Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung für einen
offenen hydraulischen Kreis, beispielsweise für mobile Arbeitsmaschinen, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Aus dem Dokument RD 30630/04.13 der Firma Rexroth, ist ein Druck- und Förderstrom-Regelsystem
bekannt. Dieses dient zur elektrohydraulischen Regelung eines Schwenkwinkels, eines
Drucks und einer Leistung einer Axialkolben-Verstellpumpe. Das Regelsystem hat eine
Axialkolben-Verstellpumpe mit einem elektrisch angesteuerten Proportionalventil. Über
dieses kann ein Stellkolben angesteuert werden. Dieser dient zum Verstellen einer
Schrägscheibe der Verstellpumpe. Für den Stellkolben ist ein Wegaufnehmer vorgesehen,
über den anhand des Verschiebewegs des Stellkolbens ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe
bestimmbar ist. Alternativ zum Wegaufnehmer kann auch ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe
an der Schwenkachse über einen Hall-Sensor abgegriffen werden. Aus dem Schwenkwinkel
der Schrägscheibe wiederum kann der Volumenstrom der Verstellpumpe ermittelt werden.
Die Verstellpumpe wird über einen Motor angetrieben. Wird die Verstellpumpe nicht
angetrieben, und ist das Stellsystem drucklos, dann schwenkt die Verstellpumpe durch
eine Federkraft einer Feder auf ein maximales Fördervolumen. Im angetriebenen Zustand
der Verstellpumpe und bei stromlosem Pilotventil und verschlossenem Pumpenausgang
schwenkt die Verstellpumpe dagegen auf einen Nullhubdruck. Ein Gleichgewicht zwischen
Pumpendruck am Stellkolben und Federkraft der Feder stellt sich bei etwa 4 bis 8 bar
ein. Die Grundeinstellung wird üblicherweise bei spannungsloser Regelelektronik eingenommen.
Eine Steuerung für das Pilotventil weist als Eingangsgröße einen Soll-Druck, einen
Soll-Schwenkwinkel und optional einen Soll-Leistungswert auf. Ein Ist-Druck ausgangsseitig
der Verstellpumpe wird durch einen Drucksensor erfasst. Wie vorstehend erläutert,
wird ein Ist-Schwenkwinkel über den Wegaufnehmer ermittelt. Die aufgenommenen Ist-Werte
werden in einer Elektronikeinheit digital verarbeitet und mit den vorgegebenen Sollwerten
verglichen. Ein Minimalwertbildner sorgt dann dafür, dass automatisch nur der dem
gewünschten Arbeitspunkt zugeordnete Regler aktiv ist. Ein Ausgangssignal des Minimalwertbildners
ist dann ein Sollwert für einen Proportionalmagneten am Pilotventil. Zum Steuern des
Pilotventils wird ein Verschiebeweg eines Ventilschiebers des Pilotventils über einen
Wegaufnehmer erfasst und der Steuerung gemeldet. In dem Dokument RD 30242/03.10 der
Firma Rexroth ist eine externe Ansteuerelektronik für die beschriebene Verstellung
der Axialkolben-Verstellmaschine offenbart. Des Weiteren ist in dem Dokument RD 92
088/08.04 der Firma Rexroth ein elektro-hydraulisches Regelsystem offenbart.
[0003] Aus der
EP 1 460 505 A2 ist eine ablösende Regelung eines Drucks und eines Förderstroms offenbart. Hierbei
ist eine verschwenkbare hydraulische Axialkolben-Verstellmaschine vorgesehen, die
über eine Triebwelle mit einer weiteren Hydromaschine verbunden ist. Des Weiteren
ist ein Regelkreis für ein Antriebsdrehmoment der Verstellmaschine vorgesehen. Dem
Regelkreis wird ein Ist-Antriebsdrehmoment und ein Soll-Antriebsdrehmoment zugeführt,
woraus eine Stellgröße für eine Stelleinrichtung der Verstellmaschine ermittelt wird.
Das Soll-Antriebsdrehmoment wiederum ist eine Ausgangsgröße eines Minimalwertbildners.
Dieser wählt hierbei eine Ausgangsgröße einer Druckregelung und einer Volumenstromregelung
aus. Als Ist-Volumenstrom ist hierbei der Volumenstrom der mit der Verstellmaschine
verbundenen Hydromaschine vorgesehen. Des Weiteren ist als Ist-Druck ein Hochdruck
dieser Hydromaschine vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
[0005] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung
zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet ist
und dennoch wesentliche Regelgrößen einer verstellbaren Hydromaschine und Parameter
zuverlässig und dynamisch regelt und/oder limitieren kann. Des Weiteren soll ein einfaches
Verfahren für die Druckmittelversorgungsanordnung vorgesehen sein.
[0006] Die Aufgabe hinsichtlich der Druckmittelversorgungsanordnung wird gelöst gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des
Anspruchs 13.
[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0008] Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung für einen offenen
hydraulischen Kreis, insbesondere für eine mobile Arbeitsmaschine, vorgesehen. Die
Druckmittelversorgungsanordnung kann eine Hydromaschine und einen Verstellmechanismus
aufweisen. Der Verstellmechanismus dient vorzugsweise zum Verstellen eines Fördervolumens
der Hydromaschine. Hierzu ist ein Stellzylinder mit einem Stellkolben vorgesehen.
