EP4389992A1 - Verfahren zur verringerung von leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen system - Google Patents

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EP4389992A1
EP4389992A1 EP23217444.1A EP23217444A EP4389992A1 EP 4389992 A1 EP4389992 A1 EP 4389992A1 EP 23217444 A EP23217444 A EP 23217444A EP 4389992 A1 EP4389992 A1 EP 4389992A1
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EP
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hydraulic
electric drive
power loss
electrohydraulic system
speed
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Erik Engel
Steffen Rose
Nils Steker
Viktor Rill
Dominik Thomas Hoffmann
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing power losses in an electrohydraulic system as well as a computing unit and a computer program for carrying out the method and an electrohydraulic system.
  • Machines e.g. mobile work machines such as excavators, loaders or crawlers, usually have a hydraulic system with which elements of the respective machine, such as arm elements of an excavator, are moved.
  • One or more hydraulic pumps are provided in the hydraulic system for pressure supply.
  • the one or more hydraulic pumps can be driven by an electric drive via a shaft. In the case of several hydraulic pumps, these can be driven jointly by the electric drive by coupling all hydraulic pumps to the shaft.
  • the invention makes use of the measure of providing a hydraulic pump in an electrohydraulic system in which a hydraulic machine (hydraulic pump) is driven by an electric drive.
  • the target speed of the hydraulic machine or the electric drive is to be determined as a function of an operating state of the electrohydraulic system by optimizing a function to be optimized, which includes a sum of power losses of the electrohydraulic system, wherein at least speed-dependent power losses are provided for electric drive components and the hydraulic machine.
  • the power losses depend on variables that characterize the state of the electrohydraulic system, namely the speed and/or an operating point of the electrohydraulic system and/or other recorded variables. Accordingly, it is possible to reduce the total power loss depending on the respective state of the electrohydraulic system, in particular compared to the use of a target speed that was determined independently of the operating point and/or the other variables.
  • the operating point characterizes the state and/or properties of the electrohydraulic system at least partially.
  • the operating point is characterized or defined in particular by one or more of the following variables (or parameters): at least one target pressure of the at least one hydraulic machine, at least one target volume flow of the at least one hydraulic machine, at least one target torque of the at least one hydraulic machine, at least one target swivel angle (or at least one target displacement) of the at least one hydraulic machine, a target noise level of the electrohydraulic system, at least one actual pressure of the at least one hydraulic machine, at least one actual volume flow of the at least one hydraulic machine, at least one actual torque of the at least one hydraulic machine, at least one actual swivel angle (or at least one actual displacement) of the at least one hydraulic machine, an actual noise level of the electrohydraulic system (whereby further or other variables are also conceivable).
  • the target variables can be viewed together as the target operating point or as variables that characterize the target operating point).
  • the actual variables can be viewed together as the actual operating point or as variables that characterize the actual operating point.
  • the target variables are typically variables that are specified for a control or regulation system.
  • the actual variables can be measured or recorded using sensors.
  • the actual variables can be derived from target variables and/or measured actual variables and/or calculated and/or estimated, e.g. using suitable formulas and/or using one or more suitable models. It can happen that some of the variables cannot be included in the operating point at the same time, for example, a target pressure cannot typically be specified for a single hydraulic machine. and a target volume flow must be specified (then, for example, the target pressure and the actual pressure are included in the variables that characterize the operating point).
  • Other recorded quantities can in particular be quantities measured with sensors, e.g. measured temperatures or pressures of the pressure medium, and/or calculated or estimated quantities, e.g. by means of a model.
  • the sum of the multiple power losses is formed as a weighted sum of the power losses, in which one or more of the power losses are weighted with a respective weighting factor.
  • the weighting factors are each dependent on at least one parameter, wherein the at least one parameter is selected from the group that includes the target speed, a variable that characterizes the operating point, and at least one other detected variable. This enables the optimization of power losses taking into account secondary conditions that are implemented by the weighting factors.
  • the at least one parameter or the at least one other detected variable includes at least one temperature of the at least one drive component, wherein the weighting factors include at least one drive weighting factor for the at least one power loss of the at least one drive component, which is dependent on the at least one temperature.
  • the at least one drive weighting factor increases when the at least one temperature exceeds at least one predetermined temperature threshold and/or is above the at least one predetermined temperature threshold.
  • the increase from the temperature threshold can be continuous, e.g. according to a monotonically or strictly monotonically increasing function, and/or in one or more steps.
  • the steepness of the increase can be determined, for example, based on data sheets for the electrical machine and/or through tests, so that a critical temperature of the electrical machine, at which a reduction in power becomes necessary, is not reached if possible.
  • the level of the at least one predetermined temperature threshold as well as the gradient or step size with which the weighting factor increases can be suitably selected (taking into account the dynamics of the electric drive or the heat development and dissipation thereof) in order to avoid overheating.
  • the electrohydraulic system has at least one further component at which power loss occurs, the sum including at least one power loss for the at least one further component.
  • the at least one further component can, for example, include at least one cooling device.
  • the at least one cooling device can be one or more of a fan of the electric drive, a cooling circuit pump (in particular of the electric drive), a cooler for pressure medium or the like.
  • the electrohydraulic system can in particular have two hydraulic circuits, each of which is supplied with pressure medium by a hydraulic machine, wherein the two circuits can be hydraulically connected together by a summing device, in particular a summing valve.
  • the at least one further component can include at least the summing device.
  • the function to be optimized accordingly includes a summand (power loss of the summing device) for the summing device (summing valve). Power loss occurs at the summing device because the hydraulic pressure in the two circuits is different and a pressure drop and associated conversion of hydraulic energy into heat occurs accordingly.
  • the summation device has a state according to which the circuits are interconnected or not interconnected, the state of the summation device being a free parameter of the function to be optimized, which is additionally varied with respect to the state.
  • the interconnection of the circuits can take place depending on the state of the summation device in which the function to be optimized is optimal. This means that the circuits are interconnected if the optimum of the function to be optimized (e.g. minimum of a cost function) corresponds to the interconnected state, and not interconnected if the optimum of the function to be optimized corresponds to the non-interconnected state.
  • the summation power loss term can optionally be additionally weighted with a (summation) weighting factor that depends on whether there is a requirement to interconnect the circuits (e.g. to meet high performance requirements in a circuit) (e.g. is equal to one if there is no such requirement and is less than 1 if there is such a requirement).
  • a (summation) weighting factor that depends on whether there is a requirement to interconnect the circuits (e.g. to meet high performance requirements in a circuit) (e.g. is equal to one if there is no such requirement and is less than 1 if there is such a requirement).
  • a computing unit e.g. a control unit of an electrohydraulic system of a mobile work machine, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical storage devices, such as hard disks, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 shows an example of a work machine, namely a mobile excavator 30.
  • the excavator 30 comprises a chassis 32 and a superstructure 34 rotatably mounted thereon. Wheels 36 are mounted on the chassis. A rotation of the superstructure relative to the chassis is made possible by a slewing gear 38. This rotation can be driven, for example, by an electric drive or electric slewing gear drive.
  • a boom or excavator arm 40 is attached to the superstructure 34, at the end of which there is a shovel 42.
  • the boom, arm and shovel are moved or driven here, for example, by an electro-hydraulic system 44, i.e. hydraulics driven by an electric drive, by means of hydraulic cylinders 46.
  • a battery 48 (but could also be any other electrical energy source such as a fuel cell system or a cable) supplies the electric drive of the slewing gear and the electro-hydraulic system with electrical energy.
  • Figure 2 shows an example hydraulic system or electro-hydraulic system with two circuits, as used in the excavator of the Figure 1
  • the two circuits can either be operated separately or connected together via a summing valve (ie a summing device).
  • An electric battery 2 is shown, by means of which an electric drive 3 of the electrohydraulic system for driving hydraulic pumps and an electric slewing gear drive for driving a slewing gear (not shown) are supplied with electrical energy.
  • the battery 2 can be regarded as part of the electrohydraulic system. Alternatively, an external battery could also be used. Instead of a battery, another power supply could also be provided.
  • the electric drive 3 of the hydraulic system has an inverter 4 (e.g. DC/AC converter) and an electric machine 6 as electrical drive components.
  • the electric slewing gear drive has an inverter 5 (e.g. DC/AC converter) and an electric slewing gear machine 7 as electrical components.
  • the electric machine 6 is coupled via a shaft to a first hydraulic pump 8 (or hydraulic machine) and a second hydraulic pump 10.
  • a first output channel 14 of the first hydraulic pump 8 is connected to a first hydraulic circuit in order to supply it with pressure medium (hydraulic fluid, typically a hydraulic oil).
  • a second output channel 16 of the second hydraulic pump 10 is connected to a second hydraulic circuit in order to supply it with pressure medium.
  • further hydraulic pumps 12 or auxiliary pumps are driven via the shaft, which serve, for example, to provide a control pressure for actuating hydraulically or electro-hydraulically operated valves.
  • a summing valve 18 is provided with which the two circuits can be hydraulically connected (for example, in order to meet a high power requirement in one of the circuits).
