RU2776104C2 - Hydraulic system and control system for it - Google Patents

Hydraulic system and control system for it Download PDF

Info

Publication number
RU2776104C2
RU2776104C2 RU2020115521A RU2020115521A RU2776104C2 RU 2776104 C2 RU2776104 C2 RU 2776104C2 RU 2020115521 A RU2020115521 A RU 2020115521A RU 2020115521 A RU2020115521 A RU 2020115521A RU 2776104 C2 RU2776104 C2 RU 2776104C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic fluid
pressure
speed
control unit
actuator
Prior art date
Application number
RU2020115521A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020115521A (en
Inventor
Ари ЛАППАЛАЙНЕН
Мика САЛМАН
Юсси МАКИТАЛО
Питер СТАМБРО
Original Assignee
Норрхидро Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI20175884A external-priority patent/FI128622B/en
Application filed by Норрхидро Ой filed Critical Норрхидро Ой
Publication of RU2020115521A publication Critical patent/RU2020115521A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2776104C2 publication Critical patent/RU2776104C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydraulic equipment.
SUBSTANCE: hydraulic system contains: pressure line (40); pump (12); drive (22); valve device (38) made with the possibility of control of a flow of hydraulic fluid under pressure to drive (22); electronic control unit (30) made with the possibility of control of valve device (38) by means of control signal (32) proportional to the required speed of drive (10) at any given moment of time; pressure battery (26) made with the possibility of supply, together with pump (12), of hydraulic fluid under pressure to move drive (22); sensor (34, 36) made with the possibility of direct or indirect measurement of the amount of hydraulic fluid under pressure in pressure battery (26) at any given moment of time; setting devices made with the possibility of setting of setting signal (50) proportional to the required speed of drive (22) at any given moment of time. Electronic control unit (30) is made with the possibility of limitation of the target speed of drive (22), so that no to exceed the given maximum speed, which is proportional to the amount of hydraulic fluid under pressure in pressure battery (26). In the example, mentioned sensor (34, 36) is made with the possibility of measurement of pressure or amount of hydraulic fluid in pressure battery (26). In the example, the system is provided in a crane that can be included in a machine.
EFFECT: possibility of control of drive speed change, as a result of which rapid and uncontrolled speed reduction is eliminated, which gives an advantage of maximum use of energy stored in a pressure accumulator.
20 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Предлагаемое изобретение относится к системе, содержащей гидравлическую систему и систему управления для нее. Предлагаемое изобретение также относится к способу управления гидравлической системой.The present invention relates to a system containing a hydraulic system and a control system for it. The present invention also relates to a method for controlling a hydraulic system.

Уровень техникиState of the art

Гидравлические системы используют гидроаккумуляторы давления для приема и хранения гидравлической текучей среды под давлением. Гидравлическая текучая среда под давлением может быть возвращена из аккумулятора давления в гидравлическую систему, если требуется. Следовательно, заданное количество энергии может храниться в аккумуляторе давления, чтобы вернуться для использования в гидравлической системе, например в один или более гидравлических приводов. Объемный расход гидравлической текучей среды может быть передан из аккумулятора давления в привод, который может поддерживаться в движении посредством упомянутого объемного расхода из аккумулятора давления.Hydraulic systems use pressure accumulators to receive and store pressurized hydraulic fluid. Pressurized hydraulic fluid may be returned from the pressure accumulator to the hydraulic system if desired. Therefore, a given amount of energy may be stored in a pressure accumulator to be returned for use in a hydraulic system, such as one or more hydraulic actuators. The volume flow of hydraulic fluid can be transferred from the pressure accumulator to the actuator, which can be kept in motion by said volume flow from the pressure accumulator.

Заданное максимальное количество гидравлической текучей среды может храниться в аккумуляторе давления так, чтобы, например, перемещение привода не могло поддерживаться неограниченное время, поскольку аккумулятор давления будет изношен, и обычно при этом его давление будет снижаться. Исчерпание объемного расхода гидравлической текучей среды может привести к таким изменениям в поведении привода, которые неуправляемы или нежелательны, такие как резкое снижение скорости привода.A predetermined maximum amount of hydraulic fluid may be stored in the pressure accumulator so that, for example, actuator movement cannot be maintained indefinitely because the pressure accumulator would wear out and would normally be depressurised. Depletion of the volume flow of hydraulic fluid can lead to changes in drive behavior that are uncontrollable or undesirable, such as a sudden reduction in drive speed.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Гидравлическая система, образованная гидравлической системой согласно предлагаемому изобретению, и ее система управления будут заявлены в пункте 1 формулы изобретения. Некоторые примеры упомянутого изобретения будут представлены в других пунктах формулы изобретения.The hydraulic system formed by the hydraulic system according to the present invention and its control system will be claimed in paragraph 1 of the claims. Some examples of the said invention will be presented in other claims.

Система согласно предлагаемому изобретению, приводимая в действие гидравлически, содержит напорную линию, обеспечивающую гидравлическую текучую среду под давлением; насос, выполненный с возможностью подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию; привод, соединенный с напорной линией для приема гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии и для перемещения привода; клапанное устройство, выполненное с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии в привод и скоростью привода; электронный блок управления, выполненный с возможностью отслеживания и управления функциями системы, чтобы управлять клапанным устройством посредством управляющего сигнала, который пропорционален требуемой скорости привода в любой заданный момент времени; аккумулятор давления, присоединенный к напорной линии, из которой аккумулятор давления может принимать гидравлическую текучую среду под давлением и к которой аккумулятор давления может, одновременно с насосом, подавать гидравлическую текучую среду под давлением для работы привода; датчик, выполненный с возможностью измерения, непосредственно или опосредованно, количества гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления в любой заданный момент времени и выполненный с возможностью передачи измерительного сигнала, пропорционального упомянутому количеству гидравлической текучей среды под давлением, в электронный блок управления; и задающие устройства, выполненные с возможностью генерирования задающего сигнала и задания упомянутого управляющего сигнала пропорциональным скорости привода, требуемой в любой заданный момент времени.The hydraulically actuated system of the invention comprises a pressure line providing pressurized hydraulic fluid; a pump configured to supply pressurized hydraulic fluid to the pressure line; an actuator connected to the pressure line for receiving pressurized hydraulic fluid from the pressure line and for moving the actuator; a valve device configured to control the flow of pressurized hydraulic fluid from the pressure line to the actuator and the speed of the actuator; an electronic control unit configured to monitor and control system functions to control the valve device by means of a control signal that is proportional to a desired actuator speed at any given time; a pressure accumulator connected to a pressure line from which the pressure accumulator can receive pressurized hydraulic fluid and to which the pressure accumulator can, simultaneously with the pump, supply pressurized hydraulic fluid to operate the actuator; a sensor configured to measure, directly or indirectly, the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator at any given time and configured to transmit a measurement signal proportional to said amount of pressurized hydraulic fluid to the electronic control unit; and driver devices configured to generate a driver signal and set said control signal proportional to the drive speed required at any given time.

В предложенном изобретении упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода так, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, причем максимальная скорость пропорциональна количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In the proposed invention, said electronic control unit is configured to limit the target drive speed so as not to exceed a predetermined maximum speed, the maximum speed being proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.

В примере предлагаемого изобретения электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, которая пропорциональна не только вышеупомянутому количеству, но также давлению гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In an example of the invention, the electronic control unit is configured to limit the target drive speed to a maximum speed that is proportional not only to the above amount, but also to the pressure of the pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.

В примере согласно настоящему изобретению, электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, которая пропорциональна не только вышеупомянутому количеству и давлению, но также мощности, сгенерированной приводом в любой заданный момент времени.In the example according to the present invention, the electronic control unit is configured to limit the drive target speed to a maximum speed that is proportional not only to the above quantity and pressure, but also to the power generated by the drive at any given time.

В способе согласно предлагаемому изобретению, целевая скорость привода ограничена так, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, которая пропорциональна количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.In the method according to the invention, the target drive speed is limited so as not to exceed a predetermined maximum speed, which is proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator.

Система согласно предлагаемому изобретению может быть использована в кране, который содержит стрелу для подъема и перемещения грузов, или в машине, которая может быть использована для подъема или перемещения грузов. Упомянутая стрела выполнена с возможностью ее перемещения упомянутой системой. Упомянутая стрела может быть размещена на самоходной машине.The system according to the invention can be used in a crane that contains a boom to lift and move loads, or in a machine that can be used to lift or move loads. Said boom is movable by said system. Said boom can be placed on a self-propelled machine.

