeiträumen auf, in denen die elektrische Maschine als Generator wirkt (diese Zeiträume entsprechen in etwa der ersten Änderungs-Zeitspanne und teilweise der zweiten Änderungs-Zeitspanne in 3). In der Figur ist zu erkennen, dass die Spannungsspitzen des ersten Spannungsverlaufs 54 niedriger und zeitlich kürzer als diejenigen des zweiten Spannungsverlaufs 56 sind. Dadurch sind weniger Maßnahmen notwendig, um die entsprechende elektrische Leistung aufzunehmen, bzw., um die Generierung elektrischer Leistung zu vermeiden. Z.B. kann auf Bremswiderstände oder Drosselventile verzichtet werden oder Kondensatoren mit geringerer Kapazität zur Zwischenspeicherung der elektrischen Leistung bzw. Energie sind ausreichend.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Antriebs (4) für einen im Betrieb wechselweise in entgegengesetzte Richtungen druckbeaufschlagten hydraulischen Verbraucher (22), wobei der hydraulische Antrieb eine durch eine elektrische Maschine (12) angetriebene Hydraulikmaschine (10) mit verstellbarer Verdrängung aufweist, die null-durchstellbar ist, wobei eine Drehzahl (36) der Hydraulikmaschine durch Ansteuern der elektrischen Maschine einstellbar ist; wobei die Verdrängung (32) verstellt wird, so dass abwechselnd Hydraulikflüssigkeit in entgegengesetzte Förderrichtungen entsprechend einer zyklisch variierenden Volumenstromvorgabe durch die Hydraulikmaschine gefördert wird, wobei beim Wechseln der Förderrichtung jeweils eine Richtungsumkehr durchgeführt wird; wobei nach einer jeweiligen Richtungsumkehr (110) in einer ersten Änderungs-Zeitspanne (62) die Drehzahl ausgehend von einer am Ende der Richtungsumkehr eingestellten ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl erhöht wird (120), und in einer nach der ersten Änderungs-Zeitspanne gelegenen zweiten Änderungs-Zeitspanne (64) die Drehzahl verringert wird bis die erste Drehzahl erreicht ist (130); wobei die Verdrängung in der ersten und der zweiten Änderungs-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einer nach der ersten Änderungs-Zeitspanne (62) und vor der zweiten Änderungs-Zeitspanne (64) gelegenen ersten Halte-Zeitspanne (66), die Drehzahl unverändert bleibt (125), wobei die Verdrängung in der ersten Halte-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einer nach der zweiten Änderungs-Zeitspanne (64) gelegenen zweiten Halte-Zeitspanne (68), die Drehzahl unverändert bleibt (135), wobei die Verdrängung in der zweiten Halte-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich die jeweilige Richtungsumkehr (110) über eine Umkehr-Zeitspanne (60) erstreckt; und wobei während der Umkehr-Zeitspanne ein Vorzeichenwechsel der Verdrängung erfolgt, wobei die Verdrängung in der Umkehr-Zeitspanne abhängig von der Drehzahl und der Volumenstromvorgabe verstellt wird, um der Volumenstromvorgabe zu entsprechen, wobei insbesondere die Drehzahl während der Umkehrzeitspanne unverändert bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die zweite Halte-Zeitspanne (68) vor der jeweilig nächstfolgenden Richtungsumkehr bzw. Umkehr-Zeitspanne liegt; wobei sich die zweite Halte-Zeitspanne insbesondere bis zur jeweilig nächstfolgenden Richtungsumkehr bzw. Umkehr-Zeitspanne erstreckt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Umkehrsignal basierend auf Signalen wenigstens eines am hydraulischen Verbraucher (22) angeordneten Positionssensors und/oder Endlagensensors (28) bestimmt bzw. erfasst wird; und wobei die jeweilige Richtungsumkehr (110) in Reaktion auf das wenigstens eine Umkehrsignal durchgeführt bzw. ausgelöst wird (100, 140).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Drehzahl vorbestimmt sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zeitlichen Längen der ersten Änderungs-Zeitspanne (62) und der zweiten Änderungs-Zeitspanne (64) vorbestimmt sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei soweit abhängig von Anspruch 2 die zeitliche Länge der ersten Halte-Zeitspanne (66) und/oder soweit abhängig von Anspruch 3 die zeitliche Länge der zweiten Halte-Zeitspanne (68) und/oder soweit abhängig von Anspruch 4 die zeitliche Länge der Umkehr-Zeitspanne (60) vorbestimmt ist bzw. sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der ersten und der zweiten Änderungs-Zeitspanne und/oder soweit abhängig von Anspruch 2 in der ersten Halte-Zeitspanne und/oder soweit abhängig von Anspruch 3 in der zweiten Halte-Zeitspanne und/oder in der Umkehr-Zeitspanne die Verdrängung so verstellt wird, dass das Produkt aus Verdrängung und Drehzahl gleich der Volumenstromvorgabe bleibt.
Recheneinheit (8) umfassend einen Prozessor, die so konfiguriert ist, dass sie das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ausführt.
Hydraulischer Antrieb (4) aufweisend eine elektrische Maschine (12); eine durch die elektrische Maschine angetriebene Hydraulikmaschine (10) mit verstellbarer Verdrängung aufweist, die null-durchstellbar ist, wobei eine Drehzahl der Hydraulikmaschine durch Ansteuern der elektrischen Maschine einstellbar ist; und eine Recheneinheit (8) gemäß Anspruch 11.
Hydraulisch angetriebene Vorrichtung, insbesondere Verdichtungseinrichtung (2), aufweisend einen hydraulischen Verbraucher (22) und einen hydraulischen Antrieb (4) gemäß Anspruch 12.
Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 auszuführen.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.