  • Two hydraulic cylinders 20 (which e.g. control the movement of the boom of the excavator of the Figure 1
  • the flow to and from the hydraulic cylinders 20 is controlled by means of a first valve arrangement 24 which is hydraulically connected to the first output channel 14, to the summing valve 18 and to a tank for pressure medium.
  • the second circuit supplies two hydraulic cylinders 22, 23 (which, for example, control the movement of a middle arm element and the bucket of the excavator of the Figure 1
  • the flow to and from the hydraulic cylinders 22, 23 is controlled by means of second valve arrangements 26, 27 which are hydraulically connected to the second output channel 14, to the summing valve 18 and to the tank for pressure medium.
  • the valve arrangements comprise adjustable or adjustable passages, shown as adjustable metering orifices, so that the flow of pressure medium to and from the hydraulic consumers can be controlled according to their adjustment.
  • the metering orifices (passages) can be formed, for example, in valves and in particular directional valves, whereby different switching positions, such as different positions of a slide or piston of a directional valve, correspond to different sized cross-sections of the metering orifices, i.e. the metering orifices or their cross-sections can be adjusted by adjusting the (directional) valves.
  • the exact structure of the valve arrangements which depends on the specific application, e.g.
  • valve arrangements correspond to certain hydraulic performance requirements, e.g. a required pressure and/or volume flow, which must be met by the hydraulic pumps 8, 10 or the electric drive (inverter 4, electric machine 6).
  • FIG. 3 shows a control system for controlling an electric drive 64 and a hydraulic pump 72. At least one pressure 52 and a target volume flow 54 are given, for example corresponding to a power requirement of the consumer. In accordance with an operating strategy or by a module 56 that implements the operating strategy, both a target speed 58 and a specification 60 for the hydraulic pump are determined from this. A speed control 62 for the electric drive 64 regulates the speed in accordance with the target speed. A pump control 68 sets the displacement 70 or the swivel angle of the hydraulic pump 72 from the specification 60 for the hydraulic pump. The leakage 74 of the hydraulic pump can also be taken into account. Overall, an effective volume flow 76 is obtained which, within the scope of the control, should be equal to the target volume flow.
  • the power or torque 78 of the hydraulic pump is applied by the electric machine.
  • the electric drive has a corresponding energy consumption 80.
  • the operating strategy module ie the module 56 that implements the operating strategy, and/or the speed control 62 and/or the pump control 68 can be implemented in particular by at least one computer program or computer program module that is executed, for example, in an electronic control (computing unit) of the electrohydraulic system.
  • n ⁇ V g Q soll + Q Leck , i.e. two adjustable parameters, namely the speed n and the displacement V g , can be selected to obtain a desired target volume flow Q soll , whereby the leakage volume flow Q Leck should be taken into account. Due to the restriction by the above equation, a degree of freedom or a free parameter (within the scope of technical limits) is therefore available.
  • the selection of the speed and displacement parameters according to the operating strategy can take into account power losses that occur in the electric drive, or in the electric machine and inverter, and in the hydraulic pump, in order to ensure, for example, the most efficient operation possible.
  • the power losses of the electric machine and inverter are lower at higher speeds, i.e. their operation is more efficient at higher speeds, while the power losses of the hydraulic pump (at constant pressure) are lower at higher displacement or lower speeds, i.e. their operation is more efficient at lower speeds.
  • the power losses are not only dependent on the speed.
  • the adjustment effort could also be taken into account in the calculation of the power loss.
  • a different additional loss component will result (estimated via actuating and return cylinder size, adjustment rate and pressure).
  • the quantities on which the power losses or power loss terms are or can be dependent can be, in addition to the speed, quantities that characterize the operating point and other measured or recorded quantities (e.g. temperatures).
  • each of the power losses can depend (independently of one another) on the speed and/or at least one variable that characterizes the operating point and/or at least one other measured or recorded variable.
  • power losses can also occur in other components of the electrohydraulic system and be taken into account in the cost function, whereby the power losses can depend on the above-mentioned variables. For example, power losses can occur in a summing valve when hydraulic circuits are connected together or in a cooling device for pressure medium.
  • the cost function includes power loss terms for the power loss of the electric machine (electric machine power loss term), for the power loss of the inverter (inverter power loss term) and for the power loss of the hydraulic pump (pump power loss term).
  • the speed n can be varied as a free parameter so that the cost function is minimized.
  • the displacement V g results from the speed using the equation given above for a given target volume flow Q target.
  • the torque of the electric drive results from the displacement V g and from the pressure difference ⁇ p across the hydraulic pump and preferably taking into account a friction torque of the pump, which can be determined from a characteristic map taking into account a swivel angle and a speed of the pump.
  • the displacement could be varied, whereby the speed can be viewed as a dependent variable based on the equation given above.
  • a suitable method can be used to solve the minimization problem described (e.g. fmincon in Matlab).
  • the speed can be varied as a free parameter in steps between a minimum and a maximum speed (which are technically specified by the electric drive, for example) with a certain step size, the cost function can be evaluated for each step, and then the step at which the cost function is minimal is determined.
  • an iterative method is also conceivable in which the step size is reduced in iterations.
  • the switching state or condition of the summing valve then represents a second free parameter in the cost function.
  • This can have two different states: closed, i.e. the circuits are not connected together, or open, i.e. the circuits are connected together (where the degree of opening or opening cross-section is determined from the pressures in the two circuits).
  • the two switching states should be varied accordingly in addition to the speed. For example, the minimum should be determined for both switching states (connected together, not connected together) and from this the switching state with the smaller minimum (at the corresponding speed) should be selected. The decision as to whether or not summing should take place (connected together or not connected together) is then made in such a way that the cost function is minimized.
  • the individual power losses are weighted differently, whereby the weightings can depend on one or more parameters.
  • the electrical drive components of the electric drive i.e. the electric machine and/or the inverter
  • the electric machine and/or the inverter can heat up considerably, particularly at lower speeds, due to the larger electrical currents that occur, so that ultimately a reduction in the power output is necessary (so-called derating) in order to prevent the drive components from overheating and possible damage.
  • derating so that ultimately a reduction in the power output is necessary (so-called derating) in order to prevent the drive components from overheating and possible damage.
  • pressure medium flows through the hydraulic pump, which also involves heat dissipation, the hydraulic pump does not normally heat up too much.
  • the power loss of the electric machine and the power loss of the inverter are weighted against the power loss of the hydraulic pump depending on the electric machine temperature or the inverter temperature, particularly at high temperatures more heavily than the power loss of the hydraulic pump.
  • the functional dependence of the weighting factor X EM of the electrical machine (also referred to as electrical machine weighting factor) on the temperature T EM of the electrical machine can be selected such that it is equal to one up to a temperature threshold or electrical machine temperature threshold and increases to values greater than one when the temperature threshold is exceeded or from the temperature threshold (e.g. to values in the range from 1 to 2 or in the range from 1 to 5).
  • the functional dependence of the weighting factor X Inv of the inverter (also referred to as inverter weighting factor) on the temperature T Inv of the inverter can be selected such that it is constant up to a temperature threshold or inverter temperature threshold (which may be different from the electric machine temperature threshold) is equal to one and increases to values greater than one when the temperature threshold is exceeded or from the temperature threshold (e.g. to values in the range from 1 to 2 or in the range from 1 to 5).
  • the increase from the respective temperature threshold can be continuous, e.g. according to a monotonically or strictly monotonically increasing function, and/or in one or more steps.
  • the steepness of the respective increase can be determined, for example, on the basis of data sheets for the inverter or the electrical machine and/or through tests, so that a critical temperature or maximum permissible operating temperature of the inverter or the electrical machine, at which a reduction in performance becomes necessary, is not reached if possible.
  • both weighting factors are equal to one, so that the total power loss is minimized. If at least one of the temperatures is above the corresponding temperature threshold, the respective power loss is weighted more heavily than the power loss of the hydraulic pump, which leads to an operating point (speed or displacement) with lower power loss of the electric machine and/or the inverter. A total power loss that is higher than the minimum possible total power loss is therefore accepted in order to avoid overheating of the electric machine and/or the inverter.
  • a flat optimum of the total loss function only increases the total power loss minimally in most cases. This means that the loss components are mostly just shifted (e.g. from the electric drive to the pump).
  • the power losses of the electrical machine and/or the inverter can be given a higher weighting in the cost function and thus an overall lower thermal load on the electrical components can be achieved, e.g. the speed level will be changed to higher speeds.
  • the decision as to whether or not the summation is activated turns out differently as a result of the minimization. For example, it can happen that if a circuit additional hydraulic power is requested, but summation does not take place because the other circuit has a high electric machine temperature and/or inverter temperature. Conversely, if the electric drive of a circuit is thermally overloaded (high electric machine temperature and/or inverter temperature), summation can provide thermal relief, ie the circuits are connected together, although this would not be necessary due to the required hydraulic power alone.
  • At least one of the loss lines can be weighted more generally with a weighting factor (or weighting factor) that depends on at least one specific parameter.
  • a weighting factor or weighting factor that depends on at least one specific parameter.
  • desired secondary conditions can be implemented so that the optimization determines the target speed that minimizes the power loss as much as possible while taking the secondary condition(s) into account.