Des Weiteren weist der Verstellmechanismus ein elektrisch proportional ansteuerbares
Pilotventil auf. Über dieses kann ein Zufluss und/oder ein Abfluss in einem vom Stellkolben
begrenzten Steuerraum des Stellzylinders steuerbar sein, um den Stellkolben zum Ansteuern
mit Druckmittel zu beaufschlagen. Weiterhin weist die Druckmittelversorgungsanordnung
vorzugsweise eine elektronische Steuerung auf. Dies hat weiter vorzugsweise als Eingangsgrößen
zumindest einen Soll-Ausgangsdruck der Hydromaschine. Alternativ oder zusätzlich kann
als Eingangsgröße für die Steuerung ein Soll-Fördervolumen der Hydromaschine vorgesehen
sein. Es ist denkbar, die Soll-Größe/n festzulegen oder alternativ auch verstellbar
auszugestalten, so dass diese beispielsweise im Betrieb bedarfsabhängig anpassbar
sind. Als Ausgangsgröße der Steuerung ist vorzugsweise eine Stellgröße für das Pilotventil
vorgesehen. Des Weiteren kann die Steuerung einen ersten Regelkreis für einen Ist-Ausgangsdruck
der Hydromaschine haben. Dieser wird vorzugsweise zwischen einem Hochdruckanschluss
der Hydromaschine und einem Hauptsteuerventil für Verbraucher abgegriffen. Alternativ
oder zusätzlich kann der erste Regelkreis für ein Ist-Fördervolumen der Hydromaschine
vorgesehen sein. Handelt es sich bei der Hydromaschine um eine Axialkolbenmaschine
mit einer verstellbaren Schwenkwiege oder Schrägscheibe zum Einstellen eines Fördervolumens,
so kann beispielsweise das Ist-Fördervolumen über ein entsprechendes Mittel, beispielsweise
über einen Schwenkwinkelsensor, wie beispielsweise einen Wegaufnehmer für den Stellkolben,
erfasst werden. Alternativ zum Wegaufnehmer kann auch ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe
an der Schwenkachse über einen Hall-Sensor abgegriffen werden. Mit anderen Worten
ist ein Messmittel zur Erfassung der Verdrängungsposition oder des Verdrängungsvolumens
vorgesehen. Denkbar wäre auch den Schwenkwinkel über ein Drehmoment der Antriebswelle
und Druckmessung zu ermitteln. Vorzugsweise ist dem ersten Regelkreis ein zweiter
Regelkreis unterlagert, der für eine Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit vorgesehen
sein kann. Als Eingangsgröße für den zweiten Regelkreis ist vorzugsweise eine Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit,
insbesondere als Ableitung des Ist-Fördervolumens, der Hydromaschine vorgesehen. Wird
die Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit über das Ist-Fördervolumen ermittelt,
so kann das erfasste Ist-Fördervolumen vorteilhafterweise sowohl für den ersten als
auch für den zweiten Regelkreis verwendet werden, womit eine separate Erfassung der
Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit nicht notwendig ist. Eine Ausgangsgröße
des zweiten Regelkreises ist vorzugsweise die Stellgröße für das Pilotventil. Vorteilhafterweise
kann dem zweiten Regelkreis ein Stellwert aus dem ersten Regelkreis in Form einer
Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit zugeführt sein. Bei dem Stellwert aus dem ersten
Regelkreis kann es sich dann um eine Soll-Größe für den zweiten Regelkreis handeln.
[0009] Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine elektronisch ansteuerbare Hydromaschine für
Mobilanwendungen im offenen Kreis geschaffen ist, die einen einfachen Pumpen-Verstellmechanismus
ohne eine hydromechanische Rückführung aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik
ist es nicht notwendig, eine Position des Stellkolbens des Pilotventils zu erfassen,
womit auf entsprechende Mittel verzichtet werden kann, womit Kosten und vorrichtungstechnischer
Aufwand reduziert sind. Die Druckmittelversorgungsanordnung ist somit äußerst einfach
und kostengünstig ausgestaltet. Durch die Berücksichtigung der Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
wird wiederum die Dynamik des Systems bei der Steuerung des Pilotventils berücksichtigt.
Die Stellgröße des Pilotventils ist somit auch von der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
abhängig, was zu einer hohen Regelgüte führt.
[0010] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Regelkreis vorzugsweise als
Eingangsgrößen den Ist-Ausgangsdruck der Hydromaschine und/oder das Ist-Fördervolumen
der Hydromaschine auf.
[0011] Der erste Regelkreis der Steuerung kann des Weiteren für ein Ist-Drehmoment der Hydromaschine
ausgebildet sein. Als Eingangsgröße für die Steuerung ist dann beispielsweise ein
Soll-Drehmoment und ein Ist-Drehmoment vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist
denkbar, dass der erste Regelkreis der Steuerung für eine Ist-Leistung unter Einbeziehung
einer Ist-Drehzahl der Hydromaschine ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass aus der
Ist-Drehzahl über eine Kennlinie die Ist-Leistung oder das Ist-Drehmoment ermittelbar
ist, um dann die Ist-Leistung zu regeln. Zum Regeln des Ist-Drehmoments kann ein Regler,
insbesondere ein P-Regler vorgesehen sein. Alternativ ist denkbar, den Regler als
PI-Regler oder als PID-Regler auszubilden.
[0012] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Regelkreis für den Ist-Ausgangsdruck
der Hydromaschine und/oder für das Ist-Fördervolumen der Hydromaschine und/oder für
das Ist-Drehmoment der Hydromaschine jeweils eine Stellgröße auf. Die Steuerung kann
dann eine ablösende Regelung vorsehen, die einen Minimalwertbildner für die ausgegebenen
Stellgrößen des ersten Regelkreises hat. Eine Ausgangsgröße des Minimalwertbildners
ist dann vorzugsweise der Stellwert in Form der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit,
der dem zweiten Regelkreis zugeführt wird. Der Minimalwertbildner sorgt dafür, dass
automatisch nur der dem gewünschten Arbeitspunkt zugeordnete Regler aktiv ist. Beispielsweise
wählt der Minimalwertbildner die kleinste der zugeführten Stellgrößen aus und führt
diese dann dem untergelagerten zweiten Regelkreis als Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
zu.
