DE3441185C2

DE3441185C2 -

Info

Publication number: DE3441185C2
Application number: DE3441185A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prof. Dr.-Ing. Nikolaus; Frank Dipl.-Ing. 2000 Hamburg De Metzner; Walter Dipl.-Ing. 8770 Lohr De Neumann
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-11-10
Filing date: 1984-11-10
Publication date: 1987-08-13
Also published as: DE3441185A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.The invention relates to a drive system with the The preamble of claim 1 features mentioned.

Es wird hierbei von einem bekannten Antriebssystem ausgegangen (DE-OS 33 02 546), bei dem die Primäreinheit von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird und die Sekundäreinheit ein Fahrzeug antreibt. Es ist eine Druckregelung in dem die Pumpe mit der hydrostatischen Maschine verbindenden Leitungsstrang vorgesehen, um bei erhöhten Leistungsbedarf des Fahrzeugantriebes den Druck im Leitungsstrang aufrechtzuerhalten. Ferner ist für die Sekundäreinheit eine Drehzahlregelung vorgesehen, mit der die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden kann. Bei dem bekannten Antriebssystem wird der Steuerstrom zur Betätigung des Stellgliedes für die Primäreinheit von einer mit der Primäreinheit gekuppelten Pumpe als Signalgeber in Verbindung mit Drosselstellen als Dosiereinrichtungen erzeugt, während für die Drehzahlregelung der Sekundäreinheit ein Tachogenerator, eine Istwert/Sollwertvergleichsstufe und ein von dieser angesteuertes Ventil vorgesehen sind.A known drive system is assumed (DE-OS 33 02 546), in which the primary unit of an internal combustion engine is driven and the secondary unit drives a vehicle. It is a pressure control in which the pump with the hydrostatic machine connecting wiring harness provided to at elevated Power requirement of the vehicle drive the pressure in the wiring harness maintain. Furthermore, for the Secondary unit provided a speed control with which the desired vehicle speed can be set can. In the known drive system, the control current for actuating the actuator for the primary unit from a pump coupled to the primary unit as a signal generator in connection with throttle points as Metering devices generated while for speed control the secondary unit is a tachometer generator, one Actual value / setpoint comparison stage and one controlled by this Valve are provided.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, für ein Antriebssystem, das aus einem hydrostatischen Getriebe besteht, eine Regelung vorzusehen, die eine rein elektrische Signalverarbeitung aufweist.The invention is based on the object for a drive system consisting of a hydrostatic Transmission exists to provide a regulation that is purely has electrical signal processing.

Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Antriebssystem mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen gelöst.The task is in a generic drive system with the in the characterizing part of the claim 1 listed features solved.

Die Regelung erfolgt auf rein elektrischem Wege, wobei lediglich der Druck in dem die Pumpe mit der hydrostatischen Maschine verbindenen Leitungsstrang und die Drehzahl der Sekundäreinheit gemessen werden. Der Druckregelkreis zur Aufrechterhaltung des Druckes im Leitungsstrang ist mit dem Drehzahlregelkreis zur Einstellung einer bestimmten Geschwindigkeit über einen Korrektur-Regelkreis verknüpft, der dafür sorgt, daß auch bei erhöhtem Leistungsbedarf der Sekundäreinheit der im Leitungsstrang erforderliche Druck aufrechterhalten wird, indem die Drehzahl der Sekundäreinheit in entsprechendem Maße abgesenkt wird.The regulation takes place purely electrically, whereby only the pressure at which the pump with the hydrostatic Machine connecting wiring harness and speed the secondary unit can be measured. The pressure control loop to maintain the pressure in the wiring harness is for adjustment with the speed control loop a certain speed via a correction control loop linked, which ensures that also at increased power requirement of the secondary unit in the Maintain the required pressure in the wiring harness by changing the speed of the secondary unit in the corresponding Dimensions is lowered.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann der Drehzahlregelung ein weiterer Regelkreis überlagert sein, der bei Überlastung des Antriebsmotors der Primäreinheit die Drehzahl der Sekundäreinheit absenkt. Ferner ist ein Regelkreis vorgesehen, der den Druck langsam im Leitungsstrang absenkt, wenn die Sekundäreinehit gering belastet ist, wobei aber der Druck sofort erhöht wird, wenn die Belastung steigt.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims. So the speed control another control loop may be overlaid, that of overload of the drive motor of the primary unit the speed the secondary unit lowers. There is also a control loop provided that slowly lowers the pressure in the wiring harness, if the secondary unit is lightly loaded, whereby but the pressure increases immediately when the load increases.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein Signalflußplan der Regelung des hydrostatischen Antriebssystems dargestellt ist.An embodiment of the invention is as follows explained in more detail using the single figure of the drawing, in which a signal flow plan regulating the hydrostatic Drive system is shown.

Ein Elektromotor 10 treibt eine hydrostatische Pumpe 11, z. B. eine Axialkolbenpumpe an, deren Fördervolumen vom Stellglied 12 eines Verstellzylinders 13 veränderbar ist. Die Pumpe 11 fördert Druckmittel in einen Leitungsstrang 14. Die Pumpe 11 stellt die Primäreinheit dar.An electric motor 10 drives a hydrostatic pump 11 , e.g. B. an axial piston pump, the delivery volume of the actuator 12 of an adjusting cylinder 13 can be changed. The pump 11 delivers pressure medium into a line 14 . The pump 11 represents the primary unit.