Гидравлическая система управления согласно предлагаемому изобретению имеет преимущество максимального использования энергии, хранящейся в аккумуляторе давления, исключая резкое изменение скорости привода, вызванное истощением аккумулятора давления.The hydraulic control system of the present invention has the advantage of maximizing the use of energy stored in the pressure accumulator, avoiding sudden changes in drive speed caused by depletion of the pressure accumulator.

Описание чертежейDescription of drawings

Предложенное изобретение будет описано более подробно далее, со ссылкой на сопроводительные чертежи.The proposed invention will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings.

Фигура 1 показывает принцип осуществления гидравлической системы и ее системы управления, в которой предлагаемое решение может быть использовано.Figure 1 shows the principle of the implementation of the hydraulic system and its control system, in which the proposed solution can be used.

Фигура 2 показывает принцип управления скоростью v привода системы по Фиг. 1, и задания его максимальной скорости vmax на основе количества V гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления.Figure 2 shows the principle of controlling the speed v of the drive system of FIG. 1 and setting its maximum speed vmax based on the amount V of the hydraulic fluid in the pressure accumulator.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Фигура 1 показывает пример гидравлической системы и системы управления для управления ею, где предлагаемое решение может быть использовано.Figure 1 shows an example of a hydraulic system and a control system to control it, where the proposed solution can be used.

Гидравлическая система согласно предлагаемому изобретению и ее система управления, другими словами система 10, содержит напорную линию 40, по меньшей мере один привод 22, по меньшей мере одно клапанное устройство 38 для управления объемным расходом гидравлической текучей среды, по меньшей мере один гидравлический аккумулятор 26 давления, по меньшей мере один датчик 34 и/или датчик 36, по меньшей мере один гидравлический насос 12 и электронный блок 30 управления, управляющий работой системы 10.The hydraulic system according to the invention and its control system, in other words system 10, comprises a pressure line 40, at least one actuator 22, at least one valve device 38 for controlling the volume flow of hydraulic fluid, at least one hydraulic pressure accumulator 26 , at least one sensor 34 and/or sensor 36, at least one hydraulic pump 12 and an electronic control unit 30 that controls the operation of the system 10.

Привод 22 может быть выполнен с возможностью перемещения груза 48, к которому привод прикладывает усилие, которое зависит от давления гидравлической текучей среды, подаваемого в привод 22, и от размера привода 22. Предпочтительно используется привод линейного перемещения, например гидравлический цилиндр, содержащий возвратно-поступательный поршень. Привод 22 выполнен с возможностью перемещения в двух противоположных направлениях X1 и X2. Когда гидравлическая текучая среда подается в привод 22, привод 22 или выдвигается и перемещается в направлении X1, или втягивается и перемещается в направлении X2. В примере, когда гидравлическая текучая среда отводится от привода 22, привод 22 перемещается в противоположном направлении по сравнению с ситуацией, в которой гидравлическая текучая среда подается в привод 22. Скорость привода 22, его поршня или груза 48 будет зависеть от размера привода 22 и объемного расхода гидравлической текучей среды, подаваемого в привод 22, то есть от потока гидравлической текучей среды в единицу времени, и объема привода 22.Actuator 22 may be configured to move a load 48 to which the actuator applies a force that depends on the pressure of the hydraulic fluid supplied to the actuator 22 and the size of the actuator 22. piston. The actuator 22 is movable in two opposite directions X1 and X2. When hydraulic fluid is supplied to actuator 22, actuator 22 either extends and moves in the X1 direction or retracts and moves in the X2 direction. In the example where hydraulic fluid is being diverted from actuator 22, actuator 22 moves in the opposite direction as when hydraulic fluid is supplied to actuator 22. The speed of actuator 22, its piston, or load 48 will depend on the size of actuator 22 and the displacement the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the actuator 22, that is, from the flow of the hydraulic fluid per unit time, and the volume of the actuator 22.

Привод 22 присоединен к напорной линии 40 для подачи гидравлической текучей среды под давлением в привод 22. Клапанные устройства, такие как клапанное устройство 20, могут быть присоединены к напорной линии 40 для ограничения давления гидравлической текучей среды в напорной линии 40 заданным максимальным значением.Actuator 22 is connected to pressure line 40 to supply pressurized hydraulic fluid to actuator 22. Valve devices, such as valve device 20, may be connected to pressure line 40 to limit the pressure of hydraulic fluid in pressure line 40 to a predetermined maximum value.

Привод 22 может являться [приводом] одностороннего действия или [приводом] двойного действия. Привод 22 может являться однокамерным, двухкамерным или многокамерным приводом. Для перемещения привода 22 гидравлическая текучая среда подается в одну или более камер привода 22 одновременно. Во время работы привода 22 гидравлическая текучая среда может выходить из одной или более камер привода 22 одновременно.The actuator 22 may be a single-acting [actuator] or a double-acting [actuator]. Actuator 22 may be a single chamber, double chamber or multi chamber actuator. To move actuator 22, hydraulic fluid is supplied to one or more actuator chambers 22 at the same time. During operation of actuator 22, hydraulic fluid may exit one or more actuator chambers 22 at the same time.

Насос 12 выполнен с возможностью подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию 40. Насос 12 присоединен к напорной линии 40 посредством, например, линии 44. Максимальный объемный расход и предельное давление гидравлической текучей среды, создаваемое насосом 12, будут зависеть от размера насоса 12.Pump 12 is configured to supply pressurized hydraulic fluid to pressure line 40. Pump 12 is connected to pressure line 40 via line 44, for example. .

Насос 12 является [насосом] с постоянным расходом или предпочтительно регулируемым поршневым насосом, в результате чего объемный расход, создаваемый насосом 12, может регулироваться, например, в пределах, ограниченных заданными минимальным и максимальным значениями. Насос 12 вращается двигателем 14. Двигатель 14 является, например, электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания.The pump 12 is a constant flow or preferably variable displacement pump, whereby the volumetric flow generated by the pump 12 can be controlled, for example, within predetermined minimum and maximum values. Pump 12 is rotated by motor 14. Motor 14 is, for example, an electric motor or an internal combustion engine.

Насос 12 снабжается гидравлической текучей средой из, например, резервуара 18 для гидравлической текучей среды.The pump 12 is supplied with hydraulic fluid from, for example, a reservoir 18 for hydraulic fluid.

Гидравлическая текучая среда возвращается обратно из привода 22 в, например, другую напорную линию 42, в которой давление гидравлической текучей среды ниже, чем в напорной линии 40. Напорная линия 42 также может быть использована в качестве линии резервуара, через которую гидравлическая текучая среда, возвращающаяся из привода 22, будет течь в резервуар 18. Резервуар 18 присоединен к напорной линии 40 посредством, например, линии 46.Hydraulic fluid returns from actuator 22 to, for example, another pressure line 42 in which the hydraulic fluid pressure is lower than pressure line 40. Pressure line 42 may also be used as a reservoir line through which hydraulic fluid returning from drive 22 will flow into tank 18. Tank 18 is connected to pressure line 40 via line 46, for example.

Система 10 может содержать клапанное устройство 20, посредством которого можно управлять доступом и потоком гидравлической текучей среды из насоса 12 в напорную линию 40, и наоборот. Клапанное устройство 20 может быть размещено, например, в линии 44. Клапанное устройство 20 также может быть выполнено с возможностью управления доступом и потоком гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в резервуар 18. Клапанное устройство 20 может содержать один или более регулирующих клапанов.The system 10 may include a valve arrangement 20 that can control the access and flow of hydraulic fluid from pump 12 to pressure line 40 and vice versa. Valve assembly 20 may be placed in line 44, for example. Valve assembly 20 may also be configured to control the access and flow of hydraulic fluid from pressure line 40 to reservoir 18. Valve assembly 20 may include one or more control valves.

