JP2021021394A - 移動型作業機械のためのハイドロリック圧力媒体供給装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】調整可能なアキシャルピストン機構を有し、操作シリンダがパイロット弁を介して制御されるハイドロリック圧力媒体供給装置を開示する。【解決手段】パイロット弁は、制御装置により制御される。制御装置は、入力量として、調整可能なアキシャルピストン機構の実際圧力及び／又は実際旋回角度を有する。上記入力量のうちの１つ又は複数が適当な目標値と比較され、１つの操作値又はそれぞれ１つの操作値が出力される。上記入力量の制御は、第１の制御回路の一部である。下位に位置づけられた第２の制御回路は、１つの操作量又は複数の操作量に基づく入力量を有し、これらは目標量として用いられる。第２の制御回路のさらなる入力量は、アキシャルピストン機構の実際吐出体積調整速度である。第２の制御回路のための出力量として、パイロット弁に対する操作値が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、ハイドロリック開回路、例えば移動型作業機械のためのハイドロリック圧力媒体供給装置に関する。

発明の背景
Ｒｅｘｒｏｔｈ社の文献ＲＤ３０６３０／０４．１３から、圧力及び吐出流の制御システムが公知である。このシステムは、アキシャルピストン調整ポンプの旋回角度、圧力及び出力のエレクトロハイドロリック制御のために用いられる。この制御システムは、電気的に制御される比例弁を備えたアキシャルピストン調整ポンプを有する。この比例弁を介して、操作ピストンを制御することができる。操作ピストンは、調整ポンプの斜板を調整するために用いられる。操作ピストンのために距離検出器が設けられており、この距離検出器を介して、操作ピストンの移動距離に基づき、斜板の旋回角度を特定することができる。距離検出器に対し、選択的に、斜板の旋回角度を旋回軸のところでホールセンサを介して測定することもできる。他方、斜板の旋回角度から、調整ポンプの体積流を特定することができる。調整ポンプは、モータを介して駆動される。調整ポンプが駆動されず、操作システムに圧力が加わっていない場合には、調整ポンプは、ばねのばね力により最大吐出体積まで旋回する。これに対し、調整ポンプが駆動状態にあり、パイロット弁に電流が流れておらず、かつ、ポンプ出口が閉鎖されている場合には、調整ポンプは、ゼロ行程圧力まで旋回する。操作ピストンにおけるポンプ圧力とばねのばね力との間の平衡は、約４乃至８バールのときに生じる。基本位置は、通常、制御電子装置に電圧が印加されていないときに取られる。パイロット弁のための制御装置は、入力量として、目標圧力、目標旋回角度、及び、任意選択的に目標出力値を有する。調整ポンプ出口側の実際圧力は、圧力センサによって捕捉される。上述の記載において説明したように、実際旋回角度は、距離検出器によって特定される。検出された実際値は、電子ユニットにおいてディジタル処理され、予め設定された目標値と比較される。この場合に、最小値形成器によって、所望の動作点に対応づけられたコントローラだけが自動的にアクティブになる、ということがもたらされる。この場合、最小値形成器の出力信号は、パイロット弁における比例磁石に対する目標値である。パイロット弁を制御するために、パイロット弁の弁スプールの移動距離が距離検出器を介して捕捉されて、制御装置に通報される。Ｒｅｘｒｏｔｈ社の文献ＲＤ３０２４２／０３．１０には、アキシャルピストン調整機構の既述の調整のための外部の制御電子装置について開示されている。さらに、Ｒｅｘｒｏｔｈ社の文献ＲＤ９２０８８／０８．０４には、エレクトロハイドロリック制御システムについて開示されている。

欧州特許出願公開第１４６０５０５号明細書には、圧力及び吐出流の交番的な制御について開示されている。この場合、旋回可能なハイドロリックアキシャルピストン調整機構が設けられており、この機構は、駆動軸を介してさらなるハイドロリック機構に接続されている。さらに、この調整機構の駆動トルクのための制御回路が設けられている。この制御回路に、実際駆動トルクと目標駆動トルクとが供給され、それらから調整機構の操作装置に対する操作量が特定される。他方、目標駆動トルクは、最小値形成器の出力量である。この場合、最小値形成器は、圧力制御装置及び体積流制御装置の出力量を選択する。この場合には、実際体積流として、調整機構に接続されたハイドロリック機構の体積流が設けられている。さらに、実際圧力として、このハイドロリック機構の高圧が設けられている。

さらに、以下の文献、即ち、欧州特許第２８５１５６５号明細書、米国特許第４８０１２４７号明細書、米国特許第５１８２９０８号明細書、欧州特許第０３４９０９２号明細書、米国特許第５２６７４４１号明細書、米国特許第５９６７７５６号明細書及び米国特許第５１７０６２５号明細書には、それぞれ、旋回角度センサと圧力センサとを備えたハイドロリック機構について開示されている。この場合、圧力、体積流及び出力を制御することができる。

欧州特許出願公開第１４６０５０５号明細書 欧州特許第２８５１５６５号明細書 米国特許第４８０１２４７号明細書 米国特許第５１８２９０８号明細書 欧州特許第０３４９０９２号明細書 米国特許第５２６７４４１号明細書 米国特許第５９６７７５６号明細書 米国特許第５１７０６２５号明細書

ＲＤ３０６３０／０４．１３（Ｒｅｘｒｏｔｈ社文献） ＲＤ３０２４２／０３．１０（Ｒｅｘｒｏｔｈ社文献） ＲＤ９２０８８／０８．０４（Ｒｅｘｒｏｔｈ社文献）

発明の開示
これに対し、本発明の基礎を成す課題は、装置技術的に簡単かつ低コストで構成されているにも拘わらず、調整可能なハイドロリック機構の基本的な制御量及びパラメータを、確実かつダイナミックに制御及び／又は制限することができるハイドロリック圧力媒体供給装置を提供することである。さらに、圧力媒体供給装置のための簡単な方法が提案されることが、望ましい。

圧力媒体供給装置に関する課題は、請求項１に記載の特徴により解決され、方法に関しては、請求項１５に記載の特徴により解決される。

従属請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。

本発明によれば、ハイドロリック開回路、特に移動型作業機械のためのハイドロリック圧力媒体供給装置が提案される。この圧力媒体供給装置は、ハイドロリック機構と調整機構とを有することができる。調整機構は、好ましくは、ハイドロリック機構の吐出体積を調整するために用いられる。この目的で、操作ピストンを備えた操作シリンダが設けられている。さらに、調整機構は、電気的に比例制御可能なパイロット弁を有する。制御にあたり操作ピストンに圧力媒体を供給する目的で、このパイロット弁を介して、操作ピストンにより制限される操作シリンダの制御空間内における流入及び／又は流出を制御可能とすることができる。さらに、圧力媒体供給装置は、好ましくは、電子制御装置を有する。電子制御装置は、さらに好ましくは、入力量として少なくとも、ハイドロリック機構の目標出口圧力を有する。選択的又は付加的に、制御装置に対する入力量として、ハイドロリック機構の目標吐出体積を設けることができる。目標量を一定に定めることが考えられ、又は、選択的に、目標量を例えば動作中に必要に応じて整合させることができるように、調整可能に構成することも考えられる。制御装置の出力量として、好ましくは、パイロット弁に対する操作量が設けられている。さらに、制御装置は、ハイドロリック機構の実際出口圧力のための第１の制御回路を有することができる。この実際出口圧力は、好ましくは、ハイドロリック機構の高圧ポートと、消費装置のための主制御弁との間において測定される。選択的又は付加的に、第１の制御回路をハイドロリック機構の実際吐出体積のために設けることができる。ハイドロリック機構が、吐出体積を設定するために調整可能なクレードル又は斜板を備えたアキシャルピストン機構である場合には、例えば実際吐出体積を、対応する手段を介して、例えば旋回角度センサを介して、例えば操作ピストンに対する距離検出器を介して、捕捉することができる。距離検出器に対し、選択的に、斜板の旋回角度を、旋回軸のところでホールセンサを介して測定することもできる。換言すれば、押しのけポジション又は押しのけ体積を捕捉するための測定手段が設けられている。駆動軸のトルク及び圧力測定を介して旋回角度を特定する、といったことも考えられる。好ましくは、第１の制御回路の下位に第２の制御回路が位置づけられており、この第２の制御回路を吐出体積調整速度のために設けることができる。第２の制御回路に対する入力量として、好ましくは、ハイドロリック機構の実際吐出体積調整速度が、特に、実際吐出体積の導関数として、設けられている。実際吐出体積調整速度が実際吐出体積を介して特定される場合には、捕捉された実際吐出体積を有利には、第１の制御回路のためにも第２の制御回路のためにも用いることができ、このようにすることによって、実際吐出体積調整速度を別個に捕捉する必要がなくなる。第２の制御回路の出力量は、好ましくは、パイロット弁に対する操作量である。有利には、第１の制御回路から第２の制御回路へ、吐出体積調整速度の形態で操作値を供給することができる。この場合に、第１の制御回路からの操作値を、第２の制御回路に対する目標量とすることができる。

