EP0856107B1 - Regulation de puissance avec detection de charge - Google Patents

Regulation de puissance avec detection de charge

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EP0856107B1
EP0856107B1 EP96934569A EP96934569A EP0856107B1 EP 0856107 B1 EP0856107 B1 EP 0856107B1 EP 96934569 A EP96934569 A EP 96934569A EP 96934569 A EP96934569 A EP 96934569A EP 0856107 B1 EP0856107 B1 EP 0856107B1
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EP
European Patent Office
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pressure
setting
counter
control unit
electronic control
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EP96934569A
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German (de)
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EP0856107A1 (fr
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Mikko Erkkilae
Karl-Heinz Vogl
Bernd Obertrifter
Felix Zu Hohenlohe
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Brueninghaus Hydromatik GmbH
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/05—Pressure after the pump outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/06—Pressure in a (hydraulic) circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/09—Flow through the pump

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the power of at least one driven by a motor, promoting in a work line Variable pump according to the preamble of claim 1 or to a method for Regulation of the power from a motor driven into a work line promoting variable displacement pump according to the preamble of claim 6.
  • a device for power control is shown as from the generic DE-PS 44 05 234 is known.
  • hydrostatic variable pumps 1 and 2 such as axial piston pumps in Swashplate construction, are via a working line 3 to one each, not shown Consumers, such as the chassis and slewing motor of an excavator, as well connected via a suction line 4 to a tank 5.
  • Both variable pumps 1, 2 are by a common drive motor 6, such as one Internal combustion engine, driven and rotating at the same speed.
  • To adjust your Funding volume is one actuator each, consisting of two single-acting hydraulic actuating cylinders 7, 8 provided.
  • an actuating piston 9 is slidably arranged and via a Piston rod 10 with an actuator 11, 12 of the respective variable pump 1 or 2 coupled.
  • Each actuating piston 9 delimits with its larger piston rod 10 facing piston surface in the respective actuating cylinder 7 and 8 a pressure chamber 13.
  • Die Pressure chambers 13 of the actuating cylinder 7 are each via an actuating pressure line 14 to the respective variable pump 1 or 2 assigned work line 3 connected.
  • Each of these working lines 3 leads to a pressure line 15 to the pressure chambers 13 of the Actuating cylinder 8, in each of which a compression spring 16 is arranged, which if necessary supported by the respective pressure line 15 from the respective Working line 3 removed working pressure, via the piston 9, the piston rod 10 and the actuator 12 the swash plate of the variable displacement pump 1 or 2 in the direction maximum funding volume.
  • Piston areas of the actuating pistons 9 in the actuating cylinders 7 are larger than those in FIG the actuating cylinders 8 arranged actuating piston 9, so that working pressure, which during the operation of the variable pumps 1, 2 via the signal pressure lines 14 in the Pressure chambers 13 of the actuating cylinder 7 builds up as actuating pressure, via the piston 9 and the Piston rod 10 the swash plate of the respective variable displacement pump 1, 2 in the direction minimum delivery volume adjusted.
  • One adjustable stop 17 each Pressure chambers 13 of the actuating cylinder 7 serves to achieve the maximum delivery volume Limit variable pumps 1, 2 to different values.
  • One control valve 18 each is arranged in the signal pressure lines 14 and divides them into each one leading to the respective working line 3 or to the respective actuating cylinder 7 Signal pressure line section 19, 20.
  • Each control valve 18 is a continuously adjustable one 3/2-way valve and has two working connections to the Signal pressure line sections 19 and 20 as well as a working connection to a tank 5 leading relief line 21 into which a leak oil line 22 of the respective Variable pump 1 or 2 opens. In the starting position shown in Figure 1 the working connection to the signal pressure line section 19 is blocked while the remaining work connections are open. From each signal pressure line section 19 leads a control pressure line 23 to a control connection of the associated Control valve 18 and enables its adjustment in the direction of an end position in which the working connections to the signal pressure line section 20 and the relief line 21 open and the remaining work connection is blocked.
  • the device for total power control of the two variable pumps 1, 2 comprises two electrical control elements 24, two transducers 25, one electronic Control unit 26 and a setpoint adjustment device 27 associated therewith.