  • the secondary condition is to prevent individual components from becoming too hot. If, in another example, certain speeds that are associated with high levels of noise or high levels of wear are to be avoided, weighting factors could be used that are dependent on the speed and that are larger relative to other speed ranges at certain speeds and possibly in small areas around these certain speeds.
  • the determination of the free parameter (speed or displacement) or more generally the free parameters (e.g. in the case of interconnectable circuits) within the framework of minimization or optimization can be carried out within the framework of a regulation and/or control of the electrohydraulic system, which is implemented by an electronic control of the electrohydraulic system, e.g. by executing a corresponding computer program or corresponding computer program modules. It is also conceivable here that pre-calculated values, for example stored in the form of a characteristic map, are used. Referring to Figure 3
  • the minimization or optimization can be carried out, for example, within the framework of the operating strategy or by the module 56 that implements the operating strategy. It is pointed out that even if Figure 3 only describes one circle and module 56 only controls the speed and swivel angle of this one circle, the present The invention can also be used with several modules, or with modules that can each control several speeds and swivel angles.
  • weighting factor can also be added for the pump. This could, for example, be determined depending on the other weighting factors.
  • cost functions K 1 , K 2 were chosen as a sum or weighted sum of individual power losses and a minimization was carried out.
  • a formulation as a maximization problem would also be conceivable.
  • an optimization is carried out, whereby a function to be optimized includes a sum of power losses that can be weighted with weighting factors. The sum takes into account speed-dependent power losses of the electrical drive components and the hydraulic machine(s). In particular, in the optimization, a change in speed is always automatically linked to a change in displacement and torque. These multidimensional dependencies of the power losses are taken into account in the (model-based) optimization.
  • weighting with weighting factors can depend on certain parameters (e.g. temperatures). For example, at least one power loss (in the above example, the power losses of the electric machine and the inverter) is weighted or taken into account depending on at least one temperature of at least one electric drive component (electric machine temperature, inverter temperature) of the electric drive, so that the power loss in the electric drive is reduced if necessary, i.e. at a correspondingly high temperature, in order to avoid further heating and possible overheating.
  • at least one power loss in the above example, the power losses of the electric machine and the inverter
  • at least one electric drive component electric machine temperature, inverter temperature
  • the target speed and, if applicable, the state to be set (target state) of the summing valve are therefore determined at a given operating point in such a way that the at least one power loss of the at least one electric drive component is reduced when the at least one temperature is high, for example above at least one temperature threshold.
  • the at least one temperature threshold is selected in particular so that it is lower than a maximum permissible operating temperature of the corresponding at least one electric drive component.
  • Figure 4 shows a flow chart according to an embodiment of the method for reducing thermal load on an electric drive in an electrohydraulic system.
  • a target volume flow and optionally at least one pressure are specified, for example in accordance with a power requirement of hydraulic consumers.
  • Other variables that characterize the operating point can also be recorded or specified here.
  • At least one parameter, on which weighting factors may depend is recorded.
  • at least one temperature of at least one drive component of the electric drive is recorded (e.g. values measured by temperature sensors are received).
  • a target speed is determined by optimizing a function to be optimized and from this (corresponding to the target volume flow or, more generally, the operating point) a displacement (or a swivel angle) is determined. This is done, for example, as described above, within the framework of an operating strategy.
  • the function to be optimized includes a sum of the power losses or is a sum of the power losses. The sum can be formed as a weighted sum, with weighting factors being provided for individual power losses, which are dependent in particular on the at least one parameter recorded in step 120 (e.g. on the at least one temperature).
  • step 140 the electric drive is controlled or controlled according to the determined rotational speed and the at least one hydraulic pump (or hydraulic machine) is controlled or controlled according to the determined displacement.
  • Steps 120 (if available), 130, 140 can be carried out continuously, so that the speed can change even without changing the specification (target values, e.g. target volume flow, pressure; or operating point).
  • target values e.g. target volume flow, pressure; or operating point.
  • the operating point can be adjusted, e.g. if actual values that characterize the operating point change (e.g. due to a change in the load of the hydraulic consumers) and/or in response to a changed operator specification. Accordingly, it is possible to continue with step 110 with the adjusted operating point.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen System, das einen elektrischen Antrieb (3) mit wenigstens einer elektrischen Antriebskomponente und wenigstens eine Hydraulikmaschine (8, 10) aufweist, die mit dem elektrischen Antrieb gekoppelt ist und durch diesen entsprechend einer Drehzahl angetrieben wird, wobei das elektrohydraulische System mehrere Verlustleistungen aufweist, die von der Drehzahl und/oder einem Betriebspunkt des elektrohydraulischen Systems und/oder von anderen erfassten Größen abhängig sind, wobei die mehreren Verlustleistungen wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen elektrischen Antriebskomponente und wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen Hydraulikmaschine einschließen, die jeweils von der Drehzahl abhängig sind; wobei eine Solldrehzahl (58) für die Drehzahl in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt des elektrohydraulischen Systems bestimmt wird (130), wobei die Solldrehzahl so bestimmt wird, dass sie eine zu optimierende Funktion optimiert, die eine Summe der mehreren Verlustleistungen einschließt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen System sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung und ein elektrohydraulisches System.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Maschinen, z.B. mobile Arbeitsmaschinen, wie etwa Bagger, Lader oder Raupen, weisen üblicherweise ein hydraulisches System auf, mit dem Elemente der jeweiligen Maschine, etwa Armelemente eines Baggers, bewegt werden. Dabei sind eine oder mehrere Hydraulikpumpen in dem hydraulischen System zur Druckversorgung vorgesehen. Die eine oder die mehreren Hydraulikpumpen können durch einen elektrischen Antrieb mittels einer Welle angetrieben werden. Im Falle mehrerer Hydraulikpumpen können diese gemeinsam, indem alle Hydraulikpumpen an die Welle gekoppelt sind, von dem elektrischen Antrieb angetrieben werden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Verringerung von Leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen System sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung und ein elektrohydraulisches System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, in einem elektrohydraulischen System, in dem eine Hydraulikmaschine (Hydraulikpumpe) durch einen elektrischen Antrieb angetrieben wird, eine Solldrehzahl der Hydraulikmaschine bzw. des elektrischen Antriebs in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrohydraulischen Systems mittels Optimierung einer zu optimierenden Funktion zu bestimmen, die eine Summe von Verlustleistungen des elektrohydraulischen Systems einschließt, wobei zumindest drehzahlabhängige Verlustleistungen für elektrische Antriebskomponenten und die Hydraulikmaschine vorgesehen sind. Die Verlustleistungen sind von Größen, die den Zustand des elektrohydraulischen Systems charakterisieren, nämlich von der Drehzahl und/oder einem Betriebspunkt des elektrohydraulischen Systems und/oder von anderen erfassten Größen, abhängig. Entsprechend wird ermöglicht, die Gesamt-Verlustleistung abhängig vom jeweiligen Zustand des elektrohydraulischen Systems zu verringern, insbesondere gegenüber der Verwendung einer Solldrehzahl, die unabhängig vom Betriebspunkt und/oder von den weiteren Größen bestimmt wurde.
  • Der Betriebspunkt charakterisiert den Zustand und/oder Eigenschaften des elektrohydraulischen Systems zumindest teilweise. Der Betriebspunkt ist insbesondere durch eine oder mehrere der folgenden Größen (bzw. Parameter) charakterisiert bzw. definiert: wenigstens einen Solldruck der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Sollvolumenstrom der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens ein Soll-Drehmoment der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Soll-Schwenkwinkel (bzw. wenigstens eine Soll-Verdrängung) der wenigstens einen Hydraulikmaschine, einen Soll-Geräuschpegel des elektrohydraulischen Systems, wenigstens einen Ist-Druck der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Ist-Volumenstrom der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens ein Ist-Drehmoment der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Ist-Schwenkwinkel (bzw. wenigstens eine Ist-Verdrängung) der wenigstens einen Hydraulikmaschine, einen Ist-Geräuschpegel des elektrohydraulischen Systems (wobei ebenso weitere oder andere Größen denkbar sind). Die Soll-Größen können zusammen als Soll-Betriebspunkt bzw. als Größen, die den Soll-Betriebspunkt charakterisieren, angesehen werden). Die Ist-Größen können zusammen als Ist-Betriebspunkt bzw. als Größen, die den Ist-Betriebspunkt charakterisieren, angesehen werden. Die Soll-Größen sind typischerweise Größen, die einer Steuerung oder Regelung vorgegeben werden. Die Ist-Größen können mittels Sensoren gemessen bzw. erfasst werden. Ebenso oder zusätzlich können die Ist-Größen aus Soll-Größen und/oder gemessenen Ist-Größen abgeleitet und/oder berechnet und/oder geschätzt werden, z.B. mittels geeigneter Formeln und/oder mittels eines oder mehrerer geeigneter Modelle. Es kann der Fall auftreten, dass einzelne der Größen nicht gleichzeitig im Betriebspunkt umfasst sein können, etwa kann für eine einzelne Hydraulikmaschine typischerweise nicht ein Soll-Druck und ein Soll-Volumenstrom vorgegeben werden (es sind dann z.B. der Soll-Druck und der Ist-Druck in den Größen, die den Betriebspunkt charakterisieren, eingeschlossen).