An den Leitungsstrang 14 ist eine hydrostatische Maschine 15 als Sekundäreinheit angeschlossen, deren Ausgangswelle mit einer Winde 16 gekuppelt ist. Die Maschine 15 kann sowohl als Pumpe wie auch als Motor arbeiten. Zum Verändern des Schluck- bzw. Verdrängungsvolumens der Maschine 15 ist ebenfalls ein Verstellzylinder 17 mit einem Stellglied 18 vorgesehen.A hydrostatic machine 15 is connected to the wiring harness 14 as a secondary unit, the output shaft of which is coupled to a winch 16 . The machine 15 can work both as a pump and as a motor. An adjusting cylinder 17 with an actuator 18 is also provided to change the swallowing or displacement volume of the machine 15 .

Arbeitet die Maschine 15 als Motor, um mit der Winde eine Last zu heben, so wird aus dem Leitungsstrang 14 Druckmittel entnommen. Wird beim Fieren einer Last die Maschine 15 angetrieben und arbeitet als Pumpe, so drückt sie Druckmittel in einen an den Leitungsstrang 14 angeschlossenen Speicher 20.If the machine 15 works as a motor to lift a load with the winch, pressure medium 14 is withdrawn from the wiring harness. If the machine 15 is driven when a load is being lifted and works as a pump, it presses pressure medium into a store 20 connected to the wiring harness 14 .

In der Darstellung arbeitet das hydrostatische Getriebe im geschlossenen Kreislauf. Ein die Pumpe 11 und die Maschine 15 verbindender Leitungsstrang 21 ist mit einem Speicher 22 zur Pufferung von Druckmittel versehen. Der Speicher 22 wird geladen, wenn die Maschine 15 als Motor läuft, und wird entladen, wenn die Maschine 15 als Pumpe angetrieben wird. Anstelle des geschlossenen Kreislaufes kann auch ein offener Kreislauf vorgesehen sein. Dabei ist der Leitungsstrang 21 an einen Tank angeschlossen und entfällt der Speicher 22.In the illustration, the hydrostatic transmission works in a closed circuit. A line 21 connecting the pump 11 and the machine 15 is provided with a memory 22 for buffering pressure medium. The memory 22 is loaded when the machine 15 is running as a motor and is discharged when the machine 15 is driven as a pump. Instead of the closed circuit, an open circuit can also be provided. The wiring harness 21 is connected to a tank and the memory 22 is omitted.

Die Ansteuerung der Verstellzylinder 13 bzw. 17 erfolgt durch je ein elektrisches Servoventil 24 und 25, das als Wegeventil ausgeführt ist und jeweils einen der Zylinderräume mit einer Druckmittelquelle und den anderen Zylinderraum mit Tank verbindet, so daß das Stellglied 12 bzw. 18 entsprechend verschiebbar und damit das Fördervolumen der Pumpe 11 bzw. das Schluck- oder Fördervolumen der Maschine 15 einstellbar ist. Zwischen dem Stellglied 12 und dem Servoventil 24 ist eine Rückführung 26 und zwischen dem Stellglied 18 und dem Servoventil 25 eine Rückführung 27vorgesehen. Hieraus ist ersichtlich, daß im stationären Zustand der Regelung die Verstellung des Stellgliedes 12 bzw. 18 und damit der das Volumen bestimmende Schwenkwinkel der Pumpe 11 bzw. der Maschine 15 dem die Wicklung des Servoventils 24 bzw. 25 durchfließenden Strom entspricht. Die Rückführungen 26 und 27 können wie dargestellt in Form einer mechanischen Kraftrückführung oder als elektrische Stellwegrückführung vorgesehen sein.The actuation of the adjusting cylinders 13 and 17 is carried out by an electric servo valve 24 and 25 , which is designed as a directional control valve and connects one of the cylinder spaces with a pressure medium source and the other cylinder space with a tank, so that the actuator 12 or 18 can be moved accordingly and so that the delivery volume of the pump 11 or the swallowing or delivery volume of the machine 15 is adjustable. A return 26 is provided between the actuator 12 and the servo valve 24 and a return 27 is provided between the actuator 18 and the servo valve 25 . From this it can be seen that in the steady state of the control the adjustment of the actuator 12 or 18 and thus the volume-determining pivot angle of the pump 11 or the machine 15 corresponds to the current flowing through the winding of the servo valve 24 or 25 . The returns 26 and 27 can, as shown, be provided in the form of a mechanical force feedback or as an electrical adjustment path feedback.

Die Betriebsweise der Winde ist folgende: Wird nach Aufbringen einer Last das Hubvolumen der Sekundäreinheit 15 mittels des Verstellzylinders 17 und des Servoventils 25 verstellt, so bewegt sich die Last mehr oder weniger schnell nach oben oder unten. Dabei läßt sich durch entsprechende Einstellung des Hubvolumens leicht ein Gleichgewichtszustand herstellen, bei dem das an der Sekundäreinheit anstehende, aus dem Druck des Druckmittels im Leitungsstrang 14 und dem Hubvolumen gebildete Drehmoment dem äußeren Lastmoment die Waage hält. Dabei wird die Drehzahl der Sekundäreinheit zu Null, und die Last kann in diesem Betriebszustand beliebig lange in ihrer Position gehalten werden, ohne daß eine mechanische Bremse vorhanden sein muß.The operation of the winch is as follows: If the stroke volume of the secondary unit 15 is adjusted by means of the adjusting cylinder 17 and the servo valve 25 after a load has been applied, the load moves upwards or downwards more or less quickly. An appropriate state of equilibrium can easily be established by appropriate adjustment of the stroke volume, in which the torque present at the secondary unit, formed from the pressure of the pressure medium in the line branch 14 and the stroke volume, balances the external load moment. The speed of the secondary unit becomes zero and the load can be held in this position for any length of time in this operating state without the need for a mechanical brake.