  • the electrical control elements 24 are as force-controlled proportional magnets trained and one of the control valves 18 for the purpose of generating a control pressure counteracting back pressure assigned. They are each via a control signal line 28 connected to the electronic control unit 26.
  • the transducers 25 are designed as Hall angle sensors, which are used to detect the set delivery volume of the variable displacement pumps 1, 2 of the piston rod 10 of the assigned to the respective actuating cylinder 7 and via a signal line 29 to each electronic control unit 26 are connected.
  • the electronic control unit 26 is designed as a microcomputer, in the The characteristic curve KLg shown in FIG. 4 is stored in the memory part.
  • This characteristic represents the working pressure p as a function of the delivery volume V of a variable displacement pump, it is below due to its for torque or power control typical course referred to as the torque characteristic.
  • the torque characteristic In the present Embodiment are both variable pumps 1, 2 and thus theirs Torque characteristics identical, so that only one of these characteristics in Memory part of the microcomputer 26 is stored.
  • the area pxV under the torque characteristic curve KL g is constant for each delivery volume V or for each working pressure p and in the present exemplary embodiment is equal to the total drive torque of the drive motor 6.
  • the point P on the torque characteristic curve KL g denotes the transition from the so-called approach range ( vertical section of KL g ) to the control range (hyperbolic section of KL g ), and its ordinate value corresponds to the target value of the back pressure at the control valve 18, which is assigned to the variable pump 1 or 2, which transmits or is to transmit the total drive torque.
  • the ordinate value of point P thus also corresponds to the maximum torque that this variable displacement pump can transmit, that is to say in the present case the total drive torque of drive motor 6.
  • the setpoint value of the counterpressure at the control valve assigned to the other variable displacement pump is set to zero in order to prevent that this variable pump overloads the drive motor 6 by driving the consumer connected to it.
  • the setpoint sum of these two counterpressure setpoints and thus the sum of the Torques of both variable pumps 1, 2, which are not greater than the total drive torque of the drive motor 6 may also be in the memory part of the microcomputer 26 stored and can be set to any desired values using the setpoint adjustment device Size.
  • the object of the present invention is therefore to include vibrations in control loops Variable pumps, especially in so-called load-sensing control systems, on simple Way to decrease.
  • a device according to the preamble of claim 1 provided that also has a pressure relief valve through which the maximum Back pressure in the control valve is adjustable.
  • An electronic control unit controls this Pressure relief valve depending on the detected position signal.
  • the electronic control unit can produce characteristic curves - working pressure p as a function of Flow rate Q- constant pump output and the associated, in the control valve calculate the acting back pressure. One corresponding to a desired pump output Characteristic curve can be selected.
  • a speed sensor can advantageously be provided, by means of which the speed of the the variable pump driving motor can be detected and if the value falls below one a predetermined limit speed, a characteristic curve can be selected that a lower Pump output than that of the previously selected characteristic curve.
  • the pressure relief valve can be designed so that in the event of a failure electronic control unit the greatest possible back pressure in the control valve becomes.
  • Eirre adaptive adjustment of the control parameters in the electronic control unit can enabled by a device for detecting the temperature of the hydraulic oil become.
  • one of the electronic control unit Position signal dependent control signal is generated.
  • the control signal is one Pressure relief valve supplied. Due to the pressure relief valve, the maximum Back pressure set in the control valve.
  • Characteristic curves - working pressure p become dependent in the electronic control unit of the flow rate Q - constant pump output and the associated, in the control valve acting back pressure calculated. One corresponding to a desired pump output Characteristic curve is then selected.
  • a speed sensor detects the speed of the motor driving the variable pump and If the speed falls below a predetermined limit, a characteristic curve is selected which a lower pump output than that of the previously selected characteristic curve.
  • the maximum back pressure in the control valve is chosen so that the time Change in back pressure while the control valve is moving does not exceed a predetermined rate of change.
  • the maximum back pressure in the control valve can be chosen so that the time Change in the performance of the variable pump does not change a predetermined rate exceeds.
  • the temperature of the hydraulic oil can be recorded and the control parameters in the electronic control unit are adapted adaptively accordingly.
  • the position of the actuating device is determined based on the position signal via a predetermined period and the control parameters are dependent on the Recording changed.
