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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Regelkreis für ein elektro-hydraulisches Regelkreis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Regelkreis ist aus
DE 44 30 058 B4 bekannt.
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Hintergrund
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Hydraulische Systeme sind besonders zweckmäßig bei Anwendungsfällen die eine signifikante Leistungsübertragung erfordern und die extrem zuverlässig in ungünstigen Arbeitsbedingungen sind, beispielsweise an Arbeitsplätzen am Bau und in der Industrie. Erdbewegungsmaschinen oder ”Arbeitsmaschinen” wie Bagger, Lader und Vorderschaufellader sind einige Beispiele, wo Hydrauliksysteme mit großer Leistungsabgabe und Zuverlässigkeit erwünscht sind.
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Typischerweise wird durch ein Richtungsventil die Strömung des hydraulischen Strömungsmittels zu einer hydraulisch betätigten Vorrichtung gesteuert, wie beispielsweise einem Betätiger, einem Zylinder, oder einem Motor, der seinerseits Leistung an das Werkzeug liefert, beispielsweise an einen Dübel. Ein typischer vorne angeordneter Schaufellader besitzt beispielsweise drei Grundwerkzeugschaltungen einschließlich Auslegerstiel und Kübel-Elemente. Individuelle Richtungsventile und hydraulische Zylinder steuern jedes der Elemente. Ein Benutzer kann den Fluß des hydraulischen Strömungsmittels steuern und daher die Geschwindigkeit jedes der genannten Elemente und zwar geschieht dies durch einen oder mehrere Steuerhandgriffe, die entweder mechanisch-elektrische oder elektro-hydraulische Vorrichtungen sind. Die Steuerhandgriffe sehen Vorrichtungen zur manuellen Betätigung vor, wobei die Verschiebung des Steuerhandgriffs eine Anzeige für die gewünschte Bewegung eines zugehörigen Werkzeugs ist und daher auch eine Anzeige bildet für die Strömung des hydraulischen Strömungsmittels.
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Fluktuationen im Druck und in der Strömung des hydraulischen Strömungsmittels geliefert an die Betätiger sind innewohnende Charakteristika der hydraulischen Systeme. Diese Fluktuationen verursachen mehrere Probleme, die das Steuersystem berücksichtigen muss. Die Versorgungsdruckfluktuationen haben mehrere Gründe. Beispielsweise sind die Hydraulikschaltungen oftmals parallel geschaltet und werden durch die gleiche Pumpe betrieben. Jeder hydraulische Kreis beeinflusst durch seine individuellen Operationen und Lastbedingungen den hydraulischen Versorgungsdruck. Auch beeinflusst eine sich ändernde Last an dem Arbeitswerkzeug den Betätigerdruck und ferner wird auch die Menge des Strömungsmittels beeinflusst, welches erforderlich ist, um die gewünschte Betätigergeschwindigkeit zu erzeugen. Beispielsweise kann das Arbeitswerkzeug leer sein, oder aber gefüllt sein und die Last kann sich verändern, während sich das Arbeitswerkzeug bewegt.
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Um ein konsistentes System ansprechend vorzusehen, ist es erwünscht, dass eine feste Strömung oder ein fester Fluss an hydraulischem Strömungsmittel den Betätiger für eine feste Geschwindigkeitsanforderung bewegt. Die Versorgungsdruckvariationen oder -änderungen und die sich ändernden Belastungen beeinflussen die Strömungsrate und bewirken daher, dass das Steuersystem ein unerwünschtes Verhalten zeigt. Insbesondere verschlechtert es in signifikanterweise die Fähigkeit eines Benutzers das Arbeitswerkzeug genau zu steuern. Dieses Fehlen der Steuerung bewirkt auch einen unnötigen Abrieb und Beanspruchungen am Arbeitswerkzeug selbst, wodurch dessen Effektivität reduziert wird und ferner wird die Lebensdauer verringert und die Gesamtkosten für die Wartung der Arbeitsmaschine steigen an.
