EP0515608A1 - Hydraulic system. - Google Patents

Hydraulic system.

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EP0515608A1
EP0515608A1 EP92900271A EP92900271A EP0515608A1 EP 0515608 A1 EP0515608 A1 EP 0515608A1 EP 92900271 A EP92900271 A EP 92900271A EP 92900271 A EP92900271 A EP 92900271A EP 0515608 A1 EP0515608 A1 EP 0515608A1
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EP
European Patent Office
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pump
pressure difference
pressure
control
setpoint
Prior art date
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EP92900271A
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German (de)
French (fr)
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EP0515608B1 (en
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Otwin Eich
Franz-Peter Salz
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0515608B1 publication Critical patent/EP0515608B1/en
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    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
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    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system according to the preamble of the claim.
  • the object of the invention is to design the hydraulic system so that it is not susceptible to vibration and that any weighting and adaptation of the individual consumer flows to the operating parameters of the pump is also possible.
  • the solution results from the characterizing part of claim 1.
  • the solution has the advantage that it does not affect the response range of the setpoint generator. Therefore, the individual consumers remain controllable even when consumption is high, while in the known system the speed of the individual consumers can no longer be controlled if the maximum predetermined pump current is exceeded. You also have the
  • the pressure difference not only the pressure difference, but preferably also the change in the pressure difference and the change direction of the pressure difference can be detected.
  • the reduction in consumption can already begin if a deficiency (i.e. the sum of the set consumer flows exceeds the maximum pump flow specified (maximum pump flow)) is heralded by the size and direction of the rate of change of the pressure difference.
  • the control signals of the valves are reduced.
  • the reduction of consumer currents can take place proportionally. However, a reduction according to priorities is also possible if, for. B. an individual consumer should not reduce his speed in contrast to the others.
  • the subject of this invention is only in exceptional cases, namely when the pumpable pump flow is not sufficient for the consumer flows set on the respective valves. which add up to the current production volume. In this case, the current flow rate is reduced by reducing the respective consumer flows supplied.
  • valves which are assigned to the consumers. Basically, it can be assumed that these valves are adjusted electromagnetically or hydraulically from the outside, that is, by hand or by external input parameters. According to this invention, however, an adjustment signal for reducing the actuation of the valve piston by multiplication is superimposed on these input signals (setpoint signals) when it is determined in the hydraulic system by measuring the pressure difference that the pumpable pump current has been exceeded.
  • the maximum pump current does not necessarily correspond to the maximum pump current that can be pumped. Rather, a lower limit, e.g. B. 80% of the maximum conveyable pump flow. This ensures that the hydraulic system does not fall out of its control range due to an absolute overload of the pump. The same applies to the specified minimum pressure difference.
  • the adaptation of the consumer flows to the specified pump flow that can be conveyed when the minimum limit value of the pressure difference is exceeded is basically achieved by reducing the sum of the consumer flows to the specified limit value. In the simplest case this can be done
  • An internal control loop uses the pressure difference Delta P between the pump pressure and the highest load pressure as a measured variable, the specified minimum pressure difference as a controlled variable and the
  • Control position of the control pump as a manipulated variable.
  • the superimposed outer control loop uses the currently measured pressure difference minus the minimum pressure difference in order to increase the consumer flows in the event of a deficiency (consumption exceeds the maximum pump current) and the resulting drop below the limit value of the pressure difference (minimum pressure difference)
  • the delivery capacity or the torque of the pump which is currently determined from the respective control position of the pump and the delivery pressure of the pump by multiplication, is compared with a target torque, and the output signal obtained from the difference is compared selectable function superimposed, such that only at
  • Valves assigned to consumers take place, but not below this limit. Likewise, the position and adjustability of those assigned to the individual consumers can be superimposed on the delivery pressure according to a specific function
  • Valves are affected when a certain pressure is exceeded, but not below this pressure or only with a certain percentage. As a result, the maximum external load is also taken into account when influencing the valves assigned to the consumers, in particular directional valves.
  • the influencing of the pump current supplied to each consumer and the total of the consumers takes place, for. B. electrically or hydraulically in that the entered setpoints of the valves assigned to the individual consumers are influenced as a function of the pressure difference between the highest consumer pressure and the pump pressure of the control pump.
  • a setpoint processing is expedient.
  • Setpoints are those specified manually or automatically
  • Control signals for the valves assigned to the consumers These externally entered setpoints can be fed to the system via attenuators (ramps). This specifies the rates of change at which the consumer currents can change if the setpoints entered change suddenly. It is thereby achieved that the adjustment speed of the pump or pressure differential balance is sufficient in any case to follow the change in the consumer flows over time. This means that consumers may not be under-supplied for a short time.
  • the consumer flows requested by the entered target values can be roughly adapted to the maximum flow rate that can be supplied by the pump.
  • those entered from outside Setpoints are brought into dependence on the sum of the entered setpoints and, in addition, on the specified pump flow that can be pumped or the minimum pressure difference. On the one hand, this leads to a weighting of the individual consumers and ensures that for the - z. B. for safety reasons - important consumers always have an adequate oil flow
  • given pump flow can be expected based on the input setpoint signals.
  • Figure 1 is a circuit diagram for a hydraulic system with a control pump.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram with details according to FIG. 1;
  • Fig. 3 is a circuit diagram for the setpoint conditioning.
  • control pump 1 can be adjusted hydraulically by means of a control valve 2.
  • the control valve 2 is controlled by a magnet via an amplifier 3 and has a feedback 4 to the control position of the control pump 1.
  • the individual consumers 5 ', 5'',5''' are controlled by directional valves 6 ', 6 ", 6''', which are actuated by electromagnets a1-a3, b1-b3.
  • Each directional valve 6 ', 6'',6''' is a pressure control valve 7 ', 7'',7''' upstream.
  • Each of the pressure control valves 7 ', T', 7 '''' is on the one hand with the pressure upstream of the directional control valve 6', 6 '', 6 '''and on the other hand the consumer pressure behind the directional control valve 6', 6 '', 6 '''. This means that the volume flow supplied to the consumers 5', 5 '', 5 '''is independent of the load respective Pressure regulating valves 7 ', 7'',7''' resulting pump pressure and the highest detected via a shuttle valve chain 8
  • Comparison modules 14 ', 14' ', 14' '' influence the actuators 16 ', 16 ", 16'” in such a way that the adjustment of the valves 6 ', 6' ', 6' "is adapted and reduced in this way that the maximum flow rate of pump 1 cannot be exceeded.
  • torque can also be superimposed, in that the pump pressure and, on the other hand, the already mentioned pressure drop are recorded in a multiplier 17 and the output signal of this multiplier 17 is fed to the weighting module 13 via a comparator 18.
  • FIG. 2 is a functional diagram in which the control unit 21 is shown with the functional modules contained therein.
  • Control unit 21 described for manipulated variables for the directional control valves 6.
  • the pressure difference delta P is input to a module 23 in the control unit 21.
  • a limit value Delta P min is specified for module 23. This limit value can be specified constantly if only the input of the pressure difference is connected to the control unit 21. If the pump pressure P is also connected, further processing of the value Delta P follows, which will be discussed later.
  • the measured or further processed pressure difference and the limit value Delta Pmin are weighted.
  • the output signal of the block 23 is given to the weighting block 13.
  • the pressure difference signal Delta P continues to be applied to the Delta P controller 10.
  • the setpoint value of the pressure difference is also given to the delta-P controller 10.
  • the output signal of the delta-P controller 10 leads via amplifier 3 to the control valve 2 shown in FIG. 1, by means of which the control position of the pump 1 is adjusted.
  • Control valve 2 acted upon by the output current of the amplifier 3. This results in an adjustment of the control valve 2 in the sense that the two sides of the control piston are equally loaded and the control pump 1 is adjusted in the sense of a reduction in the flow rate (pump flow, pump flow) (adjustment piston moves to the left).
  • the output signal of the delta-P controller 10 is applied to the multiplication module 17 at the same time as the pump pressure P tapped via the pressure converter 11.
  • the output signal of the multiplication module 17 represents the current one
  • Torque M of pump 1 since the input signal to amplifier 3 represents the current delivery rate of pump 1.
  • This output signal is related in block 18 (comparator) to a maximum possible limit value of the torque.
  • the output signal of the comparator 18 is the
  • Weighting block 13 abandoned.
  • the output signal of the comparison module is now in the weighting module 13
  • Torque M is smaller than the limit value of the torque, and that it emits a decreasing output signal as long as the currently determined torque M is greater than the predetermined constant limit value M max .
  • the output signal from 1 is reduced based on a time-dependent, continuous function until the torque M of the pump 1 has decreased so much that the equilibrium is established by feedback of the setpoints (this will be discussed later).
