ES2263135T3 - Procedimiento para controlar un sistema hidraulico de una maquina de trabajo movil. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar un sistema hidráulico de una máquina de trabajo móvil, con un motor de combustión interna (2), que acciona al menos dos bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable, dispuestas en cada caso en un circuito hidráulico cerrado, en donde - un dispositivo de medición (18) detecta el número de revoluciones del motor de combustión interna (2); - en cada caso al menos un dispositivo de medición determina la diferencia de presiones (12, 13, 14, 15, 44, 45, 46, 47) y el volumen de transporte (16, 17, 42, 43) de las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable; - a partir del número de revoluciones medido se determina la potencia disponible del motor de combustión interna (2); - se determina el consumo de potencia para cada bomba hidráulica (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable a partir de la diferencia de presiones medida y el volumen de transporte, así como del número de revoluciones; - de este modo un dispositivo de control (1) controla el volumen de transporte de las bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable (3, 4, 23, 24), de tal modo que la potencia total consumida de las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable es menor o igual a la potencia disponible del motor de combustión interna (2) o, en el caso de recuperación de energía en la bomba hidráulica, se limita la potencia entregada de las bombas, en donde los volúmenes de transporte de las diferentes bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable son ajustados por el dispositivo de control (1) para priorizar bombas hidráulicas individuales con ayuda de relaciones de control almacenadas y teniendo en cuenta las prefijaciones de un usuario, detectadas mediante un dispositivo de introducción (19, 20), en especial un pedal del acelerador (19) y/o una palanca de control (20).

Description

Procedimiento para controlar un sistema hidráulico de una máquina de trabajo móvil.

La invención se refiere a un procedimiento para controlar un sistema hidráulico, en especial una máquina de trabajo móvil, con al menos un motor de combustión interna que acciona al menos una bomba hidráulica con volumen de transporte graduable y, dado el caso, otras bombas hidráulicas constantes.

En el documento EP 0 497 293 A1 se describen un procedimiento para la regulación de la carga límite de un accionamiento hidrostático y un accionamiento hidrostático para máquinas de trabajo. Allí se detectan a través de dispositivos de medición la posición del pedal del acelerador y el número de revoluciones real del motor de combustión interna, disponible en la máquina de trabajo, y estos valores de medición se alimentan a un dispositivo regulador electrónico. A través de la diferencia entre los valores de potencia reales y nominales determinados a partir de los valores de medición se establece una desviación de regulación y, de este modo, se activa una válvula de control de tal manera, que la bomba hidráulica consume una potencia hidráulica inferior o igual a la potencia disponible del motor de combustión interna. La posición angular oscilante de la bomba hidráulica, que varía a causa de la presión del sistema, no se compensa por sí misma sino que sólo se tiene en cuenta como magnitud de entrada para la regulación la variación del número de revoluciones del motor de combustión interna que se obtiene por medio de esto.

Este procedimiento regulador presenta una serie de inconvenientes. De este modo la regulación sólo puede tener siempre en cuenta una reducción del número de revoluciones del motor de combustión interna, forzada por la carga, que ya se haya producido. Aparte de esto mediante el procedimiento descrito sólo se tiene en cuenta la bomba para el accionamiento hidráulico de la máquina de trabajo. Otros consumidores hidráulicos no se contemplan para el cálculo de los datos de potencia. Con el procedimiento descrito no pueden controlarse de forma satisfactoria distribuciones de potencia complicadas y sus variaciones durante el funcionamiento, como las que se producen en sistemas hidráulicos complejos con varios accionamientos y bombas.

Las otras regulaciones de la carga límite conocidas en el estado de la técnica presentan deficiencias similares. La disposición conocida del documento DE 36 11 533 C1 para hacer funcionar un accionamiento hidráulico diesel utiliza un regulador de microprocesador, para reducir la potencia hidráulica que puede restarse en el caso de sobrecarga térmica y/o mecánica del motor diesel. Sin embargo, para reconocer la sobrecarga mecánica se necesita a su vez una reducción ya producida del número de revoluciones diesel. Aparte de esto, en el caso de la presencia de varias bombas ajustables, sus volúmenes de transporte se reducen siempre uniformemente, de tal manera que no es posible una adaptación flexible a diferentes estados de funcionamiento de la máquina de trabajo.