Wird nun ausgehend von dieser Ruhelage der Schwenkwinkel der Maschine 15 und damit deren Hubvolumen vergrößert, so bewegt sich die Last nach oben. Eine Vergrößerung des Schwenkwinkels hat eine Änderung der Hievgeschwindigkeit (Beschleunigung) und einen höheren Förderstrombedarf bei gleichem Lastmoment zur Folge.If, starting from this rest position, the swivel angle of the machine 15 and thus its stroke volume is increased, the load moves upwards. An increase in the swivel angle results in a change in the lifting speed (acceleration) and a higher flow rate requirement for the same load torque.

Wird ausgehend von der Ruhelage dagegen der Schwenkwinkel verringert, bleibt die Druckrichtung erhalten, und die Last fiert ab. Dabei arbeitet die Maschine 15 als Pumpe, wobei hydraulische Energie in den Speicher 20 zurückgespeist wird.If, on the other hand, the swivel angle is reduced based on the rest position, the pressure direction is retained and the load is reduced. The machine 15 works as a pump, hydraulic energy being fed back into the accumulator 20 .

Demzufolge ist für das hydrostatische Getriebe eine Druckregelung erforderlich, durch die der Schwenkwinkel der Pumpe 11 so eingestellt wird, daß ein bestimmter Druck im Leitungsstrang 14 aufrechterhalten wird, sowie eine Drehzahlregelung der Sekundäreinheit, mit der die Geschwindigkeit beim Hieven und Fieren einer Last einstellbar ist. Diesen beiden Hauptregelkreisen sind mehrere Korrekturregelkreise überlagert, nämlich ein Überlastschutz für den Elektromotor 10, ein Schutz gegen zu hohen sekundärseitigen Leistungsbedarf, eine Druckabsenkung bei geringem sekundärseitigem Leistungsbedarf und eine Druckerhöhung bei erhöhtem sekundärseitigem Leistungsbedarf.Accordingly, a pressure control is required for the hydrostatic transmission, by means of which the swivel angle of the pump 11 is adjusted so that a certain pressure in the line 14 is maintained, and a speed control of the secondary unit, with which the speed when heaving and lifting a load can be adjusted. A plurality of correction control loops are superimposed on these two main control loops, namely overload protection for the electric motor 10 , protection against excessive secondary-side power requirements, a pressure drop when the secondary-side power requirement is low and a pressure increase when the secondary-side power requirement is increased.

In allen Regelkreisen ist eine elektronische Signalverarbeitung vorgesehen, die im folgenden näher erläutert wird.There is electronic signal processing in all control loops provided, which is explained in more detail below becomes.

Der Regelkreis für die Druckregelung im Leitungsstrang 14 besteht aus einer Vergleichsstufe 30, an deren Eingängen der Sollwert des Druckes p _HDsoll und der Istwert p _HDist anliegen, der in dem an den Leitungsstrang 14 angeschlossenen elektrischen Druckaufnehmer 31 gemessen wird, einem an den Ausgang der Vergleichsstufe 30 angeschlossenen Druckregler 32 mit P-Verhalten, und einem Regelverstärker 33 besteht, dessen Ausgang an die Magnetwicklung des Servoventils 24 angeschlossen ist. Über den Regelkreis wird der Schwenkwinkel und damit das Hubvolumen der Pumpe 11 vergrößert, wenn infolge des Förderstrombedarfs der Sekundäreinheit 15 der Istwert des Druckes im Leitungsstrang 14 absinkt. Je größer die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Druckes im Leitungsstrang 14 ist, desto stärker wird die Pumpe 11 ausgeschwenkt, um das Fördervolumen zu erhöhen. Diese Druckregelung muß der schnellste aller Regelkreise sein und weist daher eine möglichst kleine Zeitkonstante T 1 auf.The control circuit for the pressure control in the wiring _harness 14 consists of a comparison stage 30 , at the inputs of which the nominal value of the pressure p _HDset and the actual value p _{HDact are} present, which is measured in the electrical pressure transducer 31 connected to the wiring _harness 14 , one at the output of the comparison stage 30 connected pressure regulator 32 with P behavior, and a control amplifier 33 , the output of which is connected to the magnet winding of the servo valve 24 . The pivoting angle and thus the stroke volume of the pump 11 are increased via the control loop when the actual value of the pressure in the line 14 drops due to the flow requirement of the secondary unit 15 . The greater the difference between the actual value and the target value of the pressure in the line 14 , the more the pump 11 is pivoted out in order to increase the delivery volume. This pressure control must be the fastest of all control loops and therefore has the smallest possible time constant T 1.