  • the output signal of the function block 26 is a multiplication block 24 together with the pressure difference Delta P abandoned.
  • the pressure difference and the output signal, which has been obtained from the torque comparison, are multiplied in the multiplication module 24.
  • the output signal of this multiplication module 24 represents the measured but further processed pressure difference and is given to the weighting module 23 already mentioned and described.
  • the output signal of the function block 26 is thus used to process the pressure difference in the multiplication block 24, as has already been indicated.
  • the weighting module 23 is supplied with a constantly reduced delta P signal. Therefore, the output signal of the
  • a permanently entered limit value of the pump pressure P max is related to the currently measured pump pressure P.
  • the module 13 also contains a function module 29 which is controlled by the output signal of the comparator 28 and additionally by a limit value which represents the maximum target value S max . These entered variables are processed in the function block 29 such that the
  • Function block 29 gives an output signal B, which is equal to one, as long as the measured pump pressure P is less than that
  • Limit value P max of the pressure and that is equal to the limit value S max of the target values if the measured pump pressure P exceeds the limit value P max of the pump pressure.
  • the weighting module 13 with its two output signals A of the function module 25 and B of the function module 29 then controls comparison elements 14 ', 14 ", 14'", each of which one of the valves 6 ', 6 ", 6"' for the individual Consumers 5 ', 5 ", 5'” are assigned.
  • Each of these comparison elements 14 is given a different setpoint S1, S2, S3 via the setpoint generator 15 ', 15 ", 15'”.
  • these output signals A and B are superimposed on the entered target values.
  • the outputs then go via the actuators 16 ', 16 ", 16'” to the respective magnets a1, b1; a2, b2; a3, b3 of the respective valves 6 ', 6 ", 6'".
  • the comparison elements 14 - as shown in FIG. 2 - are divided into a multiplication module 31 ', 31 ", 31"' and a limitation module 32 ', 32 ", 32'".
  • the output signal A of the function block 25 and the setpoint value S1, S2, S3 are given to the multiplication block.
  • the setpoints S1, S2, S3 are reduced accordingly.
  • the output signal of the multiplication module 31 is given to the limiting module 32 together with the output signal B of the function module 29, which establishes the relationship to the measured pump pressure P.
  • the output signal of the limitation construction Stone 32 limits the entered limit value Smax of the setpoint.
  • a further evaluation of the supplied limit value Smax can take place in the sense that either there is no limit at all or the limit value S max is reduced or increased.
  • a setpoint generator 33 can be arranged upstream of the control unit 21.
  • the setpoint generator 33 has a first component 34 for each input setpoint S1, S2, S3, which is referred to below as ramp 34. This ramp means that an abruptly entered setpoint only changes over time.
  • Output signals of the ramps 34 are then multiplied in multiplication modules 35 by input limit values G1 to G3. These limit values represent a certain percentage of the limit value of the pump delivery flow. This results in a weighting of the entered target values S1, S2, S3 in the multiplication modules 35.
  • the output signals of the multiplication modules 35 are fed to a summing element 36 with the output signal e2, which represents the sum of the output signals of the multiplication modules.
  • the signal e2 is given to a function block 37
  • the signal el represents the maximum predetermined pump delivery flow in a form that is comparable to the signal e2.
  • function block 37 the two input signals el and e2 connected.
  • the output signal A is 1 as long as the specified one
  • Limit value of the pump delivery flow el is greater than the set and weighted sum e2 of the setpoints S1, S2, S3.
  • the output signal A is equal to the quotient of the limit value el and the weighted sum e2 if the weighted sum e2 is greater than the limit value e1.
  • the output signal of the multiplication blocks 38 represents the respective setpoint value given to the comparison block 14.
  • This setpoint value preparation ensures that the setpoint values S1, S2, S3 do not lead to a consumption which contributes to the predetermined limit value of the pump delivery flow el far exceeds. However, this is only a rough precaution.
  • the inventive superimposition of the adaptation of the consumer flows to the measured pump delivery flow ensures that each consumer 5 ', 5 ", 5'" in it
  • control unit 23 component weighting component

Abstract

Dans un système hydraulique, plusieurs consommateurs (5'; 5'';5''') sont alimentés par une pompe commune à débit variable (1). La pompe à débit variable (1) est mise en fonction pour une pression située entre une pression de pompe (Delta P) et une pression de charge maximale. Cette différence de pression (Delta Pmax) est mise en relation avec une différence de pression minimale (Delta Pmin), et le signal de comparaison est utilisé dans un dispositif de commande (21) afin d'influer sur des signaux de valeur de consigne (S1, S2, S3) avec lesquels les différentes soupapes (6'; 6''; 6''') sont pilotées.In a hydraulic system, several consumers (5 '; 5' '; 5' '') are supplied by a common variable flow pump (1). The variable displacement pump (1) is activated for a pressure between a pump pressure (Delta P) and a maximum load pressure. This pressure difference (Delta Pmax) is related to a minimum pressure difference (Delta Pmin), and the comparison signal is used in a control device (21) in order to influence setpoint signals ( S1, S2, S3) with which the various valves (6 '; 6' '; 6' '') are controlled.

Description

BESCHREIBUNG Hydrauliksystem  DESCRIPTION hydraulic system
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs. The invention relates to a hydraulic system according to the preamble of the claim.
Dieses Hydrauliksystem ist bekannt durch die DE 26 51 325 C2. Dabei wird einem Regelventil einerseits der an der Pumpe anstehende Druck und andererseits der höchste Lastdruck This hydraulic system is known from DE 26 51 325 C2. A control valve becomes the pressure at the pump and the highest load pressure
gemeldet. Kann die Pumpe den von den Steuerventilen und den zugeordneten Verbrauchern geforderten Volumenstrom nicht mehr fördern, so reduziert sich die Druckdifferenz zwischen dem Druck der Pumpe und dem höchsten Lastdruck. Folglich reduziert das Regelventil die Versorgung der Steuerdruckgeber, durch welche die den Verbrauchern zugeordneten Ventile angesteuert werden. Dadurch werden die Ventile in ihrem Durchfluß begrenzt. Diese Begrenzung wird jedoch erst bei schon vorhandenem  reported. If the pump can no longer deliver the volume flow required by the control valves and the associated consumers, the pressure difference between the pressure of the pump and the highest load pressure is reduced. The control valve consequently reduces the supply to the control pressure transmitter, by means of which the valves assigned to the consumers are actuated. This limits the flow of the valves. However, this limitation will only apply to existing ones
Überbedarf wirksam. Tritt diese Begrenzung in Funktion, so sind die Verbraucher mittels ihrer Steuerventile nicht mehr Effective excess demand. If this limitation comes into effect, the consumers are no longer using their control valves
steuerbar. controllable.
Bei dem durch das Patent 35 46 336 bekannten System werden die elektrischen Stellsignale der angesteuerten Wegeventile In the system known from patent 35 46 336, the electrical control signals of the controlled directional valves
addiert. Der Volumenstrom, welcher der Summe der Stellsignale entspricht, wird mit dem maximal möglichen Pumpenstrom verglichen. Wenn die Summe der Stellsignale den möglichen Pumpenstrom überschreitet, werden die Stellsignale reduziert. Bei diesem System müssen alle Stellsignale erfaßt werden. Außerdem muß die Abhängigkeit der Ventildurchflüsse von den Stellsi gnalen mittels eines Rechners richtig berücksichtigt werden. added. The volume flow, which corresponds to the sum of the control signals, is compared with the maximum possible pump flow. If the total of the control signals exceeds the possible pump current, the control signals are reduced. With this system, all control signals must be recorded. In addition, the dependency of the valve flow on the Stellsi gnalen be correctly taken into account by means of a computer.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Hydrauliksystem so auszugestalten, daß es nicht schwingungsanfällig ist und daß im übrigen eine beliebige Gewichtung und Anpassung der einzelnen Verbraucherströme an die Betriebsparameter der Pumpe möglich ist. The object of the invention is to design the hydraulic system so that it is not susceptible to vibration and that any weighting and adaptation of the individual consumer flows to the operating parameters of the pump is also possible.
Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Die Lösung hat den Vorteil, daß hierbei nicht der Ansprechbereich der Sollwertgeber beeinflußt wird. Daher bleiben die einzelnen Verbraucher auch bei hohem Verbrauch steuerbar, während bei dem bekannten System bei Überschreitung des maximal vorgegebenen Pumpenstroms die Geschwindigkeit der einzelnen Verbraucher nicht mehr steuerbar ist. Ferner hat man den The solution results from the characterizing part of claim 1. The solution has the advantage that it does not affect the response range of the setpoint generator. Therefore, the individual consumers remain controllable even when consumption is high, while in the known system the speed of the individual consumers can no longer be controlled if the maximum predetermined pump current is exceeded. You also have the
Vorteil, daß nicht nur die Druckdifferenz, sondern bevorzugt auch die Änderung der Druckdifferenz und die Änderungsrichtung der Druckdifferenz erfaßt werden können. Hierdurch kann die Verbrauchsreduzierung bereits einsetzen, wenn sich durch die Größe und Richtung der Änderungsgeschwindigkeit der Druckdifferenz ein Mangel (d. h. die Summe der eingestellten Verbraucherströme übersteigt den als maximal vorgegebenen Pumpenstrom (maximaler Pumpenstrom)) ankündigt.  Advantage that not only the pressure difference, but preferably also the change in the pressure difference and the change direction of the pressure difference can be detected. In this way, the reduction in consumption can already begin if a deficiency (i.e. the sum of the set consumer flows exceeds the maximum pump flow specified (maximum pump flow)) is heralded by the size and direction of the rate of change of the pressure difference.
Steigt die Summe der Verbraucherströme, die durch entsprechende Einstellung der den Verbrauchern zugeordneten Ventile gefordert wird, über den maximalen Pumpenstrom an, so werden die Ansteuersignale der Ventile reduziert. Die Reduzierung der Verbraucherströme kann verhältnisgleich erfolgen. Es ist jedoch auch eine Reduzierung nach Prioritäten möglich, wenn z. B. ein einzelner Verbraucher seine Geschwindigkeit im Gegensatz zu den anderen nicht reduzieren soll. If the sum of the consumer flows, which is required by appropriate setting of the valves assigned to the consumers, rises above the maximum pump current, the control signals of the valves are reduced. The reduction of consumer currents can take place proportionally. However, a reduction according to priorities is also possible if, for. B. an individual consumer should not reduce his speed in contrast to the others.
Dabei erfolgt jedoch ein Eingriff des Regelkreises, der However, the control loop intervenes, the
Gegenstand dieser Erfindung ist, nur in Ausnahmefällen, und zwar dann, wenn der förderbare Pumpenstrom nicht ausreicht für die an den jeweiligen Ventilen eingestellten Verbraueherströme. die in ihrer Summe die aktuelle Fördermenge ergeben. In diesem Falle wird die aktuelle Fördermenge durch Reduzierung der jeweils zugeführten Verbraucherströme vermindert. The subject of this invention is only in exceptional cases, namely when the pumpable pump flow is not sufficient for the consumer flows set on the respective valves. which add up to the current production volume. In this case, the current flow rate is reduced by reducing the respective consumer flows supplied.
Die Anpassung der Verbraucherströme an den maximalen Pumpenstrom geschieht durch die Verstellung der Ventile, die den Verbrauchern jeweils zugeordnet sind. Grundsätzlich ist davon auszugehen, daß diese Ventile von außen, also von Hand oder durch fremde Eingabeparameter elektromagnetisch oder hydraulisch verstellt werden. Nach dieser Erfindung wird diesen Eingabesignalen (Sollwertsignalen) jedoch ein Verstellsignal zur Verminderung der Aussteuerung des Ventilkolbens durch Multiplikation überlagert, wenn in dem Hydrauliksystem durch Messung der Druckdifferenz festgestellt wird, daß der förderbare Pumpenstrom überschritten worden ist. The adjustment of the consumer flows to the maximum pump flow is done by adjusting the valves, which are assigned to the consumers. Basically, it can be assumed that these valves are adjusted electromagnetically or hydraulically from the outside, that is, by hand or by external input parameters. According to this invention, however, an adjustment signal for reducing the actuation of the valve piston by multiplication is superimposed on these input signals (setpoint signals) when it is determined in the hydraulic system by measuring the pressure difference that the pumpable pump current has been exceeded.
Der maximale Pumpenstrom entspricht nicht notwendigerweise dem maximal förderbaren Pumpenstrom. Vielmehr wird ein geringerer Grenzwert, z. B. 80 % des maximal förderbaren Pumpenstromes vorgegeben. Dadurch wird erreicht, daß das Hydrauliksystem durch absolute Überlastung der Pumpe nicht aus seinem Regelbereich herausfällt. Entsprechendes gilt für die vorgegebene Mindestdruckdifferenz. The maximum pump current does not necessarily correspond to the maximum pump current that can be pumped. Rather, a lower limit, e.g. B. 80% of the maximum conveyable pump flow. This ensures that the hydraulic system does not fall out of its control range due to an absolute overload of the pump. The same applies to the specified minimum pressure difference.
Die Anpassung der Verbraucherströme an den vorgegebenen förderbaren Pumpenstrom bei Überschreitung des Mindestgrenzwertes der Druckdifferenz geschieht grundsätzlich dadurch, daß die Summe der Verbraucherströme bis auf den vorgegebenen Grenzwert vermindert wird. Dies kann im einfachsten Falle dadurch The adaptation of the consumer flows to the specified pump flow that can be conveyed when the minimum limit value of the pressure difference is exceeded is basically achieved by reducing the sum of the consumer flows to the specified limit value. In the simplest case this can be done
geschehen, daß sämtliche Verbraucherströme um den gleichen Prozentsatz vermindert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Ansteuersignale, durch welche die Verbraucherströme reduziert werden, für jeden Verbraucher unterschiedlich zu gewichten. Dadurch kann einzelnen Verbrauchern ein Vorrang vor anderen Verbrauchern eingeräumt werden. Es kann z. B. gewährleistet werden, daß solche Verbraucher, die aus Sicherheitsgründen immer mit einem bestimmten Verbraucherstrom beschickt werden müssen, z. B. hydraulische Bremsen, Vorrang haben vor anderen Verbrauchern. Hierauf wird an späterer Stelle noch eingegangen. happen that all consumer flows are reduced by the same percentage. However, it is also possible to weight the control signals, by means of which the consumer currents are reduced, differently for each consumer. This allows individual consumers to be given priority over other consumers. It can e.g. B. ensure that such consumers for security reasons always have to be loaded with a certain consumer current, e.g. B. hydraulic brakes have priority over other consumers. This will be discussed later.
Die besondere Bedeutung der Erfindung nach Anspruch 1 besteht darin, daß die Anpassung der Verbraucherströme an einen The special meaning of the invention according to claim 1 is that the adaptation of the consumer flows to one
vorgegebenen Grenzwert (maximaler Pumpenstrom) durch Überwachung der einzuhaltenden Mindestdruckdifferenz nur dann in Funktion tritt, wenn der vorgegebene Grenzwert erreicht wird. Es werden also mehrere Regelkreise überlagert. Ein innerer Regelkreis benutzt die Druckdifferenz Delta P zwischen dem Pumpendruck und dem höchsten Lastdruck als Meßgröße, die vorgegebene Mindestdruckdifferenz als Regelgröße und die  specified limit value (maximum pump current) by monitoring the minimum pressure difference to be observed only functions when the specified limit value is reached. So several control loops are superimposed. An internal control loop uses the pressure difference Delta P between the pump pressure and the highest load pressure as a measured variable, the specified minimum pressure difference as a controlled variable and the
Regelstellung der Regelpumpe als Stellgröße.  Control position of the control pump as a manipulated variable.
Der überlagerte äußere Regelkreis benutzt die aktuell gemessene Druckdifferenz minus Mindestdruckdifferenz, um bei einem Mangel (Verbrauch überschreitet den maximalen Pumpenstrom) und dem dadurch bewirkten Unterschreiten des Grenzwerts der Druckdifferenz (Mindestdruckdifferenz), die Verbraucherströme zu The superimposed outer control loop uses the currently measured pressure difference minus the minimum pressure difference in order to increase the consumer flows in the event of a deficiency (consumption exceeds the maximum pump current) and the resulting drop below the limit value of the pressure difference (minimum pressure difference)
reduzieren und die Druckdifferenz wieder zu erhöhen.  reduce and increase the pressure difference again.