Клапанное устройство 38 управляет потоком гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в привод 22, например в и из одной или более его камер. Предпочтительно, клапанное устройство 38 также выполнено с возможностью перекрытия соединения и объемного расхода между напорной линией 40 и приводом. Клапанное устройство 38 управляет объемным расходом гидравлической текучей среды, от которого, в свою очередь, зависит скорость привода 22. Максимальный объемный расход, зависящий от размера клапанного устройства 38, одновременно определяет максимальную скорость привода 22. Для регулирования объемного расхода клапанное устройство 38 предпочтительно выполнено с возможностью электронного управления.Valve arrangement 38 controls the flow of hydraulic fluid from pressure line 40 to actuator 22, such as to and from one or more of its chambers. Preferably, the valve arrangement 38 is also configured to shut off the connection and the volume flow between the pressure line 40 and the actuator. The valve arrangement 38 controls the volumetric flow of the hydraulic fluid, which in turn determines the speed of the actuator 22. The maximum volumetric flow, dependent on the size of the valve apparatus 38, simultaneously determines the maximum speed of the actuator 22. To control the volumetric flow, the valve apparatus 38 is preferably configured with possibility of electronic control.

Клапанное устройство 38 может содержать один или более регулирующих клапанов, которые могут, например, являться пропорциональным направляющим клапаном, который имеет электронное управление и чей объемный расход пропорционален управляющему сигналу, принимаемому клапанным устройством 38. Упомянутый регулирующий клапан является, например, пропорциональным двухходовым двухпозиционным направляющим регулирующим клапаном. Упомянутый регулирующий клапан может являться клапаном с обратной связью по положению, клапаном с обратной связью по усилию или клапаном с обратной связью по скорости. Для каждой камеры привода 22 один регулирующий клапан или несколько параллельных регулирующих клапанов обеспечены для подачи гидравлической текучей среды из напорной линии 40 в привод 20. Альтернативно, упомянутые параллельные регулирующие клапаны могут являться, например, направляющими клапанами включения/выключения или запорными клапанами.The valve device 38 may include one or more control valves, which may, for example, be a proportional directional valve that is electronically controlled and whose volumetric flow is proportional to the control signal received by the valve device 38. Said control valve is, for example, a proportional two-way two-position directional control valve. Said control valve may be a position feedback valve, a force feedback valve, or a speed feedback valve. For each actuator chamber 22, one control valve or multiple parallel control valves are provided to supply hydraulic fluid from pressure line 40 to actuator 20. Alternatively, said parallel control valves may be, for example, on/off directional valves or check valves.

Клапанное устройство 38 управляется электронным блоком 30 управления, который может содержать, например, один или более электронных плат управления для управления клапанным устройством 38. Работа блока 30 управления состоит в генерации управляющего сигнала 32, например токового сигнала, для управления клапанным устройством 38.The valve device 38 is controlled by an electronic control unit 30, which may include, for example, one or more electronic control boards for controlling the valve device 38. The operation of the control unit 30 is to generate a control signal 32, such as a current signal, to control the valve device 38.

Работа системы 10 отслеживается и управляется блоком 30 управления. Блок 30 управления предпочтительно является программируемым микропроцессорным устройством, которое исполняет один или более алгоритмов управления, хранящихся в его запоминающем устройстве, и выполняет вычислительные и логические функции. Блок 30 управления содержит интерфейс для подключения, например, сигналов, сгенерированных датчиками и устройствами управления, и для подключения управляющих сигналов, сгенерированных в блоке 30 управления. Упомянутые алгоритмы управления формируют, например на основе упомянутых сигналов, заданный управляющий сигнал в любой заданный момент времени. Блок 30 управления снабжен или может быть снабжен пользовательскими интерфейсными устройствами для управления работой блока 30 управления. Блок 30 управления может быть основан на программируемой логике или управляться компьютером под управлением управляющей программы или пользователя. Блок 30 управления может состоять из одного или нескольких отдельных устройств, или он может составлять распределенную систему, чьи различные части или устройства присоединены друг к другу или сообщаются друг с другом.The operation of the system 10 is monitored and controlled by the control unit 30 . The control unit 30 is preferably a programmable microprocessor device that executes one or more control algorithms stored in its storage device and performs computational and logic functions. The control unit 30 includes an interface for connecting, for example, signals generated by sensors and control devices, and for connecting control signals generated in the control unit 30 . Said control algorithms generate, for example, on the basis of said signals, a given control signal at any given time. The control unit 30 is or may be provided with user interface devices for controlling the operation of the control unit 30 . The control unit 30 may be based on programmable logic or controlled by a computer under the control of a control program or a user. The control unit 30 may consist of one or more separate devices, or it may constitute a distributed system whose various parts or devices are connected to or communicate with each other.

Управляющий сигнал 32 зависит от, например, скорости привода 22 или объемного расхода, который подлежит осуществлению клапанным устройством 38 в любой заданный момент времени. При генерировании упомянутого управляющего сигнала 32 может быть использован контроллер, такой как ПИД-контроллер, который применяется в блоке 30 управления и основан, например, на обратной связи по положению, обратной связи по усилию или обратной связи по скорости. Для [целей] управления система 10 может содержать датчики для измерения скорости привода 22 и для передачи упомянутого измерительного сигнала в блок 30 управления.The control signal 32 depends on, for example, the speed of the actuator 22 or the volumetric flow to be carried out by the valve device 38 at any given time. When generating said control signal 32, a controller may be used, such as a PID controller, which is used in control unit 30 and is based on, for example, position feedback, force feedback, or speed feedback. For control purposes, the system 10 may include sensors for measuring the speed of the drive 22 and for transmitting said measurement signal to the control unit 30.

Система 10 также может содержать одно или более устройств 24 управления, присоединенных к блоку 30 управления с целью управления системой 10, например приводом 22 в ней. Устройство 24 управления является в одном примере рычагом управления, например, с ручным управлением. Рычаг управления приводится в действие пользователем. Устройство 24 управления выполнено с возможностью генерации задающего сигнала 50, зависящего от положения устройства 24 управления, например наклона рычага управления. Упомянутый задающий сигнал 50 является входным сигналом для блока 30 управления.The system 10 may also include one or more control devices 24 connected to the control unit 30 for the purpose of controlling the system 10, such as the drive 22 therein. The control device 24 is in one example a control lever, eg manually operated. The control lever is operated by the user. The control device 24 is configured to generate a driving signal 50 dependent on the position of the control device 24, such as the tilt of a control lever. Said setting signal 50 is the input signal for the control unit 30 .

Альтернативно, упомянутый задающий сигнал 50 может быть введен при помощи устройств ввода, которые могут включать в себя, например, блок 30 управления или его часть, устройство, присоединенное к блоку 30 управления, или вышеописанное устройство 24 управления. В блоке 30 управления, задающий сигнал 50 может быть введен вручную посредством пользовательских интерфейсных устройств блока 30 управления, или он может быть сгенерирован программным обеспечением посредством запуска алгоритмов управления для воздействия на скорость привода 22.Alternatively, said driving signal 50 may be input by means of input devices, which may include, for example, the control unit 30 or part thereof, a device attached to the control unit 30, or the control unit 24 described above. In the control unit 30, the command signal 50 may be entered manually through the user interface devices of the control unit 30, or it may be generated by software by running control algorithms to affect the speed of the drive 22.

Например, устройство 24 управления используется, чтобы управлять скоростью привода 22 так, чтобы скорость привода 22 была различна в различных положениях устройства 24 управления или рычага управления. Требуемая скорость привода 22 пропорциональна положению устройства 24 управления или рычага управления. Алгоритм управления блока 30 управления выполнен с возможностью управления клапанным устройством 38 на основе задающего сигнала 50 так, чтобы была достигнута требуемая скорость привода 22.For example, the control device 24 is used to control the speed of the drive 22 so that the speed of the drive 22 is different in different positions of the control device 24 or control lever. The required speed of the drive 22 is proportional to the position of the control device 24 or the control lever. The control algorithm of the control unit 30 is configured to control the valve device 38 based on the driving signal 50 so that the required speed of the drive 22 is achieved.

Аккумулятор 26 давления присоединен к напорной линии 40, из которой аккумулятор 26 давления может принимать гидравлическую текучую среду под давлением, и в которую аккумулятор 26 давления отдает гидравлическую текучую среду под давлением. Аккумулятор 26 давления имеет заданный эффективный объем, зависящий от его размера и пропорциональный максимальному количеству гидравлической текучей среды, которая может быть подана из аккумулятора 26 давления в напорную линию 40, например за данный период времени.The pressure accumulator 26 is connected to a pressure line 40 from which the pressure accumulator 26 can receive pressurized hydraulic fluid and to which the pressure accumulator 26 delivers pressurized hydraulic fluid. The pressure accumulator 26 has a predetermined effective volume depending on its size and proportional to the maximum amount of hydraulic fluid that can be supplied from the pressure accumulator 26 to the pressure line 40, for example, in a given period of time.