Otro inconveniente de los dispositivos reguladores disponibles en las actuales máquinas de trabajo es la necesidad de un llamado pedal inch. Éste puede estar acoplado por separado o con el pedal del freno y sirve para aumentar el número de revoluciones del motor de combustión interna, con independencia de la velocidad de marcha. Por medio de esto también puede aumentarse el número de revoluciones diesel en el caso de marcha lenta o parada de la máquina de trabajo, para poner a disposición potencia adicional para las bombas de otras funciones hidráulicas, por ejemplo de las hidráulicas de elevación o trabajo. Sin embargo, esto complica el proceso de manejo de la máquina, ya que el usuario, además de accionar los elementos de control para las funciones de trabajo, debe ocuparse manualmente mediante el accionamiento del pedal inch y del acelerador de que exista un número de revoluciones diesel suficiente para abastecer las hidráulicas respectivas.

Por ello la misión de la invención es evitar los inconvenientes antes descritos y materializar un procedimiento de control flexible y sencillo para máquinas de trabajo móviles, con varias funciones que actúan hidráulicamente cuyo manejo se simplifique en comparación con los sistemas hoy en día habituales.

La invención consigue esto mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 1 para controlar un sistema hidráulico, en especial una máquina de trabajo móvil, con al menos un motor de combustión interna que acciona al menos una bomba hidráulica con volumen de transporte graduable y, dado el caso, otras bombas constantes hidráulicas, o mediante el dispositivo de control electrónico descrito en la reivindicación 8.

Por medio de que, aparte del número de revoluciones del motor diesel, también se miden la diferencia de presión y el volumen de transporte de las bombas hidráulicas graduables, puede determinarse con mucha precisión el equilibrio de potencias de todo el sistema. Ya no es necesario detectar el exceso de potencia restada mediante una reducción ya producida del número de revoluciones diesel. Más bien puede determinarse el consumo de potencia preciso de cada bomba mediante la diferencia depresión medida y el volumen de transporte actual, y compararse en el dispositivo regulador con la potencia del motor de combustión interna, disponible y conocido mediante el número de revoluciones medido. De este modo pueden reducirse ya antes de una reducción del número de revoluciones diesel los volúmenes de transporte de las bombas graduables, de tal modo que las potencias totales consumidas de las bombas hidráulicas sean siempre menores o iguales a la potencia entregada del motor de combustión interna. De este modo puede impedirse con eficacia que se cale la máquina, incluso en el caso de un aumento de carga repentino. Puede mantenerse un número de revoluciones óptimo del motor de combustión interna para el respectivo estado de funcionamiento, lo que mejora la eficiencia energética de toda la máquina.

Un perfeccionamiento del procedimiento destaca porque la potencia consumida de cualquier bomba constante accionada por el motor de combustión interna se aproxima mediante cálculo, a partir del número de revoluciones del accionamiento y dado el caso de la presión de sistema medida, y se añade a la potencia total consumida.

Por medio de esto se hace posible incluir en el cálculo de la potencia hidráulica restada otras bombas constantes accionadas por el motor de combustión interna. Las bombas constantes de este tipo están disponibles de múltiples formas en las máquinas de trabajo móviles habituales, por ejemplo para accionar el sistema de baja presión o para ventiladores accionados hidráulicamente, etc. Al contrario de la actualmente usual falta de consideración de estas bombas ya es ventajosa una aproximación, mediante un valor dependiente del número de revoluciones y su consideración, para la regulación del comportamiento de todo el sistema. Una valoración todavía más precisa de la potencia consumida mediante el cálculo a partir de la presión actual del sistema conduce a un equilibrio de potencias muy preciso en el ramal de propulsión. Esto conduce a un funcionamiento seguro de la máquina de trabajo en todos los estados de funcionamiento, ya que no queda sin considerar ningún consumidor hidráulico para el cálculo de la potencia.

Es ventajoso que el cálculo de la potencia del motor de combustión interna y/o de las bombas hidráulicas se produzca con el volumen de transporte graduable y/o las bombas constantes hidráulicas por medio de relaciones operativas almacenadas, en especial en forma de curvas características o campos de líneas características. Mediante relaciones operativas almacenadas previamente puede calcularse con precisión a partir de los datos medidos, como volumen de desplazamiento, diferencia de presión, etc., el momento de accionamiento registrado por la bomba. A partir de la relación entre el número de revoluciones y el momento entregado del motor de combustión interna puede crearse un equilibrio de momentos o un equilibrio de potencias del sistema de accionamiento. Las variaciones de estas relaciones operativas, por ejemplo a causa de procesos de envejecimiento o mediante la sustitución de componentes aislados, pueden tenerse en cuenta fácilmente mediante modificaciones correspondientes en el software de control.