[0013] Für das Fördervolumen oder den Schwenkwinkel - aus dem das Fördervolumen bestimmbar
ist - der Hydromaschine hat der erste Regelkreis vorzugsweise einen Regler. Bei diesem
handelt es sich beispielsweise vorzugsweise um einen P-Regler. Alternativ kann dieser
als PI-Regler oder als PID-Regler ausgebildet sein. Der Regler kann als Eingangsgröße
einen Soll-Schwenkwinkel und einen Ist-Schwenkwinkel oder ein Soll-Fördervolumen oder
Ist-Fördervolumen aufweisen.
[0014] Vorzugsweise ist für den Ist-Schwenkwinkel ein Filter, beispielsweise in Form eines
PT1-Glieds oder ein Filter höherer Ordnung, vorgesehen. Durch den Filter kann auf
einfache Weise eine Beruhigung des Signals erfolgen.
[0015] Vorzugsweise weist der erste Regelkreis einen Regler für den Ist-Ausgangsdruck der
Hydromaschine auf. Als Eingangsgröße ist diesem der, insbesondere über einen Drucksensor
erfasste, Ist-Ausgangsdruck und der Soll-Ausgangsdruck zugeführt. Als Regler ist vorzugsweise
ein PID-Regler vorgesehen. Alternativ kann ein P-Regler oder PI-Regler eingesetzt
sein. Der Soll-Ausgangsdruck der Hydromaschine ist vorzugsweise verstellbar. Insbesondere
wird zum Ermittlung des Soll-Ausgangsdrucks ein Ist-Load-Sensing(LS)-Druck der Verbraucher,
die über die Druckmittelversorgungsanordnung mit Druckmittel versorgt sind, erfasst.
Insbesondere handelt es sich bei dem Ist-LS-Druck um den höchsten Ist-Lastdruck der
Verbraucher. Der Ist-LS-Druck wird vorzugsweise der Steuerung bzw. dem Regler für
den Ist-Ausgangsdruck als Eingangsgröße zugeführt. Bei einer Load-Sensing(LS)-Steuerung
soll der höchste Lastdruck der Verstellpumpe gemeldet werden und die Verstellpumpe
soll so geregelt werden, dass in der Pumpenleitung ein um eine bestimmte Druckdifferenz
(delta_p) über dem höchsten Ist-Lastdruck liegender Ist-Ausgangsdruck herrscht. Somit
ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass dem Regler für den Ist-Ausgangsdruck zusätzlich
ein Soll-Differentialdruck als Eingangsgröße zugeführt wird. Der Soll-Ausgangsdruck
kann dann durch Addition des Ist-LS-Drucks und des Soll-Differentialdrucks berechnet
werden und dem Regler als Eingangsgröße dienen. Der Soll-Differenzialdruck kann entweder
fest parametriert sein oder flexibel als Parameter verstellbar und vorgegeben werden.
[0016] Insbesondere ist es auch denkbar, mehrere Ist-LS-Drücke zu erfassen und eine Maximalwertbildung
oder eine Priorisierung in der Steuerung vorzunehmen. Dies kann durch Rückmeldung
an ein Hauptventil oder an ein Main-Control-Valve erfolgen, wenn beispielsweise eine
Fördermenge der Hydromaschine (Pumpe) begrenzt ist und damit die durch das Hauptventil
geführte Fördermenge begrenzt werden kann, wodurch beispielsweise eine Priorisierung
einer hydraulischen Lenkung im Falle einer Unterversorgung ermöglicht ist. Dabei wird
vorteilhaft die Hydromaschine (Pumpe) zusätzlich zur LS-Druckführung auf eine Mindestmenge
eingestellt, um auch im Falle einer Drucksensor-Fehlinformation die Lenkfähigkeit
sicherzustellen. Mit anderen Worten kann als führende Größe der LS-Druck angesehen
sein, anhand dessen die Hydromaschine geregelt wird. Zusätzlich ist denkbar, dass
in Abhängigkeit von der Lenkanforderung eine Mindestmenge eingestellt wird, damit
selbst bei einer Fehlinformation hinsichtlich des LS-Drucks die Lenkfähigkeit erhalten
bleibt.
[0017] Bei einem Regler für den Ist-Ausgangsdruck und/oder für den Ist-Fördervolumen und/oder
für das Ist-Drehmoment kann ein I-Anteil vorgesehen sein, wie beispielsweise bei einem
PID-Regler, was obenstehend erläutert ist. Es kann dann, insbesondere beim Einsatz
des Minimalwertbildners, vorgesehen sein, dass bei dem Regler oder den Regler/n, die
nicht-aktiv sind und einen I-Anteil haben, der I-Anteil eingefroren oder, insbesondere
teilweise oder vollständig zurückgesetzt wird. Ist der Regler dann aktiv, so wird
der I-Anteil auf übliche Weise genutzt und der Regler kann sofort reagieren. Dies
führt dazu, dass der I-Anteil des oder der Regler/s bei Inaktivität nicht aufgezogen
wird. Diese Ausgestaltung kann als "Anti-windup" bezeichnet werden, das heißt, dass
die Einfrierung und das Zurückstellen des I-Anteils kombiniert ist.