Аккумулятор 26 давления может являться грузовым аккумулятором, пружинным аккумулятором или предпочтительно газогидравлическим аккумулятором. Упомянутый газогидравлический аккумулятор является аккумулятором баллонного типа или аккумулятором мембранного типа, или предпочтительно аккумулятором поршневого типа. Для газогидравлического аккумулятора типично, что давление гидравлической текучей среды, содержащееся в нем, снижается по мере уменьшения количества упомянутой гидравлической текучей среды.The pressure accumulator 26 may be a cargo accumulator, a spring accumulator, or preferably a gas-hydraulic accumulator. Said gas-hydraulic accumulator is a bladder-type accumulator or a membrane-type accumulator, or preferably a piston-type accumulator. For a gas-hydraulic accumulator, it is typical that the pressure of the hydraulic fluid contained therein decreases as the amount of said hydraulic fluid decreases.

При необходимости, на основе вышеупомянутой зависимости, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления может быть оценено посредством измерения давления упомянутой гидравлической текучей среды, например, в линии, к которой аккумулятор 26 давления присоединен, такой как напорная линия 40.If necessary, based on the above relationship, the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 can be estimated by measuring the pressure of said hydraulic fluid, for example, in the line to which the pressure accumulator 26 is connected, such as the pressure line 40.

Для зарядки аккумулятор 26 давления может быть снабжен гидравлической текучей средой под давлением. Аккумулятор 26 давления имеет такие размеры, например, чтобы принимать гидравлическую текучую среду, когда давление гидравлической линии 40 равно или превышает заданное минимальное давление. Размер газогидравлического аккумулятора основан, например, на давлении предварительной зарядки газа, используемого в аккумуляторе давления. Упомянутое минимальное давление выбрано, например, меньше давления, преобладающего в напорной линии 40, например, когда груз 48 перемещается приводом 22 или когда привод 22 неподвижен.For charging, the pressure accumulator 26 may be provided with pressurized hydraulic fluid. The pressure accumulator 26 is sized, for example, to receive hydraulic fluid when the pressure of the hydraulic line 40 equals or exceeds a predetermined minimum pressure. The size of the gas-hydraulic accumulator is based, for example, on the precharge pressure of the gas used in the pressure accumulator. Said minimum pressure is chosen to be, for example, less than the pressure prevailing in the pressure line 40, for example when the weight 48 is moved by the drive 22 or when the drive 22 is stationary.

Напорная линия 40 может быть снабжена датчиком 36, выполненным с возможностью измерения давления гидравлической текучей среды, содержащейся в напорной линии 40. Система 10 также может содержать другие датчики, которые измеряют давление гидравлической текучей среды и присоединены к блоку 30 управления, например для измерения давления в напорной линии 40.The pressure line 40 may be provided with a sensor 36 configured to measure the pressure of the hydraulic fluid contained in the pressure line 40. The system 10 may also include other sensors that measure the pressure of the hydraulic fluid and are connected to the control unit 30, for example, to measure the pressure in pressure line 40.

Датчик 36 генерирует измерительный сигнал 16, который является, например, электронным, причем измерительный сигнал 16 пропорционален измеренному давлению. Сигнал является, например, токовым сигналом. Датчик 36 присоединен к блоку 30 управления для передачи измерительного сигнала 16 блоку 30 управления, где измерительный сигнал 16 является входным сигналом для алгоритма управления.The sensor 36 generates a measurement signal 16 which is, for example, electronic, the measurement signal 16 being proportional to the measured pressure. The signal is, for example, a current signal. The sensor 36 is connected to the control unit 30 for transmitting the measurement signal 16 to the control unit 30, where the measurement signal 16 is the input signal to the control algorithm.

На основе измерительного сигнала 16, сгенерированного датчиком 36, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления может быть измерено опосредованно путем измерения давления в напорной линии 40. Блок 30 управления выполнен с возможностью установления количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления из, например, свойств аккумулятора 26 давления и упомянутого давления. В упомянутом установлении блок 30 управления может учитывать, например, известное поведение изменений, например, адиабатическое изменение, давления предварительной зарядки или объема газа в аккумуляторе 26 давления. В аккумуляторе 26 давления давление газа следует за давлением гидравлической текучей среды, которое, в свою очередь, склонно следовать за давлением в напорной линии 40, и объем газа, в свою очередь, зависит от давления газа.Based on the measurement signal 16 generated by the sensor 36, the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 can be measured indirectly by measuring the pressure in the pressure line 40. The control unit 30 is configured to determine the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator from, for example, properties of the accumulator 26 pressure and said pressure. In said setting, the control unit 30 can take into account, for example, a known behavior of changes, such as an adiabatic change, of the precharge pressure or of the gas volume in the pressure accumulator 26 . In the pressure accumulator 26, the gas pressure follows the pressure of the hydraulic fluid, which in turn tends to follow the pressure in the pressure line 40, and the gas volume, in turn, depends on the gas pressure.

В альтернативном варианте предлагаемого изобретения система 10 содержит датчик 34, присоединенный к аккумулятору 26 давления и выполненный с возможностью непосредственного или опосредованного измерения количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Датчик 34 может быть выполнен с возможностью измерения количества гидравлической текучей среды, например опосредованно, на основе измеренного положения подвижной части аккумулятора 26 давления, зависящего от количества гидравлической текучей среды. Упомянутая часть может являться, например, баллоном баллонного аккумулятора, мембраной мембранного аккумулятора или предпочтительно поршнем поршневого аккумулятора. Работа датчика 34 может быть основана на бесконтактном измерении, датчике линейного перемещения или устройстве с канатной тягой.In an alternative embodiment of the present invention, system 10 includes a sensor 34 coupled to pressure accumulator 26 and configured to directly or indirectly measure the amount of hydraulic fluid in pressure accumulator 26. The sensor 34 may be configured to measure the amount of hydraulic fluid, for example indirectly, based on the measured position of the movable part of the pressure accumulator 26 as a function of the amount of hydraulic fluid. Said part may be, for example, a bladder of a bladder accumulator, a diaphragm of a diaphragm accumulator, or preferably a piston of a piston accumulator. The operation of the sensor 34 may be based on a non-contact measurement, a linear displacement sensor, or a cable-drawn device.

Датчик 34 генерирует измерительный сигнал 28, который является, например, электронным, причем измерительный сигнал 28 пропорционален количеству гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления или вышеупомянутому измеренному положению. Сигнал является, например, токовым сигналом. Датчик 34 присоединен к блоку 30 управления для передачи измерительного сигнала 28 блоку 30 управления, где измерительный сигнал 28 является входным сигналом для алгоритма управления. Датчик 34 или блок 30 управления и его алгоритм управления может установить количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, пропорциональное упомянутому измеренному положению.The sensor 34 generates a measurement signal 28, which is, for example, electronic, the measurement signal 28 being proportional to the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator or to the aforementioned measured position. The signal is, for example, a current signal. The sensor 34 is connected to the control unit 30 for transmitting the measurement signal 28 to the control unit 30, where the measurement signal 28 is the input signal to the control algorithm. The sensor 34 or control unit 30 and its control algorithm can set the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 proportional to said measured position.

При помощи датчика 34 может быть простым образом достигнут точный измерительный сигнал 28, когда неопределенности, относящиеся к измерению давления и поведению газа, подлежат исключению.By means of the sensor 34, an accurate measurement signal 28 can be achieved in a simple manner when the uncertainties relating to the pressure measurement and the behavior of the gas are to be eliminated.