  • Weitere erfasste Größen können insbesondere mit Sensoren gemessene Größen sein, z.B. gemessene Temperaturen oder Drücke des Druckmittels, und/oder berechnete bzw. geschätzte Größe, z.B. mittels eines Modells.
  • In einer Ausgestaltung wird die Summe der mehreren Verlustleistungen als gewichtete Summe der Verlustleistungen gebildet, in der eine oder mehrere der Verlustleistungen mit einem jeweiligen Gewichtungsfaktor gewichtet werden. Insbesondere sind die Gewichtungsfaktoren jeweils von wenigstens einem Parameter abhängig, wobei der wenigstens eine Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe, die die Solldrehzahl, eine Größe, die den Betriebspunkt charakterisiert, und wenigstens eine andere erfasste Größe einschließt. Dadurch wird die Optimierung von Leistungsverlusten unter Berücksichtigung von Nebenbedingungen, die durch die Gewichtungsfaktoren implementiert werden, ermöglicht.
  • In einer weitergehenden Ausgestaltung schließt der wenigstens eine Parameter bzw. die wenigstens eine andere erfasste Größe wenigstens eine Temperatur der wenigstens einen Antriebskomponente ein, wobei die Gewichtungsfaktoren wenigstens einen Antriebs-Gewichtungsfaktor für die wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen Antriebskomponente einschließen, der abhängig von der wenigstens eine Temperatur ist. Insbesondere steigt der wenigstens eine Antriebs-Gewichtungsfaktor an, wenn die wenigstens eine Temperatur wenigstens eine vorbestimmte Temperaturschwelle überschreitet und/oder über der wenigstens einen vorbestimmten Temperaturschwelle liegt. Der Anstieg ab der Temperaturschwelle kann stetig, z.B. entsprechend einer monoton oder strengmonoton steigenden Funktion, und/oder in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Die Steilheit des Anstiegs kann z.B. so bestimmt werden, etwa auf Grundlage von Datenblättern der elektrischen Maschine und/oder durch Versuche, dass eine kritische Temperatur der elektrischen Maschine, bei der eine Leistungsverringerung, notwendig wird, möglichst nicht erreicht wird. Die Höhe der wenigstens einen vorbestimmten Temperaturschwelle sowie die Steigung oder Schrittweite, mit der der Gewichtungsfaktor ansteigt, können geeignet (unter Berücksichtigung der Dynamik des elektrischen Antriebs bzw. der Wärmeentwicklung und -abfuhr desselben) gewählt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden.
  • In einer Ausgestaltung weist das elektrohydraulische System wenigstens eine weitere Komponente, an der Verlustleistung auftritt, auf, wobei die Summe wenigstens eine Verlustleistung für die wenigstens eine weitere Komponente einschließt. Die wenigstens eine weitere Komponente kann beispielsweise wenigstens eine Kühleinrichtung einschließen. Die wenigstens eine Kühleinrichtung kann etwa eines oder mehreres sein von einem Lüfter des elektrischen Antriebs, einer Kühlkreislaufpumpe (insbesondere des elektrischen Antriebs), einem Kühler für Druckmittel oder Ähnlichem.
  • Das elektrohydraulische System kann insbesondere zwei hydraulische Kreise aufweisen, die jeweils von einer Hydraulikmaschine mit Druckmittel versorgt werden, wobei die beiden Kreise durch eine Summierungseinrichtung, insbesondere ein Summierungsventil, hydraulisch zusammenschaltbar sind. In diesem Fall kann in einer Ausgestaltung die wenigstens eine weitere Komponente wenigstens die Summierungseinrichtung einschließen. Die zu optimierende Funktion schließt entsprechend einen Summanden (Verlustleistung der Summierungseinrichtung) für die Summierungseinrichtung (Summierungsventil) ein. Verlustleistung entsteht an der Summierungseinrichtung, da der hydraulische Druck in den beiden Kreisen unterschiedlich ist und dementsprechend ein Druckabfall und damit verbunden eine Wandlung hydraulischer Energie in Wärme auftritt.
  • In einer Ausgestaltung weist die Summierungseinrichtung einen Zustand auf, entsprechend dem die Kreise zusammengeschaltet oder nicht zusammengeschaltet sind, wobei der Zustand der Summierungseinrichtung ein freier Parameter der zu optimierenden Funktion ist, wobei diese zusätzlich bezüglich des Zustands variiert wird. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise das Zusammenschalten der Kreise in Abhängigkeit davon erfolgen, in welchem Zustand der Summierungseinrichtung die zu optimierende Funktion optimal ist. D.h., die Kreise werden zusammengeschaltet, wenn das Optimum der zu optimierenden Funktion (z.B. Minimum einer Kostenfunktion) dem zusammengeschalteten Zustand entspricht, und nicht zusammengeschaltet, wenn das Optimum der zu optimierenden Funktion dem nicht zusammengeschalteten Zustand entspricht. Der Summierungs-Verlustleistungsterm kann optional zusätzlich mit einem (Summierungs-)Gewichtungsfaktor gewichtet werden, der abhängig davon ist, ob eine Anforderung, die Kreise zusammenzuschalten (etwa um hohe Leistungsanforderungen in einem Kreis zu erfüllen), vorliegt (z.B. gleich eins ist, wenn eine solche Anforderung nicht vorliegt, und kleiner 1 ist, wenn eine solche Anforderung vorliegt).
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines elektrohydraulischen Systems einer mobilen Arbeitsmaschine, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
    • Figurenbeschreibung
    • Figur 1 zeigt beispielhaft eine Arbeitsmaschine, nämlich einen mobilen Bagger.
    • Figur 2 zeigt ein beispielhaftes elektrohydraulisches System mit zwei Kreisen, wie es etwa im Bagger der Figur 1 verwendet werden kann.
    • Figur 3 zeigt eine Regelstrecke zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine und einer Hydraulikpumpe.
    • Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Verringerung thermischer Belastung eines elektrischen Antriebs in einem elektrohydraulischen System.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • Figur 1 zeigt beispielhaft eine Arbeitsmaschine, nämlich einen mobilen Bagger 30. Der Bagger 30 umfasst ein Fahrgestell 32 und einen darauf drehbar montierten Aufbau 34. Am Fahrgestell sind Räder 36 montiert. Eine Drehung des Aufbaus relativ zum Fahrgestell wird durch ein Drehwerk 38 ermöglicht. Diese Drehung kann z.B. durch einen elektrischen Antrieb bzw. elektrischen Drehwerksantrieb angetrieben werden. Am Aufbau 34 ist ein Ausleger bzw. Baggerarm 40 befestigt, an dessen Ende sich eine Schaufel 42 befindet. Ausleger, Arm und Schaufel werden hier beispielsweise über eine Elektro-Hydraulik 44, d.h. eine durch einen elektrischen Antrieb angetriebene Hydraulik, mittels Hydraulikzylindern 46 bewegt bzw. angetrieben. Eine Batterie 48 (könnte aber auch eine beliebige andere elektrische Energiequelle wie z.B ein Brennstoffzellensystem oder ein Kabel sein) versorgt den elektrischen Antrieb des Drehwerks und die Elektro-Hydraulik mit elektrischer Energie.
  • Figur 2 zeigt ein beispielhaftes hydraulisches System bzw. elektrohydraulisches System mit zwei Kreisen, wie es etwa im Bagger der Figur 1 verwendet werden kann. Die zwei Kreise können entweder separat betrieben werden oder über ein Summierungsventil (d.h. eine Summierungseinrichtung) miteinander verbunden werden.
  • Es ist eine elektrische Batterie 2 gezeigt, durch die ein elektrischer Antrieb 3 des elektrohydraulischen Systems zum Antreiben von Hydraulikpumpen und ein elektrischer Drehwerksantrieb zum Antreiben eines Drehwerks (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Batterie 2 kann als Teil des elektrohydraulischen Systems angesehen werden. Alternativ könnte ebenso eine externe Batterie verwendet werden. Statt einer Batterie könnte auch eine andere Stromversorgung vorgesehen sein. Der elektrische Antrieb 3 der Hydraulik weist als elektrische Antriebskomponenten einen Inverter 4 (z.B. DC/AC-Wandler) und eine elektrische Maschine 6 auf. Der elektrische Drehwerksantrieb weist als elektrische Komponenten einen Inverter 5 (z.B. DC/AC-Wandler) und eine elektrische Drehwerksmaschine 7 auf.
  • Die elektrische Maschine 6 ist über eine Welle mit einer ersten Hydraulikpumpe 8 (bzw. Hydraulikmaschine) und einer zweiten Hydraulikpumpe 10 gekoppelt. Ein erster Ausgangskanal 14 der ersten Hydraulikpumpe 8 ist mit einem ersten hydraulischen Kreis verbunden, um diesen mit Druckmittel (Hydraulikflüssigkeit, typischerweise ein Hydrauliköl) zu versorgen. Ein zweiter Ausgangskanal 16 der zweiten Hydraulikpumpe 10 ist mit einem zweiten hydraulischen Kreis verbunden, um diesen mit Druckmittel zu versorgen. Über die Welle werden beispielhaft weitere Hydraulikpumpen 12 bzw. Hilfspumpen angetrieben, die etwa dazu dienen, einen Steuerdruck zum Betätigen hydraulisch oder elektro-hydraulisch betätigter Ventile bereitzustellen.