  • Figure 1 shows a motor 6 which drives a variable displacement pump 1.
  • the invention is of course also applicable to hydraulic systems in which several Variable displacement pumps are driven by a motor, as referring to FIG. 2 was explained.
  • the system shown in Figure 1 thus represents any combinable universal unit.
  • the pump control valve 18 is in one so-called load-sensing system used. It has the task of To keep the pressure difference across a directional valve 46 in front of a consumer 3 constant, to improve the efficiency of the hydraulics. If there are several consumers, the The highest load pressure is taken into account and the pressure of the variable pump 1 is adapted to this.
  • the Load sensing control works as follows: If the consumer pressure in line 45 increases, this causes the main piston of the control valve 18 to be shifted to the left. A connection is thus established between the lines 23 and 20, which is a Increases the signal pressure of the actuating device 7 and thus swings out Variable pump 1. Thus, an increase in consumer pressure45 also causes System pressure upstream of consumer directional control valve 46.
  • FIG. 1 shows a unit in which a motor 6 drives only one pump 1. How the principle of the invention can be indicated by the reference symbol however, easily on systems with several variable pumps driven by one motor apply, for example in the case of a total power control, such as from the DE-PS 44 05 234 is known.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant de réguler la puissance d'au moins une pompe à cylindrée variable (1) entraînée par un moteur (6) et refoulant une substance dans une conduite de travail. Cette régulation s'effectue par une variation du débit de la pompe au moyen d'une unité de régulation (7) pouvant être alimentée avec une pression de régulation (20) et sollicitée vers un débit maximal. Ce dispositif comprend une soupape de régulation (18) associée à l'unité de régulation (7) et pouvant être sollicitée avec une contre-pression correspondant à la pression de travail dans la conduite de travail. La soupape de régulation (18) réagit lorsque la pression de commande est supérieure à la contre-pression, et régule la sollicitation de la pression de régulation de l'unité de régulation (7) dans le but de réduire le débit de la pompe à cylindrée variable (1) de sorte que le produit de la pression de travail et du débit soit constant. Une unité (25) permet de détecter la position de l'unité de régulation (7) et de fournir à une unité de commande électronique un signal de position proportionnel à cette position. En outre, une soupape de limitation de pression (42) permet de régler la contre-pression maximale dans la soupape de régulation (18). L'unité de commande électronique (40) commande la soupape de limitation de pression (42) en fonction du signal de position détecté par le détecteur de position (25). L'invention concerne également un procédé de régulation de la puissance d'une pompe à cylindréee variable (1) entraînée par un moteur (6) et refoulant une substance dans une conduite de travail.

Claims (14)

  1. Dispositif pour la régulation de puissance d'une pompe (1) réglable, entraínée par un moteur, refoulant dans une conduite de travail, par réglage de son volume de refoulement au moyen d'un dispositif de positionnement (7) susceptible d'être attaqué par une pression de positionnement (20) et précontraint en direction du volume de refoulement maximum, comprenant une vanne de régulation (18) associée au dispositif de positionnement et alimentée avec une contre-pression correspondant à la pression de travail dans la conduite de travail, ladite vanne de régulation (18) réagissant lorsque la pression de commande est supérieure à la contre-pression, et la sollicitation par la pression de positionnement du dispositif de positionnement (7) assure une régulation dans le sens d'une diminution du volume refoulé par la pompe réglable (1) de telle sorte que le produit de la pression de travail par la puissance de refoulement correspond à une valeur prédéterminée, dans lequel est prévu un dispositif (25), au moyen duquel la position du dispositif de positionnement (7) peut être détectée, et qui délivre à une unité de commande électronique (40) un signal de positionnement proportionnel à la position, caractérisé en ce qu'il est prévu une soupape de limitation de pression (42) au moyen de laquelle la contre-pression maximum dans la vanne de régulation (18) est réglable, et en ce que l'unité de commande électronique (40) pilote la soupape de limitation de pression (42) en fonction du signal de position détecté.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'unité de commande électronique (40) peuvent être calculées des courbes caractéristiques représentant la pression de travail p en fonction du débit de refoulement Q pour une puissance de pompage constante, ainsi que la contre-pression associée agissant dans la vanne de régulation (18), et en ce qu'une courbe caractéristique correspondant à la puissance de pompage souhaitée peut y être sélectionnée.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un capteur de vitesse de rotation, au moyen duquel il est possible de capter la vitesse de rotation du moteur entraínant la pompe réglable (1), et en ce que lors du passage au-dessous d'une vitesse de rotation limite prédéterminée, une courbe caractéristique est choisie qui correspond à une puissance de pompage inférieure à celle de la courbe caractéristique précédemment choisie.