Es lógico que en presencia de varias bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable, se ajusten los volúmenes de transporte de las diferentes bombas hidráulicas con base en relaciones de control almacenadas, en especial para priorizar diferentes bombas hidráulicas. Con esto puede adaptarse el comportamiento de la máquina de trabajo a un campo de aplicación muy amplio. De este modo puede lograrse de forma sencilla, mediante la adaptación de las relaciones de control, una priorización de la hidráulica de trabajo en comparación con el accionamiento, con lo que ya no es necesario realizar una reducción uniforme de todas las bombas, sino que puede favorecerse la función de trabajo a costa de la velocidad de accionamiento. Esto mejora el comportamiento global y la manejabilidad del sistema y puede servir para aumentar la seguridad, ya que para circuitos hidráulicos relevantes para la seguridad puede ponerse siempre a disposición una cantidad suficiente de potencia.

Puede ser ventajoso que al menos un dispositivo de introducción de datos, en especial un pedal del acelerador y/o una palanca de control, detecte una prefijación de control de un usuario.

Aparte de esto puede ser ventajoso que, en presencia de varias bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable, se gradúen los volúmenes de transporte de estas bombas hidráulicas aisladas teniendo en cuenta las prefijaciones de control del usuario, según una priorización.

Teniendo en cuenta las prefijaciones de control del usuario, como por ejemplo la posición del pedal del acelerador, puede conseguirse una distribución de cargas que se corresponda con los deseos del usuario. De este modo, en el caso de un accionamiento intenso del pedal del acelerador puede aplicarse la potencia del motor de combustión interna, con preferencia, al accionamiento de traslación. Análogamente, en el caso de grandes prefijaciones nominales para la hidráulica de trabajo, su bomba de suministro puede tenerse más en cuenta que los otros accionamientos y puede llevarse a cabo una reducción, por ejemplo necesaria, del consumo de potencia en las otras bombas.

En otra configuración de la invención se ha previsto que el dispositivo de control, además de la graduación de la potencia consumida por las bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable, controle la potencia entregada o la potencia disponible del motor de combustión interna influyendo en el número de revoluciones.

Por medio de esto puede controlarse el funcionamiento de la máquina de trabajo dentro de amplios márgenes y puede prescindirse de un pedal inch. En tanto que la potencia puesta a disposición por el motor de combustión interna no sea suficiente para la potencia restada calculada, puede aumentarse la potencia del motor de combustión interna automáticamente hasta su valor máximo, antes de que sea necesario reducir el consumo de potencia de los diferentes consumidores. Esto se corresponde exactamente con el funcionamiento del pedal inch, en el que el usuario lleva a cabo manualmente este aumento de potencia del motor de combustión interna, cuando necesita una mayor potencia para un consumidor. Por medio de esto pueden reducirse los requisitos impuestos a los usuarios y puede aumentarse la productividad de la máquina.

Otra configuración del procedimiento conforme a la invención destaca porque, en estados de funcionamiento en los que una bomba hidráulica actúa con volumen de transporte graduable como accionamiento (recuperación de energía de energía de carga y frenado potencial), se incluye en el cálculo de la potencia total la potencia entregada al motor de combustión interna.

Por ejemplo al bajar cargas o al bajar pendientes la máquina, los respectivos accionamientos hidráulicos controlados en su desplazamiento entregan potencia a través de sus bombas al ramal de accionamiento, lo que normalmente conduce a un aumento del número de revoluciones del motor de combustión interna y debe ser compensado por el usuario, por ejemplo reduciendo gas. Los estados de sistema de este tipo pueden ser detectados por el dispositivo de control presentado y ser considerados para la regulación del sistema completo. Esta potencia entregada puede, o bien ponerse después a disposición directamente por vía mecánica a otro consumidor hidráulico, o conducir a una reducción de la potencia entregada del motor de combustión interna, lo que mejora la eficiencia energética de todo el sistema. En determinados casos puede ponerse de este modo más potencia a disposición de los consumidores hidráulicos que mediante el motor de combustión interna instalado en la máquina de trabajo.

Puede ser ventajoso que para el control de las diferentes bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable se tengan en cuenta otros estados de sistema medidos, en especial velocidad del vehículo, posición de la hidráulica de trabajo y temperatura del fluido hidráulico.

Al tener en cuenta estos estados de sistema adicionales puede adaptarse la regulación con precisión al caso de funcionamiento actual de la máquina de trabajo. De este modo puede variarse la división de potencia entre las diferentes bombas, en dependencia de estos estados. Por ejemplo puede obtenerse en el caso de marcha rápida una priorización correspondiente del accionamiento o, en el caso de ejecutar movimientos de trabajo, una preferencia de la hidráulica de trabajo frente al accionamiento. Consumidores hidráulicos adicionales, como sopladores de refrigeración, etc., pueden tenerse en cuenta igualmente por parte de la regulación en dependencia del equilibrio total de fuerzas y de los valores de temperatura actuales.