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U.S. Patent 4,586,332 ausgegeben an Schexnayder am 6. Mai 1986 offenbart eine Zweikolben-Ventilkonstruktion zum Vorsehen einer Druckkompensation. Wie in
1 gezeigt, besitzt ein Richtungssteuerkolben
104 eine ausgefahrene, eine zurückgezogene und eine neutrale Position zur Steuerung der Strömung des hydraulischen Strömungsmittels zu einem Hydraulikmotor
102. Ein Strömungssteuerkolben
106 hält ein vorbestimmtes Druckdifferential bzw. eine vorbestimmte Druckdifferenz an dem Richtungssteuerkolben
104 aufrecht. Überschüssiges Strömungsmittel von der Pumpe wird durch den Strömungssteuerkolben zum Tank abgeleitet. Diese Zweikolben-Ventilkonstruktion versucht eine feste Strömungsrate für die Ausfahr- und Rückziehpositionen des Richtungssteuerkolbens
106 vorzusehen und zwar unabhängig von der Last. Die Ventilkonstruktion ist jedoch kompliziert und erhöht somit die Kosten des Systems. Ferner kann die Zweikolben-Ventilkonstruktion ”überlaufende” Zylinderlasten nicht aufnehmen.
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Einige Steuersysteme verwenden ein Strömungsraten Steuerventil zur Steuerung des Flusses hydraulischen Strömungsmittels zum Zylinder und Steuern auf diese Weise dessen Geschwindigkeit. Im Falle einer hydromechanischen Implementation wird das Strömungsratenventil aufgebaut aus einem Zumessventil und einem Druckkompensator. Der Druckkompensator wird dazu verwendet sicher zu stellen, dass der Druckabfall an dem Zumessventil nahe einer Konstanten liegt, wo hingegen das Öffnen des Zumessventils basierend auf der unterschiedlichen Strömungsrate verändert werden kann. Im Falle einer elektro-hydraulischen Implementation werden Druck oder Druckdifferenzsensoren dazu verwendet, um einen Druckabfall an einer Ventilzumessöffnung zu Detektieren und die Zumessöffnung wird durch eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise einen Mikroprozessor bestimmt und zwar basierend auf sowohl dem Druckabfall als auch auf der gewünschten Strömungsrate (Sollströmungsrate). Drucksensoren und Druckdifferenzsensoren sind jedoch teuer. Darüberhinaus unterliegen sie deren Abnutzung was ihre Zuverlässigkeit über die Zeit hinweg in signifikanterweise verschlechtert und infolgedessen können sie keine zuverlässige Langzeitlösung sein für die Druckfluktuationen, die solchen hydraulischen Systemen innewohnen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regelkreis für ein elektro-hydraulisches Steuersystem zu schaffen, bei dem die Druckkompensation vereinfacht und verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Regelkreis mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen Folgendes gezeigt ist:
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine mit vorderer Schaufel;
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2 ist ein Blockdiagramm eines elektro-hydraulischen Regelkreiss mit einer Druckkompensation gemäß der Erfindung;
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3 ist ein Blockdiagramm des in 2 gezeigten Druckkompensators;
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4 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines elektro-hydraulischen Steuersystems mit Druckkompensation gemäß der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine typische Arbeitsmaschine 10, wie beispielsweise einen Vorderschaufellader. Die Arbeitsmaschine 10 weist einen Hauptrahmen oder Hauptkörperteil 12 auf, der eine Benutzerkabine 26 umfasst, von der aus ein Benutzer nicht nur die Bewegung der Arbeitsmaschine 10 steuert sondern auch den Betrieb und die Bewegung von mehreren Arbeitselementen, wie beispielsweise das Werkzeug oder die Vorderschaufel 14, den Ausleger 16 und den Stiel 18, die sämtlich miteinander verbunden sind, wie dies in 1 gezeigt ist, und zwar in einer üblichen Art und Weise. Das Werkzeug 14, der Auslegergelenkmechanismus 16 und der Stielgelenkmechanismus 18 werden sämtlich gesteuert über elektro-hydraulische Steuerventile, die jeweils verbunden sind durch einen oder mehrere Hydraulikkreise (nicht gezeigt), welche den Betrieb der Werkzeugbetätigervorrichtung 20, der