Der Regelkreis für die Drehzahlregelung der Maschine 15 besteht aus einer Vergleichsstufe 40, an deren Eingängen ein korrigierter Sollwert n′_2soll′ wie nachstehend erläutert läutert wird, und der von einem elektrischen Tachogenerator 41 gemessene Istwert für die Drehzahl n _2ist anliegen, einem an die Vergleichsstufe 40 angeschlossenen Drehzahlregler 42 mit P-Verhalten sowie einem elektrischen Regelverstärker 43, der mit der Magnetwicklung des Servoventils 25 verbunden ist, einer Korrekturstufe 44 zum Erzeugen des korrigierten Sollwerts n′ _2soll und einer Verzögerungsstufe 45 für die Eingabe des Drehzahlsollwerts n _2soll. Die Regelverstärker 32 und 43 können auch ein PI- oder PID-Übertragungsverhalten aufweisen.The control loop for the speed control of the engine 15 consists of a comparator 40, to whose inputs a corrected nominal value n _'2soll' is explained as discussed below, and the measured by an electric tachometer generator 41 actual value for the rotational speed n _{2 is} applied, one of the comparator 40 connected speed controller 42 with P behavior and an electrical control amplifier 43 , which is connected to the _{magnet winding of} the servo valve 25 , a correction stage 44 for generating the corrected setpoint n ' _2soll and a delay stage 45 for the input of the speed _setpoint n _2soll . The control amplifiers 32 and 43 can also have a PI or PID transmission behavior.

Auch die Drehzahlregelung der Maschine 15 arbeitet in der Weise, daß das Stellglied der Maschine 15 um so stärker in die eine oder andere Richtung, ausgehend von dem durch die Last und Reibung sowie dem Druck im Leitungsstrang 14 vorgegebenen stationären Schwenkwinkel, ausgeschwenkt wird, je größer die Differenz zwischen dem Istwert der Drehzahl und dem korrigierten Sollwert der Drehzahl ist. Dabei wird in der Korrekturstufe 44 der von Hand mittels eines Potentiometers vorgegebene Sollwert der Windendrehzahl korrigiert, wenn die Maschine 15 infolge einer großen Last einen zu hohen Leistungsbedarf hat oder eine Überlastung des Antriebsmotors 10 der Pumpe 11 droht. Diese dem Drehzahlregelkreis überlagerten Korrekturregelkreise sind nachstehend beschrieben.The speed control of the machine 15 works in such a way that the actuator of the machine 15 is pivoted out the greater in one direction or the other, starting from the stationary swivel angle predetermined by the load and friction as well as the pressure in the wiring harness 14 is the difference between the actual speed and the corrected speed setpoint. In the correction stage 44, the desired value of the winch speed, which is predetermined manually by means of a potentiometer, is corrected when the machine 15 requires too much power as a result of a large load or if the drive motor 10 of the pump 11 threatens to be overloaded. These correction control loops superimposed on the speed control loop are described below.

Die Drehzahlregelung ist ungefähr dreimal langsamer auszulegen als die Druckregelung, wobei die Zeitkonstante T 2 der Drehzahlregelung entsprechend der schnellstmöglichen Drehzahländerung festgelegt ist, die von der angekuppelten Trägheitsmasse und dem Lastmoment der Winde abhängig ist. Bei größeren Zeitkonstanten T 2 würde die Gefahr mehr oder minder heftiger Drehzahlschwankungen bestehen. Die Zeitkonstante T 2 des Drehzahlregelkreises wird dabei als einzige aller Zeitkonstanten von den äußeren Verhältnissen (Last, Trägheitsmasse, Reibung) und auch von den inneren Verhältnissen (Druck, Verdrängungsvolumen der Maschine 15) entscheidend bestimmt. The speed control is to be designed approximately three times slower than the pressure control, the time constant T 2 of the speed control being determined in accordance with the fastest possible speed change, which is dependent on the coupled inertia mass and the load moment of the winch. With larger time constants T 2 there would be a risk of more or less violent speed fluctuations. The time constant T 2 of the speed control loop is the only one of all time constants that is decisively determined by the external conditions (load, inertial mass, friction) and also by the internal conditions (pressure, displacement volume of the machine 15 ).

Beim Windenbetrieb muß zumindest für die beiden Quadranten, in denen von der Maschine 15 zum Hieven einer Last ein vorwärtsgerichtetes Drehmoment und zum Fieren einer Last ein rückwärtsgerichtetes Drehmoment ageggeben werden muß, wobei im ersten Fall Leistung abgegeben und im zweiten Fall Leistung aufgenommen wird, sichergestellt werden, daß bei maximaler Last, wenn also die Maschine 15 voll ausgeschwenkt ist und ihr größtmögliches Schluckvolumen erreicht hat, d. h. nicht weiter ausgeschwenkt werden kann, der Druck im Leitungsstrang 14 in jedem Fall aufrechterhalten wird. Dies wird durch einen dem Drehzahlregelkreis überlagerten druckabhängigen Regelkreis erzielt, durch den die Drehzahl der Maschine 15 und damit deren Druckmittelbedarf verringert wird, wenn dieser nicht allein von der Pumpe 11 gedeckt werden kann.During winch operation, at least for the two quadrants, in which a forward torque has to be given by the machine 15 to hoist a load and a backward torque to tighten a load, whereby power is delivered in the first case and power is consumed in the second case that at maximum load, that is when the machine 15 is fully swung out and has reached its maximum swallowing volume, ie cannot be swung out further, the pressure in the line 14 is maintained in any case. This is achieved by a pressure-dependent control circuit superimposed on the speed control circuit, by means of which the speed of the machine 15 and thus its pressure medium requirement is reduced if this cannot be covered by the pump 11 alone.