Zusätzlich kann die Anpassung der Verbraucherströme der einzelnen Verbraucher an den vorgegebenen, maximalen Pumpenstrom auch durch Überlagerung des aus der Messung der aktuellen Fördermenge (Auslenkung = Regelstellung der Regelpumpe) gewonnenen Meßsignals mit der Pumpenleistung bzw. dem Pumpenmoment In addition, the adaptation of the consumer flows of the individual consumers to the specified, maximum pump current can also be achieved by superimposing the measurement signal obtained from the measurement of the current delivery quantity (deflection = control position of the control pump) with the pump output or the pump torque
(Fördervolumen × Förderdruck) und/oder dem Förderdruck  (Delivery volume × delivery pressure) and / or the delivery pressure
erfolgen. Das hat den Vorteil, daß eine gewünschte Gewichtung der Fördermenge, des Fördermoments und des Förderdrucks der Regelpumpe bei der Anpassung der Ventilstellung an den respectively. This has the advantage that a desired weighting of the delivery rate, the delivery torque and the delivery pressure of the control pump when adapting the valve position to the
maximalen Pumpenstrom vorgebbar ist. Dabei wird die aktuell aus der jeweiligen Regelstellung der Pumpe und dem Förderdruck der Pumpe durch Multiplikation ermittelte Förderleistung bzw. das Drehmoment der Pumpe mit einem Solldrehmoment verglichen und das aus der Differenz gewonnene Ausgangssignal nach einer wählbaren Funktion überlagert, etwa derart, daß nur bei maximum pump current can be specified. Here, the delivery capacity or the torque of the pump, which is currently determined from the respective control position of the pump and the delivery pressure of the pump by multiplication, is compared with a target torque, and the output signal obtained from the difference is compared selectable function superimposed, such that only at
Überschreiten eines vorgegebenen Antriebsmoments eine Beeinflussung der Stellung und Stellbarkeit der den einzelnen  Exceeding a predetermined drive torque influencing the position and adjustability of the individual
Verbrauchern zugeordneten Ventile erfolgt, unterhalb dieses Grenzwerts dagegen nicht. Ebenso kann durch Überlagerung des Förderdruckes nach einer bestimmten Funktion die Stellung und Stellbarkeit der den einzelnen Verbrauchern zugeordneten  Valves assigned to consumers take place, but not below this limit. Likewise, the position and adjustability of those assigned to the individual consumers can be superimposed on the delivery pressure according to a specific function
Ventile bei Überschreitung eines bestimmten Druckes beeinflußt werden, unterhalb dieses Druckes jedoch nicht oder nur mit einem bestimmten Prozentsatz. Dadurch wird auch die maximale äußere Last bei der Beeinflussung der den Verbrauchern zugeordneten Ventile, insbesondere Wegeventile berücksichtigt.  Valves are affected when a certain pressure is exceeded, but not below this pressure or only with a certain percentage. As a result, the maximum external load is also taken into account when influencing the valves assigned to the consumers, in particular directional valves.
Die Beeinflussung des jedem Verbraucher und der Gesamtheit der Verbraucher zugeführten Pumpenstroms erfolgt z. B. elektrisch oder hydraulisch dadurch, daß die eingegebenen Sollwerte der den einzelnen Verbrauchern zugeordneten Ventile in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem höchsten Verbraucherdruck und dem Pumpendruck der Regelpumpe beeinflußt werden. The influencing of the pump current supplied to each consumer and the total of the consumers takes place, for. B. electrically or hydraulically in that the entered setpoints of the valves assigned to the individual consumers are influenced as a function of the pressure difference between the highest consumer pressure and the pump pressure of the control pump.
Für besondere Einsatzzwecke des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems ist eine Sollwert-Aufbereitung zweckmäßig. Die For special applications of the hydraulic system according to the invention, a setpoint processing is expedient. The
Sollwerte sind die von Hand oder automatisch vorgegebenen Setpoints are those specified manually or automatically
AnsteuerSignale für die den Verbrauchern zugeordneten Ventile. Diese von außen eingegebenen Sollwerte können über Dämpfungsglieder dem System zugeführt werden (Rampen). Dadurch werden die Änderungsgeschwindigkeiten vorgegeben, mit welchen sich die Verbraucherströme bei sprunghafter Änderung der eingegebenen Sollwerte ändern können. Dadurch wird erreicht, daß die Verstellgeschwindigkeit der Pumpe bzw. Druckdifferenzwaage in jedem Falle ausreicht, um der zeitlichen Änderung der Verbraucherströme zu folgen. Es kann daher auch kurzzeitig nicht zu einer ünterversorgung der Verbraucher kommen. Ferner können die durch die eingegebenen Sollwerte angeforderten Verbraucherströme grob an die von der Pumpe maximal .lieferbare Durchflußmenge angepaßt werden. Hierzu werden die von außen eingegebenen Sollwerte in Abhängigkeit gebracht von der Summe der eingegebenen Sollwerte und zusätzlich von dem vorgegebenen förderbaren Pumpenstrom bzw. der Mindestdruckdifferenz. Dadurch wird zum einen eine Gewichtung der einzelnen Verbraucher erreicht und gewährleistet, daß für die - z. B. aus Sicherheitsgründen - wichtigeren Verbraucher stets ein ausreichender Ölstrom Control signals for the valves assigned to the consumers. These externally entered setpoints can be fed to the system via attenuators (ramps). This specifies the rates of change at which the consumer currents can change if the setpoints entered change suddenly. It is thereby achieved that the adjustment speed of the pump or pressure differential balance is sufficient in any case to follow the change in the consumer flows over time. This means that consumers may not be under-supplied for a short time. Furthermore, the consumer flows requested by the entered target values can be roughly adapted to the maximum flow rate that can be supplied by the pump. For this purpose, those entered from outside Setpoints are brought into dependence on the sum of the entered setpoints and, in addition, on the specified pump flow that can be pumped or the minimum pressure difference. On the one hand, this leads to a weighting of the individual consumers and ensures that for the - z. B. for safety reasons - important consumers always have an adequate oil flow
bereitsteht. Es erfolgt zum anderen bereits vorab eine  is ready. On the other hand, there is one in advance
Reduzierung der Sollwerte, wenn eine Überschreitung des  Reduction of the setpoints if the
vorgegebenen förderbaren Pumpenstroms aufgrund der eingegebenen Sollwertsignale zu erwarten ist.  given pump flow can be expected based on the input setpoint signals.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der nachfolgend beschriebenen Schaltpläne dargestellt. In the following, exemplary embodiments of the invention are illustrated using the circuit diagrams described below.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Schaltplan für ein Hydrauliksystem mit Regelpumpe;  Figure 1 is a circuit diagram for a hydraulic system with a control pump.
Fig. 2 einen Schaltplan mit Einzelheiten nach Figur 1;  2 shows a circuit diagram with details according to FIG. 1;
Fig. 3 einen Schaltplan für die Sollwert-Aufbereitung.  Fig. 3 is a circuit diagram for the setpoint conditioning.
Mehrere Verbraucher 5', 5'', 5' ' ' werden durch eine gemeinsame Regelpumpe 1 gespeist. Die Regelpumpe 1 kann hydraulisch mittels eines Stellventils 2 verstellt werden. Das Stellventil 2 wird mittels eines Magneten über einen Verstärker 3 angesteuert und besitzt eine Rückführung 4 auf die Regelstellung der Regelpumpe 1. Several consumers 5 ', 5' ', 5' '' are fed by a common control pump 1. The control pump 1 can be adjusted hydraulically by means of a control valve 2. The control valve 2 is controlled by a magnet via an amplifier 3 and has a feedback 4 to the control position of the control pump 1.
Die einzelnen Verbraucher 5', 5'', 5''' werden durch Wegeventile 6', 6", 6''', die durch Elektromagneten a1-a3, b1-b3 betätigt sind, angesteuert. Jedem Wegeventil 6', 6'', 6''' ist ein Druckregelventil 7', 7'', 7''' vorgeschaltet. Jedes der Druckregelventile 7', T ' , 7' ' ' wird einerseits mit dem Druck vor dem Wegeventil 6', 6' ', 6''' und andererseits mit dem Verbraucherdruck hinter dem Wegeventil 6', 6'', 6''' beaufschlagt. Dadurch ist der den Verbrauchern 5', 5'', 5''' zugeführte Volumenstrom lastunabhängig. Der zwischen dem vor den jeweiligen Druckregelventilen 7', 7'', 7''' sich einstellenden Pumpendruck und der über eine Wechselventil-Kette 8 erfaßte, höchste The individual consumers 5 ', 5'',5''' are controlled by directional valves 6 ', 6 ", 6''', which are actuated by electromagnets a1-a3, b1-b3. Each directional valve 6 ', 6'',6''' is a pressure control valve 7 ', 7'',7''' upstream. Each of the pressure control valves 7 ', T', 7 '''is on the one hand with the pressure upstream of the directional control valve 6', 6 '', 6 '''and on the other hand the consumer pressure behind the directional control valve 6', 6 '', 6 '''. This means that the volume flow supplied to the consumers 5', 5 '', 5 '''is independent of the load respective Pressure regulating valves 7 ', 7'',7''' resulting pump pressure and the highest detected via a shuttle valve chain 8
Verbraucherdruck wird einem Differenzgeber 9 gemeinsam  Consumer pressure is common to a differential encoder 9
aufgegeben. Dessen Ausgangsignal repräsentiert den Druckabfall Delta P zwischen der Pumpe 1 und dem höchsten Verbraucherdruck. Diese Druckdifferenz wird gemeinsam mit ihrer Differentiation (Differenzierungsglied 12) einerseits einem Delta-p-Regler 10 aufgegeben, der über den bereits erwähnten Verstärker 3 das Stellventil 2 ansteuert. Andererseits werden die beiden Signale über einen Gewichtungsbaustein 13 auf Vergleichsbausteine 14', 14'', 14''' gegeben, die jeweils den einzelnen Stellgebern 16', 16'', 16''' der Wegeventile 6', 6'', 6''' zugeordnet sind. Die Vergleichsbausteine 14', 14'', 14''' haben einen zweiten  given up. Its output signal represents the pressure drop Delta P between the pump 1 and the highest consumer pressure. This pressure difference is given, together with its differentiation (differentiating element 12), on the one hand, to a delta-p controller 10, which controls the control valve 2 via the amplifier 3 already mentioned. On the other hand, the two signals are sent via a weighting module 13 to comparison modules 14 ', 14' ', 14' '', which each give the individual actuators 16 ', 16' ', 16' '' of the directional control valves 6 ', 6' ', 6 ''' assigned. The comparison modules 14 ', 14' ', 14' '' have a second one
Eingang, dem jeweils ein gewünschter Sollwert von Sollwertgeber 15', 15'', 15''' aus vorgegeben werden kann. Durch die  Input to which a desired setpoint can be specified from setpoint generator 15 ', 15' ', 15' ''. Through the
Vergleichsbausteine 14', 14'', 14''' erfolgt eine Beeinflussung der Stellgeber 16', 16", 16'" in der Form, daß die Verstellung der Ventile 6', 6'', 6'" derart angepaßt und reduziert wird, daß der maximale Förderstrom der Pumpe 1 nicht überschritten werden kann. Comparison modules 14 ', 14' ', 14' '' influence the actuators 16 ', 16 ", 16'" in such a way that the adjustment of the valves 6 ', 6' ', 6' "is adapted and reduced in this way that the maximum flow rate of pump 1 cannot be exceeded.