この解決手段が有する利点とは、流体力学的フィードバックのない単純なポンプ調整機構を有する移動型用途のための電子制御可能なハイドロリック機構が、開回路において作り出されている、ということである。従来技術とは異なり、パイロット弁の操作ピストンのポジションを捕捉する必要がなく、このことにより対応する手段を省略することができ、ひいてはコスト及び装置技術的な複雑さが低減されている。従って、圧力媒体供給装置は極めて単純であり、低コストで構成されている。実際吐出体積調整速度を考慮することによって、他方では、パイロット弁の制御にあたりシステムのダイナミクスが考慮される。このため、パイロット弁の操作量は、吐出体積調整速度にも依存しており、その結果、高い制御品質がもたらされる。

本発明のさらなる実施形態において、第１の制御回路は、好ましくは、入力量として、ハイドロリック機構の実際出口圧力及び／又はハイドロリック機構の実際吐出体積を有する。

制御装置の第１の制御回路を、さらに、ハイドロリック機構の実際トルクのために構成することができる。この場合には、制御装置に対する入力量として、例えば、目標トルク及び実際トルクが設けられている。選択的又は付加的に考えられることは、制御装置の第１の制御回路が、ハイドロリック機構の実際回転数を関与させて実際出力のために構成されている、ということである。実際回転数から特性曲線を介して実際出力又は実際トルクを特定することができ、それにより、次いで、実際出力を制御する、ということも考えられる。実際トルクを制御するために、コントローラ、特にＰコントローラを設けることができる。選択的に考えられることは、コントローラを、ＰＩコントローラとして又はＰＩＤコントローラとして構成することである。

本発明のさらなる実施形態において、第１の制御回路は、ハイドロリック機構の実際出口圧力のために、及び／又は、ハイドロリック機構の実際吐出体積のために、及び／又は、ハイドロリック機構の実際トルクのために、それぞれ１つの操作量を有する。この場合に、制御装置に交番的な制御部を設けることができ、この制御部は、第１の制御回路の出力された操作量に対する最小値形成器を有する。この場合に、最小値形成器の出力量は、好ましくは、吐出体積調整速度の形態の操作値であり、この操作値は、第２の制御回路へ供給される。最小値形成器によって、所望の動作点に対応づけられたコントローラだけが自動的にアクティブになる、ということがもたらされる。例えば、最小値形成器は、供給された操作量のうち最小の操作量を選択し、次いで、その操作量を下位に位置づけられた第２の制御回路へ、目標吐出体積調整速度として供給する。

ハイドロリック機構の吐出体積又は旋回角度（旋回角度から吐出体積を特定可能である）のために、第１の制御回路は、好ましくは、コントローラを有する。これは、例えば、好ましくは、Ｐコントローラである。選択的に、このコントローラを、ＰＩコントローラとして又はＰＩＤコントローラとして、構成することができる。このコントローラは、入力量として、目標旋回角度及び実際旋回角度、又は、目標吐出体積若しくは実際吐出体積を有することができる。

好ましくは、実際旋回角度のためにフィルタが設けられており、例えば、ＰＴ１素子の形態のフィルタ又は高次のフィルタが設けられている。このフィルタによって、簡単な手法により信号の安定化を行うことができる。

好ましくは、第１の制御回路は、ハイドロリック機構の実際出口圧力のためのコントローラを有する。入力量としてこのコントローラに、特に圧力センサを介して捕捉された実際出口圧力と、目標出口圧力とが供給される。コントローラとして、好ましくは、ＰＩＤコントローラが設けられている。選択的に、Ｐコントローラ又はＰＩコントローラを使用することができる。ハイドロリック機構の目標出口圧力は、好ましくは、調整可能である。特に、目標出口圧力を特定するために、圧力媒体供給装置を介して圧力媒体が供給されている消費装置の実際ロードセンシング（ＬＳ）圧力が捕捉される。特に、実際ＬＳ圧力は、消費装置の最大実際負荷圧力である。実際ＬＳ圧力は、好ましくは、制御装置又は実際出口圧力のためのコントローラへ、入力量として供給される。ロードセンシング（ＬＳ）制御装置の場合、最大負荷圧力が調整ポンプに通報されて、特定の圧力差（ｄｅｌｔａ＿ｐ）だけ最大実際負荷圧力よりも大きい実際出口圧力がポンプ導管内に生じるように、調整ポンプが制御されることになる。従って、有利には、実際出口圧力のためのコントローラへ、付加的に目標差分圧力が入力量として供給されるように構成されている。次いで、目標出口圧力を、実際ＬＳ圧力と目標差分圧力との加算により計算することができ、コントローラのために入力量として用いることができる。目標差分圧力を、固定的にパラメータ化することができ、又は、フレキシブルにパラメータとして調整可能に予め設定することができる。

特に、複数の実際ＬＳ圧力を捕捉して、制御装置において最大値形成又は優先処理を行うことも考えられる。このことを、主弁又はメインコントロールバルブへのフィードバックによって行うことができ、これは、例えば、ハイドロリック機構（ポンプ）の吐出量が制限されており、即ち、主弁により供給される吐出量を制限することができる場合であり、それによって、例えば過小供給のケースにおいては、ハイドロリック操舵の優先処理が可能となる。その際に、有利には、圧力センサの誤情報のケースにおいても、操舵能力を保証する目的で、ハイドロリック機構（ポンプ）は、ＬＳ圧力供給に加えて最小量に設定される。換言すれば、ＬＳ圧力を供給量とみなすことができ、それに基づきハイドロリック機構が制御される。これに加えて考えられることは、たとえＬＳ圧力に関する誤情報があっても、操舵能力が維持されるようにする目的で、操舵要求に依存して最小量が調整されることである。

実際出口圧力のためのコントローラ、及び／又は、実際吐出体積のためのコントローラ、及び／又は、実際トルクのためのコントローラにおいて、例えば、ＰＩＤコントローラの場合のようにＩ成分を設けることができ、これについては、上述の記載において説明してある。このときに、特に最小値形成器を使用した場合、非アクティブでありかつＩ成分を有する１つのコントローラ若しくは複数のコントローラにおいて、Ｉ成分が固定されるように、又は、特に部分的若しくは完全にリセットされるように、構成することができる。次いで、コントローラがアクティブである場合には、Ｉ成分は、通常のように使用され、コントローラは、直ちに反応することができる。その結果、１つ又は複数のコントローラのＩ成分は、非アクティブであるときには、ワインドアップされることはない。この実施形態を「アンチワインドアップ」と称することができ、このことは、Ｉ成分の固定とリセットとが組み合わせられている、ということを意味する。