Der der Drehzahlregelung überlagerte druckabhängige Regelkreis besteht aus einer Vergleichsstufe 50, deren Eingängen wiederum der Istwert und Sollwert des Druckes im Leitungsstrang 14 zugeführt wird, einem Positiv-Wert-Unterdrücker 51, einem Verstärker 52 und einer Erkennungsschaltung 53 für die Drehrichtung der Maschine 15, wobei die Schaltung 53 mit dem Tachogenerator 41 verbunden ist. Wenn der Hochdruck-Istwert kleiner ist als der Hochdruck-Sollwert soll eine Drehzahlabsenkung erfolgen. Dabei ist die Druckdifferenz aus Soll- und Istwert kleiner Null. Also muß der Unterdrücker 51 die positiven Werte der Differenz zu null setzen. Die Erkennungsschaltung 53 ist notwendig, einerseits für die Erkennung des Zustands Motorbetrieb der Maschine 15 in Verbindung mit dem Vorzeichen des Schwenkwinkels α 2 (für die Druckabsenkung) und andererseits für die Drehzahlabsenkung: bei n 2 größer Null muß die Korrektur kleiner Null sein; bei n 2 kleiner Null muß die Korrektur größer Null sein. In dem Verstärker 52 wird somit die Drehrichtung der Maschine 15 berücksichtigt, da der überlagerte Regelkreis nur dann arbeiten soll, wenn eine schwere Last gehievt wird und dabei die Drehzahl entsprechend herabgesetzt werden muß. Fällt dabei der Istwert des Druckes im Leitungsstrang 14 unter den eingestellten Sollwert, so wird durch den überlagerten Regelkreis der Sollwert der Sekundärdrehzahl in der Korrekturstufe 44 abgesenkt, damit durch den sinkenden Volumenstrombedarf des Motors 15 der Druck im Leitungsstrang 14 schnell ansteigen kann. Der überlagerte Regelkreis hat eine Zeitkonstante T 3, die gleich der Zeitkonstante T 2 der Drehzahlregelung der Maschine 15 sein kann.The pressure-dependent control circuit superimposed on the speed control consists of a comparison stage 50 , the inputs of which in turn are supplied with the actual value and setpoint value of the pressure in the wiring harness 14 , a positive value suppressor 51 , an amplifier 52 and a detection circuit 53 for the direction of rotation of the machine 15 , whereby the circuit 53 is connected to the tachometer generator 41 . If the actual high pressure value is lower than the high pressure setpoint, the speed should be reduced. The pressure difference between the setpoint and actual value is less than zero. So the suppressor 51 must set the positive values of the difference to zero. The detection circuit 53 is necessary, on the one hand for the detection of the state of engine operation of the machine 15 in connection with the sign of the swivel angle α 2 (for the pressure reduction) and on the other hand for the speed reduction: if n 2 is greater than zero, the correction must be less than zero; if n 2 is less than zero, the correction must be greater than zero. The direction of rotation of the machine 15 is thus taken into account in the amplifier 52 , since the superimposed control loop should only work when a heavy load is being hoisted and the speed must be reduced accordingly. If the actual value of the pressure in the wiring harness 14 falls below the setpoint, the superimposed control loop lowers the desired value of the secondary speed in the correction stage 44 , so that the pressure in the wiring harness 14 can quickly increase due to the falling volume flow requirement of the engine 15 . The superimposed control loop has a time constant T 3, which can be equal to the time constant T 2 of the speed control of the machine 15 .

Ein weiterer der Drehzahlregelung überlagerter Regelkreis zum Absenken der Drehzahl der Maschine 15 bei Überlastung des Antriebsmotors 10 der Primäreinheit 11 besteht aus einer Vergleichsstufe 60, deren Eingängen der in einem Stromwandler 61 gemessene Motorstrom und ein Grenzwert i _max zugeführt werden, einem an den Ausgang der Vergleichsstufe 60 angeschlossenen Positiv-Wert-Unterdrücker 62 und einem Verzögerungsglied 63, dessen Ausgang mit der Korrekturstufe 44 für die Drehzahl verbunden ist. Nur wenn die Stromaufnahme I _ist des Motors 10 größer als die maximal zulässige ist, also die Differenz aus Maximalwert und Istwert kleiner als Null ist, dann soll die Drehzahl n 2 korrigiert werden. Also muß der Unterdrücker 62 die positiven Werte der Differenz zu Null setzen. Überschreitet der Motorstrom die Maximalstromaufnahme i _max, so wird der Volumenstrombedarf der Sekundäreinheit 15 vermindert, indem der Sollwert der vorgegebenen Drehzahl entsprechend vermindert wird. Auf diese Weise kann der Druck im Leitungsstrang 14 unter allen Umständen, also auch bei Überlastung des Antriebsmotors 10 aufrechterhalten werden, indem die Sekundärdrehzahl abgesenkt wird, um die Gefahr eines Durchgehens der belasteten Winde zu vermeiden. Aufgrund der verhältnismäßig großen Überlastbarkeit elektrischer Maschinen kann die Zeitkonstante dieses überlagerten Regelkreises wesentlich größer als die Zeitkonstante T 1 der Druckregelung sein. Beispielsweise kann die Zeitkonstante T 4 dieser Überlastungsschutzregelung um den Faktor dreißig größer als T 1 gewählt werden.Another control circuit superimposed on the speed control for lowering the speed of the machine 15 when the drive motor 10 of the primary unit 11 is overloaded consists of a comparison stage 60 , the inputs of which are supplied to the motor current measured in a current transformer 61 and a limit value i _max , one to the output of the comparison stage 60 connected positive-value suppressors 62 and a delay element 63 , the output of which is connected to the correction stage 44 for the speed. The speed n 2 should only be corrected if the current consumption I _{ist of} the motor 10 is greater than the maximum permissible, that is to say the difference between the maximum value and the actual value is less than zero. So the suppressor 62 must set the positive values of the difference to zero. If the motor current exceeds the maximum current consumption i _max , the volume flow requirement of the secondary unit 15 is reduced by the setpoint of the predetermined speed being reduced accordingly. In this way, the pressure in the cable harness 14 can be maintained under all circumstances, that is to say even when the drive motor 10 is overloaded, by lowering the secondary speed in order to avoid the risk of the loaded winch running away. Due to the relatively large overload capacity of electrical machines, the time constant of this superimposed control loop can be considerably larger than the time constant T 1 of the pressure control. For example, the time constant T 4 of this overload protection control can be selected to be thirty times greater than T 1.