Gleichzeitig kann auch eine Momentenüberlagerung erfolgen, indem in einem Multiplizierbaustein 17 einerseits der Pumpendruck und andererseits der bereits erwähnte Druckabfall erfaßt werden und das Ausgangssignal dieses Multiplizierbausteins 17 über einen Komparator 18 dem Gewichtungsbaustein 13 zugeführt wird. At the same time, torque can also be superimposed, in that the pump pressure and, on the other hand, the already mentioned pressure drop are recorded in a multiplier 17 and the output signal of this multiplier 17 is fed to the weighting module 13 via a comparator 18.
Fig. 2 ist ein Funktionsdiagramm, in welchem das Steuergerät 21 mit den darin enthaltenen Funktionsbausteinen dargestellt ist. FIG. 2 is a functional diagram in which the control unit 21 is shown with the functional modules contained therein.
Anhand von Fig. 2 und unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird im folgenden die Verarbeitung der eingegebenen Sollwerte in With reference to FIG. 2 and with reference to FIG. 1, the processing of the entered target values is shown in FIG
Steuergerät 21 zu Stellgrößen für die Wegeventile 6 beschrieben. In dem Steuergerät 21 wird die Druckdifferenz Delta P einem Baustein 23 eingegeben. Gleichzeitig wird dem Baustein 23 ein Grenzwert Delta Pmin vorgegeben. Dieser Grenzwert kann konstant vorgegeben werden, wenn nur die Eingabe der Druckdifferenz am Steuergerät 21 angeschlossen ist. Wenn auch der Pumpendruck P angeschlossen ist, folgt zuvor eine weitere Verarbeitung des Wertes Delta P, auf die später noch eingegangen wird. Control unit 21 described for manipulated variables for the directional control valves 6. The pressure difference delta P is input to a module 23 in the control unit 21. At the same time, a limit value Delta P min is specified for module 23. This limit value can be specified constantly if only the input of the pressure difference is connected to the control unit 21. If the pump pressure P is also connected, further processing of the value Delta P follows, which will be discussed later.
In dem Baustein 23 erfolgt eine Gewichtung der gemessenen bzw. weiterverarbeiteten Druckdifferenz und des Grenzwertes Delta Pmin. Das Ausgangssignal des Bausteines 23 wird dem Gewichtungsbaustein 13 aufgegeben. Dieser enthält einen Funktionsbaustein 25, welcher das positive konstante Ausgangssignal A gleich 1 ergibt, solange der Grenzwert der Druckdifferenz Delta Pmin kleiner ist als die gemessene bzw. weiterverarbeitete Druckdifferenz Delta P. Wenn die Druckdifferenz Delta P den Grenzwert unterschreitet, wird das Ausgangssignal A des Funktionsbausteines 25 kleiner als 1. Es verkleinert sich von 1 ausgehend nach einer zeitabhängigen Funktion, bis sich durch Erhöhung der gemessenen bzw. weiterverarbeiteten Druckdifferenz ein Gleichgewicht einstellt. Darauf wird später eingegangen. In block 23, the measured or further processed pressure difference and the limit value Delta Pmin are weighted. The output signal of the block 23 is given to the weighting block 13. This contains a function block 25, which gives the positive constant output signal A equal to 1, as long as the limit value of the pressure difference Delta Pmin is smaller than the measured or further processed pressure difference Delta P. If the pressure difference Delta P falls below the limit value, the output signal A of the function block becomes 25 smaller than 1. It decreases from 1 based on a time-dependent function until an equilibrium is reached by increasing the measured or further processed pressure difference. This will be discussed later.
Das Druckdifferenzsignal Delta P wird weiterhin dem Delta-P- Regler 10 aufgegeben. Dem Delta-P-Regler 10 wird weiterhin der Sollwert der Druckdifferenz aufgegeben. Das Ausgangssignal des Delta-P-Reglers 10 führt über Verstärker 3 zu dem in Fig. 1 dargestellten Stellventil 2, durch welches die Regelstellung der Pumpe 1 eingeregelt wird. Hierzu wird der Magnet des The pressure difference signal Delta P continues to be applied to the Delta P controller 10. The setpoint value of the pressure difference is also given to the delta-P controller 10. The output signal of the delta-P controller 10 leads via amplifier 3 to the control valve 2 shown in FIG. 1, by means of which the control position of the pump 1 is adjusted. The magnet of the
Stellventils 2 durch den Ausgangsstrom des Verstärkers 3 beaufschlagt. Hierdurch erfolgt eine Verstellung des Stellventils 2 in dem Sinne, daß die beiden Seiten des Stellkolbens gleich druckbelastet sind und die Regelpumpe 1 im Sinne einer Verringerung der Fördermenge (Pumpenstrom, Pumpenförderstrom) verstellt wird (Verstellkolben bewegt sich nach links). Control valve 2 acted upon by the output current of the amplifier 3. This results in an adjustment of the control valve 2 in the sense that the two sides of the control piston are equally loaded and the control pump 1 is adjusted in the sense of a reduction in the flow rate (pump flow, pump flow) (adjustment piston moves to the left).
Hierdurch wird die auf der anderen Seite des Ventils einwirkende Feder durch die Rückführung 4 belastet und es erfolgt eine Verstellung des Kolbens des Stellventils 2 in dem Sinne, daß der Druck auf der Federseite des Verstellkolbens entlastet wird. Hierdurch erfolgt eine Verstellung der Regelpumpe 1 im Sinne einer Vergrößerung der Fördermenge. Eine umgekehrte Wirkung ergibt sich bei Verkleinerung des Ausgangssignals des Verstärkers 3. In jedem Falle stellt sich an dem Stellventil 2 ein Gleichgewicht ein, so daß das Ausgangssignal des Delta-P- Reglers den ausgeregelten Sollwert für die Regelstellung der Regelpumpe 1 bildet und daher - bei gegebener Drehzahl - auch ein Maß für die aktuelle Fördermenge der Pumpe 1 ist. As a result, the spring acting on the other side of the valve is loaded by the return 4 and it takes place an adjustment of the piston of the control valve 2 in the sense that the pressure on the spring side of the adjusting piston is relieved. As a result, the control pump 1 is adjusted in the sense of increasing the delivery rate. A reverse effect results when the output signal of the amplifier 3 is reduced. In any case, an equilibrium is set at the control valve 2, so that the output signal of the delta-P controller forms the regulated setpoint for the control position of the control pump 1 and therefore - at given speed - is also a measure of the current delivery rate of pump 1.