Аккумулятор 26 давления и насос 12 выполнены с возможностью подачи гидравлической текучей среды в привод 22 посредством напорной линии 40 и клапанного устройства 38 одновременно для перемещения привода 22. Таким образом давление гидравлической текучей среды, согласно первому примеру, имеет достаточную величину, чтобы перемещать по меньшей мере привод 22 и также груз 48 при необходимости. Величина груза 48 может быть различной или изменяться в различных ситуациях, в результате чего усилие, требуемое для его перемещения, может изменяться. Когда привод 22 и груз 48 неподвижны, давление может повыситься вплоть до максимального значения, заданного для напорной линии 40, и аккумулятор 26 давления может быть заряжен гидравлической текучей средой под давлением. Альтернативно, при достаточном повышении давления во время перемещения привода 22 и груза 48 аккумулятор 26 давления может быть заряжен гидравлической текучей средой под давлением.The pressure accumulator 26 and the pump 12 are configured to supply hydraulic fluid to the actuator 22 via the pressure line 40 and the valve device 38 simultaneously to move the actuator 22. Thus, the pressure of the hydraulic fluid, according to the first example, is of sufficient magnitude to move at least drive 22 and also load 48 if necessary. The amount of load 48 may vary or change in different situations, so that the force required to move it may vary. When actuator 22 and weight 48 are stationary, pressure can rise up to the maximum value set for pressure line 40 and pressure accumulator 26 can be charged with pressurized hydraulic fluid. Alternatively, with a sufficient pressurization during movement of actuator 22 and load 48, pressure accumulator 26 may be charged with pressurized hydraulic fluid.

Максимальный общий объемный расход, создаваемый аккумулятором 26 давления и насосом 12, будет определять максимальную скорость привода 22, поскольку объемный расход представляет собой количество гидравлической текучей среды, текущее в единицу времени. В предлагаемом решении максимальный объемный расход, создаваемый насосом 12, меньше упомянутого максимального общего объемного расхода. В примере, максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, составляет 80%, 60%, 40% или 20% упомянутого максимального общего объемного расхода или меньше.The maximum total volume flow generated by pressure accumulator 26 and pump 12 will determine the maximum speed of drive 22, since volume flow is the amount of hydraulic fluid flowing per unit time. In the proposed solution, the maximum volumetric flow generated by the pump 12 is less than the mentioned maximum total volumetric flow. In an example, the maximum volume flow generated by pump 12 is 80%, 60%, 40%, or 20% of said maximum total volume flow or less.

Скорость привода 22 управляется так, чтобы быть меньше упомянутой максимальной скорости путем использования клапанного устройства 38, которое управляется управляющим сигналом 32, сгенерированным блоком 30 управления на основе, например, задающего сигнала 50.The speed of the actuator 22 is controlled to be less than said maximum speed by using a valve device 38 which is controlled by a control signal 32 generated by the control unit 30 based on, for example, a command signal 50.

Аккумулятор 26 давления может находиться в состоянии, в котором общее количество гидравлической текучей среды в нем меньше количества гидравлической текучей среды, подлежащего подаче из аккумулятора 26 давления в привод 22, для перемещения привода 22 на требуемое или заданное расстояние с требуемой скоростью под управлением клапанного устройства 38 и, например, задающего сигнала 50.The pressure accumulator 26 may be in a state in which the total amount of hydraulic fluid therein is less than the amount of hydraulic fluid to be supplied from the pressure accumulator 26 to the actuator 22 to move the actuator 22 a desired or predetermined distance at a desired speed under the control of the valve device 38 and, for example, the setting signal 50.

В предложенном изобретении максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, имеет такую величину, чтобы быть меньше объемного расхода гидравлической текучей среды, подлежащей подаче из напорной линии 40 в привод 22 для перемещения привода 22 с максимальной скоростью. В примере, максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, имеет возможность генерировать 80%, 60%, 40% или 20% упомянутой максимальной скорости или меньше.In the present invention, the maximum volume flow generated by pump 12 is set to be less than the volume flow of hydraulic fluid to be supplied from pressure line 40 to drive 22 to move drive 22 at maximum speed. In an example, the maximum volume flow generated by the pump 12 is capable of generating 80%, 60%, 40%, or 20% of said maximum speed or less.

Система 10 может находиться в вышеописанной ситуации, в которой общее количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления недостаточно для обеспечения полного требуемого расстояния перемещения привода 22. Таким образом, по мере истощения аккумулятора 26 давления, скорость привода 22 может резко и неуправляемо снижаться относительно требуемой скорости, после чего перемещение привода 22 будет продолжено на скорости, зависящей от объемного расхода, создаваемого насосом 12.The system 10 may be in the situation described above, in which the total amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 is insufficient to provide the full required travel distance of the actuator 22. Thus, as the pressure accumulator 26 is depleted, the speed of the actuator 22 may decrease abruptly and uncontrollably from the desired speed. , after which the movement of the drive 22 will continue at a speed depending on the volume flow generated by the pump 12.

В предложенном изобретении, цель состоит в исключении вышеописанной проблемы.In the present invention, the aim is to avoid the problem described above.

В предложенном изобретении, количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления в любой заданный момент времени управляется блоком 30 управления путем использования датчика 34 и/или датчика 36, как описано выше.In the present invention, the amount of hydraulic fluid in pressure accumulator 26 at any given time is controlled by control unit 30 using sensor 34 and/or sensor 36 as described above.

Блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения максимальной скорости привода 22 максимальным значением, пропорциональным количеству гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Следовательно, скорость привода 22 может управляться так, чтобы принимать только такое значение или величину, чтобы упомянутая скорость, при своем максимальном значении, была равна или меньше упомянутого максимального значения. Скорость привода 22 управляется клапанным устройством 38 и, например, задающим сигналом 50, как описано выше.The control unit 30, under the control of the control algorithm, is configured to limit the maximum speed of the actuator 22 to a maximum value proportional to the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 . Therefore, the speed of the drive 22 can be controlled to take on only such a value or magnitude that said speed, at its maximum value, is equal to or less than said maximum value. The speed of the drive 22 is controlled by the valve device 38 and, for example, by the driving signal 50, as described above.

Поскольку ограничение основано только на количестве гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, в части управления достигается простота работы.Since the limitation is based only on the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26, ease of operation is achieved in the control part.

Таким образом, когда используется вышеописанное ограничение, задающий сигнал 50 не может быть использован для регулирования скорости привода 22 до значения, которое превышает вышеупомянутое максимальное значение. Блок 30 управления управляет клапанным устройством 38 таким образом, что управляющий сигнал 32, сгенерированный блоком 30 управления и алгоритм управления теперь зависят не только от задающего сигнала 50, но также от количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, в свою очередь, измеряется датчиком 34 и/или датчиком 36.Thus, when the above-described limitation is used, the driving signal 50 cannot be used to control the speed of the drive 22 to a value that exceeds the above-mentioned maximum value. The control unit 30 controls the valve device 38 in such a way that the control signal 32 generated by the control unit 30 and the control algorithm now depend not only on the command signal 50, but also on the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26. The amount of hydraulic fluid in pressure accumulator 26 is in turn measured by sensor 34 and/or sensor 36.

Если система 10 содержит устройство 24 управления, заданное положение устройства 24 управления будет генерировать заданный задающий сигнал 50. Таким образом, когда используется вышеописанное ограничение, данное положение устройства 24 управления будет приводить к такой скорости привода 22, которая может быть меньше скорости, получаемой при таком же положении в ситуации, в которой вышеописанное ограничение не используется. В такой ситуации, пользователь устройства 24 управления будет обнаруживать замедление привода 22, даже если пользователь не будет изменять положение устройства 24 управления.If the system 10 includes a controller 24, the specified position of the controller 24 will generate the desired command signal 50. Thus, when the above-described limitation is used, the given position of the controller 24 will result in a speed of the actuator 22 that may be less than the speed obtained with such the same position in a situation in which the above limitation is not used. In such a situation, the user of the control device 24 will detect the deceleration of the drive 22 even if the user does not change the position of the control device 24.

Посредством вышеописанного ограничения, возможно управлять изменением скорости привода 22, в результате чего резкое и неуправляемое снижение скорости, как описано выше, исключено.By the above-described limitation, it is possible to control the change in speed of the drive 22, whereby a sudden and uncontrolled speed reduction as described above is prevented.