Andererseits kann bei geringem Volumenstrombedarf, wenn also der Schwenkwinkel der Maschine 15 verhältnismäßig gering ist, der Druck im Leitungsstrang 14abgesenkt werden, um den Wirkungsgrad des Getriebes zu verbessern. Hierzu wird ein zulässiger Grenzschwenkwinkel α 2 grenz festgelegt. Der Winkel α 2 grenz kann als Funktion des Drucks pHD, des Verdrängungsvolumens der Maschine 15 und als Funktion des Wirkungsgrads etahm = f (pHD, a 2, n 2, Öltemperatur) vorgegeben werden. Bei mehreren Maschinen 15 wird immer der jeweils größte Schwenkwinkel α 2 hier berücksichtigt. Liegt der tatsächliche Schwenkwinkel α 2 der Maschine 15 unter dem Grenzschwenkwinkel, so wird der Druck p _HD abgesenkt, indem der Sollwert für den Druck im Leitungsstrang erniedrigt wird.On the other hand, if the volume flow requirement is low, that is to say if the swivel angle of the machine 15 is relatively small, the pressure in the wiring harness 14 can be reduced in order to improve the efficiency of the transmission. For this purpose, a permissible limit swivel angle α 2 limit is specified. The angle α 2 limit can be specified as a function of the pressure pHD , the displacement volume of the machine 15 and as a function of the efficiency etahm = f ( pHD, a 2, n 2 , oil temperature). In the case of several machines 15 , the largest swivel angle α 2 is always taken into account here. If the actual swivel angle α 2 of the machine 15 is below the limit swivel angle, the pressure p _{HD is} reduced by lowering the setpoint value for the pressure in the wiring harness.

Der Regelkreis zur Druckabsenkung besteht aus einem Verstärker 70, dessen Eingang das der Lage des Stellgliedes 18 proportionale Stromsignal unter multiplikativer Berücksichtigung der Drehrichtung von der Schaltung 53 zur Erkennung der Drehrichtung zugeführt wird, einem mit dem Ausgang des Verstärkers 70 verbundenen Negativ-Wert-Unterdrücker 71, einer Vergleichsstufe 72, die als invertierender Summierer ausgebildet ist und der der tatsächliche Schwenkwinkel sowie der Grenzwinkel zugeführt werden, einem Verstärker 73, einer Druckbereichsbegrenzung 74, einem Verzögerungsglied 75 und einem Komparator 76. The control circuit for reducing the pressure consists of an amplifier 70 , the input of which is supplied with the current signal proportional to the position of the actuator 18, taking into account the direction of rotation, from the circuit 53 for detecting the direction of rotation, a negative value suppressor 71 connected to the output of the amplifier 70 , a comparison stage 72 , which is designed as an inverting summer and to which the actual swivel angle and the limit angle are supplied, an amplifier 73 , a pressure range limitation 74 , a delay element 75 and a comparator 76 .

Die BetriebszuständeThe operating states

- Motor operation forward
ie swivel angle α 2 greater than zero and speed n 2 greater than zero
and the condition α 2 limit larger ( α 2 times sign n 2)
- Motor operation backwards (load mass of the winch does not compensate for the friction in the drive, e.g. in empty hook operation, and therefore must be driven when lowering)
ie α 2 less than zero and n 2 less than zero
and the condition α 2 limit greater ( α 2 times sign n 2)
- Pump operation forward and backward
ie ( α 2 times sign n 2) less than zero

führen zur Absenkung des Hochdrucks.lead to lowering the high pressure.

Die BetriebszuständeThe operating states

- Motor operation forward
ie α 2 greater than zero and n 2 greater than zero
and the condition α 2 limits smaller ( α 2 times sign n 2)
- Motor operation backwards (load mass of a winch does not compensate for the friction in the drive, e.g. in empty hook operation, and therefore must be driven when lowering)
ie α 2 less than zero and n 2 less than zero
and the condition α 2 limits smaller ( α 2 times sign n 2)

führen zur Anhebung des Hochdrucks.lead to an increase in high pressure.

Also muß der Unterdrücker 71 die negativen Werte von (α 2 mal Vorzeichen n 2) zu Null setzen.The suppressor 71 must therefore set the negative values of ( α 2 times sign n 2) to zero.