実際出口圧力のコントローラのために、有利には、圧力に依存するフィルタ係数を有する１つ又は複数のフィルタを設けることができる。個々のフィルタは、例えば、可変ＰＴ１フィルタであり、又は、高次のフィルタである。好ましくは、実際出口圧力のために、及び／又は、実際ＬＳ圧力のために、フィルタ又は個々のフィルタが設けられている。好ましくは、圧力に依存するフィルタは、以下のように構成されている。即ち、制御ダイナミクスに作用を及ぼすように、ハイドロリック機構の実際出口圧力が上昇した場合にはフィルタ作用が低減され、逆にハイドロリック機構の実際出口圧力が低下した場合にはフィルタ作用が増加されるように構成されている。

選択的又は付加的に、特に圧力に依存するフィルタ係数を有する１つ又は複数のフィルタを、前述及び後述のさらなるコントローラのために、特に１つ又は複数の入力量のために、使用することができる。

選択的又は付加的に、実際出口圧力のコントローラのために、及び／又は、前述及び後述の１つ又は複数のコントローラのために、特に１つ又は複数の入力量のために、非対称なフィルタを設けることが考えられる。このフィルタは、斜板が旋回する方向に依存している。即ち、第１の旋回方向におけるこのフィルタのフィルタ作用は、第２の旋回方向におけるフィルタ作用と比較すると異なっている。

本発明のさらなる実施形態において、特に、実際出口圧力のためのコントローラに対し、増幅係数（Ｋｐ）が設けられており、この増幅係数（Ｋｐ）は、ハイドロリック機構の圧力媒体、特に出口側の圧力媒体の実際温度に依存しており、及び／又は、ハイドロリック機構の実際回転数に、及び／又は、ハイドロリック機構の実際出口圧力に、及び／又は、特にハイドロリック機構の目標出口圧力について予め設定された圧力勾配若しくは目標圧力勾配に依存している。従って、増幅係数を、これらの量に依存して特定することができる。この場合に、増幅係数を、例えば、コントローラにおいて制御偏差と乗算することができ、ここで、制御偏差は、例えば、目標差分圧力から実際差分圧力を減算したものであり、さらに、ここで、実際差分圧力は、実際ＬＳ圧力から実際出口圧力を減算したものに等しい。好ましくは、実際温度が低くなるにつれて増幅係数が小さくなるように構成されており、その理由は、このようにすることにより、好ましくは、ハイドロリック機構が冷間状態にあるときに、ハイドロリック機構の振動を防止することができ、又は、少なくとも低減することができるからである。相応にこれとは逆に、実際温度が高くなるにつれて増幅係数が大きくなる、ということが成り立つようにすることができる。選択的又は付加的に、ハイドロリック機構の実際回転数が小さくなるにつれて増幅係数が大きくなるように構成することができ、その理由は、圧力形成は体積流に依存しており、即ち、ハイドロリック機構の回転数に依存しているからである。相応にここでも、これとは逆に、実際回転数が高くなるにつれて増幅係数が小さくなる、ということが成り立つようにすることができる。選択的又は付加的に、目標出口圧力の圧力勾配が大きくなるにつれて増幅係数が大きくなるように構成することができる。このことが有利である理由は、圧力勾配が大きくなるにつれて、ハイドロリック機構を外側に旋回させる要求が高まり、従って、ハイドロリック機構は小信号領域の場合よりも高速に反応しなければならないからである。この場合に、これとは逆に、ここでも、圧力勾配が小さくなるにつれて増幅係数が小さくなる、ということが成り立つようにすることができる。選択的又は付加的に、実際出口圧力が大きくなるにつれて増幅係数が大きくなるように構成することができる。このことが有利である理由は、実際出口圧力が大きくなったときには、制御系のダイナミクスも大きくなるからである。よって、ハイドロリック機構を、不安定になることなく、より高速に旋回させることができる。逆についても、同様の関係が成り立つ。

増幅係数を有利な手法により、動作点に依存する制御パラメータとして構成することができる。圧力制御のために、及び／又は、トルク制御のために、及び／又は、旋回角度制御のために、例えば、以下のことが成り立つようにすることができる。即ち、実際出口圧力が大きくなるにつれて増幅係数が大きくなるようにすることができ、又は、増幅係数が予め決められた実際出口圧力まで高められ、これに続いて実際出口圧力がさらに上昇したときに再び低減されるようにすることができる。換言すれば、増幅係数を、実際出口圧力のためのコントローラ、及び／又は、実際トルクのためのコントローラにおいても、特に実際量のために、設けることができる。特に、換言すれば、制御回路増幅を圧力に依存して整合させるように構成することができる。従って、制御パラメータを、圧力媒体供給装置の動作中に整合させることができる。動作中に、制御ダイナミクス及び／又は制御安定性が、有利な手法により必要に応じて整合される。

本発明のさらなる実施形態において、実際出口圧力のコントローラに対し目標圧力勾配が設けられている、というように構成することができる。この勾配は、好ましくは、整合可能であり調整可能である。この場合に、目標圧力勾配は、例えば、目標出口圧力に作用を及ぼすことができる。１つの作用は、例えば、目標圧力勾配が大きくなるにつれてハイドロリック機構がより高速に外側に旋回することになる、というようなものである。目標圧力勾配が大きくなるにつれて、要求が実際勾配よりも速く高まり、従って、ハイドロリック機構は、目標圧力勾配に達するためにより高速に旋回させられる。ここで考えられることは、目標出口圧力に対する制限として、又は、目標出口圧力の変化に対する制限として、目標圧力勾配を用いることである。

本発明のさらなる実施形態において、第１の制御回路は、好ましくは、実際トルクのための、又は、実際トルクに基づき実際回転数と乗算された実際出力のための、コントローラを有する。入力量として実際回転数を設けることができ、この実際回転数は、ハイドロリック機構の駆動軸から、特に回転数センサを介して測定される。この場合に、実際回転数から、ハイドロリック機構（ポンプ）の実際トルク又は受容トルクを計算することができる。実際トルクは、実際旋回角度を実際出口圧力と乗算し、流体力学的効率により除算することから、計算することができる。流体力学的効率は、実際出口圧力、実際旋回角度及び実際回転数の関数であり、例えば、特性曲線を介して算出可能とすることができる。さらに、コントローラに対し目標トルクを設けることができる。コントローラの出口側の操作量は、好ましくは、最小値形成器へ供給される。実際トルクを特定するための特性曲線は、例えば、実際圧力及び／又は実際旋回角度に依存している。換言すれば、特に、実際回転数を共に関与させる場合には、コントローラによって現在の出力を計算することができる。

本発明のさらなる実施形態において、第１及び第２の制御回路に対する実際量又はこの実際量の一部及び１つ又は複数のそれらの導関数が、信号の安定化のためにフィルタリングされる。ここで、例えば、既に上述の記載において説明したように、ＰＴ１素子又は可変ＰＴ１素子が使用される。

本発明のさらなる実施形態において考えられることは、制御装置に対し吐出体積調整速度既定値又は最大吐出体積調整速度を用意することであり、これは、特に、最小値形成器の後段に接続された第２の制御回路へ供給される。特に、吐出体積調整速度既定値が、制御素子を介して制御装置へ供給される。この制御素子は、入力量として、好ましくは、第１の制御回路からの操作値、即ち、最小値形成器から出力された操作値を有する。さらなる入力量として、吐出体積調整速度既定値を用意することができる。次いで、この制御素子の出力量として、第２の制御回路に対する最終的な目標吐出体積調整速度を用意することができる。例えば、調整可能であり付加的に予め設定された吐出体積調整速度既定値を介して、圧力媒体供給装置の制御ダイナミクスに作用を及ぼす目的で、特に、最小値形成器の操作値が制限される。吐出体積調整速度既定値を、例えば、吐出体積調整速度の正又は負の最大値とすることができる。最終的な目標吐出体積調整速度が速くなるにつれて、ハイドロリック機構は、より高速に外側に旋回することができる。