[0018] Für den Regler des Ist-Ausgangsdrucks können vorteilhafter Weise ein oder mehrere
Filter mit einem druckabhängigen Filterkoeffizienten vorgesehen sein. Bei dem jeweiligen
Filter handelt es sich beispielsweise um einen variablen PT1-Filter oder um einen
Filter höherer Ordnung. Vorzugsweise ist der Filter oder ein jeweiliger Filter für
den Ist-Ausgangsdruck und/oder für den Ist-LS-Druck vorgesehen. Vorzugsweise ist der
druckabhängige Filter derart ausgestaltet, dass bei einer Steigerung des Ist-Ausgangsdrucks
der Hydromaschine die Filterung reduziert wird und umgekehrt bei einer Senkung des
Ist-Ausgangsdrucks der Hydromaschine die Filterung erhöht wird, um Einfluss auf die
Dynamik der Regelung zu nehmen.
[0019] Alternativ oder zusätzlich kann ein oder können mehrere Filter, insbesondere mit
druckabhängigen Filterkoeffizienten, für die weiteren obenstehend und untenstehend
angeführten Regler, insbesondere für eine oder mehrere Eingangsgrößen, eingesetzt
sein.
[0020] Alternativ oder zusätzlich ist denkbar für den Regler des Ist-Ausgangsdrucks und/oder
für einen oder mehrere der obenstehend und untenstehend angeführten Regler, insbesondere
für die eine oder mehrere Eingangsgröße/n einen asymmetrischen Filter vorzusehen.
Dieser ist abhängig von der Richtung, in der die Schrägscheibe verschwenkt wird. Das
heißt die Filterung des Filters in der ersten Verschwenkrichtung ist im Vergleich
zur Filterung in der zweiten Verschwenkrichtung verschieden.
[0021] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verstärkungsfaktor (Kp), insbesondere
für den Regler für den Ist-Ausgangsdruck, vorgesehen, der von der Ist-Temperatur des
Druckmittels der Hydromaschine, insbesondere des ausgangsseitigen Druckmittels, und/oder
der Ist-Drehzahl der Hydromaschine und/oder des Ist-Ausgangsdrucks der Hydromaschine
und/oder eines vorgegebenen Druckgradienten oder Soll-Druckgradienten, insbesondere
für den Soll-Ausgangsdruck der Hydromaschine, abhängt. Der Verstärkungsfaktor kann
somit in Abhängigkeit von diesen Größen ermittelt werden. Der Verstärkungsfaktor kann
dann beispielsweise beim Regler mit der Regelabweichung multipliziert werden, wobei
die Regelabweichung beispielsweise der Soll-Differentialdruck minus der Ist-Differential-Druck
ist und wobei der Ist-Differentialdruck gleich der Ist-LS-Druck minus der Ist-Ausgangsdruck
ist.. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass, je kleiner die Ist-Temperatur ist, desto
kleiner ist der Verstärkungsfaktor, da hierdurch vorzugsweise im Kaltzustand der Hydromaschine
ein Schwingen der Hydromaschine verhindert oder zumindest vermindert werden kann.
Entsprechend kann umgekehrt gelten, dass, je größer die Ist-Temperatur ist, desto
größer ist der Verstärkungsfaktor. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein,
dass, je kleiner die Ist-Drehzahl der Hydromaschine ist, desto größer ist der Verstärkungsfaktor,
da der Druckaufbau vom Volumenstrom abhängt und somit von der Drehzahl der Hydromaschine.
Entsprechend kann auch hier umgekehrt gelten, dass, je größer die Ist-Drehzahl ist,
desto kleiner ist der Verstärkungsfaktor. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen
sein, dass, je größer der Druckgradient des Soll-Ausgangsdrucks ist, desto größer
ist der Verstärkungsfaktor. Dies ist vorteilhaft, da, je größer der Druckgradient,
desto größer ist die Anforderung zum Ausschwenken der Hydromaschine und somit muss
die Hydromaschine schneller reagieren als im Kleinsignalbereich. Umgekehrt gilt dann
auch hier, dass, je kleiner der Druckgradient ist, desto kleiner ist der Verstärkungsfaktor.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass, je größer der Ist-Ausgangsdruck
ist, desto größer ist der Verstärkungsfaktor. Dies ist vorteilhaft, da bei größerem
Ist-Ausgangsdruck, auch die Streckendynamik höher ist. Somit kann die Hydromaschine
schneller verschwenkt werden, ohne instabil zu werden. Umgekehrt gilt der gleiche
Zusammenhang.
[0022] Der Verstärkungsfaktor kann vorteilhafter Weise als arbeitspunktabhängiger Regelparameter
ausgebildet sein. Für die Druckregelung und/oder für die Drehmomentregelung und/oder
für die Schwenkwinkelregelung kann beispielsweise gelten: je größer der Ist-Ausgangsdruck,
desto größer kann der Verstärkungsfaktor sein oder der Verstärkungsfaktor wird bis
zu einem vorbestimmten Ist-Ausgangsdruck erhöht und im Anschluss bei weiter steigendem
Ist-Ausgangsdruck wieder gesenkt. In anderen Worten kann ein Verstärkungsfaktor auch
bei den Reglern für den Ist-Ausgangsdruck und/oder für das Ist-Drehmoment vorgesehen
sein, insbesondere für die Ist-Größen. Insbesondere kann in anderen Worten eine druckabhängige
Anpassung der Regelkreisverstärkungen vorgesehen sein. Die Regelparameter sind somit
im Betrieb der Druckmittelversorgungsanordnung anpassbar. Es erfolgt vorteilhafter
Weise eine bedarfsgerechte Anpassung der Regeldynamik und/oder Regelstabilität im
Betrieb.
