WO2013167248A1 - Verfahren zum betreiben einer fluidpumpe - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer fluidpumpe Download PDF

Info

Publication number
WO2013167248A1
WO2013167248A1 PCT/EP2013/001305 EP2013001305W WO2013167248A1 WO 2013167248 A1 WO2013167248 A1 WO 2013167248A1 EP 2013001305 W EP2013001305 W EP 2013001305W WO 2013167248 A1 WO2013167248 A1 WO 2013167248A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conveyor
speed
delivery pressure
value
pump
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/001305
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henno Buschmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2013167248A1 publication Critical patent/WO2013167248A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/12—Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1204—Position of a rotating inclined plate
    • F04B2201/12041—Angular position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/12—Parameters of driving or driven means
    • F04B2201/1205—Position of a non-rotating inclined plate
    • F04B2201/12051—Angular position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/06—Motor parameters of internal combustion engines
    • F04B2203/0605—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/12—Motor parameters of rotating hydraulic motors
    • F04B2203/1201—Rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/04—Pressure in the outlet chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/05—Pressure after the pump outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/09—Flow through the pump

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a fluid pump, a computing unit for its implementation and a fluid pump with such a computing unit.
  • the invention underlying fluid pumps consist of a conveyor with fixed or variable delivery volume (per stroke or revolution), which is driven by a drive with fixed or variable speed. At least one of the sizes of delivery volume and speed is variable.
  • the volumetric flow and / or the delivery pressure i.e., pressure difference between inlet and outlet
  • Such pumps have up to two degrees of freedom in the control.
  • Variable displacement pumps used i.e., with variable displacement
  • EP 2 192 309 A2 a method for controlling a pressure medium supply is disclosed in this connection in order to operate a hydraulic actuator of a cyclically operating machine with a variable speed variable displacement pump.
  • a self-adjusting slip between actual speed and target speed is determined in an adaptation process and used for a feedforward control in later operation. This solution is in particular for non-cyclical machines and / or unpredictable load changes in need of improvement.
  • CONFIRMATION COPY EP 1 965 083 B1 shows a pump operating method in which the speed control is subordinated to a PI current control. In the current control, a load-dependent feedforward control is provided. However, this method is not applicable to pumps without current control. The reaction of this solution to pressure-dependent leakage losses is in need of improvement.
  • the invention improves the operation of a fluid pump, in particular a variable-speed variable, under load fluctuations, with load-dependent leakage losses is also suitably met. It becomes a delivery pressure dependent, i. load-dependent pilot control implemented, wherein a pilot control value is calculated in dependence on the actual delivery pressure and a setpoint for the pump speed and / or the delivery volume is applied (in particular additive).
  • the specification or calculation of the pump speed setpoint and / or the pump volume setpoint may be controlled (i.e., open loop) or regulated (i.e., closed loop).
  • the invention works without current control and can also be used in fluid pumps with speed control without underlying current control or with speed control.
  • control deviations occur during load changes, which must be corrected.
  • the invention provides a way to significantly reduce negative consequences, such as poor follow-up behavior of a desired pressure curve, load changes and necessary control interventions.
  • a significant change in the Volume flow is avoided and the accuracy and interference stability of the pressure or flow control is improved. This allows the almost restriction-free use of such pumps in non-cyclical machines by improved control quality.
  • the precontrol according to the invention of at least one of the main manipulated variables speed and / or delivery volume, which together define the volume flow of the pump, makes it possible to dispense with an integrator in the control (i.e., I-component) of the pilot-controlled main manipulated variable.
  • Speed or volume controllers may be included within the scope of the invention without I-component, e.g. as pure P-controller, be formed. This is not really to be expected, since regulators without an I component usually have a permanent control deviation, which is not desirable. However, this permanent control deviation can be virtually eliminated by the pilot control according to the invention.
  • the precontrol value is preferably determined without integrator, i. e.g. proportional, based on a map and the like.
  • the precontrol value is determined by multiplying the actual delivery pressure by a proportionality factor (in particular that can be specified by the user or depends on the installation). In the control loop, this corresponds to the use of a proportional element with proportional gain K P. This is particularly easy to implement and still leads to very useful results.