Das Ausgangssignal des Delta-P-Reglers 10 wird dem Multiplikationsbaustein 17 gleichzeitig mit dem über Druckwandler 11 abgegriffenen Pumpendruck P aufgegeben. Das Ausgangssignal des Multiplikationsbausteins 17 repräsentiert das aktuelle The output signal of the delta-P controller 10 is applied to the multiplication module 17 at the same time as the pump pressure P tapped via the pressure converter 11. The output signal of the multiplication module 17 represents the current one
Drehmoment M der Pumpe 1, da das Eingangssignal zum Verstärker 3 die aktuelle Fördermenge der Pumpe 1 repräsentiert. Dieses Ausgangssignal wird im Baustein 18 (Komparator) zu einem maximal möglichen Grenzwert des Drehmoments in Beziehung gesetzt. Das Ausgangssignal des Komparators 18 wird dem  Torque M of pump 1, since the input signal to amplifier 3 represents the current delivery rate of pump 1. This output signal is related in block 18 (comparator) to a maximum possible limit value of the torque. The output signal of the comparator 18 is the
Gewichtungsbaustein 13 aufgegeben. In dem Gewichtungsbaustein 13 wird nun das Ausgangssignal des Vergleichsbausteins  Weighting block 13 abandoned. The output signal of the comparison module is now in the weighting module 13
(Komparator) 18 in einem Funktionsbaustein 26 so verarbeitet, daß er ein Ausgleichssignal = 1 abgibt, wenn das aktuelle  (Comparator) 18 processed in a function block 26 so that it emits a compensation signal = 1 when the current
Drehmoment M kleiner als der Grenzwert des Drehmomentes ist, und daß er ein sich verkleinerndes Ausgangssignal abgibt, solange das aktuell ermittelte Drehmoment M größer als der vorgegebene konstante Grenzwert Mmax ist. Im letzteren Fall wird das Ausgangssignal von 1 ausgehend nach einer zeitabhängigen stetigen Funktion so lange verkleinert, bis sich durch Rückführung der Sollwerte (hierauf wird später noch eingegangen) das Drehmoment M der Pumpe 1 so weit verkleinert hat, daß sich Gleichgewicht einstellt. Torque M is smaller than the limit value of the torque, and that it emits a decreasing output signal as long as the currently determined torque M is greater than the predetermined constant limit value M max . In the latter case, the output signal from 1 is reduced based on a time-dependent, continuous function until the torque M of the pump 1 has decreased so much that the equilibrium is established by feedback of the setpoints (this will be discussed later).
Hierzu wird das Ausgangssignal des Funktionsbausteins 26 einem Multiplikationsbaustein 24 gemeinsam mit der Druckdifferenz Delta P aufgegeben. In dem Multiplikationsbaustein 24 wird die Druckdifferenz und das Ausgangssignal, das aus dem Momentenvergleich gewonnen worden ist, multipliziert. Das AusgangsSignal dieses Multiplikationsbausteines 24 repräsentiert die gemessene, jedoch weiterverarbeitete Druckdifferenz und wird dem bereits zuvor erwähnten und beschriebenen Gewichtungsbaustein 23 aufgegeben. Das Ausgangssignal des Funktionsbausteins 26 wird somit zur Aufarbeitung der Druckdifferenz im Multiplikationsbaustein 24 benutzt, wie dies bereits zuvor angedeutet worden ist. Bei Überbelastung wird also dem Gewichtungsbaustein 23 ein sich ständig verringertes Delta-P-Signal zugeführt. Daher wird sich auch das Ausgangssignal des For this purpose, the output signal of the function block 26 is a multiplication block 24 together with the pressure difference Delta P abandoned. The pressure difference and the output signal, which has been obtained from the torque comparison, are multiplied in the multiplication module 24. The output signal of this multiplication module 24 represents the measured but further processed pressure difference and is given to the weighting module 23 already mentioned and described. The output signal of the function block 26 is thus used to process the pressure difference in the multiplication block 24, as has already been indicated. In the event of an overload, the weighting module 23 is supplied with a constantly reduced delta P signal. Therefore, the output signal of the
Gewichtungsbausteins 23 laufend verkleinern und im Funktionsbaustein 25 bei fortdauernder Überlastung Delta P / Delta Pmin zu einer Verkleinerung des Ausgangssignals A führen. Reduce the weighting block 23 continuously and, in the function block 25, lead to a reduction in the output signal A if the overload P P / Delta P min continues.
Um auch den Pumpendruck P zu berücksichtigen, wird in einem weiteren Komparator 28 (Vergleichsbaustein) ein fest eingegebener Grenzwert des Pumpendrucks Pmax zu dem aktuell gemessenen Pumpendruck P in Beziehung gesetzt. In order to also take the pump pressure P into account, in a further comparator 28 (comparison module) a permanently entered limit value of the pump pressure P max is related to the currently measured pump pressure P.
Der Baustein 13 enthält auch einen Funktionsbaustein 29, der durch das Ausgangssignal des Komparators 28 und zusätzlich durch einen Grenzwert angesteuert wird, der den maximalen Sollwert Smax repräsentiert. Diese eingegebenen Größen werden in dem Funktionsbaustein 29 derart verarbeitet, daß der The module 13 also contains a function module 29 which is controlled by the output signal of the comparator 28 and additionally by a limit value which represents the maximum target value S max . These entered variables are processed in the function block 29 such that the
Funktionsbaustein 29 ein Ausgangssignal B gibt, das gleich eins ist, solange der gemessene Pumpendruck P kleiner als der Function block 29 gives an output signal B, which is equal to one, as long as the measured pump pressure P is less than that
Grenzwert Pmax des Druckes ist, und das gleich dem Grenzwert Smax der Sollwerte ist, wenn der gemessene Pumpendruck P den Grenzwert Pmax des Pumpendrucks übersteigt. Limit value P max of the pressure, and that is equal to the limit value S max of the target values if the measured pump pressure P exceeds the limit value P max of the pump pressure.
Der Gewichtungsbaustein 13 mit seinen beiden Ausgangssignalen A des Funktionsbausteines 25 und B des Funktionsbausteines 29 steuert sodann Vergleichsglieder 14', 14", 14'" an, die jeweils einem der Ventile 6', 6'', 6"' für die einzelnen Verbraucher 5', 5", 5'" zugeordnet sind. Jedem dieser Vergleichsglieder 14 wird über die Sollwertgeber 15', 15", 15'" ein unterschiedlicher Sollwert S1, S2, S3 aufgegeben. In den Vergleichsgliedern werden diese Ausgangssignale A und B den eingegebenen Sollwerten überlagert. Die Ausgänge gehen dann über die Stellgeber 16', 16", 16'" an die jeweiligen Magnete a1, b1; a2, b2; a3, b3 der jeweiligen Ventile 6', 6", 6'". Dadurch kann nach einer voreingestellten Funktion und einem voreingestellten Sollwert Sl, S2, S3 der dem einzelnen The weighting module 13 with its two output signals A of the function module 25 and B of the function module 29 then controls comparison elements 14 ', 14 ", 14'", each of which one of the valves 6 ', 6 ", 6"' for the individual Consumers 5 ', 5 ", 5'" are assigned. Each of these comparison elements 14 is given a different setpoint S1, S2, S3 via the setpoint generator 15 ', 15 ", 15'". In the comparators, these output signals A and B are superimposed on the entered target values. The outputs then go via the actuators 16 ', 16 ", 16'" to the respective magnets a1, b1; a2, b2; a3, b3 of the respective valves 6 ', 6 ", 6'". As a result, according to a preset function and a preset setpoint S1, S2, S3, the individual
Verbraucher 5', 5", 5'" zugeführte Volumenstrom so weit herabgenommen werden, daß die von der Pumpe 1 förderbare  Consumers 5 ', 5 ", 5'" supplied volume flow are reduced so far that the pumpable by the pump 1
Gesamtmenge nicht überschritten wird. Durch die gleichzeitige Erfassung und direkte Eingabe des Verstellweges alpha bzw. des Schwenkwinkels der Regelpumpe 1 kann im Gewichtungsbaustein 13 gleichzeitig sichergestellt werden, daß zu der Anpassung der gemessenen Höchstdruckdifferenz Delta Pmax an die Mindestdruckdifferenz Delta Pmin gleichzeitig eine Anpassung an das Total amount is not exceeded. Through the simultaneous detection and direct input of the adjustment path alpha or the swivel angle of the control pump 1, it can simultaneously be ensured in the weighting module 13 that, in order to adapt the measured maximum pressure difference Delta P max to the minimum pressure difference Delta P min, an adaptation to the
aktuelle Drehmoment M der Pumpe 1 erfolgt. Ebenso können in die Gewichtung der aktuelle Pumpendruck P oder sonstige  current torque M of pump 1 takes place. The current pump pressure P or others can also be included in the weighting
Betriebsparameter des Hydrauliksystems mit eingehen. Include the operating parameters of the hydraulic system.