上述の記載において説明した調整可能な目標圧力勾配及び／又は調整可能な吐出体積調整速度既定値を用いることによって、簡単な手法により圧力媒体供給装置の制御ダイナミクスに作用を及ぼすことができる。従って、パイロット弁に対する制御力を、目標圧力勾配及び／又は吐出体積調整速度既定値に依存させることができる。これらの値は、動作中に可変に整合可能である。このため制御ダイナミクスの必要に応じた整合を動作中に行うことができ、例えば、この整合を動作点又は作業点に依存させることができる。従って、１つ又は複数の値によって、ポンプダイナミクスの制限及び／又は整合を行うことができる。この場合に、ハイドロリック機構の旋回角度及び／又は吐出体積調整速度を、１つ又は複数の目標値を上回らないように調節することができる。換言すれば、調整可能な量（目標圧力勾配及び／又は調整可能な吐出体積調整速度既定値）を用いることによって、圧力媒体供給装置のダイナミクスの整合を、ソフトウェアパラメータを介して行うことができ、このことにより、例えば、ソフト又はハードな機械特性を設定することができる。ダイナミクスを部分機能について変更することもできる。ある１つの部分機能を目標圧力勾配によって整合させることができ、他の部分機能を吐出体積調整速度既定値によって整合させることができる。ダイナミクスの整合によって振動を低減させることも可能である。さらに、衝撃的な動きを回避することができる。ここで判明したことは、このハイドロリック圧力媒体供給装置は、特にわずかな制御オイル消費により効率の増加をもたらす、ということである。

ハイドロリック圧力媒体供給装置のさらなる利点は、流体力学的コントローラに比較して組み込みが容易になることであり、その理由は、例えば、調整ポンプの流体力学的コントローラへの接続導管又はホースが省略されるからである。

本発明のさらなる実施形態において、パイロット弁のアクチュエータに対する中立電流の予備制御及び／又は自動較正を行うように構成することができる。換言すれば、パイロット弁に対する中立信号値を圧力に依存して予め設定することができる。中立信号値は、例えば、吐出体積調整速度がゼロであるようなパイロット弁に対する予備制御値である。このために実際出口圧力を測定することができる。次いで、この実際出口圧力から、特に特性マップを介して、中立電流を特定することができる。次いで、この中立電流は、好ましくは、特に加算によって、制御装置の操作量に供給される。中立電流の予備制御によって、制御装置の負担を軽減することができる。換言すれば、中立電流の自動較正を行うことができる。この中立電流は、実際出口圧力及び／又は圧力媒体の粘度及び／又はパイロット弁のばねのばらつき及び／又は磁石のばらつきに依存して、ハイドロリック機構の静止状態を保持するために、必要になる可能性がある。よって、中立電流の自動較正を介して、ハードウェアのばらつきの補償を実現可能とすることができる。

有利には、実際トルクのコントローラに対し目標トルク勾配が設けられている。この目標トルク勾配を、例えば、整合可能及び調整可能に構成することができる。目標トルク勾配は、例えば、目標トルクに作用を及ぼすことができる。このケースにおいて、好ましくは、目標トルク勾配は、目標トルクに対する制限として、又は、目標トルクの変化を制限するために、設けられている。目標トルク勾配を既定値として制御することも考えられる。このケースにおいて、目標トルクを目標トルク勾配に基づき形成することができる。次いで、設けられたフィルタ又は予備フィルタによって、目標ダイナミクスを設定することができる。

さらなる実施形態において、制御装置又はポンプ制御装置に加えて、上位に位置づけられた機構制御装置を設けることができる。この機構制御装置には、例えば、実際出口圧力及び／又は実際旋回角度及び／又は実際トルク及び／又は実際吐出体積及び／又は実際吐出体積調整速度及び／又は実際出口圧力の勾配及び／又は最大トルク及び／又はトルク変化の勾配が供給される。

本発明のさらなる実施形態において、以下のように構成することができる。即ち、パイロット弁の弁スプールが、この弁スプールが一時的又は常に、特に圧力媒体供給装置の動作中に軸線方向の振動運動を実施するように、制御される。この振動運動は、好ましくは、弁スプールの現在の切換位置に、実際には作用が及ぼされないように行われる。換言すれば、ヒステリシス低減措置（ディザ）の圧力に依存した整合及び最適化が、以下の目的を伴って行われる。即ち、パイロット弁のヒステリシスを最適化し、特に、制御出力が逆相又はディザと同相で動作するときに、制御ダイナミクスがディザによる対抗補償によっても影響を受けないようにするものである。

換言すれば、ハイドロリック機構の行程体積及び／又はトルク及び／又は圧力を制御するために提案されている方法が開示される。このハイドロリック機構は、自身の行程体積を設定するために操作装置を有することができる。好ましくは、この方法は、以下のステップ、即ち、
・予め設定された目標トルクを捕捉するステップと、
・予め設定された目標行程体積を捕捉するステップと、
・予め設定された目標圧力を捕捉するステップと、
・実際行程体積又は設定された行程体積を捕捉するステップと、
・実際圧力又は設定された圧力を捕捉するステップと、
・実際トルク又は設定されたトルクを機構の駆動軸において特定するステップと、
を有する。

さらなるステップとして、操作装置へ流入する体積流又は操作装置から流出する体積流の制御を、行程体積を設定するための制御弁によって、制御力と制御弁において逆方向で測定された力との力の差に基づき行うように構成することができる。制御弁において制御力に対し逆方向で測定される力を、ばね力とすることができる。さらに、制御力を、電磁弁の電気的な力とすることができる。捕捉された行程体積及び／又は圧力及び／又は目標行程体積及び／又は目標圧力及び／又は目標トルクに依存して、機構が設定される。行程体積は、好ましくは、目標量の達成をもたらす最小の行程体積が常に生じるように設定される。

好ましくは、ハイドロリック機構は、フェイルオペレーションの適用に従って、ゼロ行程時又は最大行程時には、電流が流れない。

冒頭で説明したように、斜板の旋回角度から、ハイドロリック機構又は調整ポンプの体積流を特定することができる。調整ポンプが駆動されず、調整システムに圧力が加わっていない場合には、調整ポンプは、ばねのばね力により、例えば最大吐出体積まで旋回する。これに対し、調整ポンプが駆動状態にあり、パイロット弁に電流が流れておらず、かつ、ポンプ出口が閉鎖されている場合には、調整ポンプはゼロ行程圧力まで旋回する。操作ピストンにおけるポンプ圧力と、対向ピストンにおけるポンプ圧力が加わったばねのばね力との間の平衡は、約４乃至８バールのときに生じる。基本位置は、通常、制御電子装置に電圧が印加されていないときに取られる。例えば操舵などのような消費装置への圧力媒体供給を保証する目的で、パイロット弁に電流が流れていないときに調整ポンプが最大吐出体積まで旋回させられる、という逆のことも考えられる。この場合に、好ましくは、ハイドロリック機構の実際出口圧力を制限する目的で、圧力制限弁が設けられている。このことを、例えば、パイロット弁の弁特性が反転されることによって行うことができる。即ち、例えば、パイロット弁に電流が流れていない状態においては、操作シリンダポートをタンクポートに接続することができる。

以下においては、概略的な図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。

第１の実施例によるハイドロリック圧力媒体供給装置を概略的に示す図である。 図１の圧力媒体供給装置のための制御装置を概略的に示す図である。 さらなる実施例による図１の圧力媒体供給装置のための制御装置を概略的に示す図である。 １つの実施例によるコントローラの増幅係数の特定について概略的に示す図である。 １つの実施例によるコントローラの増幅係数の特定について概略的に示す図である。 クローラショベルを示す図である。 クローラショベルのための圧力媒体供給装置を概略的に示す図である。 テレハンドラを示す図である。 テレハンドラのための圧力媒体供給装置を概略的に示す図である。 小型ショベルを示す図である。 小型ショベルのための圧力媒体供給装置を概略的に示す図である。 クーラ・ファンシステムを示す図である。 クーラ・ファンシステムのための圧力媒体供給装置を概略的に示す図である。