[0023] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Soll-Druckgradient
für den Regler des Ist-Ausgangsdrucks vorgesehen ist. Dieser ist vorzugsweise anpassbar
und verstellbar. Der Soll-Druckgradient kann dann beispielsweise Einfluss auf den
Soll-Ausgangsdruck haben. Ein Einfluss ist beispielsweise derart, dass, je höher der
Soll-Druckgradient ist, desto schneller soll die Hydromaschine ausschwenken. Je höher
der Soll-Druckgradient, desto schneller wächst die Anforderung als der Ist-Gradient,
weshalb die Hydromaschine schneller verschwenkt wird, um den Soll-Druckgradienten
zu erreichen. Es ist denkbar, den Soll-Druckgradienten als Begrenzung für den Soll-Ausgangsdruck
oder als Begrenzung für die Änderung des Soll-Ausgangsdrucks zu verwenden.
[0024] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat der erste Regelkreis vorzugsweise einen
Regler für das Ist-Drehmoment oder die Ist-Leistung auf Basis des Ist-Drehmoments
multipliziert mit der Ist-Drehzahl. Als Eingangsgröße kann eine Ist-Drehzahl vorgesehen
sein, die von einer Triebwelle, insbesondere über einen Drehzahlsensor, der Hydromaschine
abgegriffen ist. Aus der Ist-Drehzahl kann dann das Ist-Drehmoment oder Aufnahmedrehmoment
der Hydromaschine (Pumpe) berechnet werden. Das Ist-Drehmoment berechnet sich aus
dem Ist-Schwenkwinkel multipliziert mit dem Ist-Ausgangsdruck geteilt durch den hydromechanischen
Wirkungsgrad. Der hydromechanische Wirkungsgrad ist eine Funktion aus dem Ist-Ausgangsdruck,
aus dem Ist-Schwenkwinkel und der Ist-Drehzahl und kann beispielsweise über eine Kennlinie
ermittelbar sein. Des Weiteren kann für den Regler ein Soll-Drehmoment vorgegeben
sein. Die ausgangsseitige Stellgröße des Reglers wird vorzugsweise dem Minimalwertbildner
zugeführt. Die Kennlinie zum Bestimmen des Ist-Drehmoments ist beispielsweise abhängig
vom Ist-Druck und/oder vom Ist-Schwenkwinkel. Mit anderen Worten kann mit dem Regler
eine Momentanleistung berechnet werden, insbesondere wenn die Ist-Drehzahl mit einbezogen
wird.
[0025] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Ist-Größen für den ersten und
zweiten Regelkreis oder einen Teil der Ist-Größen und ein oder mehrere Ableitungen
davon zur Beruhigung der Signale gefiltert. Hier sind beispielsweise wie vorstehend
bereits erläutert ein PT1 Glied oder ein variables PT1 Glied eingesetzt.
[0026] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, eine Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe
oder ein Maximale-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit für die Steuerung vorzusehen,
die, insbesondere nachgeschaltet zum Minimalwertbildner, dem zweiten Regelkreis zugeführt
wird. Insbesondere wird die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe über ein
Regelglied der Steuerung zugeführt. Dieses hat als Eingangsgröße vorzugsweise den
Stellwert aus dem ersten Regelkreis, also der vom Minimalwertbildner ausgegebene Stellwert.
Als weitere Eingangsgröße kann die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe vorgesehen
sein. Als Ausgangsgröße des Regelglieds kann dann die endgültige Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
für den zweiten Regelkreis vorgesehen sein. Über die zusätzlich vorgegebene Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe,
die beispielsweise verstellbar ist, wird insbesondere der Stellwert des Minimalwertbildners
begrenzt, um eine Regeldynamik der Druckmittelversorgungsanordnung zu beeinflussen.
Bei der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe kann es sich beispielsweise
um ein positives oder negatives Maximum der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
handeln. Je höher die endgültige Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit, desto
schneller kann die Hydromaschine ausschwenken.
[0027] Mit dem vorstehend erläuterten verstellbaren Soll-Druckgradienten und/oder der verstellbaren
Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe kann auf einfache Weise Einfluss auf
die Regeldynamik der Druckmittelversorgungsanordnung genommen werden. Somit kann die
Steuerkraft für das Pilotventil abhängig vom Soll-Druckgradienten und/oder von der
Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe sein. Diese Werte sind variabel im Betrieb
anpassbar. Es kann somit eine bedarfsgerechte Anpassung der Regeldynamik im Betrieb
erfolgen und beispielsweise betriebspunkt- oder arbeitspunktabhängig sein. Durch den
oder die Wert/e kann somit eine Limitierung und/oder Anpassung der Pumpendynamik erfolgen.
Der Schwenkwinkel der Hydromaschine und/oder die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
kann dann derart eingeregelt werden, dass der Soll-Wert oder die Soll-Werte nicht
überschritten werden. Mit den verstellbaren Größen (Soll-Druckgradienten und/oder
der verstellbaren Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe) kann mit anderen
Worten eine Anpassung der Dynamik der Druckmittelversorgungsanordnung über Softwareparameter
erfolgen, womit beispielsweise ein weiches oder hartes Maschinenverhalten einstellbar
ist. Die Dynamik ist auch für Teilfunktionen veränderbar. Eine Teilfunktion kann mit
dem Soll-Druckgradienten und die andere Teilfunktion mit der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe
angepasst sein. Durch die Anpassung der Dynamik ist auch eine Reduzierung von Schwingungen
ermöglicht. Des Weiteren können ruckartige Bewegungen vermieden werden. Es hat sich
gezeigt, dass die hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung zu einer Steigerung
des Wirkungsgrads, insbesondere durch weniger Steuerölverbrauch, führt.
[0028] Ein weiterer Vorteil der hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung ist eine leichtere
Integration im Vergleich zur hydromechanischen Reglern, da beispielsweise Verbindungsleitungen
oder Schläuche zum hydromechanischen Regler der Verstellpumpe wegfallen.