Mit dem Druckbereichsbegrenzer 74 kann der zu fahrende Druckbereich in den Grenzen pHDmin und pHDmax in Abhängigkeit des Signals S vom Verstärker 73 eingestellt werden, wobei der Vorzeichenwechsel durch die Vergleichsstufe 72 berücksichtigt (V = -1!< werden muß. Es sind die folgenden vier Fälle zu unterscheiden:The pressure range limiter 74 can be used to set the pressure range to be traveled within the limits pHDmin and pHDmax as a function of the signal S from the amplifier 73 , the change in sign having to be taken into account by the comparison stage 72 ( V = -1! <). There are the following four cases to distinguish:

1. a 2 greater than zero and n 2 greater than zero (motor operation 15 forward):
ie ( α 2 times sign n 2) greater than zero
α 2 limit greater ( a 2 times sign n 2): S less than zero
Reduce pressure
α 1 less than α 2 limit less ( α 2 times sign n 2): S greater than zero
Raise pressure
α 1 larger
2. α 2 less than zero and n 2 less than zero (motor operation 15 backwards):
ie ( α 2 times sign n 2) greater than zero
α 2 limit greater ( α 2 times sign n 2): S less than zero
Reduce pressure
α 1 less than α 2 limit less ( α 2 times sign n 2): S greater than zero
Raise pressure
α 1 larger
3. α 2 greater than zero and n 2 less than zero (pump operation 15 backwards):
ie ( α 2 times sign n 2) less than zero, because of 71 equal to zero: S less than zero
Reduce pressure
α 1 smaller
4. α 2 less than zero and n 2 greater than zero (pump operation 15 forward):
ie ( α 2 times sign n 2) less than zero, because of 71 equal to zero: S less than zero
Reduce pressure
α 1 smaller

Der Komparator 76 ist ein Bauteil, das jeweils den größeren der beiden anliegenden Spannungswerte für den Drucksollwert durchläßt. Im vorliegenden Fall wird der Sollwert für den Druck p _HDsoll erniedrigt, wenn der Leistungsbedarf der Maschine 15 entsprechend gering ist. Dieser Regelkreis hat ein verzögertes Zeitverhalten mit einer Zeitkonstante T 5, die um den Faktor 100 gegenüber der Zeitkonstante T 1 der Druckregelung größer sein kann, da dieser Regelkreis nur zum Verbessern des Wirkungsgrades erforderlich ist.The comparator 76 is a component which in each case passes the larger of the two applied voltage values for the pressure setpoint. In the present case, the setpoint for the pressure p _{HDsoll is} lowered if the power requirement of the machine 15 is correspondingly low. This control loop has a delayed time behavior with a time constant T 5, which can be greater by a factor of 100 compared to the time constant T 1 of the pressure control, since this control loop is only required to improve the efficiency.

Schließlich ist noch ein Regelkreis zur Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 vorgesehen, der aus einem Betragsbildner 80, einer Vergleichsstufe 81, einem Positiv-Wert-Unterdrücker 82, einem Verstärker 83 und dem Komparator 76 besteht. Dabei ist der Betragsbildner 80 an den Ausgang der Vergleichsstufe 40 angeschlossen und liefert ein Signal entsprechend der Differenz des Drehzahl-Sollwerts n′ _2soll und des Drehzahl-Istwerts n _2ist. Solange diese Differenz Δ _n oberhalb einer zulässigen Differenz Δ _ngrenz liegt, wenn also der Istwert der Drehzahl dem korrigierten Sollwert der Drehzahl nicht schnell genug folgt, wird am Ausgang der Vergleichsstufe 81 und damit des Verstärkers 83 ein Signal p _HDsoll2 erzeugt, das dem zweiten Eingang des Komparators 76 zugeführt wird und den Sollwert p _HDsoll1 für den Druck im Leitungsstrang 14 erhöht. Nur wenn der Drehzahl-Istwert dem Drehzahl-Sollwert nicht folgt, also wenn die Differenz aus Grenzdifferenz und dem Betrag der Differenz aus Soll- und Istwert kleiner als Null ist, soll der Druck erhöht werden. Werte größer Null werden deshalb im Unterdrücker 82 unterdrückt. Die Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 dient auch zur Sicherheit gegen Überlastung der Winde. Der Komparator 76 ist so geschaltet, daß der größere Sollwert stets die Priorität erhält, so daß die Druckerhöhung im Leitungsstrang 14 gewährleistet ist. Finally, a control circuit is provided for increasing the pressure in the wiring harness 14 , which consists of an absolute value generator 80 , a comparison stage 81 , a positive value suppressor 82 , an amplifier 83 and the comparator 76 . The amount generator 80 is connected to the output of the comparison stage 40 and supplies a signal corresponding to the difference between the speed setpoint n ' _2soll and the speed actual value n _2act . As long as this difference Δ _n is above a permissible differential Δ _ngrenz, so if the actual speed does not follow the corrected target value of the speed sufficiently fast, the output of the comparator 81 and the amplifier 83 is p, a signal generated _HDsoll2, the second input of the comparator 76 is supplied and the setpoint p _HDsoll1 for the pressure in the wiring _harness 14 is increased. The pressure should only be increased if the actual speed value does not follow the desired speed value, i.e. if the difference between the limit difference and the amount of the difference between the setpoint and actual value is less than zero. Values greater than zero are therefore suppressed in suppressor 82 . The pressure increase in the wiring harness 14 also serves as security against overloading the winch. The comparator 76 is switched so that the larger setpoint always receives priority, so that the pressure increase in the wiring harness 14 is ensured.