Hierzu sind die Vergleichsglieder 14 - wie Fig. 2 zeigt - aufgegliedert in einen Multiplikationsbaustein 31', 31", 31"' sowie in einen Begrenzungsbaustein 32', 32", 32'". Dem Multiplikationsbaustein wird das Ausgangssignal A des Funktionsbausteines 25 sowie der eingestellte Sollwert S1, S2, S3 jeweils vorgegeben. Dadurch wird der eingestellte Sollwert S in Beziehung gesetzt zu der aktuell gemessenen Höchstdruckdifferenz Delta Pmax, wenn die Summe der Verbraucherströme den Grenzwert des Pumpenstromes Pmax übersteigt. Die Sollwerte S1, S2, S3 werden entsprechend vermindert. Das Ausgangssignal des Multiplikationsbausteins 31 wird dem Begrenzungsbaustein 32 gemeinsam mit dem Ausgangssignal B des Funktionsbausteines 29 aufgegeben, der die Beziehung zu dem gemessenen Pumpendruck P herstellt. Bei Überschreitung des vorgegebenen Grenzwertes des Pumpendruckes Pmax wird das Ausgangssignal des Begrenzungsbau Steines 32 begrenzt auf den eingegebenen Grenzwert Smax des Sollwerts. In jedem der Bausteine 32', 32", 32"' kann eine weitere Bewertung des zugeführten Grenzwertes Smax erfolgen in dem Sinne, daß entweder gar keine Begrenzung erfolgt oder eine Herabsetzung oder eine Vergrößerung des Grenzwertes Smax. For this purpose, the comparison elements 14 - as shown in FIG. 2 - are divided into a multiplication module 31 ', 31 ", 31"' and a limitation module 32 ', 32 ", 32'". The output signal A of the function block 25 and the setpoint value S1, S2, S3 are given to the multiplication block. This sets the setpoint S in relation to the currently measured maximum pressure difference Delta P max when the sum of the consumer currents exceeds the limit value of the pump current P max . The setpoints S1, S2, S3 are reduced accordingly. The output signal of the multiplication module 31 is given to the limiting module 32 together with the output signal B of the function module 29, which establishes the relationship to the measured pump pressure P. If the specified limit value of the pump pressure P max is exceeded, the output signal of the limitation construction Stone 32 limits the entered limit value Smax of the setpoint. In each of the modules 32 ', 32 ", 32"', a further evaluation of the supplied limit value Smax can take place in the sense that either there is no limit at all or the limit value S max is reduced or increased.
Hierdurch können einzelnen Verbrauchern 5', 5", 5"' Prioritäten eingeräumt werden. Andere Verbraucher können stillgesetzt oder nachrangig behandelt werden, wenn die eingestellten  This allows individual consumers 5 ', 5 ", 5"' to be given priorities. Other consumers can be shut down or treated subordinately if the set
Sollwertvorgaben S1, S2, S3 zu einer Überschreitung des  Setpoint specifications S1, S2, S3 to exceed the
Grenzwertes des Pumpenstromes führen würden.  Limit value of the pump current would lead.
In Fig. 3 ist nun zusätzlich noch eine Sollwertaufbereitung gezeigt, die wahlweise eingesetzt werden kann. Hierzu kann dem Steuergerät 21 ein Sollwertgeber 33 vorgeordnet werden. Der Sollwertgeber 33 weist einen ersten Baustein 34 für jeden eingegebenen Sollwert S1, S2, S3 auf, der im folgenden als Rampe 34 bezeichnet wird. Diese Rampe bewirkt, daß ein sprunghaft eingegebener Sollwert sich nur zeitlich abhängig ändert. In Fig. 3, a setpoint processing is now additionally shown, which can be used optionally. For this purpose, a setpoint generator 33 can be arranged upstream of the control unit 21. The setpoint generator 33 has a first component 34 for each input setpoint S1, S2, S3, which is referred to below as ramp 34. This ramp means that an abruptly entered setpoint only changes over time.
Dadurch wird bewirkt, daß auch bei sprunghafter Sollwerteingabe die Signalverarbeitung und Anpassung des Hydrauliksystems zeitlich folgen kann und es nicht zu einer zeitweiligen  This ensures that the signal processing and adaptation of the hydraulic system can follow in time even when the setpoint value is entered suddenly and does not result in a temporary one
ünterversorgung der Verbraucher 5', 5", 5''' kommt. Die  Undersupply of consumers 5 ', 5 ", 5' '' comes
Ausgangssignale der Rampen 34 werden sodann in Multiplikationsbausteinen 35 mit eingegebenen Grenzwerten G1 bis G3 multipliziert. Diese Grenzwerte repräsentieren einen bestimmten Prozentsatz des Grenzwertes des Pumpenförderstromes. Hierdurch erfolgt in den Multiplikationsbausteinen 35 eine Gewichtung der eingegebenen Sollwerte S1, S2, S3. Die Ausgangssignale der Multiplikationsbausteine 35 werden einem Summierglied 36 aufgegeben mit dem Ausgangssignal e2, das die Summe der Ausgangssignale der Multiplikationsbausteine repräsentiert.  Output signals of the ramps 34 are then multiplied in multiplication modules 35 by input limit values G1 to G3. These limit values represent a certain percentage of the limit value of the pump delivery flow. This results in a weighting of the entered target values S1, S2, S3 in the multiplication modules 35. The output signals of the multiplication modules 35 are fed to a summing element 36 with the output signal e2, which represents the sum of the output signals of the multiplication modules.
Das Signal e2 wird einem Funktionsbaustein 37 aufgegeben The signal e2 is given to a function block 37
gemeinsam mit einem Signal e1. Das Signal el repräsentiert den maximal vorgegebenen Pumpenförderström in einer Form, die dem Signal e2 vergleichbar ist. Im Funktionsbaustein 37 werden die beiden Eingangssignale el und e2 in Verbindung gesetzt. Das Ausgangssignal A ist gleich 1, solange der vorgegebene together with a signal e1. The signal el represents the maximum predetermined pump delivery flow in a form that is comparable to the signal e2. In function block 37, the two input signals el and e2 connected. The output signal A is 1 as long as the specified one
Grenzwert des Pumpenförderstroms el größer als die eingestellte und gewichtete Summe e2 der Sollwerte S1, S2, S3 ist. Das Ausgangssignal A ist gleich dem Quotienten aus Grenzwert el und gewichteter Summe e2, wenn die gewichtete Summe e2 größer ist als der Grenzwert e1.  Limit value of the pump delivery flow el is greater than the set and weighted sum e2 of the setpoints S1, S2, S3. The output signal A is equal to the quotient of the limit value el and the weighted sum e2 if the weighted sum e2 is greater than the limit value e1.
Das Ausgangssignal A des Funktionsbausteines 37 wird nun den Multiplikationsbausteinen 38', 38", 38'" aufgegeben. In jedem der Multiplikationsbausteine 38 wird der jeweilige The output signal A of the function block 37 is now applied to the multiplication blocks 38 ', 38 ", 38'". In each of the multiplication modules 38, the respective
Sollwert S1, S2, S3, nachdem er vorzugsweise zunächst über die Rampen 34', 34", 34"' geführt worden ist, multipliziert. Das Ausgangssignal der Multiplikationsbausteine 38 stellt den dem Vergleichsbaustein 14 vorgegebenen, jeweiligen Sollwert dar. Durch diese Sollwertaufbereitung wird bereits bei der Sollwertaufgabe Vorsorge getragen, daß die eingestellten Sollwerte S1, S2, S3 nicht zu einem Verbrauch führen, der den vorgegebenen Grenzwert des Pumpenförderstroms el bei weitem übersteigt. Es handelt sich dabei jedoch nur um eine grobe Vorsorge. Die erfindungsgemäße Überlagerung der Anpassung der Verbraucherströme an den gemessenen Pumpenförderstrom gewährleistet, daß jeder Verbraucher 5', 5", 5'" in dem ihm  Setpoint S1, S2, S3, after it has preferably first been passed over ramps 34 ', 34 ", 34"'. The output signal of the multiplication blocks 38 represents the respective setpoint value given to the comparison block 14. This setpoint value preparation ensures that the setpoint values S1, S2, S3 do not lead to a consumption which contributes to the predetermined limit value of the pump delivery flow el far exceeds. However, this is only a rough precaution. The inventive superimposition of the adaptation of the consumer flows to the measured pump delivery flow ensures that each consumer 5 ', 5 ", 5'" in it
zugewiesenen Rahmen funktionsfähig bleibt. assigned frame remains functional.