Объемный расход, подаваемый аккумулятором 26 давления в привод 22, будет зависеть от размера соединений, напорной линии 40 и клапанного устройства 38, такого как номинальный размер регулирующего клапана. В вышеописанном способе, когда ограничение не используется, клапанное устройство 38 может управляться так, чтобы поток гидравлической текучей среды не ограничивался, и/или расходное(-ые) отверстие(-ия) одного или более регулирующих клапанов в нем было (были) максимальным(-ими). Когда ограничение используется, клапанное устройство 38 управляется так, чтобы поток гидравлической текучей среды ограничивался, и/или расходное(-ые) отверстие(-ия) одного или более регулирующих клапанов в нем было (были) выполнено(-ы) меньшим(-ими).The volumetric flow supplied by pressure accumulator 26 to actuator 22 will depend on the size of the connections, pressure line 40, and valve arrangement 38, such as the nominal size of the control valve. In the method described above, when restriction is not used, valve arrangement 38 may be controlled such that hydraulic fluid flow is not restricted and/or the orifice(s) of one or more control valves therein is (are) at maximum( -them). When restriction is in use, valve assembly 38 is controlled such that hydraulic fluid flow is restricted and/or the flow port(s) of one or more control valves therein are(are) made smaller(s). ).

Согласно примеру предлагаемого изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения скорости привода 22 вышеописанным образом, учитывая количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, а также давление гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления. Упомянутое давление определяется, например, датчиком 36.According to an example of the invention, the control unit 30, under the control of the control algorithm, is configured to limit the speed of the actuator 22 in the manner described above, taking into account the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26, as well as the pressure of the hydraulic fluid in the pressure accumulator 26. Said pressure is determined, for example, by sensor 36.

На основе упомянутого количества и давления, блок 30 управления устанавливает количество энергии, хранящейся в аккумуляторе 26 давления. Аккумулятор 26 давления подает энергию на основе его количества гидравлической текучей среды под давлением, которое может быть подано в данный момент времени и при данном объемном расходе. Целью является гарантия подачи энергии также путем ограничения мощности привода 22 так, чтобы его скорость одновременно ограничивалась требуемым образом. Скорость может быть определена, например, на основе усилия, генерируемого приводом 22, которое, в свою очередь, зависит от давления и размера привода 22.Based on said amount and pressure, the control unit 30 sets the amount of energy stored in the pressure accumulator 26 . The pressure accumulator 26 supplies energy based on its amount of pressurized hydraulic fluid that can be supplied at a given time and at a given volumetric flow rate. The aim is to ensure that power is supplied also by limiting the power of the drive 22 so that its speed is simultaneously limited as required. The speed can be determined, for example, based on the force generated by the actuator 22, which in turn depends on the pressure and size of the actuator 22.

Следовательно, в примере предложенного изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения скорости привода 22 вышеописанным образом, учитывая количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, давление гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, а также давление, сгенерированное приводом 22. Упомянутое усилие определяется, например, датчиком или упомянутым давлением, когда размер привода известен.Therefore, in an example of the proposed invention, the control unit 30, under the control of the control algorithm, is configured to limit the speed of the actuator 22 in the manner described above, taking into account the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26, the pressure of the hydraulic fluid in the pressure accumulator 26, and the pressure generated actuator 22. Said force is determined, for example, by a sensor or said pressure when the actuator size is known.

В примере предложенного изобретения, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью ограничения максимальной скорости привода 22 максимальным значением, которое уменьшается, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления уменьшается; другими словами, она [скорость] тем ниже, чем меньше количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления.In an example of the proposed invention, the control unit 30, under the control of the control algorithm, is configured to limit the maximum speed of the drive 22 to a maximum value that decreases when the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 decreases; in other words, it [speed] the lower, the smaller the amount of hydraulic fluid in the accumulator 26 pressure.

В примере предложенного изобретения, вышеописанное ограничение применяется в качестве способа, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления снизилось до значения, равного или меньшего, чем заданное предельное значение.In the example of the present invention, the above-described limitation is applied as a method when the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 has decreased to a value equal to or less than a predetermined limit value.

В примере, упомянутое заданное предельное значение количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления составляет 3%, 5%, 10%, 15%, 20% или 25% полезной вместимости аккумулятора 26 давления или максимального количества гидравлической текучей среды, которое может быть подано из аккумулятора 26 давления.In an example, said predetermined limit of the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 is 3%, 5%, 10%, 15%, 20% or 25% of the usable capacity of the pressure accumulator 26 or the maximum amount of hydraulic fluid that can be supplied from accumulator 26 pressure.

В примере, и дополнительно к тому, что было описано выше, блок 30 управления, под управлением алгоритма управления, выполнен с возможностью снижения максимальной скорости привода 22, при ее минимальном значении, до максимального значения, пропорционального объемному расходу, создаваемому насосом 12, например, равного или меньшего, чем максимальный объемный расход, создаваемый насосом 12.In the example, and in addition to what has been described above, the control unit 30, under the control of the control algorithm, is configured to reduce the maximum speed of the drive 22, at its minimum value, to a maximum value proportional to the volume flow generated by the pump 12, for example, equal to or less than the maximum volume flow generated by the pump 12.

Вышеописанная пропорциональность может быть основана на функции, основанной на количестве гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления, или она прямолинейно ниспадает или следует форме ниспадающей кривой, ввиду упомянутого количества гидравлической текучей среды, которое уменьшается.The above proportionality may be based on a function based on the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26, or it falls straight down or follows the shape of a falling curve due to said amount of hydraulic fluid being reduced.

Фигура 2 изображает на примере управление скоростью v привода 22 в системе 10 и определение максимальной скорости vmax, заданной для нее, основанной на количестве V гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления.Figure 2 depicts, by way of example, controlling the speed v of the actuator 22 in the system 10 and determining the maximum speed vmax given to it based on the amount V of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 .

В примере по Фиг. 2 вышеописанная пропорциональность (смотри диапазон Q1+f(Q2)) прямолинейна; другими словами, она основана на функции. Упомянутая пропорциональность также может быть основана на функции, которая не является прямолинейной. Когда количество V гидравлической текучей среды имеет значение Vx, согласно предложенному изобретению, может быть установлено, что скорость v привода 22 имеет максимальное значение vmax. Таким образом, в таком диапазоне, также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения.In the example of FIG. 2 the above proportionality (see range Q1+f(Q2)) is straight forward; in other words, it is based on a function. Said proportionality can also be based on a function that is not linear. When the amount V of the hydraulic fluid has a value of Vx, according to the proposed invention, it can be determined that the speed v of the drive 22 has a maximum value of vmax. Thus, within such a range, speeds of the drive 22 that are less than the predetermined maximum value are also allowed.

В примере по Фиг. 2 также реализовано то, что вышеописанное ограничение применяется в качестве способа, когда количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления уменьшилось до уровня, равного или меньшего, чем заданное предельное значение. Когда ограничение не используется (смотри диапазон Q1+Q2), максимальное значение vmax скорости будет определяться, при ее максимальном значении, согласно общему объемному расходу, создаваемому насосом 12 и аккумулятором 26 давления вместе. Таким образом, в таком диапазоне, также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения.In the example of FIG. 2, it is also realized that the above-described limitation is applied as a method when the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 has decreased to a level equal to or less than a predetermined limit value. When the limit is not used (see range Q1+Q2), the maximum value vmax of the speed will be determined, at its maximum value, according to the total volumetric flow produced by the pump 12 and the pressure accumulator 26 together. Thus, within such a range, speeds of the drive 22 that are less than the predetermined maximum value are also allowed.

В примере по Фиг. 2 после того, как количество гидравлической текучей среды в аккумуляторе 26 давления существенно уменьшилось или израсходовалось, вышеописанное ограничение также применяется так, чтобы максимальная скорость привода 22 снизилась, при ее минимальном значении, до максимального значения, пропорционального максимальному объемному расходу, создаваемому насосом 12 (смотри диапазон Q1). В этом диапазоне также допустимы такие скорости привода 22, которые меньше заданного максимального значения. В этом случае, упомянутые скорости основаны только на объемном расходе, создаваемом насосом 12.In the example of FIG. 2 after the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator 26 has been substantially reduced or used up, the above limitation is also applied so that the maximum speed of the actuator 22 is reduced, at its minimum value, to a maximum value proportional to the maximum volumetric flow generated by the pump 12 (see range Q1). Within this range, speeds of the drive 22 that are less than the specified maximum value are also allowed. In this case, the mentioned speeds are based only on the volumetric flow generated by the pump 12.