Una configuración especial del procedimiento destaca porque, en el caso de que esté previsto como accionamiento de traslación un convertidor hidrodinámico, su consumo de potencia, en especial a partir de una característica número de revoluciones-momento de giro almacenada, es calculado por el dispositivo de control y se tiene en cuenta para el cálculo de la potencia total.

Si la máquina de trabajo es accionada, en lugar de por un motor hidráulico con bomba graduable (accionamiento de traslación hidrostático) por un convertidor hidrodinámico, éste es tenido en cuenta igualmente por el dispositivo de control. El cálculo de la potencia consumida del convertidor se realiza con ello a través de un campo de curvas características que reproduce el comportamiento del convertidor. De este modo puede tenerse en cuenta esta resta de potencia a la hora de calcular la potencia total y la regulación puede introducir en las entradas de control correspondientes del accionamiento de convertidor las señales necesarias para alcanzar la deseada velocidad de marcha.

La invención se refiere asimismo a un dispositivo de control electrónico del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores. Un dispositivo de control de este tipo puede estar configurado de diferente modo y manera, para ejecutar el procedimiento antes descrito. Con ello los sistemas de este tipo están estructurados normalmente con diferentes componentes, como tarjetas de procesador, tarjetas de memoria, etc., que sumen las diferentes funciones del regulador. Los datos de sistema, los diferentes campos de líneas características y las características de potencia de los diferentes componentes pueden modificarse y, dado el caso, también sustituirse mediante la parametrización de los componentes, lo que conduce a una reducción de costes y a una mejor capacidad de rendimiento de todo el sistema.

A continuación se explica con más detalle la invención con base en el dibujo. Aquí muestran:

la fig. 1: una representación esquemática de un sistema hidráulico conforme a la invención,

la fig. 2: una representación esquemática de un sistema hidráulico conforme a la invención con componentes hidráulicos adicionales.

El dispositivo de control electrónico designado con 1 según la invención sirve para controlar un sistema hidráulico de una máquina de trabajo móvil.

Este sistema hidráulico presenta un motor de combustión interna 2, que en una primera etapa de desarrollo acciona dos bombas con volumen de desplazamiento graduable 3 y 4 y una bomba constante 5. La bomba graduable 3 sirve para accionar un accionamiento de traslación hidráulico no representado con más detalle con motor de rotación. La bomba graduable 4 mueve una hidráulica de trabajo controlada en su desplazamiento con un cilindro diferencial 6 como motor lineal. Una disposición de válvulas 7 no representada con más detalle se ocupa de la necesaria compensación de corriente volumétrica diferencial y de las otras funciones hidráulicas necesarias, como protección contra sobrecargas, etc. La bomba constante 5 forma con unas conexiones de carga de memoria, no representadas con más detalle, el sistema de baja presión de la máquina de trabajo, y abastece con baja presión, entre otros, las graduaciones 8 y 9 de volumen de transporte accionadas hidráulicamente de las dos bombas graduables 3 y 4.

Si la bomba graduable 3 está configurada con forma constructiva de émbolo axial-disco oscilante, la graduación 8 sirve para graduar el disco oscilante de la bomba y, de este modo, graduar el volumen de transporte de forma continua en ambos sentidos de transporte, hasta un valor máximo y, de este modo, regular el comportamiento del motor de rotación hidráulico conectado a la bomba. Para esto la señal nominal eléctrica prefijada mediante la línea de control 10 se transforma, mediante una válvula electrohidráulica, en la posición correspondiente del disco oscilante. De forma análoga está estructurada la graduación 9 para la segunda bomba hidráulica 4, en la que la señal de la línea de control 11 se transforma en una posición correspondiente del disco oscilante de la bomba 4. Formas constructivas de bomba alternativas, por ejemplo en ejecuciones de émbolo radial, etc., se activan mediante regulaciones análogas accionadas electrohidráulicamente.

La bomba graduable 3 presenta en sus dos conexiones, en cada caso, un sensor de presión con convertidor de señales de medición 12 ó 13, que miden la presión en esta conexión de bomba y reconducen la señal hasta el control 1. La transmisión de señal se realiza con ello independientemente de la estructura del sistema en forma de una señal de tensión análoga o digital, ya sea a través de su propia línea de señal 112 ó 113 o a través de un bus del sistema, al que se conecta una multitud de componentes del control.