  • the precontrol value can likewise advantageously be determined by filtering (eg linear filtering) the actual delivery pressure with a filter (eg user-selectable) (eg low-pass filter for noise filtering.) Further preferably, the pilot control value is determined by means of a characteristic which defines a (random) relationship between the The pilot control is preferably parameterized such that load influences and pressure-dependent leakages are compensated.
  • the invention develops particular advantages in the field of injection molding machines, presses, woodworking machines, test stands, etc., since a high dynamic and static control quality is particularly advantageous here. The use or the use of the invention in these areas is therefore particularly useful.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control unit of a variable-speed variable, is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
  • the arithmetic unit is for example an integrated electronics (for example ASIC) on the pump or in the converter or an external controller.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • Figure 1 shows schematically a preferred embodiment of a variable-speed variable displacement pump according to the invention.
  • Figure 2 shows a control scheme according to a preferred embodiment of the invention.
  • variable displacement pump 10 has an adjustable conveyor 20 (which can convey in both directions in the present example), a variable speed drive 30 and a computing unit 40 for operating the pump. It should be emphasized that the invention can already be used if only one of the variables delivery volume and rotational speed is variable.
  • the conveyor 20 is designed as an axial piston pump with adjustable swivel angle ⁇ for a swash plate or inclined axis, in which the swivel angle ⁇ can be specified to specify a delivery volume V per stroke or revolution.
  • a control signal from the arithmetic unit 40 is given to the axial piston pump 20 and an actual pivot angle is returned.
  • the control signal may, for example, be a desired value for a so-called pilot valve on the pump.
  • the drive is designed here as a so-called standard motor, which has an asynchronous motor 31 and a frequency converter 32.
  • synchronous servomotors can also be used.
  • the rotational speed n of the asynchronous motor 31 is variable.
  • a desired rotational speed is predetermined by the arithmetic unit 40 to the drive 30.
  • the actual speed can be determined via an angle sensor 33 ( Figure 2).
  • the speed and delivery volume or swivel angle are regulated. However, control without feedback is also possible.
  • the arithmetic unit 40 determines the two manipulated variables available, rotational speed n and a control signal for the swivel angle ⁇ of the control pump. A preferred possibility for the determination is explained below with reference to FIG. 2, in which a schematic Control according to a preferred embodiment of the invention is shown, which may be implemented in the arithmetic unit 40.
  • the target delivery pressure p s is supplied to a pressure control member 401 together with an actual delivery pressure p.
  • the actual delivery pressure p is detected by a measuring device 402 in the present example.
  • the pressure control member 401 calculates from these variables a volume flow Q p for pressure control, which is supplied to a minimum member 403 together with the desired volume flow Q s for flow control.
  • the minimum element 403 effects a release control and supplies the minimum Q ' s of the two values Q p and Q s to a volume flow control element 404.
  • volume flow control element 404 setpoint values for the delivery volume and the pump speed are calculated, so that their product corresponds to the volume flow Q ' s .
  • a target swivel angle to a member 405 and a target speed to a member 406 are output.
  • the computing elements 405 and 406 are preferably designed as proportional elements, which multiply the supplied value in each case with a proportionality factor and output setpoint values D s and n s .
  • a calculation of pilot control values which depend on the actual delivery pressure p, is formed in a region 500.
  • 506 are implemented, which from the actual delivery pressure p precontrol Dy Inc. n v calculate and output.
  • precontrol values are calculated here for both manipulated variables, it is also provided within the scope of the invention to calculate only a single precontrol value.
  • the calculation rule of the members 405 and 406 is suitably coordinated with the feedforward control 500, so that the control values ⁇ s and n s calculated by the members 405 and 406 can be acted upon additively with the pilot control values a v and n v, respectively, to the desired setpoint values produce.
  • the two control units 407, 408 regulate the variables mentioned in the present example with a feedback, which is shown in dashed lines. However, it may also be a pure control without feedback.