図１によれば、アキシャルピストン機構２の形態のハイドロリック機構を有するハイドロリック圧力媒体供給装置１が示されている。このアキシャルピストン機構２は、吐出体積を調整するためのクレードルを有する。アキシャルピストン機構２は、ポンプとしてもモータとしても使用可能である。アキシャルピストン機構２は、駆動ユニット４を介して駆動され、駆動ユニット４を、例えば内燃機関、例えばディーゼルユニット又は電動モータとすることができる。駆動軸６を介して、アキシャルピストン機構２は、駆動ユニット４に接続されている。駆動軸６の回転数８を、図示されていない手段を介して、例えば回転数センサを介して、測定することができ、圧力媒体供給装置１の制御装置へ供給することができる。アキシャルピストン機構２のために、調整機構１２が設けられている。調整機構１２は、パイロット弁１４を有する。パイロット弁１４の弁スプールを、アクチュエータ１６を介して電気的に比例制御可能である。このため、アクチュエータ１６に、制御装置２０から操作量１８が供給される。パイロット弁１４の弁スプールは、弁ばね２２のばね力により基本位置の方向に付勢されている。その際に、ばね力は、アクチュエータ１６の動作力に対し逆方向に作用する。

アキシャルピストン機構２は、出口側において圧力導管２４に接続されており、他方、導管２４は、主制御弁２６又は弁ブロックに接続されている。主制御弁２６を介して、アキシャルピストン機構２と１つ又は複数の消費装置との間の圧力媒体供給を制御することができる。圧力導管２４から制御導管２８が分岐しており、パイロット弁１４の圧力ポートＰに接続されている。制御導管２８は、例えば、アキシャルピストン機構２のハウジング内に形成されている。さらに、パイロット弁１４は、タンク導管３０を介してタンクに接続されているタンクポートＴを有する。さらに、パイロット弁１４は、操作シリンダ３４の制御空間３２に接続されている動作ポートＡを有する。ここで、制御空間３２は、操作シリンダの操作ピストン３６によって制限される。この場合、操作ピストン３６を介して、アキシャルピストン機構２の斜板を調整することができる。操作ピストン３６の移動距離は、距離検出器３８を介して捕捉される。選択的又は付加的に、アキシャルピストン機構２のクレードルの旋回角度が、回転型磁気センサによってクレードルの旋回軸から測定される。次いで、捕捉された距離を介して、アキシャルピストン機構２の実際吐出体積又は実際押しのけ体積を特定することができる。その後、実際吐出体積が、制御装置２０に通報される。パイロット弁１４の弁スプールの基本位置において、圧力ポートＰは動作ポートＡに接続されており、タンクポートＴは閉鎖されている。弁スプールにアクチュエータ１６の動作力が加わると、弁スプールは、その基本位置を起点として切換位置へと動かされ、この切換位置においては、圧力ポートＰが閉鎖されており、動作ポートＡがタンクポートＴに接続されている。従って、パイロット弁１４の弁スプールの基本位置において、操作ピストン３６に圧力導管２４から圧力媒体が供給される。さらに、調整機構１２にシリンダ４２が設けられている。このシリンダ４２は、アキシャルピストン機構２の斜板に係合する操作ピストン４４を有する。操作ピストン４４は、圧力導管２４に接続されている制御空間４６を制限する。制御空間４６の圧力媒体を介して、さらにばね４８のばね力を介して、操作ピストン４４が吐出体積を増加させる方向において斜板に荷重を加えるように、操作ピストン４４が付勢される。

さらに、圧力センサ５０が設けられており、この圧力センサ５０を介して圧力導管２４内の圧力が測定されて制御装置２０に通報され、この場合、圧力は、実際出口圧力５２である。これに加えて、圧力センサ５４が設けられており、この圧力センサ５４は、制御装置２０に伝達される最大実際負荷圧力（実際ＬＳ圧力）５６を捕捉する。

特に、実際回転数を制御装置２０に伝達する目的で、制御装置５７がＣＡＮインタフェース５８を介して制御装置２０に接続されている。実際回転数８を制御装置２０に直接供給することも考えられる。

圧力媒体供給装置１を使用する際に、パイロット弁１４と操作ピストン３６とを介して、アキシャルピストン機構２の斜板のポジションが制御される。吐出されるアキシャルピストン機構２の体積流は、斜板の位置に比例している。ばね４８により予荷重が加えられた操作ピストン４４又は対向ピストンには、実際出口圧力又はポンプ圧力が常に印加される。アキシャルピストン機構２が回転しておらず、かつ、調整機構１２に圧力が加わっていない場合、斜板は、ばね４８によって＋１００％のポジションに保持される。アキシャルピストン機構２が駆動されており、かつ、パイロット弁１４のアクチュエータ１６に電流が流れていない場合、斜板はゼロ行程圧力まで旋回する。なぜならば、操作ピストン３６に圧力導管２４の圧力媒体が供給されているからである。操作ピストン３６における実際出口圧力と、ばね４８のばね力との間の平衡は、予め決められた圧力又は圧力範囲、例えば８乃至１２バールのときに生じる。このゼロ行程動作は、例えば、電子装置又は制御装置２０に電圧が印加されていないときに取られる。パイロット弁１４の制御は、制御装置２０を介して行われ、制御装置２０は、例えば、好ましくは、ディジタル電子装置であり、選択的にはアナログ電子装置である。制御装置２０は、必要とされる制御信号を処理するものであり、これについては、詳細に後述する。

図２には、制御装置２０の動作態様が概略的に示されている。制御装置２０は、第１の制御回路６０と第２の制御回路６２とを有する。第１の制御回路６０は、図１のアキシャルピストン機構２の斜板の旋回角度のためのコントローラ６４と、アキシャルピストン機構２の出口圧力のためのコントローラ６６と、アキシャルピストン機構２のトルクのためのコントローラ６８とを有する。コントローラ６４は、入力量として、目標吐出体積７０と実際吐出体積４０とを有する。出力量として、操作量７２が設けられている。コントローラ６６は、入力量として、目標出口圧力７４と実際出口圧力５２とを有する。出力量として、操作量７５が設けられている。コントローラ６８は、入力量として、実際トルク７６又は目標トルクを有する。さらなる入力量として、実際トルクが設けられており、この実際トルクは、例えば特性マップに基づき、実際回転数８を介して特定することができる。コントローラ６８の出力量として、操作量７８が設けられている。個々のコントローラ６４乃至６８において、入力量がそれぞれ、ＰＩＤコントローラの形態の制御素子へ供給される。

操作量７２、７５及び７８は、最小値形成器８０へ供給される。最小値形成器８０によって、所望の動作点に対応づけられたコントローラ７２、７５又は７８だけが自動的にアクティブになる、ということがもたらされる。この場合には、出口圧力、トルク又は吐出体積のいずれかが正確に選択されて制御され、このとき、その都度、他の２つの量は、予め設定された目標値を下回っている。次いで、最小値形成器８０の出力信号は、吐出体積調整速度又は目標吐出体積調整速度８２の形態の目標値となる。次いで、これが、下位に位置づけられた第２の制御回路６２に対する入力量となる。第２の制御回路６２のさらなる入力量は、実際吐出体積４０の導関数であり、これは実際吐出体積調整速度８４である。次いで、第２の制御回路６２に対する入力量８２及び８４は、ＰＩＤ素子８６の形態の制御素子へ供給される。その後、この制御素子は、図１のパイロット弁１４に対する操作量１８を出力する。