La segunda bomba graduable 4 posee igualmente sensores de presión 14 y 15 en sus dos conexiones a las líneas de señal 115 y 115. Las dos graduaciones 8 y 9 para las bombas graduables 3 y 4 presentan en cada caso un sensor de medición con convertidor de señales 16 ó 17, que miden la posición actual de la respectiva graduación del volumen de bomba y la reconducen, a través de las líneas 116 ó 117, hasta el control. A partir de esta señal puede derivarse el volumen de desplazamiento actual de la respectiva bomba graduable.

El motor de combustión interna 2 está equipado con un sensor de número de revoluciones 18, que transmite al control el número de revoluciones del motor actual a través de la línea de señal 118.

El pedal del acelerador 19, que regula la alimentación de combustible al motor de combustión interna, está también equipado con un sensor, de tal manera que la posición actual del pedal del acelerador se transmite a través de la línea 119 al control. Un joystick 20 sirve para introducir una multitud de señales de control adicionales del usuario al control, desde el que se determina entre otras cosas la posición nominal de la hidráulica de trabajo.

En el control 1 se establece continuamente un equilibrio de potencias de todo el ramal de accionamiento. Para esto se calcula, a partir de los datos sensoriales disponibles, el consumo de potencia de cada una de las bombas y se compara con la potencia entregada por el motor de combustión interna 2. En tanto que aquí se produzca una relación indebida se generan a continuación señales de control correspondientes para las bombas graduables 3 y 4 o el motor de combustión interna 2 y, por medio de esto, se adaptan a su consumo de potencia o entrega de potencia. Mediante la repetición cíclica de las acciones individuales de medición, cálculo y control se obtiene un comportamiento casi continuo de todo el sistema. Para calcular la potencia disponible del motor de combustión interna 2 se calcula la potencia entrega con el número de revoluciones, medido por el sensor 18 y reconducido a través de la línea de señal 118 al control 1, con base en una curva de número de revoluciones-potencia del motor de combustión interna, almacenada en el control 1.

Para la potencia consumida por la bomba de graduación 3 se calcula, a partir de la señal de posición de la graduación de volumen medida por el sensor 16 y reconducida al control a través de la línea de señal 116, el volumen de desplazamiento actual de la bomba 3. En conexión con el número de revoluciones del motor medido mediante el sensor 18 y reconducido al control a través de las líneas 118, que aquí se corresponde con el número de revoluciones de la bomba, la bomba establece la corriente volumétrica actual. Los dos sensores 12 y 13 transmiten, a través de las líneas de señal 112 y 113, la presión actual por ambos lados de la bomba al control. De aquí puede calcularse la diferencia de presión generada por la bomba. A partir de la corriente volumétrica y la diferencia de presión, así como de la curva característica de la bomba almacenada en el control 1, se calcula la potencia mecánica de la bomba consumida actualmente. Para el caso de que la bomba del accionamiento, por ejemplo al bajar una pendiente, entregue potencia al árbol de impulsión, está también se tiene en cuenta, ya que una diferencia de presión invertida con un número de revoluciones constante indica un estado así (funcionamiento a motor de la bomba).

Análogamente se calcula la potencia para la bomba de graduación 4 adicional. La señal real del volumen de desplazamiento, generada por la regulación 9 y reconducida por el sensor 17 al control 1 a través de la línea 117, sirve en unión al número de revoluciones medido para determinar la corriente volumétrica actual, a partir de la cual, en unión a la presión diferencial medida por los sensores 14 y 15 y reconducida a través de las líneas de señal 114 y 115, se calcula el consumo de potencia actual de la bomba regulable 4. Para esto se utiliza de nuevo una curva característica disponible en el control, que reproduce el comportamiento de la bomba en diferentes estados de funcionamiento. En el caso de imponerse requisitos superiores a la precisión se usan aquí campos de curvas características más complicados, que también reproducen modos de comportamiento diferentes de la bomba en el caso de diferentes números de revoluciones, presiones o volúmenes de desplazamiento. Diferentes bombas, que se utilicen según los requisitos impuestos a la máquina de trabajo, o un cambio de las bombas a causa de trabajos de mantenimiento, etc. pueden tenerse en cuenta con ello mediante sencillas modificaciones de la curva característica o del campo de curvas características almacenados en el control.

El consumo de potencia de la bomba constante 5 se aproxima mediante su curva característica y el número de revoluciones del sistema medido por el sensor 18. En el caso de mayores requisitos impuestos a la precisión se usa un sensor de presión adicional para medir la baja presión entregada por la bomba 5.