  • the calculation of the manipulated variables D s and n s in the links 404, 405 and 406 is preferably carried out without the use of an integral component (I component). A then adjusting permanent control deviation of the controlled variable (delivery volume and / or pressure) is compensated by the pilot control 500.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe (10), bei der ein je Umdrehung ein Fördervolumen förderndes Förderwerk (20) von einem mit einer Drehzahl rotierenden Antrieb (30) angetrieben wird, wobei das Förderwerk (20) verstellbar und/oder der Antrieb (30) drehzahlvariabel ausgebildet ist, wobei ein Ist-Volumenstrom auf einen Soll-Volumenstrom (Q' s ) und/oder ein Ist-Förderdruck (p) auf einen Soll-Förderdruck (p s ) geregelt wird, indem im Falle eines verstellbaren Förderwerks (20) ein Sollwert für das Fördervolumen (ϛ s ) des Förderwerks (20) und im Falle eines drehzahlvariablen Antriebs (30) ein Sollwert für die Drehzahl (n s ) des Antriebs (30) vorgegeben werden, wobei wenigstens einer der vorgegebenen Sollwerte (ϛ s , n s ) mit einem von dem Ist-Förderdruck (p) abhängigen Vorsteuerwert (ϛ v , n v ) beaufschlagt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe, eine Recheneinheit zu dessen Durchführung sowie eine Fluidpumpe mit einer solchen Recheneinheit.
Stand der Technik
Der Erfindung zugrunde liegende Fluidpumpen bestehen aus einem Förderwerk mit festem oder variablem Fördervolumen (pro Hub bzw. Umdrehung), welches von einem Antrieb mit fester oder variabler Drehzahl angetrieben wird. Wenigstens eine der Größen Fördervolumen und Drehzahl ist variabel. Beim Betrieb solcher Pumpen werden üblicherweise der Volumenstrom und/oder der Förderdruck (d.h. Druckdifferenz zwischen Zulauf und Ablauf) durch entsprechende Anpassung des Fördervolumens des Förderwerks und/oder der Drehzahl geregelt, d.h. solche Pumpen besitzen bis zu zwei Freiheitsgrade bei der Regelung. Eingesetzte Verstellpumpen (d.h. mit variablem Fördervolumen) sind oftmals als Axialkolbenpumpen ausgebildet, bei denen das Fördervolumen über den sog. Schwenkwinkel eingestellt wird.
In der EP 2 192 309 A2 wird in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur Regelung einer Druckmittelzufuhr offenbart, um mit einer drehzahlvariablen Verstellpumpe einen hydraulischen Aktor einer zyklisch arbeitenden Maschine zu betreiben. Hierbei wird ein sich einstellender Schlupf zwischen Istdrehzahl und Solldrehzahl in einem Adaptionsvorgang bestimmt und für eine Vorsteuerung im späteren Betrieb verwendet. Diese Lösung ist insbesondere für nicht-zyklisch arbeitende Maschinen und/oder für nicht vorhersehbare Lastwechsel verbesserungswürdig.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die EP 1 965 083 B1 zeigt ein Pumpenbetriebsverfahren, bei dem der Drehzahlregelung eine Pl-Stromregelung unterlagert ist. In der Stromregelung ist eine lastabhängige Vorsteuerung vorgesehen. Diese Methode ist jedoch auf Pumpen ohne Stromregelung nicht anwendbar. Auch die Reaktion dieser Lösung auf druckabhängige Leckageverluste ist verbesserungswürdig.