[0029] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Vorsteuerung und/oder eine Auto-Kalibrierung
eines Neutralstroms für einen Aktuator des Pilotventils vorgesehen sein. Mit anderen
Worten kann eine druckabhängige Vorgabe eines Neutralsignalwerts für das Pilotventil
vorhanden sein. Bei dem Neutralsignalwert handelt es sich beispielsweise um den Vollsteuerwert
für das Pilotventil, bei dem die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit Null ist. Hierfür
kann der Ist-Ausgangsdruck aufgegriffen werden. Daraus kann dann, insbesondere über
ein Kennfeld, ein Neutralstrom ermittelt werden. Dieser wird dann vorzugsweise der
Stellgröße der Steuerung zugeführt, insbesondere durch Addition. Durch die Vorsteuerung
des Neutralstroms kann die Steuerung entlastet werden. Mit anderen Worten kann eine
Auto-Kalibrierung des Neutralstroms erfolgen. Dieser kann notwendig sein, um einen
stationären Zustand der Hydromaschine abhängig von einem Ist-Ausgangsdruck und/oder
einer Viskosität des Druckmittels und/oder einer Federstreuung und/oder einer Magnetstreuung
des Pilotventils zu halten. Somit kann eine Kompensation der Hardwarestreuung über
die Auto-Kalibrierung des Neutralstroms ermöglicht sein.
[0030] Mit Vorteil ist ein Soll-Drehmomentgradient für den Regler des Ist-Drehmoments vorgesehen.
Dieser kann beispielsweise anpassbar und verstellbar ausgebildet sein. Der Soll- Drehmomentgradient
kann beispielsweise Einfluss auf das Soll-Drehmoment haben. In diesem Fall ist vorzugsweise
der Soll-Drehmomentgradient als Begrenzung für das Soll-Drehmoment oder für die Begrenzung
der Änderung des Soll-Drehmoments vorgesehen. Denkbar ist auch den Soll-Drehmomentgradienten
als Vorgabe zu regeln. In diesem Fall kann ein Soll-Drehmoment basierend auf dem Soll-Drehmomentgradienten
gebildet werden. Ein vorgesehener Filter oder Vorfilter kann dann eine Soll-Dynamik
einstellen.
[0031] In weiterer Ausgestaltung kann zusätzlich zur Steuerung oder Pumpen-Steuerung eine
übergeordnete Maschinensteuerung vorgesehen sein. Dieses ist beispielsweise der Ist-Ausgangsdruck
und/oder der Ist-Schwenkwinkel und/oder das Ist-Drehmoment und/oder das Ist-Fördervolumen
und/oder die Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit und/oder der Gradient des Ist-Ausgangsdrucks
und/ oder das Maximalmoment und/oder der Gradient der Momentenveränderung zugeführt.
[0032] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Ventilschieber
des Pilotventils derart angesteuert ist, dass dieser zeitweise oder ständig, insbesondere
im Betrieb der Druckmittelversorgungsanordnung eine axiale Schwingbewegung ausführt.
Die Schwingungsbewegung erfolgt vorzugsweise derart, dass die aktuelle Schaltstellung
des Ventilschiebers praktisch nicht beeinflusst wird. Mit anderen Worten erfolgt eine
druckabhängige Anpassung und Optimierung der Hysteresereduzierenden Maßnahme (Dither)
mit dem Ziel, die Hysterese des Pilotventils zu optimieren und die Regeldynamik nicht
durch Gegenkompensation durch den Dither zu beeinflussen, insbesondere wenn Reglerausgang
gegenphasig oder in phase mit der Dither arbeitet.
[0033] Mit anderen Worten ist ein Verfahren offenbart, dass zur Regelung eines Hubvolumens
und/oder eines Drehmoments und/oder eines Drucks einer hydrostatischen Maschine vorgesehen
ist.
[0034] Diese kann eine Stellvorrichtung zur Einstellung ihres Hubvolumens aufweisen. Vorzugsweise
hat das Verfahren folgende Schritte:
- Erfassen eines vorgegebenen Soll-Drehmoments,
- Erfassen eines vorgegebenen Soll-Hubvolumens,
- Erfassen eines vorgegebenen Soll-Drucks,
- Erfassen eines Ist-Hubvolumens oder eingestelltem Hubvolumens,
- Erfassen eines Ist-Drucks oder eingestelltem Drucks,
- Ermittlung des Ist-Drehmoments oder des eingestellten Drehmoments an der Triebwelle
der Maschine.
[0035] Als Weiterer Schritt kann ein Regeln eines Volumenstroms in die Stellvorrichtung
hinein oder aus der Stellvorrichtung hinaus mittels eines Regelventils zum Einstellen
des Hubvolumens auf Basis einer Kraftdifferenz zwischen einer Steuerkraft und einer
in entgegengesetzter Richtung an dem Regelventil angreifenden Kraft vorgesehen sein.
Die in entgegengesetzter Richtung zur Steuerkraft an dem Regelventil angreifende Kraft
kann eine Federkraft sein. Die Steuerkraft kann des Weiteren eine elektrische Kraft
eines Elektromagnetenventils sein. In Abhängigkeit des erfassten Hubvolumens und/oder
Drucks und/oder Soll-Hubvolumens und/oder Soll-Drucks und/oder Soll-Drehmoment die
Maschine eingestellt wird. Das Hubvolumen wird vorzugsweise so eingestellt, dass stets
das kleinste Hubvolumen eingestellt wird, welches zum Erreichen einer der Soll-Größen
führt.
[0036] Vorzugsweise ist die Hydromaschine stromlos bei Nullhub oder bei Maximalhub, je nach
der Fail-Operation-Anwendung.