図３によれば、図１の制御装置２０に関するさらなる実施形態が示されている。この制御装置２０は、アキシャルピストン機構２の吐出体積のためのコントローラ８８を有する。これについては、図１も参照されたい。さらに、アキシャルピストン機構２の出口圧力のためのコントローラ９０と、アキシャルピストン機構２のトルクのためのコントローラ９２とが設けられている。これは、第１の制御回路９４の一部である。さらに、第１の制御回路の下位に位置づけられた、アキシャルピストン機構２の吐出体積調整速度のための第２の制御回路９６が設けられている。

コントローラ８８は、Ｐ素子の形態の制御素子９８を有する。入力量として、目標吐出体積７０及び実際吐出体積４０が設けられている。実際吐出体積４０は、ＰＴ１フィルタの形態のフィルタを介して制御素子９８へ供給される。コントローラ８８の出力側においては、出力量として、操作量７２が設けられており、これは最小値形成器８０へ供給される。

コントローラ９０は、入力量として、実際出口圧力５２、実際ＬＳ圧力５６、目標圧力差１００及び目標圧力勾配１０２を有する。実際ＬＳ圧力５６と目標圧力差１００とは、加算素子１０４を介して１つの目標出口圧力となるように結合される。次いで、目標出口圧力は、反転ＰＴ１素子の形態の制御素子１０６へ供給され、この素子は、予想信号経過を推定する。次いで、目標出口圧力は、さらに制御素子１０８へ供給され、この素子は、さらなる入力量として目標圧力勾配１０２を有する。この場合、目標圧力勾配１０２は、設けられるべき最大可能勾配を予め設定する。次いで、制御素子１０８を介して、目標圧力勾配１０２により図１の圧力媒体供給装置１のダイナミクスを制御することができるように、予め設定された目標圧力勾配１０２によって目標出口圧力に作用が及ぼされる。例えば、この作用を、目標圧力勾配１０２が大きくなるにつれて、アキシャルピストン機構２の斜板がより高速に調整される、というようなものとすることができる。この場合に、逆に、目標勾配が小さくなるにつれて、アキシャルピストン機構２の斜板がより緩慢に調整される、ということが当てはまる。次いで、制御素子１０８の後、目標出口圧力は、ＰＩＤ素子の形態の制御素子１１０へ供給される。この場合に、制御素子１１０に対するさらなる入力量として、実際出口圧力５２が設けられている。制御素子１１０の出力量として操作量７５がもたらされ、これは最小値形成器８０へ供給される。

コントローラ９０の実際ＬＳ圧力５６は、加算素子１０４の手前において、可変ＰＴ１フィルタであるフィルタ１１２へ供給される。同様のことは、実際出口圧力についても当てはまり、これは、制御素子１１０の手前において、同様に、可変ＰＴ１フィルタの形態のフィルタ１１４へ供給される。フィルタ１１２及び１１４は、特に、圧力に依存する可変のフィルタ係数を有しており、これについては、上述の記載において詳細に説明している。

コントローラ９２は、入力量として、実際回転数８、実際吐出体積４０、実際出口圧力５２及び目標トルク１１６を有する。これらの入力量は、Ｐ素子の形態の制御素子１１８へ供給される。制御素子１１８の出力量として操作量７８が設けられており、これは最小値形成器８０へ供給される。制御素子１１８の後、操作量７８のために制御素子１２０が設けられており、これは制御素子１０６の場合のように反転ＰＴ１フィルタである。さらに、実際回転数、実際吐出体積４０及び実際出口圧力５２が、制御素子１１８へ供給される前に制御素子１２２へ供給される。制御素子１２２は、実際回転数８と実際吐出体積４０と実際出口圧力５２とに基づき実際トルク１２４を計算するために用いられる。この計算は、制御素子１２２の特性マップに基づき行われる。この特性マップは、制御素子１２２へ供給される実際出口圧力５２に依存している。さらに、制御素子１２２に、実際吐出体積４０が供給される。この場合に、特性マップを、選択的又は付加的に、実際吐出体積４０に依存させることができる。換言すれば、実際トルク１２４は、実際回転数８及び実際出口圧力５２及び／又は実際吐出体積４０から形成される。次いで、実際トルク１２４は引き続き、ＰＴ１素子の形態のフィルタ１２６へ供給され、その後、制御素子１１８に到達する。

さらに、実際吐出体積４０は、制御素子９８へ供給される前に、ＰＴ１素子の形態のフィルタ９９へ供給される。

最小値形成器８０は、操作量７２、７５及び７８から、目標吐出体積調整速度８２を形成する。これは制御素子１２８へ供給される。この制御素子１２８によって、圧力媒体供給装置１のダイナミクスに作用を及ぼすことができる。このために制御素子１２８に対するさらなる入力量として、調整可能な吐出体積調整速度既定値１３０が設けられている。例えば、吐出体積調整速度既定値１３０を用いることによって、この量１３０が大きくなるにつれてアキシャルピストン機構２の斜板をより高速に旋回させることができるように、さらに、この逆のことを行うことができるように、最小値形成器８０から出力された目標吐出体積調整速度８２に対し、制限を加えることができ及び／又は作用を及ぼすことができる。このようにすることによって、圧力媒体供給装置１のダイナミクスに対し、吐出体積調整速度既定値１３０の調整により、及び／又は、目標圧力勾配１０２の調整により、作用を及ぼすことができる。例えば、これによって、圧力媒体供給装置１を、種々の作業機械及び／又は種々の使用条件及び／又は種々の使用目的に合わせて、簡単でコストのかからない手法により整合させることができる。

制御素子１２８の後、最終的な目標吐出体積調整速度１３２が、第２の制御回路９６へ入力量として供給される。この第２の制御回路９６は、ＰＩ素子の形態の制御素子１３４を有する。制御素子１３４に対するさらなる入力量として、実際吐出体積調整速度８４が設けられている。これは、制御素子１３６において導出される実際吐出体積４０に基づく。その後、導関数即ち実際吐出体積調整速度が、ＰＴ１フィルタの形態のフィルタ１３８へ供給される。これに続き、反転ＰＴ１フィルタの形態の制御素子１４０が設けられており、その後、実際量８４が制御素子１３４へ供給される。第２の制御回路９６の制御素子１３４は出力量として、図１のパイロット弁１４に対する操作量１８を有する。これは加算素子１４２へ供給される。加算素子１４２に対するさらなる入力量として、予備制御値１４４が設けられている。この予備制御値１４４は、入力量として実際出口圧力５２を有する制御素子１５０の出力量である。次いで、実際出口圧力５２に基づき、予備制御値１４４が特定される。その後、加算素子１４２が、操作量１８と予備制御値１４４とを結合し、これによって、パイロット弁の中立電流が予備制御される。このようにすることにより、図１のパイロット弁１４に対する中立信号値が、圧力に依存して予め設定される。このことは、制御装置２０の負担がこの制御タスクに関して軽減される、という利点を有する。次いで、加算素子１４２の出力量として、パイロット弁１４に対する最終的な操作量１４６が設けられている。

ここで考えられることは、入力量として操作量１４６を有する図３に示されていない制御素子を、加算素子１４２の後段に配置することである。この操作量１４６は、制御素子により低周波信号と重畳され、その目的は、パイロット弁１４の弁スプールが動かなくなるのを回避するために、弁スプールが常に軸線方向の振動運動状態にあるようにすることである。この場合には、制御素子の出力量として、パイロット弁１４に対する最終的な操作量が設けられている。低周波信号との重畳を「ディザリング」と称することができる。ディザの目的は、弁スプールの小さい運動が維持されるようにして、パイロット弁１４のヒステリシスを低減することである。その際、システムに対する作用を回避するために、この運動が大きくなりすぎてはならない（例えば、パイロット弁１４が激しく振動しすぎると、旋回角度又は圧力にもこの運動が認められてしまう）。ディザ（周波数及び振幅）は、ヒステリシスが最小になるように、かつ、システムが励振されないように、最適化される。周波数が小さくなるにつれて、かつ、振幅が大きくなるにつれて、弁スプールがより良好に運動状態に保持される。ただし、小さい周波数は、重畳される「正弦波信号」の大きい周期時間をもたらす。これによって、この周期がまさに目標信号に対し逆向きに進む可能性がある、という問題が発生する。重畳されたディザが目標信号とは異なる方向に進むと、遅延させられた反応がもたらされ、このことは、ポンプ制御において不都合になる可能性がある。しかしながら、ここで可能であることは、圧力が高くなったときには、ディザ周波数を高め及び／又は振幅を下げることができる、ということである。なぜならば、圧力に基づきより良好な潤滑が行われ、パイロット弁１４のヒステリシスが低下するからである。これによって、逆相のディザの影響を低減することもでき、制御ダイナミクスが高められる。