Auslegerbetätigervorrichtung 22 und der Stielbetätigervorrichtung 24 steuern. Insofern liefern eine oder mehrere hydraulische Pumpen hydraulisches Strömungsmittel oder Druck an die verschiedenen elektro-hydraulischen Steuerventile, wobei der Betrieb der Ventile in typischerweise elektrisch gesteuert wird und zwar durch die Verwendung einer elektronischen Steuervorrichtung oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung, die entsprechende Signale an die Ventilbetätigungsvorrichtungen der Steuerventile abgibt um den Strömungsmittelfluss zu einem Betätigungszylinder, einem Motor oder einer anderen Betätigungsvorrichtung zu steuern, die gekoppelt ist mit einem speziellen Arbeitselement oder einem Werkzeug. Man erkennt, dass der Druck des Strömungsmittels zum Betätigungszylinder, Motor oder zu anderen Betätigungsvorrichtungen gesteuert werden könnte, unabhängig von der Strömung ohne von dem Wesen der Erfindung abzugehen. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, empfängt eine Steuervorrichtung 58 Benutzereingangssignale von einem oder mehreren Benutzereingabemechnismen 40, die zur Steuerung des Betriebs eines bestimmten Werkzeuges oder Arbeitselementes verwendet werden. Beispiele eines Benutzereingabemechanismusses umfassen: ein elektronischer Joystick, Steuerhebel, fußbetätigte Pedale oder eine andere Benutzereingabevorrichtung. Die Steuervorrichtung 58 liefert Ventilbefehlssignale, die den gewünschten Betrieb oder den Soll-Betrieb des zugehörigen Werkzeuges angeben, und zwar werden diese Befehlssignale an das entsprechende Ventil geliefert ansprechend auf das empfangene Benutzereingangssignal. Auf diese Weise kann das Ventil derart gesteuert werden, dass eine entsprechende Menge an Strömungsmittelfluss zu der Werkzeugbetätigungsvorrichtung 20 geliefert wird und zwar zur Steuerung des Betriebs des Werkzeuges 14, wie dies durch den Benutzer gewünscht wird. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Art der Arbeitsmaschine gemäß 1 beschrieben wird und zwar insbesondere im Hinblick auf das Werkzeug 14 als das Arbeitselement, erkennt der Fachmann, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit irgendeiner anderen Arbeitsmaschine verwendet werden kann, die irgendwelche Arbeitselemente besitzt, die durch die Verwendung von einem oder mehreren elektro-hydraulischen Ventilen gesteuert werden.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektro-hydraulischen Steuersystems 10 unter Verwendung eines Druckkompensators 32 zum Kompensieren von Fluktuationen in dem Strömungsmitteldruckabfall am Ventil 42 und somit zur Steuerung der Strömung des hydraulischen Strömungsmittels geliefert von der Pumpe 28 zu der Betätigervorrichtung 20. Im Allgemeinen repräsentiert das Steuersystem 30 Software, die ein Eingangsströmungssteuersignal bestimmt und an ein Ventil 42 in Verbindung mit Pumpe 28 liefert und zwar verkoppelt mit der Betätigervorrichtung 20, so dass eine Soll-Geschwindigkeit Vi der Betätigervorrichtung 20 erreicht wird. Das Steuersystem 30 ist vorzugsweise auf einer Steuervorrichtung 58 angeordnet. Speziell ist das Ventil 42 irgendeine Bauart eines Zumessventils und definiert eine variable (nicht gezeigt) Öffnung, die die hydraulische Strömungsmittelmenge steuert, die zur Strömung durch das Ventil zugelassen wird und zwar basierend auf dem Eingangsströmungssteuersignal empfangen von dem Steuersystem 30. Die Soll-Geschwindigkeit Vi der Betätigervorrichtung 20 wird basierend auf einem Betätigereingangssignal bestimmt. Das Betätigereingangssignal kann durch einen Benutzer der Arbeitsmaschine 10 erzeugt werden und zwar bei Aktivierung eines Benutzereingangssteuermechanismus 40. Das Steuersystem 30 umfasst einen Komparator 36, wie beispielsweise eine Summierverbindung, die die Soll-Geschwindigkeit Vi mit der Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20 vergleicht. Eine Abfühlvorrichtung 38 kann auch dazu verwendet werde, um eine Charakteristik abzufühlen, die eine Anzeige bildet für die Betätigervorrichtungsgeschwindigkeit und so dann ansprechend darauf ein Geschwindigkeitsanzeigesignal erzeugt. Die Abfühlvorrichtung 38 kann ein Positionssensor