В примере по Фиг. 2 символ Q1 обозначает максимальный объемный расход, образуемый насосом 12, и символ Q2 обозначает объемный расход, создаваемый аккумулятором 26 давления и подаваемый в привод 22.In the example of FIG. 2, the symbol Q1 denotes the maximum volume flow generated by the pump 12, and the symbol Q2 denotes the volume flow generated by the pressure accumulator 26 and supplied to the actuator 22.

Вышеописанная гидравлическая система и ее система управления могут быть использованы в различных кранах для подъема и/или перемещения грузов. Для этого кран может быть снабжен стрелой, которая может быть выполнена с возможностью поворота в боковых направлениях посредством механизма поворота. Стрела может содержать подъемную стрелу, которая может являться телескопической. Стрела также может содержать перемещающую стрелу, которая шарнирно присоединена к подъемной стреле. Перемещающая стрела может являться телескопической. Вышеописанный привод 22 может являться приводом, в частности приводом линейного перемещения, для перемещения стрелы, перемещающей стрелы или подъемной стрелы, в результате чего вышеописанный груз 48 может являться одной стрелой, перемещающей стрелой или подъемной стрелой, или в сочетании с грузом, переносимым стрелой, перемещающей стрелой или подъемной стрелой. Вышеописанный кран и/или гидравлическая система и ее система управления могут быть использованы в различных машинах, которые могут быть использованы для подъема или перемещения грузов и которые могут являться самоходными машинами, управляемыми пользователем. Упомянутая машина является лесотехнической машиной, такой как форвардер или валочная машина, землеройная машина или машина для земляных работ. Упомянутая машина может содержать оборудование, такое как ковш, присоединенное к механизму для перемещения оборудования. Вышеописанный привод 22 может являться приводом для перемещения упомянутого механизма.The above described hydraulic system and its control system can be used in various cranes for lifting and/or moving loads. To this end, the crane can be provided with a boom which can be swivelable laterally by means of a swivel mechanism. The boom may include a lifting boom, which may be telescopic. The boom may also include a moving boom that is pivotally attached to the lifting boom. The moving boom may be telescopic. The above-described drive 22 may be a drive, in particular a linear movement drive, for moving a boom, a moving boom or a lifting boom, whereby the above-described load 48 can be a single boom, moving boom or lifting boom, or in combination with a load carried by a moving boom, moving boom or lifting boom. The above-described crane and/or hydraulic system and its control system can be used in various machines that can be used for lifting or moving loads and which can be self-propelled machines operated by the user. Said machine is a forestry machine such as a forwarder or feller, an earth moving machine or an earth moving machine. Said machine may include equipment, such as a bucket, attached to a mechanism for moving the equipment. The above-described drive 22 may be a drive for moving the mentioned mechanism.

В описании выше, пропорциональность относится к такой пропорциональности между двумя различными переменными, функциями или множителями, которые могут быть представлены, например, математической зависимостью или функцией. Альтернативно или дополнительно, упомянутая пропорциональность относится к объединению или взаимозависимости между двумя различными переменными, функциями или множителями, в результате чего заданные состояния одной переменной, функции или множителя соответствуют заданным состояниям другой переменной, функции или множителя. Таким образом, одна переменная, функция или множитель может быть использована, чтобы управлять другой переменной, функцией или множителем, чтобы заставить систему согласно предложенному изобретению работать заданным образом.In the description above, proportionality refers to such proportionality between two different variables, functions or factors, which can be represented, for example, by a mathematical relationship or function. Alternatively or additionally, said proportionality refers to a union or interdependence between two different variables, functions, or multipliers such that the given states of one variable, function, or multiplier correspond to the given states of another variable, function, or multiplier. Thus, one variable, function, or multiplier can be used to control another variable, function, or multiplier to make the system according to the proposed invention work in the desired manner.

Предложенное решение не ограничено только альтернативными выполнениями, примерами и вариантами выполнения, которые были представлены выше и которые не должны считаться единственными вариантами выполнения изобретения. В предложенном изобретении также возможно использовать сочетание вышеописанных альтернативных выполнений, примеров и вариантов выполнения для осуществления целей, представленных выше.The proposed solution is not limited to the alternative implementations, examples and embodiments that have been presented above and which should not be considered the only embodiments of the invention. It is also possible for the present invention to use a combination of the above described alternative embodiments, examples and embodiments to achieve the objectives presented above.

Осуществление предлагаемого изобретения будет определено более подробно в прилагаемой формуле изобретения.The implementation of the invention will be defined in more detail in the attached claims.

Claims (32)