図４には、制御装置２０に対する動作点に依存する制御パラメータが概略的に示されている。これは、例えば、アキシャルピストン機構２の出口圧力のためのコントローラ９０の増幅係数Ｋｐである。増幅係数Ｋｐは、例えば、制御素子１１０を介して制御装置２０へ供給される。図４によれば、制御素子１５２を介して、圧力媒体供給装置１の圧力媒体の温度１５４に依存して、増幅係数Ｋｐを計算することができる。温度は、例えば、センサを介して圧力導管２４内の圧力媒体から測定される。次いで、増幅係数Ｋｐが、例えば特性マップを介して特定される。選択的又は付加的に、制御素子１５６を介して増幅係数を実際回転数８に依存させることができる。この場合にも、増幅係数Ｋｐは、特性マップを介して特定される。選択的又は付加的に、制御素子１５８が設けられており、この制御素子１５８により実際出口圧力５２を介して増幅係数Ｋｐを特定することができ、その際にこれをやはり特性マップを介して行うことができる。さらに、選択的又は付加的に、目標圧力勾配１０２に基づき制御素子１６０を介して増幅係数Ｋｐを特定することができる。その際に目標圧力勾配１０２を、制御素子１６２を介して目標出口圧力７４から導出することができる。増幅係数Ｋｐが複数の制御素子１５２、１５６、１５８、１６０を介して特定される場合、増幅係数Ｋｐをそれぞれ出力側の制御素子１６４を介して結合することができ、次いで、最終的に制御素子１６４の出力量として出力することができる。

図５によれば、図４に示された制御素子１５２、１５６、１５８、１６０に対し、選択的又は付加的に、実際出口圧力５２を介して増幅係数Ｋｐを特定することができる。このために制御素子１６６が設けられており、次いで、この制御素子１６６において、実際出口圧力５２に基づき特性マップを介して増幅係数Ｋｐが特定される。このケースにおいては、実際出口圧力が大きくなるにつれて、増幅係数Ｋｐが大きくなる。コントローラ９０に対し、選択的又は付加的に、コントローラ８８及び／又は９２のためにも増幅係数Ｋｐを適用することができる。

図３の制御回路９４及び９６の少なくとも１つの信号又は信号の一部又は全ての信号の伝播時間の時間的整合が行われるようにすることも考えられ、その際に、特に、１つ又は複数の信号の位相ポジションを整合させることができる。このことを、例えば、制御素子１０６及び／又は１２０を介して行うことができる。

制御素子１５０において、予備制御値１４４を、好ましくはモデルベースで、パイロット弁１４における流動力及び／又はアクチュエータ１６の磁気特性及び／又はパイロット弁１４の弁スプールの制御エッジ特性及び／又は弁ばね２２のばね剛性を考慮して、特定することができる。

図６ａによれば、クローラショベルが示されており、これは、図６ｂによれば、圧力媒体供給装置を有している。これについては、図１を参照されたい。このクローラショベルは、ディーゼルユニットの形態の駆動ユニット４により駆動されるアキシャルピストン機構２を有する。主制御弁２６を介して、ハイドロリックシリンダ１６８、１７０、クローラショベルを動かすためのハイドロリック機構１７２、１７４、及び、ハイドロリック補助駆動部１７６への圧力媒体供給が制御される。この場合、クローラショベルは、オペレータ用のいくつかの入力手段１７８を有しており、これらは、ＣＡＮバス１８０に接続されている。さらに、ＣＡＮバス１８０には、圧力センサ１８２、１８４が接続されている。これらの圧力センサ１８２、１８４は、アキシャルピストン機構２の実際出口圧力を測定する。ハイドロリックシリンダ１６８、１７０の入力側には、それぞれ１つの安全弁が設けられており、これらの安全弁によって、流入導管が破損したときにハイドロリックシリンダ１６８、１７０が保護される。上記の記載において説明したように、制御装置２０を介して必要な入力量が捕捉され、特に、パイロット弁１４が制御される。これに加えて主制御弁２６は、ＣＡＮバス１８０を介して捕捉される入力手段１７８の信号に依存して制御される。

図７ａには、図７ｂによる圧力媒体供給装置を備えたテレハンドラが示されている。このテレハンドラは、２つのアキシャルピストン機構２及び１８６を有しており、これらは、ディーゼルユニットの形態の駆動ユニット４により、１つの共通の駆動軸を介して駆動される。アキシャルピストン機構２、１８６のパイロット弁は、上記の記載において説明したように、制御装置２０を介して制御される。アキシャルピストン機構１８６は、車輪ブレーキ１８８、操舵システム１９０及びパイロットオイル供給部１９２への圧力媒体供給のために用いられる。パイロットオイル供給部１９２は、主制御弁２６又は主制御弁ブロックのために設けられている。これらを介して、ハイドロリックシリンダ１６８、１７０、１９４、１９６への圧力媒体供給が制御される。さらに、使用されるハイドロリック機構１９８及びハイドロリック補助モータ１７６が、主制御弁２６を介して制御される。図６ａ及び図６ｂの実施形態に対応して、この場合においても、入力手段１７８が設けられており、これらは、ＣＡＮバス１８０によって、例えば制御装置２０に接続されている。ワイヤレスにより、例えば無線又はＷｉＦｉを介して、サーバ及び／又はコンピュータとの通信を実施する目的で、さらに、通信装置２００が設けられている。この場合には、例えば通信装置２００を介して、制御装置２０に対する入力量を整合させることができ、及び／又は、ソフトウェアを拡張若しくは更新することができる。これに加えて、圧力媒体供給装置１の状態に関する情報を含むデータを、通信装置２００を介して送信することができる。

図８ａによれば、図８ｂによる圧力媒体供給装置を備えた小型ショベルが示されている。この場合、ディーゼルユニットの形態の駆動ユニット４により駆動されるアキシャルピストン機構２が示されている。さらに、制御装置２０が示されており、この制御装置２０は、例えば、アキシャルピストン機構２の実際出口圧力を測定する圧力センサ２０２に接続されている。これに加えて、制御装置２０は、圧力センサ２０４に接続されており、圧力センサ２０４は、主制御弁２６又は主制御ブロックを介して最大負荷圧力を測定する。さらに、制御装置２０は、この制御装置２０を備えたアキシャルピストン機構２の斜板の旋回角度に対する距離検出器２０６に接続されている。これに加えて、パイロット弁１４が制御装置２０に接続されている。主制御弁２６には、５つのハイドロリックシリンダ２０８が接続されている。さらに、ハイドロリック機構１７２、１７４及びハイドロリック補助モータ１７６が接続されている。任意選択的に、パイロットオイル供給部１９２を設けることができる。入力手段１７８は、例えば、主制御弁２６をハイドロリック式に制御することができ、又は、ＣＡＮバス１８０を介して圧力媒体供給装置に接続することができる。