oder eine andere Vorrichtungsart sein, die in der Lage ist, einen Parameter abzufühlen, der eine Anzeige für die Betätigervorrichtungsgeschwindigkeit ist. Der Komparator 36 erzeugt ein Komparatorausgangssignal welches die Differenz zwischen der Soll-Geschwindigkeit Vi und der Ist-Geschwindigkeit Vof angibt und zwar angezeigt durch das Geschwindigkeitsanzeigesignal. Das Komparatorausgangssignal kann sodann in den Befehlsgenerator 34 eingegeben werden. Der Befehlsgenerator 34 kann als ein Signalverstärker oder Puffer verwendet werden, um ein diskretes Komparatorausgangssignal zu erzeugen und zwar zur Eingabe in eine Modifikationsvorrichtung 50.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 3 sei bemerkt, dass in einem Ausführungsbeispiel der Druckkompensator 32 einen Teil 44 aufweisen kann und zwar zum Empfang des Benutzereingangssignal welches eine Anzeige bildet für die Soll-Geschwindigkeit Vi der Betätigervorrichtung 20 und ferner zum Empfang der Ausgangsgröße der Abfühlvorrichtung 38, die eine Anzeige bildet für die Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätgiervorrichtung und wobei schließlich dann das Verhältnis erzeugt wird, um ein Teilerausgangssignal zu erzeugen, welches eine Anzeige bildet für dieses Verhältnis. Der Druckkompensator 32 kann eine Soll-Geschwindigkeitseinstellvorrichtung 52 umfassen und zwar zur Einstellung der Soll-Geschwindigkeit Vi repräsentiert durch das Benutzereingangssignal um sicher zu stellen, dass die Soll-Geschwindigkeit von Null nicht in den Teiler 44 eingegeben wird, was zu fehlerhaften Bestimmungen führen kann. in einem Ausführungsbeispiel wird der größere Wert einer Geschwindigkeit von 0,01 mal der maximalen Betätigervorrichtungsgeschwindigkeit oder irgendein anderer Prozentsatz oder ein anderer Faktor und die Soll-Geschwindigkeit Vi verwendet und zwar als Ausgangsgröße der Einstellvorrichtung 52 um so einen vernachlässigbaren Effekt auf die Gesamtleistungsfähigkeit des Druckkompensators 32 zu haben, wobei sichergestellt wird, dass das Soll-Geschwindigkeitssignal ein von Null verschiedener Wert ist.
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Der Druckkompensator 32 kann auch einen Verstärkungsdeterminator oder Verstärkungsbestimmer 46 umfassen und zwar in der Form eines Speichers zur Speicherung einer Tabelle oder Graphen, die bzw. der eine Target- oder Zielverstärkung für die Soll-Geschwindigkeit Vi und die Ist-Geschwindigkeit Vof definieren und zwar repräsentiert in dem Verhältnis berechnet durch den Teiler 44. Wenn die Ist-Geschwindigkeit Vof gleich der Soll-Geschwindigkeit Vi ist, dann wird die durch den Verstärkungsdeterminator 46 bestimmte Verstärkung 1 sein, was keine Änderung des Druckabfalls von dem designierten Wert am Ventil 42 repräsentiert. Unter derartigen Bedingungen ist keine Druckkompensation notwendig. Wenn die Ist-Geschwindigkeit Vof größer ist oder kleiner ist als die Soll-Geschwindigkeit Vi, dann wird die durch den Verstärkungsbestimmer 46 bestimmte Verstärkung kleiner bzw. größer als 1 sein, was eine Änderung am Ventil 42 repräsentiert. Die Verstärkung kann ein fester Wert sein, oder ein dynamisch bestimmter Wert. Unter diesen Bedingungen ist die Druckkompensation notwendig, um die Differenzen zwischen der Soll-Geschwindigkeit Vi und der Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20 zu berücksichtigen.
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Die durch den Verstärkungsbestimmer 46 bestimmte Zielverstärkung kann in eine Verstärkungseinstellvorrichtung 48 eingegeben werden, um die Zielverstärkung einzustellen und zwar bestimmt durch den Verstärkungsbestimmer 46, um Nicht-Linearitäten im Steuersystem 30 zu berücksichtigen und/oder die Stabilität bzw. den Stabilitätshandbereich zu vergrößern. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verstärkungseinstellvorrichtung 48 eine Transferfunktion erster Ordnung. Die Verstärkungseinstellvorrichtung 48 erzeugt einen Druckkompensationskoeffizienten K der für die Zielverstärkung repräsentativ ist und zwar bestimmt durch den Verstärkungsbestimmer 46 und einstellbar durch die Verstärkungseinstellvorrichtung 48.