  • Es ist beispielhaft ein Summierungsventil 18 vorgesehen, mit dem die beiden Kreise hydraulisch verbunden werden können (etwa, um einer hohen Leistungsanforderung in einem der Kreise zu genügen).
  • Über den ersten Kreis werden als hydraulische Verbraucher zwei Hydraulikzylinder 20 (die z.B. die Bewegung des Auslegers des Baggers der Figur 1 bewirken) mit Druckmittel versorgt. Der Fluss zu und von den Hydraulikzylindern 20 wird mittels einer ersten Ventilanordnung 24 gesteuert, die mit dem ersten Ausgangskanal 14, mit dem Summierungsventil 18 und mit einem Tank für Druckmittel hydraulisch verbunden ist.
  • Über den zweiten Kreis werden als hydraulische Verbraucher zwei Hydraulikzylinder 22, 23 (die z.B. die Bewegung eines mittleren Armelements und der Schaufel des Baggers der Figur 1 bewirken) mit Druckmittel versorgt. Der Fluss zu und von den Hydraulikzylindern 22, 23 wird mittels zweiter Ventilanordnungen 26, 27 gesteuert, die mit dem zweiten Ausgangskanal 14, mit dem Summierungsventil 18 und mit dem Tank für Druckmittel hydraulisch verbunden sind.
  • Die Ventilanordnungen umfassen einstellbare bzw. verstellbare Durchgänge, als einstellbare Messblenden dargestellt, so dass entsprechend deren Verstellung der Fluss an Druckmittel zu und von den hydraulischen Verbrauchern gesteuert werden kann. Die Messblenden (Durchgänge) können z.B. in Ventilen und insbesondere Wegeventilen gebildet sein, wobei verschiedene Schaltstellungen, etwa verschiedene Positionen eines Schiebers bzw. Kolbens eines Wegeventils, verschieden großen Querschnitten der Messblenden entsprechen, d.h. die Messblenden bzw. deren Querschnitte können durch Verstellen der (Wege-)Ventile eingestellt werden. Der genaue Aufbau der Ventilanordnungen, der von der spezifischen Anwendung, z.B. der Maschine in der das elektrohydraulische System verwendet wird, abhängig ist, braucht hier nicht erläutert zu werden und ist dem Fachmann an sich bekannt. Letztendlich entsprechen Einstellungen der Ventilanordnungen bestimmten hydraulischen Leistungsanforderungen, z.B. ein geforderter Druck und/oder Volumenstrom, die von den Hydraulikpumpen 8, 10 bzw. dem elektrischen Antrieb (Inverter 4, elektrische Maschine 6) erfüllt werden müssen.
  • Figur 3 zeigt eine Regelstrecke zur Ansteuerung eines elektrischen Antriebs 64 und einer Hydraulikpumpe 72. Gegeben sind wenigstens ein Druck 52 und ein Sollvolumenstrom 54, etwa entsprechend einer Leistungsanforderung der Verbraucher. Entsprechend einer Betriebsstrategie bzw. durch ein Modul 56, das die Betriebsstrategie implementiert, werden daraus sowohl eine Solldrehzahl 58 als auch eine Vorgabe 60 für die Hydraulikpumpe bestimmt. Eine Drehzahlregelung 62 für den elektrischen Antrieb 64 regelt die Drehzahl entsprechend der Solldrehzahl ein. Eine Pumpensteuerung 68 stellt aus der Vorgabe 60 für die Hydraulikpumpe die Verdrängung 70 bzw. den Schwenkwinkel der Hydraulikpumpe 72 ein. Dabei kann die Leckage 74 der Hydraulikpumpe mitberücksichtigt werden. Insgesamt wird so ein effektiver Volumenstrom 76 erhalten, der im Rahmen der Regelung gleich dem Sollvolumenstrom sein sollte. Die Leistung bzw. das Drehmoment 78 der Hydraulikpumpe wird von der elektrischen Maschine aufgebracht. Der elektrische Antrieb weist einen entsprechenden Energieverbrauch 80 auf. Das Betriebsstrategie-Modul, d.h. das Modul 56, das die Betriebsstrategie implementiert, und/oder die Drehzahlregelung 62 und/oder die Pumpensteuerung 68 können insbesondere durch wenigstens ein Computerprogramm bzw. Computerprogrammmodul, das z.B. in einer elektronischen Steuerung (Recheneinheit) des elektrohydraulischen Systems ausgeführt wird, implementiert werden.
  • Es gilt n · Vg = Qsoll + QLeck, d.h. zwei einstellbare Parameter, nämlich die Drehzahl n und die Verdrängung Vg , können gewählt werden, um einen gewünschten Sollvolumenstrom Qsoll zu erhalten, wobei der Leckage-Volumenstrom QLeck berücksichtigt werden sollte. Aufgrund der Einschränkung durch die vorstehende Gleichung ist somit ein Freiheitsgrad bzw. ein freier Parameter (im Rahmen technischer Schranken) vorhanden.
  • Die Wahl der Parameter Drehzahl und Verdrängung entsprechend der Betriebsstrategie kann Verlustleistungen, die im elektrischen Antrieb, bzw. in der elektrischen Maschine und im Inverter, und in der Hydraulikpumpe auftreten, berücksichtigen, um z.B. einen möglichst effizienten Betrieb zu gewährleisten.
  • Vereinfacht gilt, dass bei vorgegebener aufzubringender Leistung die Verlustleistungen von elektrischer Maschine und Inverter mit größerer Drehzahl kleiner sind, d.h. deren Betrieb bei größerer Drehzahl effizienter ist, während die Verlustleistung der Hydraulikpumpe (bei konstantem Druck) mit größerer Verdrängung bzw. kleinerer Drehzahl kleiner ist, d.h. deren Betrieb bei kleinerer Drehzahl effizienter ist. Allgemeiner sind die Verlustleistungen nicht nur von der Drehzahl abhängig.
  • Die Verlustleistung PV,EM der elektrischen Maschine ist insbesondere abhängig von der Drehzahl n, dem Drehmoment M, einer Gleichspannung am Inverter Udc und einer Temperatur TEM der elektrischen Maschine (auch als Elektromaschinen-Temperatur bezeichnet; gemessen an einer geeigneten Stelle, z.B. an den Wicklungen und/oder am Eisenkern), die Verlustleistung der elektrischen Maschine kann also als Funktion dieser Parameter angesehen werden, d.h. PV,EM = PV,EM (n, M, Udc, TEM ).
  • Die Verlustleistung PV,Inv des Inverters ist insbesondere abhängig von der Drehzahl n, dem Drehmoment M, der Gleichspannung am Inverter Udc und einer Temperatur TInv des Inverters (auch als Inverter-Temperatur bezeichnet; gemessen an einer geeigneten Stelle, z.B. an einem Kühlkörper und/oder einem Halbleiter des Inverters), die Verlustleistung des Inverters kann also als Funktion dieser Parameter angesehen werden, d.h. PV,Inv = PV,Inv (n, M, Udc, TInv ).
  • Die Verlustleistung PV,Pmp der Hydraulikpumpe ist insbesondere abhängig von einem Druckunterschied Δp über die Hydraulikpumpe, dem von der Hydraulikpumpe geförderten Volumenstrom Q, der Drehzahl n, und der Verdrängung Vg , die Verlustleistung der Hydraulikpumpe kann also als Funktion dieser Parameter angesehen werden, d.h. PV,Pmp = PV,Pmp (Δp, Q, n, Vg ). Hier könnte zusätzlich auch der Verstellaufwand in der Berechnung der Verlustleistung berücksichtigt werden. Insbesondere wird in diesem Fall, je nachdem wie weit die Drehzahl-Schwenkwinkel-Paarung verschoben werden soll (ausgehend vom ist-Wert), sich ein anderer zusätzlicher Verlustanteil ergeben (Abschätzung über Stell- und Rückstellzylindergröße, Verstellrate und Druck).
  • Die Größen, von denen die Verlustleistungen bzw. Verlustleistungsterme abhängig sind bzw. sein können, können entsprechend neben der Drehzahl Größen, die den Betriebspunkt charakterisieren, und weitere gemessene bzw. erfasste Größen (z.B. Temperaturen) einschließen. Allgemein kann jede der Verlustleistungen (unabhängig voneinander) von der Drehzahl und/oder wenigstens einer Größe, die den Betriebspunkt charakterisiert und/oder wenigstens einer weiteren gemessenen bzw. erfassten Größe abhängig sein. Neben den genannten Verlustleistungen können auch Verlustleistungen an weiteren Komponenten des elektrohydraulischen Systems auftreten und in der Kostenfunktion berücksichtigt werden, wobei die Verlustleistungen von den vorstehend genannten Größen abhängig sein können. Beispielsweise können Verlustleistungen an einem Summierungsventil bei Zusammenschaltung hydraulischer Kreise oder an einer Kühleinrichtung für Druckmittel.