[0037] Wie einleitend erläutert kann aus dem Schwenkwinkel der Schrägscheibe der Volumenstrom
der Hydromaschine oder Verstellpumpe ermittelt werden. Wird die Verstellpumpe nicht
angetrieben, und ist das Stellsystem drucklos, dann schwenkt die Verstellpumpe durch
eine Federkraft einer Feder beispielsweise auf ein maximales Fördervolumen. Im angetriebenen
Zustand der Verstellpumpe und bei stromlosem Pilotventil und verschlossenem Pumpenausgang
schwenkt die Verstellpumpe dagegen auf einen Nullhubdruck. Ein Gleichgewicht zwischen
Pumpendruck am Stellkolben und Federkraft der Feder plus Pumpendruck am Gegenkolben
stellt sich bei etwa 4 bis 8 bar ein. Die Grundeinstellung wird üblicherweise bei
spannungsloser Regelelektronik eingenommen. Denkbar wäre auch umgekehrt, dass bei
stromlosen Pilotventil die Verstellpumpe auf maximales Fördervolumen verschwenkt wird,
um eine Druckmittelversorgung eines Verbrauchers, wie beispielsweise einer Lenkung
sicherzustellen. Vorzugsweise ist dann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, um den
Ist-Ausgangsdruck der Hydromaschine zu begrenzen. Dies kann beispielsweise dadurch
erfolgen, dass das Ventilverhalten des Pilotventils invertiert ist. Also kann beispielsweise
im stromlosen Zustand am Pilotventil der Stellzylinder-Anschluss mit dem Tankanschluss
verbunden sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0038] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung eine Steuerung für die Druckmittelversorgungsanordnung
aus Fig. 1,
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine Steuerung für die Druckmittelversorgungsanordnung
aus Fig. 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 und Fig. 5 jeweils in einer schematischen Darstellung eine Ermittlung von Verstärkungsfaktoren
eines Reglers gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 6a und 6b eine Raupenbagger und in einer schematischen Darstellung eine Druckmittelversorgungsanordnung
für einen Raupenbagger,
Fig. 7a und 7b einen Teleskoplader und in einer schematischen Darstellung eine Druckmittelversorgungsanordnung
für einen Teleskoplader,
Fig. 8a und 8b einen Kompaktbagger und in einer schematischen Darstellung eine Druckmittelversorgungsanordnung
für einen Kompaktbagger und
Fig. 9a und 9b ein Kühler-Lüfter-System und in einer schematischen Darstellung eine
Druckmittelversorgungsanordnung für ein Kühler-Lüfter-System.
[0039] Gemäß Fig. 1 ist eine hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung 1 gezeigt, die
eine Hydromaschine in Form einer Axialkolbenmaschine 2 aufweist. Diese weist eine
Schwenkwiege zum Verstellen eines Fördervolumens auf. Die Axialkolbenmaschine 2 ist
sowohl als Pumpe als auch als Motor einsetzbar. Angetrieben wird die Axialkolbenmaschine
2 über eine Antriebseinheit 4, bei der es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor,
wie beispielsweise ein Dieselaggregat, oder um einen Elektromotor handeln kann. Über
eine Triebwelle 6 ist die Axialkolbenmaschine 2 mit der Antriebseinheit 4 verbunden.
Eine Drehzahl 8 der Triebwelle 6 kann über nicht dargestellte Mittel, beispielsweise
über einen Drehzahlsensor, abgegriffen werden und einer Steuerung der Druckmittelversorgungsanordnung
1 zugeführt werden. Für die Axialkolbenmaschine 2 ist ein Verstellmechanismus 12 vorgesehen.
Dieser hat ein Pilotventil 14. Dessen Ventilschieber ist elektrisch proportional über
einen Aktor 16 ansteuerbar. Hierfür wird dem Aktor 16 eine Stellgröße 18 von einer
Steuerung 20 zugeführt. Der Ventilschieber des Pilotventils 14 in Richtung einer Grundstellung
mit einer Federkraft einer Ventilfeder 22 beaufschlagt. Die Federkraft wirkt dabei
entgegen der Aktorkraft des Aktors 16.
[0040] Die Axialkolbenmaschine 2 ist ausgangsseitig mit einer Druckleitung 24 verbunden,
die wiederum mit einem Hauptsteuerventil 26 oder Ventilblock verbunden ist. Über dieses
kann die Druckmittelversorgung zwischen der Axialkolbenmaschine 2 und einem oder mehreren
Verbrauchern gesteuert werden. Von der Druckleitung 24 zweigt eine Steuerleitung 28
ab, die an einen Druckanschluss P des Pilotventils 14 angeschlossen ist. Die Steuerleitung
28 ist beispielsweise in einem Gehäuse der Axialkolbenmaschine 2 ausgebildet. Des
Weiteren weist das Pilotventil 14 einen Tankanschluss T auf, der über eine Tankleitung
30 mit einem Tank verbunden ist. Außerdem hat das Pilotventil 14 einen Arbeitsanschluss
A, der mit einem Steuerraum 32 eines Stellzylinders 34 verbunden ist. Der Steuerraum
32 wird dabei von einem Stellkolben 36 des Stellzylinders begrenzt. Über den Stellkolben
36 kann dann eine Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 verstellt werden. Ein Verschiebeweg
des Stellkolbens 36 wird über einen Wegaufnehmer 38 erfasst. Alternativ oder zusätzlich
wird ein Schwenkwinkel der Schwenkwiege der Axialkolbenmaschine 2 über einen rotatorischen,
magnetischen Sensor von einer Schwenkachse der Schwenkwiege abgegriffen. Über den
erfassten Weg kann dann das Ist-Fördervolumen oder das Ist-Verdrängungsvolumen der
Axialkolbenmaschine 2 ermittelt werden. Das Ist-Fördervolumen 40 wird dann der Steuerung
20 gemeldet. In der Grundstellung des Ventilschiebers des Pilotventils 14 ist der
Druckanschluss P mit dem Arbeitsanschluss A verbunden und der Tankanschluss T abgesperrt.