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Wiederum auf 2 Bezug genommen, sei bemerkt dass der Druckkompensator 32 als ein Teil einer Vorwärtsschleifenverstärkung des Steuersystems 30 dient, um die Änderung des Druckabfalls am Ventil 42 zu kompensieren. Speziell weist das Steuersystem 30 einen Modifikationsmechanismus 50 auf und zwar zum Empfang des Steuerausgangssignals erzeugt durch den Befehlsgenerator 34 und des Druckkompensatorkoeffizienten K berechnet durch den Druckkompensator 32. In einem Ausführungsbeispiel ist der Modifikationsmechanismus 50 ein Multiplizierer. Das Ausgangssignal des Befehlsgenerators 34 wird durch den Druckkompensatorkoeffizienten K multipliziert, um das Eingangsströmungssteuersignal zu erzeugen oder Ventilbefehlsignal und zwar zur Eingabe in Ventil 42, so dass die Soll-Geschwindigkeit Vi durch die Betätigervorrichtung 20 erreicht werden kann. Speziell stellt der Druckkompensatorkoeffizient K das Ausgangssignal des Befehlsgenerators 34 ein, um jedwede Änderung des Druckabfalls am Ventil 42 zu kompensieren, die bestimmt werden durch den Druckkompensator 32. Die Öffnung des Ventils 42 ändert sich basierend auf dem Wert des Eingangsströmungssteuersignals, welches es empfängt. Während der Druckkompensator 32 in Verbindung mit einem Steuersystem 30 mit geschlossener Schleife (Regelsystem 30) gezeigt ist, erkennt der Fachmann, dass es in Verbindung mit Steuersystemen sowohl mit offener (Steuersystem) als auch mit geschlossener Schleife (Regelsystem) verwendet werden kann.
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4 repräsentiert ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrohydraulischen Steuersystems unter Verwendung des Druckkompensators der 3. Die Soll-Geschwindigkeit Vi der Betätigervorrichtung 20' wird bestimmt und zwar basierend auf einem Benutzereingangssignal und zwar erzeugt durch einen Benutzer der Arbeitsmaschine 10 bei Aktivierung eines Benutzereingangssteuermechanismus 40'. Das Steuersystem 30 kann eine Benutzereingangssignaleinstellvorrichtung 54 aufweisen und zwar zur Einstellung der Geschwindigkeit repräsentiert durch das Benutzereingangssignal zur Erzeugung eines glatteren Eingangsgeschwindigkeitssignals. Beispielsweise kann im Ausführungsbeispiel der 4 die Glättungsfunktion der Benutzereingangssignaleinstellvorrichtung verwendet werden, um Nicht-Linearitäten des Benutzereingangssteuermechanismus 40' zu berücksichtigen. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist die Benutzereingangssignaleinstellvorrichtung 54 eine Transfer- oder Übertragungsfunktion erster Ordnung und die Ausgangsgröße der Benutzereingangssignaleinstellvorrichtung 54 ist eine Anzeige für eine Soll-Geschwindigkeit Vi. Ein Komparator 36, wie beispielsweise eine Summierverbindung (Summing Junction) vergleicht die Soll-Geschwindigkeit Vi mit der Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20'.
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Die Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20' kann bestimmt werden durch die Verwendung einer Abfühlvorrichtung, wie beispielsweise eines Resolver Sensors 60 gekoppelt mit einem Gelenkmechanismus 18' assoziiert mit der Arbeitsmaschine wiederum gekoppelt mit der Betätigungsvorrichtung 20' und dem Werkzeug 14'. Anstelle der Verwendung eines direkten Betätigervorrichtungssensors 38, wie in 2 gezeigt, zur direkten Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20' bestimmt der Resolver Sensor 60 die Position und die Geschwindigkeit des Gelenkmechanismus 18', wobei die Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigervorrichtung 20' mit dem Gelenkglied 18' eine Funktion der Gelenkgeschwindigkeit und Position des Gelenkglieds 18' ist. Als Ergebnis kann die Ist-Geschwindigkeit der Betätigungsvorrichtung 20', basierend auf der Gesamtposition und Geschwindigkeit des Gelenkglieds 18', bestimmt werden.
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Wiederum unter Bezugnahme auf 4 sei bemerkt, dass das Gelenkglied 18' ein Lastsignal empfängt, welches die Last repräsentiert, die an das Werkzeug 14' angelegt ist. Der Resolver Sensor 60 ist in Verbindung mit dem Ausgang des Gelenkglieds 18' angeordnet und fühlt die Geschwindigkeit und Position des Gelenkglieds 18' ab. Ein die Position des Gelenkglieds 18' repräsentierendes Signal gemessen durch den Resolver Sensor 60 wird sodann in einen Verstärkungsbestimmer eingegeben, von dem eine Verstärkung bestimmt wird, die ein Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Betätigervorrichtung 20' und der Gelenkgliedgeschwindigkeit abgefühlt durch den Resolver Sensor 60 repräsentiert. Im Ausführungsbeispiel der 4 repräsentiert der Verstärkungsbestimmer 62 Speicher zum Speichern einer Tabelle oder eines Graphen, die bzw. der das Verhältnis der Betätigervorrichtungsgeschwindigkeit bezüglich der Gelenkgliedgeschwindigkeit umfasst.