Es stellt sich die Aufgabe, den Betrieb von drehzahlvariablen Verstellpumpen insbesondere in nicht zyklisch arbeitenden Maschinen zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe, eine Recheneinheit zu dessen Durchführung sowie eine Fluidpumpe aufweisend eine solche Recheneinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung verbessert den Betrieb einer Fluidpumpe, insbesondere einer drehzahlvariablen Verstellpumpe, bei Lastschwankungen, wobei auch lastabhängigen Leckageverlusten geeignet begegnet wird. Es wird eine förderdruckabhängige, d.h. lastabhängige Vorsteuerung implementiert, wobei ein Vorsteuerwert in Abhängigkeit vom Ist-Förderdruck berechnet und ein Sollwert für die Pumpendrehzahl und/oder das Fördervolumen damit (insbesondere additiv) beaufschlagt wird. Die Vorgabe bzw. Berechnung des Sollwerts für die Pumpendrehzahl und/oder des Sollwerts für das Fördervolumen kann gesteuert (d.h. im offenen Regelkreis) oder geregelt (d.h. im geschlossenen Regelkreis) erfolgen. Die Erfindung kommt ohne Stromregelung aus und ist auch bei Fluidpumpen mit Drehzahlregelung ohne unterlagerte Stromregelung oder mit Drehzahlsteuerung einsetzbar.
Bei einer herkömmlichen Regelung treten bei Laständerungen Regelabweichungen auf, die ausgeregelt werden müssen. Die Erfindung schafft hier eine Möglichkeit, negative Folgen, wie z.B. schlechtes Folgeverhalten eines gewünschten Druckverlaufes, von Lastwechseln sowie notwendige Regelungseingriffe deutlich zu reduzieren. Eine signifikante Änderung des Volumenstroms wird vermieden und die Genauigkeit und Störstabilität der Druck- oder Volumenstromregelung wird verbessert. Dies ermöglicht den nahezu einschränkungsfreien Einsatz solcher Pumpen auch in nicht zyklisch arbeitenden Maschinen durch eine verbesserte Regelgüte.
Die erfindungsgemäße Vorsteuerung wenigstens einer der Hauptstellgrößen Drehzahl und/oder Fördervolumen, welche zusammen den Volumenstrom der Pumpe definieren, ermöglicht einen Verzicht auf einen Integrator in der Steuerung bzw. Regelung (d.h. I-Anteil) der vorgesteuerten Hauptstellgröße. Drehzahl- bzw. Fördervolumenregler (in einer Recheneinheit implementiert) können im Rahmen der Erfindung ohne I-Anteil, z.B. als reine P- Regler, ausgebildet werden. Dies ist eigentlich nicht zu erwarten, da bei Reglern ohne I- Anteil normalerweise eine dauerhafte Regelabweichung auftritt, was nicht erwünscht ist. Diese dauerhafte Regelabweichung kann jedoch durch die erfindungsgemäße Vorsteuerung nahezu eliminiert werden. Die Nachteile, die mit einem normalerweise eingesetzten Regler mit Integralanteil (meist Pl-Regler) verknüpft sind, wie deutliches Überschwingen, können so vermieden werden, ohne dass dies mit einer relevanten dauerhaften Regelabweichung erkauft wird. Auch der Vorsteuerwert wird vorzugsweise ohne Integrator bestimmt, d.h. z.B. proportional, anhand eines Kennfeldes u.ä.
Vorzugsweise wird der Vorsteuerwert durch Multiplikation des Ist-Förderdrucks mit einem (insbesondere vom Anwender vorgebbaren oder anlagenabhängigen) Proportionalitätsfaktor bestimmt. Im Regelkreis entspricht dies dem Einsatz eines Proportionalglieds mit Proportionalverstärkung KP. Dies ist besonders einfach umzusetzen und führt dennoch zu sehr brauchbaren Ergebnissen.
Ebenso vorteilhaft kann der Vorsteuerwert durch Filterung (z.B. lineare Filterung) des Ist- Förderdrucks mit einem (insbesondere vom Anwender auswählbaren) Filter (z.B.Tiefpass zur Rauschfilterung bestimmt werden. Weiter vorzugsweise wird der Vorsteuerwert mittels einer Kennlinie bestimmt, welche einen (beliebigen) Zusammenhang zwischen dem Vorsteuerwert und dem Ist-Förderdruck beschreibt. Dies führt zu hohen Regelgüten. Die Vorsteuerung wird vorzugsweise so parametriert, dass Lasteinflüsse und druckabhängige Leckagen kompensiert werden. Die Erfindung entfaltet besondere Vorteile im Bereich von Spritzgießmaschinen, Pressen, Maschinen für Holzbearbeitung, Prüfstände, usw., da hier eine hohe dynamische und statische Regelgüte besonders vorteilhaft ist. Der Einsatz bzw. die Verwendung der Erfindung in diesen Gebieten ist daher besonders zweckmäßig.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät einer drehzahlvariablen Verstellpumpe, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Die Recheneinheit ist beispielsweise eine integrierte Elektronik (z.B. ASIC) auf der Pumpe bzw. im Umrichter oder eine externe Steuerung.
Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash- Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen drehzahlvariablen Verstellpumpe. Figur 2 zeigt ein Regelschema gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen drehzahlvariablen Verstellpumpe schematisch dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Verstellpumpe 10 verfügt über ein verstellbares Förderwerk 20 (welches im vorliegenden Beispiel in zwei Richtungen fördern kann), einen drehzahlvariablen Antrieb 30 und eine Recheneinheit 40 zum Betrieb der Pumpe. Es sei betont, dass die Erfindung bereits eingesetzt werden kann, wenn nur eine der Größen Fördervolumen und Drehzahl variabel ist.
Das Förderwerk 20 ist als Axialkolbenpumpe mit verstellbarem Schwenkwinkel□ für eine Schrägscheibe oder Schrägachse ausgebildet, bei der der Schwenkwinkel□ zur Vorgabe eines Fördervolumens V pro Hub bzw. Umdrehung vorgegeben werden kann. Dazu wird ein Stellsignal von der Recheneinheit 40 an die Axialkolbenpumpe 20 vorgegeben und ein Ist- Schwenkwinkel wird rückgeführt. Das Stellsignal kann bspw. ein Sollwert für ein sog. Pilotventil auf der Pumpe sein.
Der Antrieb ist hier als sog. Normmotor ausgebildet, der einen Asynchronmotor 31 und einen Frequenzumrichter 32 aufweist. Im Prinzip können auch Synchron-Servomotoren eingesetzt werden. Die Drehzahl n des Asynchronmotors 31 ist variabel. Dazu wird eine Soll-Drehzahl von der Recheneinheit 40 an den Antrieb 30 vorgegeben. Die Ist-Drehzahl kann über einen Winkelgeber 33 (Figur 2) bestimmt werden. Bei der in der Figur dargestellten Pumpe werden Drehzahl und Fördervolumen bzw. Schwenkwinkel geregelt. Jedoch ist ebenso eine Steuerung ohne Rückkopplung möglich.
Für die Regelung der Pumpe 10 dient die Recheneinheit 40, der ein Soll-Förderdruck ps und ein Soll-Volumenstrom Qs zugeführt werden. Die Recheneinheit bestimmt daraus im Rahmen der Erfindung die zwei zur Verfügung stehenden Stellgrößen, Drehzahl n und ein Stellsignal für den Schwenkwinkel□ der Regelpumpe. Eine bevorzugte Möglichkeit zur Bestimmung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur 2 erläutert, in der schematisch eine Regelung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, welche in der Recheneinheit 40 implementiert sein kann.
Der Soll-Förderdruck ps wird einem Druckregelglied 401 zusammen mit einem Ist- Förderdruck p zugeführt. Der Ist-Förderdruck p wird im vorliegenden Beispiel von einer Messeinrichtung 402 erfasst. Das Druckregelglied 401 errechnet aus diesen Größen einen Volumenstrom Qp zur Druckregelung, der einem Minimalglied 403 zusammen mit dem Soll- Volumenstrom Qs zur Volumenstromregelung zugeführt wird. Das Minimalglied 403 bewirkt eine ablösende Regelung und führt das Minimum Q's der beiden Werte Qp und Qs einem Volumenstromregelglied 404 zu.
In dem Volumenstromregelglied 404 werden Sollwerte für das Fördervolumen sowie die Pumpendrehzahl berechnet, so dass deren Produkt dem Volumenstrom Q's entspricht. Als zugehörige Stellgrößen werden ein Soll-Schwenkwinkel an ein Glied 405 und eine Soll- Drehzahl an ein Glied 406 ausgegeben. Die Rechenglieder 405 und 406 sind vorzugsweise als Proportionalglieder ausgebildet, die den zugeführten Wert jeweils mit einem Proportionalitätsfaktor multiplizieren und Sollwerte Ds und ns ausgeben.