Mediante la suma de los diferentes consumos de potencia de las bombas 3, 4 y 5 puede compararse la potencia total consumida con la potencia entrega del motor de combustión interna 2. Los estados de funcionamiento, en los que una o varias de las bombas entregan potencia al ramal de accionamiento, se tienen aquí en cuenta automáticamente.

El control 1 calcula a continuación, dependiendo del estado de funcionamiento de la máquina y a partir de las prefijaciones de usuario trasmitidas por los elementos de manejo 20 y el pedal del acelerador 19, magnitudes nominales o valores límite para las dos bombas graduables 3 y 4, de tal modo que la potencia total consumida de las dos bombas es menor o igual a la potencia entrega por el motor de combustión interna. Estas prefijaciones se transmiten a través de las líneas de control 10 u 11 a la graduación del volumen de transporte 8 ó 9 de las bombas graduables 3 ó 4. El motor de combustión interna 2 ofrece además la posibilidad, a través de una intervención electrónica 21, de controlar su número de revoluciones. Si durante el cálculo del equilibrio de potencias se establece que es necesario restar más potencia de las bombas de lo que pone a disposición actualmente el motor de combustión interna, se aumenta a través de la intervención de control 21 el número de revoluciones y, con ello, su potencia hasta su potencia máxima.

La división de la potencia restada entre las dos bombas regulables 3 y 4 se realiza con base en programas e regulación disponibles en el control 1. Con ello son posibles diferentes estrategias de regulación, dependiendo del estado del vehículo.

En el caso de un primer programa de regulación se aumenta la potencia de la máquina hasta que se alcanza el máximo de la entrega de potencia del motor de combustión interna instalado. Si después sigue aumentando el consumo de potencia (o la entrega de potencia) de una de las bombas instaladas, lo que puede suceder también sin intervención del usuario, por ejemplo en el caso de bajar pendientes o en el caso de carga creciente de la hidráulica de trabajo, se reducen uniformemente los volúmenes de desplazamiento de las dos bombas 3 y 4, por medio de que el control 1 transmite las órdenes para reducir el volumen de transporte, a través de las líneas de control 10 u 11, a la regulación del volumen de transporte 8 ó 9. Si el usuario solicita a través del pedal del acelerador 19 o del joystick 20 algo más de potencia a una de las bombas 3 ó 4, no se produce ningún aumento del volumen de transporte correspondiente hasta que se dispone de un exceso de potencia en cada caso en la otra bomba. Esto puede realizarse o bien mediante una orden correspondiente del usuario, por medio de que por ejemplo quitando el pie del pedal del acelerador desea reducir la velocidad del vehículo y, por medio de esto, pone a disposición más potencia para la hidráulica de trabajo, o bien mediante una modificación del estado del vehículo sin intervención del usuario, como por ejemplo mediante una marcha cuesta abajo inicial o la descarga de la hidráulica de trabajo.

Existe por ejemplo también una variación del programa para un funcionamiento de la máquina con un ahorro especial de combustible, en la que la potencia del motor de combustión interna no se aumenta hasta su máximo antes de la oscilación hacia atrás de las bombas, sino que permanece en lo posible dentro de amplios márgenes en la región de una máxima eficiencia de combustible.

El sistema hidráulico de una máquina de trabajo con mayor ámbito de funcionamiento se ha representado con más detalle en la fig. 2. De nuevo se dispone de un motor de combustión interna 2 que, a través de un engranaje 22, acciona cuatro bombas con volumen de transporte graduable 3, 4, 23, 24 y una bomba constante 5. Aparte de esto, el motor de combustión interna 2 acciona directamente otras dos bombas constantes 25 y 26 sobre el eje de salida.

La bomba graduable 3 se encuentra en el circuito cerrado con el motor d rotación 27 hidráulico, que está unido al ramal de accionamiento 29 del vehículo a través de un engranaje 28. Esta unidad forma el accionamiento de traslación hidrostático de la máquina.

La bomba hidráulica 4 graduable está unida, como anteriormente, a una disposición de válvulas 7 no representada con más detalle, en circuito cerrado con el cilindro diferencial 6, que gestiona las funciones de basculamiento de la máquina de trabajo.

La bomba graduable 23, que se acciona junto con la bomba graduable 4, sirve para hacer funcionar una dirección hidráulica 30 que no se ha representado aquí con más detalle. Con ello pueden utilizarse tanto sistemas de dirección hidráulicos habituales como sistemas de dirección en circuito hidráulico cerrado, en el que la corriente volumétrica de bomba mueve directamente los accionamientos de dirección.