  4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression est réalisée de telle façon que lors d'une défaillance de l'unité de commande électronique (40) la plus forte contre-pression possible est admise dans la vanne de régulation (18).
  5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour l'ajustement adaptatif des paramètres de réglage il est prévu un dispositif pour détecter la température de l'huile hydraulique.
  6. Procédé de régulation de la puissance d'une pompe (1) réglable, entraínée par un moteur et refoulant dans une conduite de travail, par réglage de son volume de refoulement au moyen d'un dispositif de positionnement respectif (7) susceptible d'être attaqué par une pression de positionnement (20) et précontraint en direction du volume de refoulement maximum, comprenant une vanne de régulation (18) associée au dispositif de positionnement, ladite vanne étant attaquée par une contre-pression qui correspond à la pression de travail dans la conduite de travail, et ladite vanne de régulation (18) réagissant lorsque la pression de commande est supérieure à la contre-pression, et la sollicitation du dispositif de positionnement (7) par la pression de positionnement assure une régulation dans le sens d'une réduction du volume refoulé par la pompe réglable (1), de telle sorte que le produit de la pression de travail par la puissance de refoulement correspond à une valeur prédéterminée, dans lequel la position du dispositif de positionnement est détectée et un signal de position proportionnel à la position détectée est délivré à une unité de commande électronique (40),
    caractérisé en ce que :
    un signal de pilotage en fonction du signal de position est produit par l'unité de commande électronique (40),
    le signal de pilotage est fourni à une soupape de limitation de pression (42), et
    la contre-pression maximum dans la vanne de régulation (18) est réglée par la soupape de limitation de pression (42).
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans l'unité de commande électronique (40) peuvent être calculées des courbes caractéristiques représentant la pression de travail p en fonction du débit de refoulement Q à puissance de pompage constante, ainsi que la contre-pression associée agissant dans la vanne de régulation (18), et en ce qu'une courbe caractéristique correspondant à une puissance de pompage souhaitée peut y être sélectionnée.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un capteur de vitesse de rotation détecte la vitesse de rotation du moteur entraínant la pompe réglable, et en cas de dépassement d'une vitesse de rotation limite prédéterminée, on choisit une courbe caractéristique qui correspond à une puissance de pompage plus faible que celle de la courbe caractéristique précédemment choisie.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans le cas d'un défaut le fonctionnement du capteur de vitesse de rotation, on choisit automatiquement une courbe caractéristique correspondant à une puissance de pompage plus faible.
  10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la contre-pression maximum dans la vanne de régulation (18) est ainsi choisie que la modification temporelle de la contre-pression pendant le processus de régulation de la vanne de régulation (18) ne dépasse pas un taux de variation prédéterminé.
  11. Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que, lors d'une défaillance de l'unité de commande électronique (40), la plus forte contre-pression possible est admise dans la vanne de régulation (18).
  12. Procédé selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la contre-pression maximum dans la vanne de régulation (18) est ainsi choisie que la variation temporelle de la puissance de la pompe réglable (1) ne dépasse pas un taux de variation prédéterminé.
  13. Procédé selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la température de l'huile hydraulique dans un réservoir est détectée, et en ce que les paramètres de régulation dans l'unité de commande électronique (40) sont ajustés de façon adaptative.
  14. Procédé selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que la position du dispositif de positionnement (10) est enregistrée sur une période temporelle prédéterminée au moyen du signal de positionnement, et en ce que les paramètres de réglage sont modifiés en fonction de l'enregistrement.
EP96934569A 1995-10-17 1996-10-08 Regulation de puissance avec detection de charge Expired - Lifetime EP0856107B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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EP0856107A1 EP0856107A1 (fr) 1998-08-05
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EP (1) EP0856107B1 (fr)
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