Im Rahmen der Erfindung ist eine Berechnung von Vorsteuerwerten, welche vom Ist- Förderdruck p abhängen, in einem Bereich 500 ausgebildet. In der Vorsteuerung 500 sind dafür Berechnungsglieder 505, 506 implementiert, die aus dem Ist-Förderdruck p Vorsteuerwerte Dybzw. nv berechnen und ausgeben. Wenngleich hier für beide Stellgrößen Vorsteuerwerte berechnet werden, ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, nur einen einzigen Vorsteuerwert zu berechnen.
Die Berechnungsvorschrift der Glieder 405 und 406 ist auf die Vorsteuerung 500 zweckmäßigerweise abgestimmt, so dass die von den Gliedern 405 und 406 berechneten Stellgrößen □s und ns mit den Vorsteuerwerten av bzw. nv additiv beaufschlagt werden können, um die erwünschten Sollwerte zu erzeugen. Der sich ergebende Schwenkwinkelsollwert D -Ds+D wird einer Schwenkwinkelregeleinheit 407 zugeführt, die sich ergebende Soll-Drehzahl n'=ns+nv wird einer Drehzahlregeleinheit 408 zugeführt. Die beiden Regeleinheiten 407, 408 regeln die genannten Größen im vorliegenden Beispiel mit einer Rückführung, welche gestrichelt gezeigt ist. Es kann sich jedoch ebenfalls um eine reine Steuerung ohne Rückführung handeln. Die Berechnung der Stellgrößen Ds und ns in den Gliedern 404, 405 und 406 erfolgt vorzugsweise ohne Einsatz eines Integralanteils (I-Anteils). Eine sich dann einstellende dauerhafte Regelabweichung der Regelgröße (Fördervolumen und/oder Druck) wird durch die Vorsteuerung 500 ausgeglichen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe (10), bei der ein je Umdrehung ein Fördervolumen förderndes Förderwerk (20) von einem mit einer Drehzahl rotierenden Antrieb (30) angetrieben wird, wobei das Förderwerk (20) verstellbar und/oder der Antrieb (30) drehzahlvariabel ausgebildet ist, wobei ein Ist-Volumenstrom auf einen Soll-Volumenstrom (Q's) und/oder ein Ist-Förderdruck (p) auf einen Soll-Förderdruck (ps) geregelt wird, indem im Falle eines verstellbaren Förderwerks (20) ein Sollwert für das Fördervolumen (Ds) des Förderwerks (20) und im Falle eines drehzahlvariablen Antriebs (30) ein Sollwert für die Drehzahl (n$) des Antriebs (30) vorgegeben werden, wobei wenigstens einer der vorgegebenen Sollwerte (□» A7S) mit einem von dem Ist-Förderdruck (p) abhängigen Vorsteuerwert (ü v, nv) beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei eine drehzahlvariable Verstellpumpe betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei beide vorgegebenen Sollwerte (Ds, ns) jeweils mit einem, insbesondere anderen, von dem Ist-Förderdruck (p) abhängigen Vorsteuerwert (Ώ ν, nv) beaufschlagt werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine der vorgegebenen Sollwerte (Ds, ns), der mit dem von dem Ist-Förderdruck (p) abhängigen Vorsteuerwert (D y, nv) beaufschlagt wird, ohne Verwendung eines Integralanteils berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der von dem Ist- Förderdruck (p) abhängige Vorsteuerwert {D v, nv) durch Multiplikation des Ist-Förderdrucks (p) mit einem Proportionalitätsfaktor, durch insbesondere lineare Filterung des Ist- Förderdrucks (p) und/oder anhand einer Kennlinie, welche einen Zusammenhang zwischen dem Ist-Förderdruck (p) und dem Vorsteuerwert beschreibt, bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Förderwerk (20) eine Axialkolbenpumpe, Schrägscheiben- oder Schrägachsenpumpe mit verstellbarem
Schwenkwinkel oder eine Radialkolben oder Flügelzellenpumpe mit Hubringverstellung verwendet wird und das Fördervolumen des Förderwerks (20) entsprechend dem Stellsigmal eines Druck- oder Förderstromreglers eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei als Sollwert für das Fördervolumen (Ds> ein Sollwert für den Schwenkwinkel vorgegeben wird.
8. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
9. Fluidpumpe mit einem Förderwerk (20), einem Antrieb (30) und einer Recheneinheit (40) nach Anspruch 8.
10. Fluidpumpe nach Anspruch 9, die als drehzahlvariable Verstellpumpe (10) ausgebildet ist.
PCT/EP2013/001305 2012-05-05 2013-05-03 Verfahren zum betreiben einer fluidpumpe WO2013167248A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012009136.2 2012-05-05
DE201210009136 DE102012009136A1 (de) 2012-05-05 2012-05-05 Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013167248A1 true WO2013167248A1 (de) 2013-11-14

Family

ID=48579003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/001305 WO2013167248A1 (de) 2012-05-05 2013-05-03 Verfahren zum betreiben einer fluidpumpe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012009136A1 (de)
WO (1) WO2013167248A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114294210A (zh) * 2021-12-23 2022-04-08 博世力士乐（常州）有限公司 具有延时挡位切换功能的多挡泵

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014001981B4 (de) 2014-02-17 2023-04-27 Robert Bosch Gmbh Dynamischer Sollwertausgleich bei drehzahlvariablen Verstellpumpen
DE102017117595A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Voith Patent Gmbh Verfahren zur regelung des ausgangsdrucks eines hydraulikantriebsystems, verwendung des verfahrens und hydraulikantriebsystem
CN110785562B (zh) 2017-08-28 2021-10-22 爱信艾达株式会社 控制装置
CN114251256A (zh) * 2020-09-23 2022-03-29 博世力士乐（常州）有限公司 具有自动挡位控制功能的多挡泵
DE102021201895A1 (de) 2021-03-01 2022-09-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen, elektrohydraulischen Pumpe, Recheneinheit und drehzahlvariable elektro-hydraulische Pumpe
WO2023014612A1 (en) * 2021-08-05 2023-02-09 Illinois Tool Works Inc. Hydraulic power unit for material testing
DE102022205233B4 (de) 2022-05-25 2023-12-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Elektrohydraulikaggregats
DE102022206540B3 (de) 2022-06-28 2023-10-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Regelung von drehzahlvariablen Fluidpumpen

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432703A (en) * 1980-11-26 1984-02-21 Bso Steuerungstechnik Gmbh Industriestrasse Adjusting arrangement for a hydraulic pump with variable discharge flow quantity
US5141402A (en) * 1991-01-29 1992-08-25 Vickers, Incorporated Power transmission
US5267441A (en) * 1992-01-13 1993-12-07 Caterpillar Inc. Method and apparatus for limiting the power output of a hydraulic system
DE19811691A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum Betreiben eines an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug angehängten Arbeitsgeräts
US20060088423A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Halliburton Energy Services, Inc. Variable rate pumping system
EP2060788A1 (de) * 2007-11-16 2009-05-20 Linde AG Verfahren zum Ansteuern einer Pumpenanordnung und Pumpenanordnung
DE102008019501A1 (de) * 2008-04-17 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulische Steueranordnung
EP2192309A2 (de) 2008-11-29 2010-06-02 Robert Bosch GmbH Verfahren und Regelschaltung zur Regelung einer Druckmittelzufuhr für einen hydraulischen Aktor
DE102009055191A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Hanning Elektro-Werke GmbH & Co. KG, 33813 Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Entleerungspumpe
EP1965083B1 (de) 2006-08-30 2011-10-12 Daikin Industries, Ltd. Hydraulische einheit und verfahren zur steuerung der drehzahl eines motors in der hydraulischen einheit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432703A (en) * 1980-11-26 1984-02-21 Bso Steuerungstechnik Gmbh Industriestrasse Adjusting arrangement for a hydraulic pump with variable discharge flow quantity
US5141402A (en) * 1991-01-29 1992-08-25 Vickers, Incorporated Power transmission