  • Um die Gesamtverlustleistung zu minimieren, kann in einer Optimierung, z.B. mittels eines geeigneten Optimierungsverfahren, die Drehzahl bzw. die Verdrängung so bestimmt werden, dass die folgende Kostenfunktion K 1 minimiert wird: K 1 = P V , EM n , M , U dc , T EM + P V , Inv n , M , U dc , T Inv + P V , Pmp Δp , Q , n , V g
    Figure imgb0001
  • Die Kostenfunktion schließt Verlustleistungsterme für die Verlustleistung der elektrischen Maschine (Elektromaschinen-Verlustleistungsterm), für die Verlustleistung des Inverters (Inverter-Verlustleistungsterm) und für die Verlustleistung der Hydraulikpumpe (Pumpen-Verlustleistungsterm) ein. Der Elektromaschinen-Verlustleistungsterm und der Inverter-Verlustleistungsterm können jeweils als Antriebs-Verlustleistungsterm angesehen werden. Allgemeiner, mit eventuell weiteren Verlustleistungen gilt: K 1 = Σ i PV,i, mit i ∈ {EM, Inv, Pmp, ... }.
  • Hierbei kann in der Optimierung die Drehzahl n als freier Parameter variiert werden, so dass die Kostenfunktion minimiert wird. Die Verdrängung Vg ergibt sich durch die oben angegebene Gleichung bei gegebenem Sollvolumenstrom Qsoll aus der Drehzahl. Das Drehmoment des E-Antriebs ergibt sich aus der Verdrängung Vg und aus dem Druckunterschied Δp über die Hydraulikpumpe und vorzugsweise unter Berücksichtigung von einem Reibmoment der Pumpe, das aus einem Kennfeld unter Berücksichtigung eines Schwenkwinkels und einer Drehzahl der Pumpe ermittelt werden kann. Alternativ könnte über die Verdrängung variiert werden, wobei die Drehzahl aufgrund der oben angegebenen Gleichung als abhängige Variable angesehen werden kann.
  • Durch die Abhängigkeit der Verlustleistungen von anderen Größen als der Drehzahl, können sich bei der Minimierung in Abhängigkeit dieser anderen Größen verschiedene Lösungen für die Drehzahl ergeben. Insbesondere auch dann, wenn der Betriebspunkt oder der Soll-Betriebspunkt der gleiche ist. Z.B. wenn die Soll-Größen, die den Betriebspunkt charakterisieren gleich sind, sich jedoch etwa unterschiedlicher externer Lasten unterschiedliche Ist-Größen einstellen oder unterschiedliche Temperaturen vorliegen.
  • Zur Lösung des beschriebenen Minimierungsproblems kann ein geeignetes Verfahren verwendet werden (z.B. fmincon in Matlab). Beispielsweise kann die Drehzahl als freier Parameter in Schritten zwischen einer minimalen und einer maximalen Drehzahl (die etwa durch den elektrischen Antrieb technisch vorgegeben sind) mit einer bestimmten Schrittweite variiert werden, für jeden Schritt die Kostenfunktion ausgewertet werden, und anschließend der Schritt, an dem die Kostenfunktion minimal ist bestimmt. Weitergehend ist in diesem Beispiel ein iteratives Verfahren denkbar, in dem in Iterationen die Schrittweite verkleinert wird.
  • Für ein System mit zwei von einem elektrischen Antrieb gemeinsam angetriebenen Hydraulikpumpen, die zwei über ein Summierungsventil verbindbare Kreise mit Druckmittel versorgen (wie z.B. in Figur 2 dargestellt), könne einerseits die Verlustleistungen des Antriebs und beider Hydraulikpumpen und andererseits mögliche (im zusammengeschalteten Zustand) Summierungsverluste, d.h. eine Verlustleistung des Summierungsventils (zusätzlicher Druckabfall bei Versorgung des Kreises mit dem niedrigeren Lastdruck), in der Kostenfunktion als zusätzliche Summanden zu berücksichtigen.
  • Der Schaltzustand bzw. Zustand des Summierungsventils (bzw. der Summierungseinrichtung) stellt dann in der Kostenfunktion einen zweiten freien Parameter dar. Dieser kann zwei verschiedene Zustände einnehmen: geschlossen, d.h. die Kreise sind nicht zusammengeschaltet, oder geöffnet, d.h. die Kreise sind zusammengeschaltet (wobei sich ein Öffnungsgrad bzw. Öffnungsquerschnitt aus den Drücken in den beiden Kreisen ergibt). Bei der Minimierung sollte entsprechend neben der Drehzahl über die beiden Schaltzustände variiert werden. Es sollte z.B. für beide Schaltzustände (zusammengeschaltet, nicht zusammengeschaltet) das Minimum bestimmt werden und daraus der Schaltzustand mit dem kleineren Minimum (bei entsprechender Drehzahl) gewählt werden. Die Entscheidung, ob oder ob nicht eine Summierung erfolgen soll (zusammengeschaltet oder nicht zusammengeschaltet), wird dann insbesondere so getroffen, dass die Kostenfunktion minimiert wird.
  • Optional kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Verlustleistungen verschieden gewichtet werden, wobei die Gewichtungen von einem oder mehreren Parametern abhängig sein können. Beispielsweise können sich die elektrischen Antriebskomponenten des elektrischen Antriebs, d.h. die elektrische Maschine und/oder der Inverter, insbesondere bei geringeren Drehzahlen aufgrund der dabei auftretenden größeren elektrischen Ströme stark erwärmen, so dass letztendlich eine Verringerung der Leistungsabgabe nötig wird (sogenanntes Derating), um ein Überhitzen der Antriebskomponenten und eventuelle Schäden zu vermeiden. Da die Hydraulikpumpe von Druckmittel durchströmt wird, womit auch eine Wärmeabfuhr verbunden ist, tritt eine zu starke Erwärmung der Hydraulikpumpe normalerweise nicht auf. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Verlustleistung der elektrischen Maschine und die Verlustleistung des Inverters gegenüber der Verlustleistung der Hydraulikpumpe abhängig von der Elektromaschinen-Temperatur bzw. der Inverter-Temperatur gewichtet werden, insbesondere bei hohen Temperaturen stärker gegenüber der Verlustleistung der Hydraulikpumpe. Es wird beispielsweise die folgende Kostenfunktion K 2 gebildet, die optimiert bzw. minimiert wird: K 2 = X EM T EM ⋅ P V , EM n , M , U dc , T EM + X Inv T Inv ⋅ P V , Inv n , M , U dc , T Inv + P V , Pmp Δp , Q , n , V g
    Figure imgb0002
  • Dabei stellen XEM = XEM (TEM ) und XInv = XInv (TInv ) Gewichtungsfaktoren dar, mit denen Verlustleistung PV,EM der elektrischen Maschine und die Verlustleistung PV,Inv des Inverters in der Kostenfunktion abhängig von der jeweiligen Temperatur TEM bzw. TInv unterschiedlich stark gewichtet werden können. Im Allgemeinen können auch hier weitere Verlustleistungen in die Summe eingeschlossen werden: K 2 = Σ iXi · PV,i, wobei hier auch der Fall eingeschlossen ist, dass einzelne (nicht alle) Gewichtungsfaktoren konstant gleich 1 sein können.
  • Insbesondere kann die funktionale Abhängigkeit des Gewichtungsfaktor XEM der elektrischen Maschine (auch als Elektromaschinen-Gewichtungsfaktor bezeichnet) von der Temperatur TEM der elektrischen Maschine so gewählt, dass dieser bis zu einer Temperaturschwelle bzw. Elektromaschinen-Temperaturschwelle gleich eins ist und bei Überschreiten der Temperaturschwelle bzw. ab der Temperaturschwelle auf Werte größer als eins ansteigt (z.B. auf Werte im Bereich von 1 bis 2 oder im Bereich von 1 bis 5).
  • In analoger Weise kann insbesondere die funktionale Abhängigkeit des Gewichtungsfaktor XInv des Inverters (auch als Inverter-Gewichtungsfaktor bezeichnet) von der Temperatur TInv des Inverters so gewählt, dass dieser bis zu einer Temperaturschwelle bzw. Inverter-Temperaturschwelle (die ungleich der Elektromaschinen-Temperaturschwelle sein kann) gleich eins ist und bei Überschreiten der Temperaturschwelle bzw. ab der Temperaturschwelle auf Werte größer als eins ansteigt (z.B. auf Werte im Bereich von 1 bis 2 oder im Bereich von 1 bis 5).
  • In beiden Fällen kann der Anstieg ab der jeweiligen Temperaturschwelle stetig, z.B. entsprechend einer monoton oder strengmonoton steigenden Funktion, und/oder in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Die Steilheit des jeweiligen Anstiegs kann z.B. so bestimmt werden, etwa auf Grundlage von Datenblättern des Inverters bzw. der elektrischen Maschine und/oder durch Versuche, dass eine kritische Temperatur bzw. maximal zulässige Betriebstemperatur des Inverters bzw. der elektrischen Maschine, bei der eine Leistungsverringerung, notwendig wird, möglichst nicht erreicht wird.