La bomba graduable 24 está unida por medio de la disposición de válvulas 31 no representada aquí, en un circuito cerrado, a los dos cilindros diferenciales 32 que sirven para accionar la función elevadora del aparato de trabajo de la máquina. La disposición de válvulas 31 presenta, exactamente igual que la disposición de válvulas 7, los necesarios seguros contra sobrecarga y demás válvulas que son necesarios para tales sistemas hidráulicos. Aparte de esto ejecuta la compensación de corriente volumétrica diferencial que es necesaria cuando se usan cilindros diferenciales, por medio de que se compensa en el sistema de baja presión el volumen diferencial del líquido hidráulico dependiente del sentido de movimiento del cilindro hidráulico 32. Éste se compone de la bomba constante 5 que, junto con la bomba graduable 24, es accionada por el motor de combustión interna 2, así como de la válvula limitadora de baja presión 33 que se ocupa, con el recipiente de presión 34 y el depósito hidráulico de reserva 35, de que se disponga de una presión constante en el sistema de baja presión.

La bomba constante 25 accionada directamente por el motor sirve para hacer funcionar una refrigeración 36 accionada hidráulicamente. La bomba constante 26 sirve para hacer funcionar el freno hidráulico 37.

El motor de combustión interna 2 se controla mediante el pedal del acelerador 19. Presenta un sensor de número de revoluciones 18 que, a través de una línea de datos no representada con más detalle, transmite el número de revoluciones del motor al dispositivo de control 1 electrónico. A través de la línea de datos 119 se reconduce al dispositivo de control 1 electrónico la posición del pedal del acelerador. A través del joystick 20 el usuario puede controlar los restantes modos de comportamiento de la máquina. Cada una de las bombas hidráulicas graduables 3, 4, 23 y 14 presenta, análogamente a lo anterior, un control de volumen de desplazamiento 8, 9, 38 y 39. Éstas aceptan, a través de líneas de señal electrónicas 10, 11, 40, 41, las prefijaciones nominales para el respectivo volumen de transporte desde el control 1 y controlan, dependiendo de esto, la corriente volumétrica de la respectiva bomba hasta el valor prefijado. Esto se produce en el presente caso con bombas en modo constructivo de émbolo axial-disco oscilante mediante la graduación electrohidráulica del disco oscilante, que se ocupa de este modo de una corriente volumétrica correspondiente.

Cada uno de los dispositivos de graduación 8, 9, 38, 39 presenta un sensor 16, 17, 42, 43 que transmite al control 1, a través de líneas de señal no representadas aquí con más detalle, la magnitud actual del volumen de transporte.

Cada uno de los circuitos hidráulicos cerrados con una bomba graduable 3, 4, 23, 24 está equipado en cada caso con dos sensores de presión 12, 13, 14, 15, 44, 45, 46, 47, que transmiten al dispositivo de control 1 la presión hidráulica, delante y detrás de la bomba graduable, a través de líneas de señal tampoco representadas.

El procedimiento de control para esta máquina de trabajo discurre en principio análogamente a lo descrito anteriormente. En el control se introducen cíclicamente los valores de medición de los diferentes sensores. Con base en el número de revoluciones de motor del motor de combustión interna 2, transmitido desde el sensor 18, se calcula la potencia actualmente entregada por el motor de combustión interna 2 en conexión a la curva característica del motor almacenada. Para calcular la potencia consumida de todo el sistema se calcula la potencia de cada una de las bombas hidráulicas y se suman estos datos de potencia.

Para las bombas constantes 5, 25 y 26 se calcula el consumo de potencia en dependencia del número de revoluciones del motor conocido mediante el sensor 18 y las curvas características de las bombas.

Para las bombas con volumen de transporte graduable 3, 4, 23, 24 se calcula el consumo actual de potencia, a partir de los volúmenes de transporte medidos y las presiones diferenciales medidas en el circuito respectivo, así como con el número de revoluciones conocido y la curva característica almacenada de la bomba. Mediante la suma de todos estos valores se conoce la potencia mecánica consumida y se compara con la potencia disponible del motor de combustión interna 2.

Los procedimientos de control básicos son análogos a los anteriormente descritos. Dependiendo del programa de control ajustado el dispositivo de control 1, en el caso de aumentar los requisitos de potencia de las bombas, aumentará el número de revoluciones del motor de combustión interna 2 a través de la entrada de control del motor 21 hasta que éste alcance su valor máximo. Debido a que normalmente la potencia hidráulica instalada total de la máquina supera la potencia disponible del motor de combustión interna 2, se producen casos en los que a causa de prefijación del usuario o estados de carga se exige más potencia a los cilindros hidráulicos 6, 32 o al accionamiento 27 de los que la máquina puede poner a disposición. Para evitar la compresión del número de revoluciones que se produciría en caso contrario, el dispositivo de control se llevan hacia atrás algunas de las bombas de graduación hidráulicas 3, 4, 23, 24, por medio de que se transmiten a las graduaciones de bomba 8, 9, 38, 39 menores prefijaciones nominales o valores límite para los volúmenes de transporte a través de las líneas de datos 10, 11, 40, 41.