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Ein Multiplizierer 64 ist in Verbindung mit dem Resolver Sensor 60 vorgesehen und zwar zum Empfang eines Signals, welches die Geschwindigkeit des Gelenkglieds 18' repräsentiert und eines Signals, welches die Verstärkung repräsentiert bestimmt durch den Verstärkungsbestimmer 62. Multiplizierer 64 multipliziert die Gelenkgeschwindigkeit mit der Verstärkung, um so ein Signal zu erzeugen, welches die Ist-Geschwindigkeit Vof der Betätigungsvorrichtung 20' repräsentiert. Das Steuersystem 30' kann auch eine Betätigervorrichtungsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung 66 umfassen und zwar zum Herausfiltern jedweden Rauschens im Ausgangssignal erzeugt durch den Resolver Sensor 60. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist die Betätigervorrichtungsgeschwindigkeitseinstellvorrichtung 66 eine Transferfunktion zweiter Ordnung.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 4 sei darauf hingewiesen, dass der Befehlsgenerator 34' das Komparatorausgangssignal empfangt, welches sodann eingegeben wird in den Summierer 68. Das Ausgangssignal der Benutzereingangssignaleinstellvorrichtung 54, welches die Soll-Geschwindigkeit der Betätigervorrichtung 20' repräsentiert, wird ebenfalls in den Summierer 68 eingegeben und zwar nach Art einer Vorwärtsschleifeneinspeisung (Feed Forward Loop Manner). Das Ausgangssignal von dem Summierer 68 kann sodann in einen dynamischen Kompensator 70 eingegeben werden, um die Dynamik des Ventils 42 zu kompensieren, um auf diese Weise die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Arbeitsmaschine 10 zu verbessern. In dem Ausführungsbeispiel der 4 repräsentiert der dynamische Kompensator 70 ein Verhältnis zwischen Transferfunktionen zweiter Ordnung. Das Ausgangssignal des dynamischen Kompensators 70 wird sodann in einen Modifikationsmechanismus 50' eingegeben und mit dem Druckkompensatorkoeffizienten K, bestimmt durch den Druckkompensator 32' multipliziert, um das Eingangsströmungssteuersignal zur Eingabe zum Ventil (42) 42' zu erzeugen. Eine entsprechende hydraulische Pumpe 28 wird verwendet, um hydraulischen Strömungsmittelfluss unter Druck zur Betätigungsvorrichtung 20' über ein Ventil (42) 42' zu liefern. Abhängend von dem Wert des Eingangsströmungssteuersignals wird die Öffnung des Ventil (42)s 42' derart eingestellt, um die Menge des hydraulischen Strömungsmittels zu steuern, dass von der Pumpe 28 in die Betätigungsvorrichtung 20' fließen kann, so dass die Soll-Geschwindigkeit Vi der Betätigungsvorrichtung 20' erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel der 4 kann das Regelkreis 30' auch einen Umwandler oder Konverter 72 aufweisen, um die eingestellte Soll-Geschwindigkeit in eine Strömungsrate zur Eingabe zur Pumpe 28 umzuwandeln oder zu konvertieren.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie hier ausgeführt, gestattet der erfindungsgemäße Druckkompensator eine bessere Betätigungsvorrichtungsgeschwindigkeitssteuerung und somit eine bessere Genauigkeit der Regelkreise 30, 30'. Da der Druckabfall an den Ventil (42)en 42, 42' konstant gehalten werden kann in Folge der Tatsache, dass eine einzige Hydraulikleistungsversorgung verwendet wird, um Mehrfachzylinder in der Arbeitsmaschine 10 zu betätigen, ist ein System und ein Verfahren zur Berücksichtigung solcher Druckänderung erwünscht. Der Druckkompensator 32, 32' kompensiert derartige Druckänderungen durch Berechnung eines Druckkompensatorkoeffizienten K, der dazu verwendet wird, um das Signal, dass in das Ventil (42) 42, 42' eingegeben wird derart zu Modifizieren, dass die Strömung des hydraulischen Strömungsmittels dahin durch eine Soll-Geschwindigkeit in der Betatigervorrichtung (20) 20, 20' erzeugt.