  • Liegen die Temperatur TEM der elektrischen Maschine unter der Elektromaschinen-Temperaturschwelle und die Temperatur TInv des Inverters unter der Inverter-Temperaturschwelle, sind beide Gewichtungsfaktoren gleich eins, so dass die Gesamtverlustleistung minimiert wird. Liegt wenigstens eine der Temperaturen über der entsprechenden Temperaturschwelle, wird die jeweilige Verlustleistung stärker gegenüber der Verlustleistung der Hydraulikpumpe gewichtet, was zu einem Betriebspunkt (Drehzahl bzw. Verdrängung) mit geringerer Verlustleistung der elektrischen Maschine und/oder des Inverters führt. Es wird also eine gegenüber der minimal möglichen Gesamtverlustleistung höhere Gesamtverlustleistung akzeptiert, um ein Überhitzen der elektrischen Maschine und/oder des Inverters zu vermeiden. Durch ein flaches Optimum (der Gesamtverlustfunktion) erhöht sich in den meisten Fällen die Gesamtverlustleistung allerdings nur minimal. Das bedeutet, dass die Verlustanteile größtenteils nur verschoben werden (z.B. vom E-Antrieb auf die Pumpe).
  • Wenn nun eine thermische Überlastung der elektrischen Maschine und/oder des Inverters droht, kann man in der Kostenfunktion die Verlustleistungen der elektrischen Maschine und/oder des Inverters höher gewichten und so insgesamt eine niedrigere thermische Belastung der elektrischen Komponenten erzielen, z.B. wird auch hier das Drehzahlniveau zu höheren Drehzahlen hin verändert werden. Für ein elektrohydraulisches System mit zwei, mittels einer Summierungseinrichtung zusammenschaltbaren Kreisen kann auch der Fall auftreten, dass als Ergebnis der Minimierung die Entscheidung, ob oder ob nicht die Summierung aktiviert wird, anders ausfällt. Beispielsweise kann der Fall auftreten, dass, wenn ein Kreis zusätzliche hydraulische Leistung anfordert, die Summierung dennoch nicht erfolgt, weil im anderen Kreis eine hohe Elektromaschinen-Temperatur und/oder Inverter-Temperatur vorliegt. Umgekehrt kann bei einer thermischen Überlastung (hohe Elektromaschinen-Temperatur und/oder Inverter-Temperatur) des elektrischen Antriebs eines Kreises durch Summierung eine thermische Entlastung erfolgen, d.h. die Kreise werden zusammengeschaltet, obwohl dies allein aufgrund der benötigten hydraulischen Leistung nicht notwendig wäre.
  • Neben einer Gewichtung mit temperaturabhängigen Gewichtsfaktoren kann allgemeiner eine Gewichtung wenigstens einer der Verlustleitungen (hier Verlustleistung der elektrischen Maschine, Verlustleistung des Inverters, Verlustleistung der Hydraulikpumpe) mit einem Gewichtsfaktor (bzw. Gewichtungsfaktor) erfolgen, der von wenigstens einem bestimmten Parameter abhängig ist. Mit solchen von bestimmten Parametern abhängigen Gewichtsfaktoren können gewünschte Nebenbedingungen implementiert werden, so dass durch die Optimierung die Solldrehzahl bestimmt wird, welche die Verlustleistung unter Berücksichtigung der Nebenbedingung(en) möglichst minimiert. Im vorstehenden Beispiel besteht die Nebenbedingung im Verhindern zu hohen Temperaturen einzelner Komponenten. Wenn, in einem anderen Beispiel, etwa gewisse Drehzahlen, die mit starker Geräuschentwicklung oder hohem Verschließ verbunden sind, vermieden werden sollen, könnten Gewichtsfaktoren verwendet werden, die von der Drehzahl abhängig sind und die etwa bei den gewissen Drehzahlen und eventuell in kleinen Umgebungen dieser gewissen Drehzahlen größer relativ zu anderen Drehzahlbereichen sind.
  • Die Bestimmung des freien Parameters (Drehzahl bzw. Verdrängung) bzw. allgemeiner der freien Parameter (z.B. im Falle von zusammenschaltbaren Kreisen) im Rahmen der Minimierung bzw. Optimierung kann im Rahmen einer Regelung und/oder Steuerung des elektrohydraulischen System erfolgen, die durch eine elektronische Steuerung des elektrohydraulischen System implementiert wird, z.B. mittels Ausführung eines entsprechenden Computerprogramms bzw. entsprechender Computerprogrammmodule. Hier ist auch denkbar, dass vorausberechnete Werte, etwa in Form eines Kennfelds gespeicherte, verwendet werden. Bezugnehmend auf Figur 3 kann die Minimierung bzw. Optimierung beispielsweise im Rahmen der Betriebsstrategie bzw. durch das Modul 56, das die Betriebsstrategie implementiert, erfolgen. Es wird darauf hingewiesen, dass auch wenn Figur 3 nur einen Kreis beschreibt und das Modul 56 nur Drehzahl und Schwenkwinkel dieses einen Kreises steuert, die vorliegende Erfindung auch bei mehreren Modulen, bzw. bei Modulen, die jeweils mehrere Drehzahlen und Schwenkwinkel steuern können, benutzt werden kann.
  • Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass auch für die Pumpe ein Gewichtungsfaktor eingefügt werden kann. Das könnte beispielweise in Abhängigkeit von den anderen Gewichtungsfaktoren ermittelt werden.
  • Vorstehend wurden Kostenfunktionen K 1 , K 2 als Summe bzw. gewichtete Summe einzelner Verlustleistungen gewählt und eine Minimierung durchgeführt. Klarerweise wäre auch eine Formulierung als Maximierungsproblem denkbar. Entsprechend erfolgt, allgemeiner formuliert, eine Optimierung, wobei eine zu optimierende Funktion eine Summe von Verlustleistungen, die mit Gewichtungsfaktoren gewichtet sein können, einschließt. In der Summe werden drehzahlabhängige Verlustleistungen der elektrischen Antriebskomponenten und der Hydraulikmaschine(n) berücksichtigt. Insbesondere wird in der Optimierung eine Drehzahlveränderung immer automatisch mit einer Verdrängungs- und Drehmomentveränderung verbunden. Diese mehrdimensionalen Abhängigkeiten der Verlustleistungen werden in der (modellbasierten) Optimierung berücksichtigt.
  • Falls eine Gewichtung mit Gewichtungsfaktoren vorgesehen ist, können diese von bestimmten Parametern (z.B. Temperaturen) abhängig sein. Beispielsweise wird im wenigstens eine Verlustleistung (im obigen Beispiel die Verlustleistungen der elektrischen Maschine und des Inverters) in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur wenigstens einer elektrischen Antriebskomponente (Elektromaschinen-Temperatur, Inverter-Temperatur) des elektrischen Antriebs gewichtet bzw. berücksichtigt, so dass die Verlustleistung im elektrischen Antrieb bei Bedarf, d.h. bei entsprechend hoher Temperatur, reduziert wird, um ein weiteres Erwärmen und mögliches Überhitzen zu vermeiden. Die Solldrehzahl und gegebenenfalls der einzustellende Zustand (Soll-Zustand) des Summierungsventils werden also bei gegebenem Betriebspunkt so bestimmt, dass die wenigstens eine Verlustleitung der wenigstens einen elektrischen Antriebskomponente reduziert wird, wenn die wenigstens eine Temperatur hoch ist, beispielsweise über wenigstens einer Temperaturschwelle liegt. Die wenigstens eine Temperaturschwelle ist insbesondere so gewählt, dass sie kleiner ist als eine maximal zulässige Betriebstemperatur der entsprechenden wenigstens einen elektrischen Antriebskomponente.
  • Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Verringerung thermischer Belastung eines elektrischen Antriebs in einem elektrohydraulischen System.
  • In Schritt 110 wird, etwa entsprechend einer Leistungsanforderung hydraulischer Verbraucher, ein Sollvolumenstrom und optional wenigstens ein Druck vorgegeben. Ebenso können hier weitere Größen, die den Betriebspunkt charakterisieren, erfasst bzw. vorgegeben werden.
  • Im optionalen Schritt 120 wird wenigstens ein Parameter, von dem gegebenenfalls Gewichtungsfaktoren abhängig sind) erfasst. Beispielsweise wird wenigstens eine Temperatur wenigstens einer Antriebskomponente des elektrischen Antriebs erfasst (z.B. werden von Temperatursensoren gemessene Werte empfangen).
  • In Schritt 130 wird durch eine Optimierung einer zu optimierenden Funktion eine Solldrehzahl und daraus (entsprechend dem Sollvolumenstrom bzw. allgemeiner dem Betriebspunkt) eine Verdrängung (bzw. ein Schwenkwinkel) bestimmt. Die erfolgt beispielweise, wie vorstehend beschrieben, im Rahmen einer Betriebsstrategie. Die zu optimierende Funktion schließt eine Summe der Verlustleistungen ein bzw. ist eine Summe der Verlustleistungen. Die Summe kann als gewichtete Summe gebildet werden, wobei Gewichtungsfaktoren für einzelne Verlustleitungen vorgesehen sind, die insbesondere von dem in Schritt 120 erfassten wenigstens einem Parameter abhängig sind (z.B. von der wenigstens einen Temperatur).