US5267441A (en) * 1992-01-13 1993-12-07 Caterpillar Inc. Method and apparatus for limiting the power output of a hydraulic system
DE19811691A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum Betreiben eines an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug angehängten Arbeitsgeräts
US20060088423A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Halliburton Energy Services, Inc. Variable rate pumping system
EP1965083B1 (de) 2006-08-30 2011-10-12 Daikin Industries, Ltd. Hydraulische einheit und verfahren zur steuerung der drehzahl eines motors in der hydraulischen einheit
EP2060788A1 (de) * 2007-11-16 2009-05-20 Linde AG Verfahren zum Ansteuern einer Pumpenanordnung und Pumpenanordnung
DE102008019501A1 (de) * 2008-04-17 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulische Steueranordnung
EP2192309A2 (de) 2008-11-29 2010-06-02 Robert Bosch GmbH Verfahren und Regelschaltung zur Regelung einer Druckmittelzufuhr für einen hydraulischen Aktor
DE102009055191A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Hanning Elektro-Werke GmbH & Co. KG, 33813 Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Entleerungspumpe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114294210A (zh) * 2021-12-23 2022-04-08 博世力士乐（常州）有限公司 具有延时挡位切换功能的多挡泵

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012009136A1 (de) 2013-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013167248A1 (de) Verfahren zum betreiben einer fluidpumpe
DE69729271T2 (de) Steuersystem einer hydraulischen Pumpe
EP2597310B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen Verstellpumpe
AT515590B1 (de) Dynamischer Sollwertausgleich bei drehzahlvariablen Verstellpumpen
EP2206031B1 (de) Regeleinrichtung zum positionsregeln einer hydraulikzylindereinheit, mit linearisierungseinheit
DE112009004713T5 (de) Ein eine Vorwärtskopplungs-Steuerung verwendendesHydrauliksteuerungssystem
DE102011121837B4 (de) Verfahren zum Betreiben drehzalvariabler Pumpen und drehzalvariable Pumpe
DE112007003202T5 (de) Bewegungssteuersystem
EP2929193B1 (de) Verfahren zum betrieb einer hydraulikeinrichtung mit pumpe und servomotor sowie zugehörige hydraulikeinrichtung
EP3770431B1 (de) Hydraulische druckmittelversorgungsanordnung und verfahren
EP3748168B1 (de) Hydraulisches antriebssystem mit zwei pumpen und energierückgewinnung
EP2192309B1 (de) Verfahren und Regelschaltung zur Regelung einer Druckmittelzufuhr für einen hydraulischen Aktor
DE10343513A1 (de) Verfahren zum Regeln des Drehzahlverhältnisses eines stufenlosen Getriebes
DE102007003243A1 (de) Regelanordnung für ein Walzgerüst und hiermit korrespondierende Gegenstände
DE102012016780A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Fluidpumpe
DE102014226634B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs, Recheneinheit, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
DE3516768A1 (de) Schaltungsanordnung zur drehzahlregelung einer hydrostatischen maschine
EP3988801A1 (de) Verfahren zum betreiben eines hydraulischen antriebs
DE102022203051B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen Pumpe
DE102022206540B3 (de) Verfahren zur Regelung von drehzahlvariablen Fluidpumpen
DE4102087A1 (de) Schaltungsanordnung zur druckregelung in einem hydraulischen drucksystem
EP3134774B1 (de) Regeleinrichtung für eine hydraulikzylindereinheit mit optimierter linearisierung
EP3343032B1 (de) Antriebsvorrichtung für eine fluidpumpe
EP2836879B1 (de) Regeleinrichtung für eine hydraulikzylindereinheit mit einzelventilsteuerung
WO2023041342A1 (de) Verfahren für einen hydraulischen antrieb, steuereinheit, computerprogramm, und maschinenlesbares speichermedium

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13727802

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13727802

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1