Die besondere Bedeutung der Erfindung liegt dabei darin, daß einerseits das Pumpendrehmoment M ausgeregelt wird, daß dieser Momentenregelung aber eine Leistungsregelung überlagert werden kann, indem gleichzeitig auch noch die Drehzahl der Pumpe 1 oder ihre Fördermenge erfaßt wird. BEZUGSZEICHENAÜFSTELLUNG The particular importance of the invention lies in the fact that on the one hand the pump torque M is corrected, but that a torque control can be superimposed on this torque control by simultaneously also detecting the speed of the pump 1 or its delivery rate. REFERENCE CHARACTERISTICS
1 Regelpumpe 1 control pump
2 Stellventil  2 control valve
3 Verstärker  3 amplifiers
4 Rückführeinrichtung  4 feedback device
5 Verbraucher  5 consumers
6 Steuerventil, Wegeventil  6 control valve, directional control valve
7 Druckregelventil, Druckdifferenzwaage  7 pressure control valve, pressure differential balance
8 Wechselventil  8 shuttle valve
9 Differenzgeber  9 differential encoder
10 Delta-P-Regler  10 Delta P controllers
11 Druckwandler  11 pressure transducers
12 Differenzierglied  12 differentiator
13 Gewichtungsbaustein, Funktionsbaustein  13 weighting block, function block
14 Vergleichsbaustein, Vergleichsglied  14 comparison module, comparison element
15 Sollwertgeber  15 setpoint adjuster
16 Verstärker, Stellgeber, Stellwertgeber  16 amplifiers, actuators, actuators
17 Multiplizierbaustein, Multiplikationsbaustein 18 Komparator (M/Mmax) 20 Pumpendruckleitung 17 multiplier module, multiplier module 18 comparator (M / M max ) 20 pump pressure line
21 Steuergerät 23 Baustein, Gewichtungsbaustein 21 control unit 23 component, weighting component
24 Multiplikationsbaustein 24 multiplication block
25 Funktionsbaustein 25 function block
26 Funktionsbaustein 28 Komparator (P/Pmax) 26 function block 28 comparator (P / P max )
29 Funktionsbaustein 31 Multiplikationsbaustein 3 Begrenzungsbaustein 33 Sollwertgeber29 Function block 31 Multiplication block 3 Limiting block 33 Setpoint generator
34 Baustein, Rampen 34 building block, ramps
35 Multiplikationsbaustein 36 Summierglied 35 multiplication module 36 summator
37 Funktionsbaustein 37 Function block
38' ) 38 ')
38" Multiplikationsbaustein 38'" ) 38 "multiplication module 38 '")
Aktenzeichen PCT/DE 91/ 00967 File number PCT / DE 91/00967
Legende zu Fig. 2 Legend to Fig. 2
Legende 10.....Δp Regler Legend 10 ..... Δp controller
Legende 17 . . . .. Multiplikation  Legend 17. . . .. multiplication
Legende 24.....Multiplikation  Legend 24 ..... multiplication
Legende 25.....wenn 4P/ΔPMin≥1 ↝A = 1; Legend 25 ..... if 4P / ΔP Min ≥1 ↝A = 1;
wenn Δp/Δ pMin <1 ↝A verkleinern bis Δp/ΔpMin = 1;if Δp / Δ p Min <1 ↝A decrease to Δp / Δp Min = 1;
Legende 26.....wenn M/MMax ≤1 ↝ a = 1; Legend 26 ..... if M / M Max ≤1 ↝ a = 1;
wenn M/MMax >1 ↝ a verkleinern bis M/MMax = 1; if M / M Max > 1 ↝ a decrease to M / M Max = 1;
Legende 29..... wenn P/PMax≤1↝ B = 1; Legend 29 ..... if P / P Max ≤1↝ B = 1;
wenn P/PMax >1 ↝S1 - S3 begrenzen auf SMax; if P / P Max > 1 ↝S1 - S3 limit to S Max;
Legende 31.....Multiplikation  Legend 31 ..... multiplication
Legende 32.....Begrenzung; Limitation  Legend 32 ..... limitation; Limitation
S1, S2, S3.....Sollwert  S1, S2, S3 ..... setpoint
Legende zu Fig. 3 Legend to Fig. 3
Legende 35.....Multiplikation Legend 35 ..... multiplication
Legende 37 .. . . . wenn e1 - e2≥ O↝a = 1 . Legend 37 ... , , if e1 - e2≥ O↝a = 1.
Legende 38.....Multiplikation  Legend 38 ..... multiplication

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Hydrauliksystem, 1. hydraulic system,
bei dem mehrere Verbraucher (5'; 5"; 5'") durch eine gemeinsame Regelpumpe (1) gespeist werden,  in which several consumers (5 '; 5 "; 5'") are fed by a common control pump (1),
bei dem die Druckdifferenz zwischen dem Verbraucher (5'; 5"; 5"') mit dem höchsten Lastdruck und dem Pumpendruck gemessen und durch Verstellung der Regelpumpe (1) ausgeregelt und gleichzeitig zur Beeinflussung der Stellsignale (a1, b1; a2, b2; a3, b3 ) für die Steuerventile (6'; 6"; 6'"), welche den einzelnen Verbrauchern (5'; 5";5'") zugeordnet sind, derart benutzt wird,  in which the pressure difference between the consumer (5 '; 5 "; 5"') is measured with the highest load pressure and the pump pressure and adjusted by adjusting the control pump (1) and at the same time to influence the control signals (a1, b1; a2, b2; a3, b3) is used for the control valves (6 '; 6 "; 6'") which are assigned to the individual consumers (5 '; 5 "; 5'"),
daß der der Gesamtheit der Verbraucher (5'; 5"; 5'") zugeführte Pumpenstrom an den maximal vorgegebenen  that the pump current supplied to the entirety of the consumers (5 '; 5 "; 5'") to the maximum predetermined
Pumpenförderstrom anpaßbar ist,  Pump flow is adjustable,
dadurch gekennzeichnet, daß  characterized in that
die gemessene Druckdifferenz Delta P in einem Funktionsbaustein in Beziehung gesetzt wird zu einer vorgegebenen  the measured pressure difference Delta P in a function block is related to a given one
Mindestdruckdifferenz Delta Pmin und ein Ausgangssignal A erzeugt wird, Minimum pressure difference Delta P min and an output signal A is generated,
welches A gleich 1 ist, solange die gemessene Druckdifferenz größer ist als oder so groß ist wie die vorgegebene Mindestdruckdifferenz und  which A is equal to 1 as long as the measured pressure difference is greater than or as large as the predetermined minimum pressure difference and
welches von A gleich 1 aus laufend verkleinert wird, solange die gemessene Druckdifferenz kleiner ist als die vorgegebene Mindestdruckdifferenz,  which is continuously reduced from A equal to 1 as long as the measured pressure difference is less than the specified minimum pressure difference,
und daß die den Steuerventilen (6'; 6"; 6'") vorgegebenen Stellsignale (a1, b1; a2, b2; a3, b3) gegenüber den  and that the control signals (6 '; 6 "; 6'") predetermined control signals (a1, b1; a2, b2; a3, b3) compared to the
eingegebenen Sollwerten (S1, S2, S3) proportional zu dem Ausgangssignal A verändert werden. entered setpoints (S1, S2, S3) can be changed in proportion to the output signal A.
2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, 2. Hydraulic system according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, daß  characterized in that
die Regelstellung der Regelpumpe (1) gemessen und ihre Auslenkung (alpha) mit dem zusätzlich gemessenen Pumpendruck multipliziert und das Produkt (M) zur Anpassung der Verbraucherströme zusätzlich benutzt wird.  the control position of the control pump (1) is measured and its deflection (alpha) is multiplied by the additionally measured pump pressure and the product (M) is also used to adapt the consumer flows.
3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, 3. Hydraulic system according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, daß  characterized in that
der Pumpendruck zusätzlich zur Anpassung der Verbraucherströme benutzt wird.  the pump pressure is also used to adjust the consumer flows.
4. Hydrauliksystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 4. Hydraulic system according to one of the preceding claims, characterized in that
die Sollwertsignale (S1, S2, S3) in Abhängigkeit von dem vorgegebenen förderbaren Pumpenstrom sowie der Summe der eingestellten Sollwertsignale reduziert werden, bevor die Sollwertsignale (S1, S2, S3) mit dem Reduzierfaktor multipliziert werden.  the setpoint signals (S1, S2, S3) are reduced as a function of the specified pump flow that can be pumped and the sum of the setpoint signals set before the setpoint signals (S1, S2, S3) are multiplied by the reduction factor.
5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, 5. Hydraulic system according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daß  characterized in that
vor der Summenbildung der eingegebenen Sollwertsignale (S1, S2, S3) jedes Sollwertsignal mit einem Grenzwert Gv  Before the sum of the input setpoint signals (S1, S2, S3), each setpoint signal with a limit value Gv
multipliziert wird, welcher für den jeweiligen Verbraucher vorgegeben ist.  is multiplied, which is specified for the respective consumer.
EP92900271A 1990-12-15 1991-12-13 Hydraulic system Expired - Lifetime EP0515608B1 (en)

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