  • In Schritt 140 werden der elektrische Antrieb entsprechend der bestimmten Drehzahl und die wenigstens eine Hydraulikpumpe (oder Hydraulikmaschine) entsprechend der bestimmten Verdrängung geregelt bzw. angesteuert.
  • Die Schritte 120 (soweit vorhanden), 130, 140 können fortlaufend durchgeführt werden, so dass sich Drehzahl auch ohne Änderung der Vorgabe (Soll-Größen, z.B. Sollvolumenstrom, Druck; bzw. Betriebspunkt) ändern kann. Im optionalen Schritt 150 kann eine Anpassung des Betriebspunkts erfolgen, z.B. wenn sich Ist-Größen, die den Betriebspunkt charakterisieren ändern (etwa aufgrund einer Änderung einer Belastung der hydraulischen Verbraucher) und/oder in Reaktion auf eine geänderte Bedienervorgabe. Entsprechend kann wieder mit Schritt 110 mit dem angepassten Betriebspunkt fortgefahren werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Verringerung von Leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen System, das einen elektrischen Antrieb (3) mit wenigstens einer elektrischen Antriebskomponente und wenigstens eine Hydraulikmaschine (8, 10) aufweist, die mit dem elektrischen Antrieb gekoppelt ist und durch diesen entsprechend einer Drehzahl angetrieben wird, wobei das elektrohydraulische System mehrere Verlustleistungen aufweist, die von der Drehzahl und/oder einem Betriebspunkt des elektrohydraulischen Systems und/oder von anderen erfassten Größen abhängig sind, wobei die mehreren Verlustleistungen wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen elektrischen Antriebskomponente und wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen Hydraulikmaschine einschließen, die jeweils von der Drehzahl abhängig sind;
    wobei eine Solldrehzahl (58) für die Drehzahl in Abhängigkeit von dem Betriebspunkt des elektrohydraulischen Systems bestimmt wird (130), wobei die Solldrehzahl so bestimmt wird, dass sie eine zu optimierende Funktion optimiert, die eine Summe der mehreren Verlustleistungen einschließt.
  2. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Betriebspunkt durch eine oder mehrere der folgenden Größen charakterisiert ist: wenigstens einen Soll-druck der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Sollvolumenstrom der wenigstens einen Hydraulikmaschine, einen Soll-Geräuschpegel des elektrohydraulischen Systems, wenigstens einen Ist-Druck der wenigstens einen Hydraulikmaschine, wenigstens einen Ist-Volumenstrom der wenigstens einen Hydraulikmaschine, einen Ist-Geräuschpegel des elektrohydraulischen Systems.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das elektrohydraulische System wenigstens eine weitere Komponente, an der Verlustleistung auftritt, aufweist; wobei die Summe wenigstens eine Verlustleist für die wenigstens eine weitere Komponente einschließt; wobei die wenigstens eine weitere Komponente insbesondere wenigstens eine Kühleinrichtung einschließt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das elektrohydraulische System zwei hydraulische Kreise und wenigstens zwei Hydraulikmaschinen (8, 10) aufweist, wobei jeder hydraulische Kreis jeweils von einer der wenigstens zwei Hydraulikmaschinen (8, 10) mit Druckmittel versorgt wird; wobei die beiden Kreise durch eine Summierungseinrichtung, insbesondere ein Summierungsventil (18), hydraulisch zusammenschaltbar sind; wobei die wenigstens eine weitere Komponente die Summierungseinrichtung einschließt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Summierungseinrichtung einen Zustand aufweist, entsprechend dem die Kreise zusammengeschaltet oder nicht zusammengeschaltet sind; wobei der Zustand der Summierungseinrichtung ein freier Parameter der zu optimierenden Funktion ist, wobei diese zusätzlich bezüglich des Zustands variiert wird; wobei insbesondere das Zusammenschalten der Kreise in Abhängigkeit davon erfolgt, in welchem Zustand der Summierungseinrichtung die zu optimierende Funktion optimal ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine elektrische Antriebskomponente eine elektrische Maschine (6) und/oder einen Inverter (4) einschließt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Summe der mehreren Verlustleistungen als gewichtete Summe der Verlustleistungen gebildet wird, in der eine oder mehrere der Verlustleistungen mit jeweiligen Gewichtungsfaktoren gewichtet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Gewichtungsfaktoren jeweils von wenigstens einem Parameter abhängig sind; wobei der wenigstens eine Parameter eines oder mehreres einschließt von: der Solldrehzahl, einer Größe, die den Betriebspunkt charakterisiert, wenigstens einer anderen erfassten Größe.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Parameter bzw. die wenigstens eine andere erfasste Größe wenigstens eine Temperatur der wenigstens einen Antriebskomponente einschließt; und wobei die Gewichtungsfaktoren wenigstens einen Antriebs-Gewichtungsfaktor für die wenigstens eine Verlustleistung der wenigstens einen Antriebskomponente einschließen, der abhängig von der wenigstens eine Temperatur ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der wenigstens eine Antriebs-Gewichtungsfaktor ansteigt, wenn die wenigstens eine Temperatur wenigstens eine vorbestimmte Temperaturschwelle überschreitet und/oder über der wenigstens einen vorbestimmten Temperaturschwelle liegt; und/oder wobei der wenigstens eine Antriebs-Gewichtungsfaktor unabhängig von der wenigstens einen Temperatur ist und/oder konstant ist, insbesondere gleich eins ist, wenn die wenigstens eine Temperatur unter der wenigstens einen vorbestimmten Temperaturschwelle liegt; und/oder wobei ein Gewichtungsfaktor der Verlustleistung der Hydraulikmaschine unabhängig von der wenigstens einen Temperatur ist und/oder konstant ist und/oder gleich eins ist.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Anpassung des Betriebspunkts erfolgt (150).
  12. Recheneinheit umfassend einen Prozessor, die so konfiguriert ist, dass sie das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ausführt.
  13. Elektrohydraulisches System, das einen elektrischen Antrieb (3) mit wenigstens einer elektrischen Antriebskomponente (4, 6) und wenigstens eine Hydraulikmaschine (8, 10) aufweist, die mit dem elektrischen Antrieb gekoppelt ist und durch diesen entsprechend einer Drehzahl angetrieben wird, wobei die wenigstens eine elektrischen Antriebskomponente (4, 6) und die wenigstens eine Hydraulikmaschine jeweils wenigstens eine Verlustleistung aufweisen, die von der Drehzahl abhängig ist; weiter aufweisend eine Recheneinheit gemäß Anspruch 12.
  14. Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 auszuführen.
  15. Computerlesbarer Datenträger, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023203371A1 (de) 2023-04-13 2024-10-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Verringerung von Leistungsverlusten in einem elektrohydraulischen System
DE102023210639A1 (de) * 2023-10-27 2025-04-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Bestimmung einer optimalen Drehzahl einer Druckmittelversorgungseinrichtung eines elektrohydraulischen Systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013006137A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Regelung drehzahlvariabler Verstellpumpen mittels modellbasierter Optimierung
DE102022201577A1 (de) * 2022-02-16 2023-08-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikanordnung einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3515089A1 (de) * 1985-04-26 1986-10-30 O & K Orenstein & Koppel Ag, 1000 Berlin Arbeitsverfahren zum betrieb einer elektrischen maschine in einem hydraulikkreislauf einer mobilen baumaschine
DE4010049C1 (en) * 1990-03-29 1991-10-10 Grundfos International A/S, Bjerringbro, Dk Pump unit for heating or cooling circuit - uses frequency regulator to reduce rotation of pump motor upon detected overheating
DE19842565B4 (de) * 1998-09-03 2005-08-25 Ksb Ag Automatische Ermittlung der PID-Reglerparameter für einen Druckregelkreis in Mehrpumpenanlagen
DE19847949A1 (de) * 1998-10-09 2000-04-13 Mannesmann Ag Verfahren und Einrichtung zur Ansteuerung einer Hydraulikpumpe
DE19931961A1 (de) * 1999-07-12 2001-02-01 Danfoss As Verfahren zur Regelung einer Fördergröße einer Pumpe
SG11201503927RA (en) * 2012-12-12 2015-06-29 Armstrong Ltd S A Self learning control system and method for optimizing a consumable input variable
DE202016107468U1 (de) * 2016-12-29 2017-01-31 Hans Pregler GmbH & Co. KG Antriebsvorrichtung für eine Fluidpumpe
DE102017004097A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Wilo Se Verfahren zur Detektion eines abnormalen Betriebszustands eines Pumpenaggregats
DE102019204934B4 (de) * 2019-04-05 2022-06-09 Ziehl-Abegg Se Verfahren zum Regeln eines Elektromotors, Regeleinrichtung sowie entsprechende Systeme

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013006137A1 (de) * 2013-04-10 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Regelung drehzahlvariabler Verstellpumpen mittels modellbasierter Optimierung
DE102022201577A1 (de) * 2022-02-16 2023-08-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikanordnung einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine

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