1. Система, приводимая в действие гидравлически, содержащая:1. A hydraulically actuated system, comprising: напорную линию для подачи гидравлической текучей среды под давлением;a pressure line for supplying pressurized hydraulic fluid; насос, выполненный с возможностью подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию;a pump configured to supply pressurized hydraulic fluid to the pressure line; привод, присоединенный к напорной линии, для приема гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии и для перемещения груза;an actuator connected to the pressure line for receiving pressurized hydraulic fluid from the pressure line and for moving a load; клапанное устройство, выполненное с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии в привод, и скоростью привода;a valve device configured to control the flow of pressurized hydraulic fluid from the pressure line to the actuator and the speed of the actuator; электронный блок управления, выполненный с возможностью отслеживания и управления функциями системы и с возможностью управления клапанным устройством посредством управляющего сигнала, который пропорционален требуемой целевой скорости привода в любой заданный момент времени;an electronic control unit configured to monitor and control the functions of the system and to control the valve device through a control signal that is proportional to the desired target speed of the actuator at any given time; аккумулятор давления, присоединенный к напорной линии, причем аккумулятор давления выполнен с возможностью приема гидравлической текучей среды под давлением из напорной линии и с возможностью, одновременно с насосом, подачи гидравлической текучей среды под давлением в напорную линию для перемещения привода;a pressure accumulator connected to the pressure line, the pressure accumulator configured to receive pressurized hydraulic fluid from the pressure line and, concurrently with the pump, supply pressurized hydraulic fluid to the pressure line to move the actuator; датчик, выполненный с возможностью измерения, непосредственно или опосредованно, количества гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления в любой заданный момент времени, причем датчик выполнен с возможностью передачи измерительного сигнала, пропорционального упомянутому количеству гидравлической текучей среды под давлением, в электронный блок управления;a sensor configured to measure, directly or indirectly, the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator at any given time, the sensor configured to transmit a measurement signal proportional to said amount of pressurized hydraulic fluid to the electronic control unit; задающие устройства, выполненные с возможностью генерирования задающего сигнала и с возможностью задания управляющего сигнала пропорциональным целевой скорости привода в любой заданный момент времени; иdriving devices configured to generate a driving signal and to set a control signal proportional to the target speed of the drive at any given time; and причем электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода так, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, которая пропорциональна количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.wherein the electronic control unit is configured to limit the target drive speed so as not to exceed a predetermined maximum speed that is proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator. 2. Система по п.1, в которой электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости, когда количество гидравлической текучей среды под давлением равно или меньше заданного значения.2. The system of claim 1, wherein the electronic control unit is configured to limit the target speed when the amount of pressurized hydraulic fluid is equal to or less than a predetermined value. 3. Система по любому из пп.1,2,3. The system according to any one of claims 1,2, в которой насос выполнен с возможностью создания объемного расхода, ограниченного заданным максимальным объемным расходом насоса; иwherein the pump is configured to generate a volumetric flow rate limited by a predetermined maximum volumetric flow rate of the pump; and причем электронный блок управления выполнен с возможностью снижения целевой скорости привода так, чтобы она была меньше или равна заданной максимальной скорости, которая пропорциональна максимальному объемному расходу насоса.moreover, the electronic control unit is configured to reduce the target speed of the drive so that it is less than or equal to a given maximum speed, which is proportional to the maximum volumetric flow of the pump. 4. Система по любому из пп. 1-3, в которой заданная максимальная скорость снижается по мере уменьшения количества гидравлической текучей среды под давлением.4. The system according to any one of paragraphs. 1-3, in which the set maximum speed decreases as the amount of pressurized hydraulic fluid decreases. 5. Система по любому из пп.1-4, в которой задающие устройства содержат устройство управления, которое является рычагом управления с ручным управлением.5. A system according to any one of claims 1 to 4, wherein the drivers comprise a control device which is a manually operated control lever. 6. Система по любому из пп.1-5, в которой датчик выполнен с возможностью измерения давления гидравлической текучей среды, содержащейся в напорной линии в любой заданный момент времени, при этом датчик выполнен с возможностью передачи измерительного сигнала, пропорционального давлению гидравлической текучей среды, в электронный блок управления системы.6. The system according to any one of claims 1 to 5, in which the sensor is configured to measure the pressure of the hydraulic fluid contained in the pressure line at any given time, while the sensor is configured to transmit a measurement signal proportional to the pressure of the hydraulic fluid, to the electronic control unit of the system. 7. Система по любому из пп.1-5, в которой датчик присоединен к аккумулятору давления и выполнен с возможностью измерения количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления в любой заданный момент времени, при этом датчик выполнен с возможностью передачи измерительного сигнала, пропорционального количеству гидравлической текучей среды под давлением, в электронный блок управления системы.7. The system according to any one of claims 1 to 5, wherein the sensor is connected to the pressure accumulator and is configured to measure the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator at any given time, while the sensor is configured to transmit a measurement signal proportional to the amount of hydraulic pressurized fluid, into the electronic control unit of the system. 8. Система по любому из пп.1-7, в которой задающие устройства содержат устройство управления, присоединенное к электронному блоку управления, выполненному с возможностью генерирования задающего сигнала и выполненному с возможностью задания управляющего сигнала пропорциональным положению устройства управления.8. The system according to any one of claims 1 to 7, in which the driving devices comprise a control device connected to an electronic control unit configured to generate a driving signal and configured to set the control signal proportional to the position of the control device. 9. Система по любому из пп.1-8, в которой насос выполнен с возможностью образования объемного расхода, ограниченного заданным максимальным объемным расходом насоса.9. A system according to any one of claims 1 to 8, wherein the pump is configured to generate a volume flow limited by a predetermined maximum volume flow of the pump. 10. Система по любому из пп.1-9, в которой электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, которая пропорциональна не только количеству гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления, но также пропорциональна давлению гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления.10. The system according to any one of claims 1-9, wherein the electronic control unit is configured to limit the target actuator speed to a maximum speed that is not only proportional to the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator, but also proportional to the pressure of the pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator. 11. Система по п.10, в которой электронный блок управления выполнен с возможностью ограничения целевой скорости привода максимальной скоростью, пропорциональной количеству и давлению текучей среды под давлением в аккумуляторе давления, и также пропорциональной мощности, сгенерированной приводом в любой заданный момент времени.11. The system of claim 10, wherein the electronic control unit is configured to limit the actuator target speed to a maximum speed proportional to the amount and pressure of the pressurized fluid in the pressure accumulator, and also proportional to the power generated by the actuator at any given time. 12. Система по любому из пп.1-11, в которой привод является приводом линейного перемещения.12. The system according to any one of claims 1 to 11, wherein the actuator is a linear motion actuator. 13. Система по п.1, в которой задающие устройства содержат устройство ввода, выполненное с возможностью ввода задающего сигнала в электронный блок управления, при этом задающий сигнал управляет скоростью привода, причем электронный блок управления выполнен с возможностью задания управляющего сигнала пропорциональным целевой скорости привода на основе задающего сигнала в любой заданный момент времени. 13. The system of claim 1, wherein the drivers comprise an input device configured to input a driving signal to the electronic control unit, wherein the driving signal controls the speed of the drive, the electronic control unit being configured to set the control signal proportional to the target speed of the drive at the basis of the master signal at any given time. 14. Система по п.13, в которой устройство ввода содержит устройство управления, которое является рычагом управления с ручным управлением.14. The system of claim 13, wherein the input device comprises a control device that is a manually operated control lever. 15. Система по п.13, в которой устройство ввода содержит устройство управления, присоединенное к электронному блоку управления, выполненному с возможностью генерирования задающего сигнала и выполненному с возможностью задания управляющего сигнала пропорциональным положению устройства управления.15. The system of claim 13, wherein the input device comprises a control device coupled to an electronic control unit configured to generate a drive signal and configured to set the control signal proportional to the position of the control device. 16. Система по п.12, в которой привод линейного перемещения является гидравлическим цилиндром.16. The system of claim 12 wherein the linear actuator is a hydraulic cylinder. 17. Система по п.1, в которой датчик выполнен с возможностью измерения давления гидравлической текучей среды, содержащейся в напорной линии в любой заданный момент времени для опосредованного измерения количества гидравлической текучей среды под давлением в аккумуляторе давления, и электронный блок управления выполнен с возможностью установления количества гидравлической текучей среды в аккумуляторе давления исходя из свойств аккумулятора давления и давления гидравлической текучей среды, содержащейся в напорной линии.17. The system of claim 1, wherein the sensor is configured to measure the pressure of the hydraulic fluid contained in the pressure line at any given time to indirectly measure the amount of pressurized hydraulic fluid in the pressure accumulator, and the electronic control unit is configured to set the amount of hydraulic fluid in the pressure accumulator based on the properties of the pressure accumulator and the pressure of the hydraulic fluid contained in the pressure line. 18. Способ управления системой по п.1, содержащий этапы, на которых:18. The system control method according to claim 1, comprising the steps of: ограничивают целевую скорость привода таким образом, чтобы не превышать заданную максимальную скорость, которая пропорциональна количеству текучей среды под давлением в аккумуляторе давления. limiting the target drive speed so as not to exceed a predetermined maximum speed that is proportional to the amount of pressurized fluid in the pressure accumulator. 19. Кран, содержащий стрелу для подъема и перемещения грузов и систему по любому из пп.1-17, причем стрела выполнена с возможностью перемещения посредством указанной системы.19. A crane comprising a boom for lifting and moving goods and a system according to any one of claims 1 to 17, the boom being movable by said system. 20. Самоходная машина, содержащая кран по п.19.20. Self-propelled machine containing the crane according to claim 19.
RU2020115521A 2017-10-09 2018-10-05 Hydraulic system and control system for it RU2776104C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175884 2017-10-09
FI20175884A FI128622B (en) 2017-10-09 2017-10-09 Hydraulic system and control system therefor
PCT/FI2018/050716 WO2019073114A1 (en) 2017-10-09 2018-10-05 Hydraulic system and a control system for the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020115521A RU2020115521A (en) 2021-11-12
RU2776104C2 true RU2776104C2 (en) 2022-07-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104539A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-20 Bosch Rexroth Ag Mechanico-hydraulic drive comprising a power split transmission
WO2013059428A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Bausch & Lomb Incorporated Method and system for combining oct and ray tracing to create an optical model for achieving a predictive outcome
WO2014120930A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic hybrid swing drive system for excavators
DE102013114040A9 (en) * 2013-12-13 2015-08-06 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatic drive with energy storage
WO2016040484A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-17 Caterpillar Inc. Machine having hydraulic start assist system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104539A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-20 Bosch Rexroth Ag Mechanico-hydraulic drive comprising a power split transmission
WO2013059428A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Bausch & Lomb Incorporated Method and system for combining oct and ray tracing to create an optical model for achieving a predictive outcome
WO2014120930A1 (en) * 2013-01-30 2014-08-07 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic hybrid swing drive system for excavators
DE102013114040A9 (en) * 2013-12-13 2015-08-06 Linde Hydraulics Gmbh & Co. Kg Hydrostatic drive with energy storage
WO2016040484A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-17 Caterpillar Inc. Machine having hydraulic start assist system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8850806B2 (en) Hydraulic control system having swing motor energy recovery
US9897120B2 (en) Hydraulic system having energy recovery
JP5271082B2 (en) Independent metering valve control system and method
US8776511B2 (en) Energy recovery system having accumulator and variable relief
US7905089B2 (en) Actuator control system implementing adaptive flow control
US8919113B2 (en) Hydraulic control system having energy recovery kit
US9086081B2 (en) Hydraulic control system having swing motor recovery
US20140060018A1 (en) Hydraulic control system
US20140208728A1 (en) Method and Hydraulic Control System Having Swing Motor Energy Recovery
EP2726746A2 (en) Hydraulic control system having swing energy recovery
JP7195309B2 (en) Hydraulic system and control system for this hydraulic system
US9388829B2 (en) Hydraulic control system having swing motor energy recovery
RU2776104C2 (en) Hydraulic system and control system for it
US9328744B2 (en) Hydraulic control system having swing energy recovery
US20220186750A1 (en) Hydraulic system and a method for controlling the same