Die Zeitkonstante T 6 des Regelkreises für die Druckerhöhung ist etwa gleich der Zeitkonstante T 1 für die Druckregelung.The time constant T 6 of the control loop for the pressure increase is approximately equal to the time constant T 1 for the pressure control.

Claims

1.Drive system with a motor-driven adjustable hydrostatic machine as the primary unit, which works as a pump and pumps pressure medium into a line to which an adjustable hydrostatic machine is connected as a secondary unit, which is coupled to a load, in particular a winch, and as The motor or pump works to deliver pressure medium from the wiring harness to the primary unit or a tank or vice versa, and with a hydraulic accumulator connected to the wiring harness and with a directional control valve for actuating the adjusting cylinders of the hydrostatic machines, the adjusting cylinder of the primary unit using a pressure sensor in the control system dependent control current and the adjusting cylinder of the secondary unit can be set by means of a control current dependent on the speed and for the speed control of the secondary unit an electrical tachometer generator, a comparison stage for the setpoint and actual value the speed and a valve electrically controlled by the comparison stage for the adjusting cylinder of the secondary unit are provided, characterized in that

a) to regulate the pressure in the line ( 14 ), an electrical pressure sensor ( 31 ), a comparison stage ( 30 ) for the setpoint and actual value of the pressure and a valve ( 24 ) electrically controlled by the comparison stage for the actuating cylinder ( 13 ) of the primary unit ( 11 ) are provided
b) and that the speed control of the secondary unit ( 15 ) is superimposed on a pressure-dependent control circuit, which consists of a comparison stage ( 50 ) for the setpoint and actual value of the pressure in the wiring harness ( 14 ) and a correction stage ( 44 ) connected upstream of the setpoint input of the speed comparison stage ( 40 ) ), from which the speed of the secondary unit ( 15 ) is reduced when the actual value of the pressure falls below the setpoint.

2. Drive system according to claim 1 with an electric motor as a drive motor for the primary unit, characterized in that the speed control is also superimposed on the load of the drive motor ( 10 ) of the primary unit ( 11 ) dependent control circuit, which from a comparison stage ( 60 ) for the Maximum value and actual value of the motor current and the correction stage ( 44 ), from which the speed of the secondary unit ( 15 ) is reduced when the actual value of the motor current exceeds the maximum value.

3. Drive system according to claim 1 or 2, characterized in that that the time constant of the speed control of the secondary unit is greater than the time constant of the Pressure control in the wiring harness is.

4. Drive system according to claim 3, characterized in that the time constant of the speed control is about three times is greater than the time constant of the pressure control.

5. Drive system according to one of claims 1-4, characterized characterized in that the time constant of the pressure-dependent Speed correction approximately the time constant of the speed control corresponds.

6. Drive system according to one of claims 2-5, characterized in that the time constant of the speed correction dependent on the load of the drive motor ( 10 ) of the primary unit is substantially greater than the time constant of the pressure control in the wiring harness.

7. Drive system according to claim 6, characterized in that the time constant of the load on the drive motor the primary unit-dependent speed correction about thirty times greater than the time constant the pressure control is.

8. Drive system according to one of claims 1-7, characterized in that the pressure control in the wiring harness ( 14 ) is superimposed on a control circuit dependent on the volume flow requirement of the secondary unit ( 15 ), which upstream from a setpoint input of the comparison stage ( 30 ) for pressure control There is a comparator ( 76 ) from which the setpoint value of the pressure in the line branch ( 14 ) is lowered when a value below the predetermined volume flow is set by the adjusting cylinder ( 17 ) of the secondary unit ( 15 ) and from which the pressure in the line branch is not delayed is increased if the deviation between the actual value and the corrected target value of the speed of the secondary unit ( 15 ) remains above a predetermined limit value.

9. Drive system according to claim 8, characterized in that the control circuit for reducing the pressure with a low volume flow requirement of the secondary unit ( 15 ) is connected to the control current line of the speed control leading to the valve ( 25 ) and from an amplifier ( 70 ) taking into account the direction of rotation of the secondary unit, a summing stage ( 72 ) for entering a limit value for the adjusting cylinder, a pressure range limitation ( 74 ), a delay element ( 75 ) and the comparator ( 76 ).

10. Drive system according to claim 8 or 9, characterized in that the control circuit for increasing the pressure in the wiring harness ( 14 ) is connected to the output of the comparison stage ( 40 ) of the speed control and from an amount generator ( 80 ) for the difference between the actual value and the corrected Setpoint value of the speed, a comparison stage ( 81 ) for entering a limit speed deviation and the comparator ( 76 ).

11. Drive system according to one of claims 8-10, characterized characterized that the time constant of the control loop to lower the pressure much larger than the time constant the pressure control is.

12. Drive system according to claim 11, characterized in that that the time constant of the control loop for lowering the pressure about a hundred times greater than the time constant of the Pressure control is.

13. Drive system according to one of claims 8-12, characterized characterized that the time constant of the control loop to increase the pressure equal to the time constant of the pressure control is.

14. Drive system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the valves ( 24 and 25 ) for actuating the actuating cylinders ( 13 and 17 ) are servo valves or proportional valves with feedback.