図９ａ及び図９ｂによれば、図１による圧力媒体供給装置１をファンシステムに適用する可能性が示されている。図９ａによれば、例えばディーゼルユニットの形態の駆動ユニット４を介して駆動されるアキシャルピストン機構２が設けられている。圧力センサ５０を介して、アキシャルピストン機構２の実際出口圧力が測定される。アキシャルピストン機構２を介して、ハイドロリック機構２１０の形態のファンモータが駆動される。他方、空気流を発生させる目的で、ハイドロリック機構２１０は翼２１２を駆動する。次いで、空気流を介して、冷却回路の冷却媒体が冷却される。制御装置２０を介して、パイロット弁１４を制御することができる。例えばＣＡＮバス１８０を介して、センサにより測定された１つ又は複数の温度を制御装置２０へ供給することができる。この温度を、例えば、冷却媒体導管２１４内の冷却媒体の温度及び／又は駆動ユニット４の温度及び／又は圧力媒体の温度とすることができる。上述の記載において説明したように、制御装置２０へさらなる入力量を供給することも考えられる。

Claims (15)

1. ハイドロリック開回路のためのハイドロリック圧力媒体供給装置であって、
   ハイドロリック機構（２）と調整機構（１２）とが設けられており、前記調整機構（１２）は、前記ハイドロリック機構（２）の吐出体積を調整するために操作ピストン（３６）を備えた操作シリンダ（３４）を有しており、前記調整機構（１２）は、電気的に比例制御可能なパイロット弁（１４）を有しており、
   制御にあたり前記操作ピストン（３６）に圧力媒体を供給するために、前記パイロット弁（１４）を介して、前記操作ピストン（３６）により制限される前記操作シリンダ（３４）の制御空間（３２）内における流入及び／又は流出を制御可能であり、
   電子制御装置（２０）が設けられており、前記電子制御装置（２０）は、入力量として、少なくとも、前記ハイドロリック機構（２）の目標出口圧力（７４）、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の目標吐出体積又は目標旋回角度（７０）を有しており、前記電子制御装置（２０）は、出力量として、前記パイロット弁（１４）に対する操作量を有しており、
   前記制御装置（２０）は、前記ハイドロリック機構（２）の実際出口圧力（５２）のための、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の実際吐出体積又は実際旋回角度（４０）のための第１の制御回路（６０）を有する、
   ハイドロリック開回路のためのハイドロリック圧力媒体供給装置において、
   前記制御装置（２０）は、前記第１の制御回路（６０）の下位に位置づけられた、前記ハイドロリック機構（２）の吐出体積調整速度又は旋回角度調整速度のための第２の制御回路（６２）を有しており、前記第２の制御回路（６２）は、入力量として、前記ハイドロリック機構の実際吐出体積調整速度又は実際旋回角度調整速度を有しており、前記第２の制御回路（６２）は、出力量として、前記パイロット弁（１４）に対する前記操作量（１８）を有しており、
   前記第１の制御回路（６０）から前記第２の制御回路（６２）へ、目標吐出体積調整速度又は目標旋回角度調整速度（８２）の形態で操作値（８２）が供給されることを特徴とする、
   ハイドロリック開回路のためのハイドロリック圧力媒体供給装置。
2. 前記制御装置（２０）の前記第１の制御回路（６０）は、前記ハイドロリック機構（２）の実際トルク（８）のために構成されており、前記制御装置（２０）に対する入力量として、目標トルク（７６）及び実際トルク（８）が設けられている、
   請求項１に記載の圧力媒体供給装置。
3. 前記第１の制御回路（６０）は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際出口圧力（５２）のために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際吐出体積又は実際旋回角度（４０）のために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際トルク（８）のために、それぞれ１つの操作量を出力し、
   前記制御装置（２０）は、出力された前記操作量（７２、７５、７８）に対する最小値形成器（８０）を備えた交番的な制御部を有する、
   請求項１又は２に記載の圧力媒体供給装置。
4. 前記第１の制御回路（６０）は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際出口圧力（５２）のために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際吐出体積又は実際旋回角度（４０）のために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際トルク（８）のために、Ｉ成分を含むコントローラ（１１０）を有しており、
   前記Ｉ成分を有する１つ又は複数のコントローラ（１１０）が非アクティブ状態のとき、前記Ｉ成分は、固定されており、又は、部分的に若しくは完全に引き下げられている、
   請求項３に記載の圧力媒体供給装置。
5. 前記第１の制御回路（６０）において前記実際出口圧力（５２）を制御するために、入力量として目標圧力勾配（１０２）が設けられている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
6. 当該圧力媒体供給装置の制御ダイナミクスを整合させるために、前記目標圧力勾配（１０２）を調整可能である、
   請求項５に記載の圧力媒体供給装置。
7. 前記目標出口圧力の変化を制限するために前記目標圧力勾配（１０２）が使用されている、
   請求項５又は６に記載の圧力媒体供給装置。
8. 前記制御装置（２０）に対する入力量として、吐出体積調整速度既定値又は旋回角度調整速度既定値（１３０）が設けられており、当該圧力媒体供給装置の制御ダイナミクスを整合させるために、前記吐出体積調整速度既定値又は旋回角度調整速度既定値（１３０）を調整可能である、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
9. 前記吐出体積調整速度既定値又は旋回角度調整速度既定値（１３０）は、制御素子（１２８）へ供給され、前記制御素子（１２８）は、さらなる入力量として、前記目標吐出体積調整速度又は目標旋回角度調整速度（８２）の形態で、前記第１の制御回路（６０）の操作値を有しており、
   前記制御素子（１２８）は、出力量として、前記第２の制御回路（９６）に対する最終的な目標吐出体積調整速度（１３２）を出力し、前記最終的な目標吐出体積調整速度（１３２）は、前記吐出体積調整速度既定値（１３０）により制限されている、
   請求項８に記載の圧力媒体供給装置。
10. 当該圧力媒体供給装置から圧力媒体の供給を受けている消費装置（１６８、１７０）の最大実際負荷圧力（５６）が、実際ロードセンシング（ＬＳ）圧力（５６）として捕捉されて、前記制御装置（２０）へ入力量として供給され、
    前記制御装置（２０）に対する入力量として、目標圧力差（１００）が設けられており、
    前記実際ＬＳ圧力（５６）と前記目標圧力差（１００）とから、前記制御装置（２０）に対する目標圧力が特定され、前記目標圧力は、前記第１の制御回路（６０）に対する入力量として設けられており、及び／又は、
    前記実際ＬＳ圧力（５６）は、前記消費装置（１６８、１７０）の一部又は全ての消費装置（１６８、１７０）から、対応する手段を介して捕捉され、
    前記制御装置（２０）において、前記実際ＬＳ圧力（５６）の最大値形成又は優先処理が行われる、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
11. 前記制御装置（２０）の少なくとも１つの入力量のために、又は、前記入力量の一部のために、又は、全ての入力量のために、フィルタ（９９、１１２、１１４、１２６、１３８）が設けられている、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
12. 前記ハイドロリック機構（２）の前記実際出口圧力（５２）を制御するために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の前記実際吐出体積（４０）を制御するために、及び／又は、前記ハイドロリック機構（２）の実際トルク（８）を制御するために、前記第１の制御回路（６０）に対し１つの又は個々の増幅係数（Ｋｐ）が設けられており、
    前記増幅係数（Ｋｐ）は、前記ハイドロリック機構（２）の実際温度（１５４）及び／又は実際回転数（８）及び／又は前記ハイドロリック機構（２）の前記実際出口圧力（５２）及び／又は前記ハイドロリック機構（２）の前記目標圧力勾配（１０２）に依存している、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
13. 前記パイロット弁（１４）の中立電流が、予備制御される、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
14. 前記パイロット弁（１４）の弁スプールが、前記弁スプールが一時的に又は常に軸線方向の振動運動を実施するように制御されており、前記振動運動の周波数及び振幅を、前記実際出口圧力に依存して制御可能である、
    請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の圧力媒体供給装置。
15. 前記第１及び第２の制御回路（６０、６２）によって前記パイロット弁（１４）が制御される、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のハイドロリック圧力媒体供給装置を用いた方法。