El dispositivo de control 1 es responsable de que la bomba 23, que acciona la dirección hidráulica 30, se priorice y con ello en primer lugar se reduzcan los consumos de potencia de las restantes bombas. En caso normal se procede con ello de tal modo, que en primer lugar se retrae la bomba 3, que atiende el accionamiento de traslación hidráulico de la máquina, para disponer de más potencia para los cilindros de hidráulica de trabajo 6 y 32.

También aquí el dispositivo de control 1 tiene en cuenta la potencia que se entrega en casos especiales, como bajar pendientes o bajar cargas, al motor de combustión interna 2 a través del engranaje 22.

Naturalmente la invención no se limita al presente ejemplo de ejecución, sino que puede variarse de múltiples formas sin abandonar las ideas básicas. Por ejemplo puede usarse en lugar del accionamiento de traslación hidrostático descrito un accionamiento de traslación con un convertidor de momentos de giro, cuya característica número de revoluciones-momento de giro se almacena después en el control para calcular su potencia consumida.

Claims (8)

1. Procedimiento para controlar un sistema hidráulico de una máquina de trabajo móvil, con un motor de combustión interna (2), que acciona al menos dos bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable, dispuestas en cada caso en un circuito hidráulico cerrado, en donde

- un dispositivo de medición (18) detecta el número de revoluciones del motor de combustión interna (2);

- en cada caso al menos un dispositivo de medición determina la diferencia de presiones (12, 13, 14, 15, 44, 45, 46, 47) y el volumen de transporte (16, 17, 42, 43) de las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable;

- a partir del número de revoluciones medido se determina la potencia disponible del motor de combustión interna (2);

- se determina el consumo de potencia para cada bomba hidráulica (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable a partir de la diferencia de presiones medida y el volumen de transporte, así como del número de revoluciones;

- de este modo un dispositivo de control (1) controla el volumen de transporte de las bombas hidráulicas con volumen de transporte graduable (3, 4, 23, 24), de tal modo que la potencia total consumida de las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable es menor o igual a la potencia disponible del motor de combustión interna (2) o, en el caso de recuperación de energía en la bomba hidráulica, se limita la potencia entregada de las bombas, en donde los volúmenes de transporte de las diferentes bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable son ajustados por el dispositivo de control (1) para priorizar bombas hidráulicas individuales con ayuda de relaciones de control almacenadas y teniendo en cuenta las prefijaciones de un usuario, detectadas mediante un dispositivo de introducción (19, 20), en especial un pedal del acelerador (19) y/o una palanca de control (20).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor de combustión interna (2) acciona bombas constantes hidráulicas (5, 25, 26) adicionales, y porque la potencia consumida de cada bomba constante (5, 25, 26) se aproxima mediante cálculo a partir del número de revoluciones del accionamiento y, dado el caso, de la presión del sistema medida y se añade a la potencia total consumida.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cálculo de potencia del motor de combustión interna (2) de las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable y de las bombas constantes hidráulicas (5, 25, 26) se realiza por medio de relaciones operativas almacenadas, en especial en forma de curvas características o campos de líneas operativas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de control, además de la graduación de la potencia consumida por las bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable, controla la potencia disponible del motor de combustión interna influyendo en el número de revoluciones.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en estados de funcionamiento en los que una bomba hidráulica (3, 4, 23, 24) actúa con volumen de transporte graduable como accionamiento (recuperación de energía), se incluye en el cálculo de la potencia total la potencia entregada al motor de combustión interna (2).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para el control de las diferentes bombas hidráulicas (3, 4, 23, 24) con volumen de transporte graduable se tienen en cuenta otros estados de sistema medidos, en especial velocidad del vehículo, posición de la hidráulica de trabajo y temperatura del fluido hidráulico.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ha previsto como accionamiento de traslación un convertidor hidrodinámico, cuyo consumo de potencia, en especial a partir de una característica número de revoluciones-momento de giro almacenada, es calculado por el dispositivo de control (1) y se tiene en cuenta para el cálculo de la potencia total.

8. Dispositivo de control electrónico para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.