Bei Beaufschlagung des Ventilschiebers mit der Aktorkraft des Aktors 16 wird der Ventilschiebers
ausgehend von seiner Grundstellung in Richtung von Schaltstellungen bewegt, bei denen
der Druckanschluss P gesperrt und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden
ist. Somit wird in der Grundstellung des Ventilschiebers des Pilotventils 14 der Stellkolben
36 mit Druckmittel aus der Druckleitung 24 beaufschlagt. Des Weiteren ist bei dem
Verstellmechanismus 12 ein Zylinder 42 vorgesehen. Dieser hat einen Stellkolben 44,
der an der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 angreift. Der Stellkolben 44 begrenzt
einen Steuerraum 46, der mit der Druckleitung 24 verbunden ist. Über Druckmittel des
Steuerraums 46 und über die Federkraft einer Feder 48 wird der Stellkolben 44 derart
beaufschlagt, dass dieser die Schrägscheibe in Richtung einer Vergrößerung des Fördervolumens
belastet.
[0041] Des Weiteren ist ein Drucksensor 50 vorgesehen, über den der Druck in der Druckleitung
24 abgegriffen und der Steuerung 20 gemeldet wird, wobei es sich bei dem Druck um
einen Ist-Ausgangsdruck 52 handelt. Außerdem ist ein Drucksensor 54 vorgesehen, der
den höchsten Ist-Lastdruck (Ist-LS-Druck) 56 erfasst, der der Steuerung 20 übermittelt
wird.
[0042] Eine Steuerung 57 ist über ein CAN Interface 58 mit der Steuerung 20 verbunden, um
insbesondere die Ist-Drehzahl an die Steuerung 20 zu übermitteln. Denkbar ist auch,
die Ist-Drehzahl 8 direkt der Steuerung 20 zuzuführen.
[0043] Im Einsatz der Druckmittelversorgungsanordnung 1 wird über das Pilotventil 14 und
den Stellkolben 36 die Position der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 gesteuert.
Ein geförderter Volumenstrom der Axialkolbenmaschine 2 ist proportional zur Stellung
der Schrägscheibe. Der durch die Feder 48 vorgespannte Verstellkolben 44 oder Gegenkolben
wird ständig mit dem Ist-Ausgangsdruck oder Pumpendruck beaufschlagt. Bei nichtdrehender
Axialkolbenmaschine 2 und drucklosem Verstellmechanismus 12 wird die Schrägscheibe
durch die Feder 48 in einer Position +100 Prozent gehalten. Bei angetriebener Axialkolbenmaschine
2 und stromlosem Aktor 16 des Pilotventils 14 schwenkt die Schrägscheibe auf einen
Nullhubdruck, da der Stellkolben 36 mit Druckmittel der Druckleitung 24 beaufschlagt
ist. Ein Gleichgewicht zwischen einem Ist-Ausgangsdruck am Stellkolben 36 und der
Federkraft der Feder 48 stellt sich bei einem vorbestimmten Druck oder Druckbereich
ein, beispielsweise zwischen 8 bis 12 bar. Dieser Nullhubbetrieb wird beispielsweise
bei einer spannungslosen Elektronik oder Steuerung 20 eingenommen. Die Ansteuerung
des Pilotventils 14 erfolgt über die Steuerung 20, bei der es sich beispielsweise
um vorzugsweise eine digitale Elektronik, alternativ um eine analoge Elektronik, handelt.
Die Steuerung 20 verarbeitet die benötigten Regelsignale, was untenstehend näher erläutert
ist.
[0044] Fig. 2 zeigt schematisch eine Funktionsweise der Steuerung 20. Diese hat einen ersten
Regelkreis 60 und einen zweiten Regelkreis 62. Der erste Regelkreis 60 weist einen
Regler 64 für einen Schwenkwinkel der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 aus
Fig. 1, einen Regler 66 für den Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine 2 und einen
Regler 68 für ein Drehmoment der Axialkolbenmaschine 2 auf. Der Regler 64 hat als
Eingangsgrößen ein Soll-Fördervolumen 70 und das Ist-Fördervolumen 40. Als Ausgangsgröße
ist eine Stellgröße 72 vorgesehen. Der Regler 66 weist als Eingangsgrößen einen Soll-Ausgangsdruck
74 und den Ist-Ausgangsdruck 52 auf. Als Ausgangsgröße ist eine Stellgröße 75 vorgesehen.
Der Regler 68 weist als Eingangsgrößen eine Ist-Drehmoment 76 oder ein Soll-Drehmoment
auf. Als weitere Eingangsgröße ist das Ist-Drehmoment vorgesehen, das wiederum beispielsweise
anhand eines Kennfelds über die Ist-Drehzahl 8 ermittelbar ist. Als Ausgangsgröße
für den Regler 68 ist eine Stellgröße 78 vorgesehen. Bei dem jeweiligen Regler 64
bis 68 werden die Eingangsgrößen jeweils einem Regelglied in Form eines PID-Reglers
zugeführt.
[0045] Die Stellgrößen 72, 75 und 78 werden einem Minimalwertbildner 80 zugeführt. Dieser
sorgt dafür, dass automatisch nur der dem gewünschten Arbeitspunkt zugeordnete Regler
72, 75 oder 78 aktiv ist. Hierbei wird dann entweder der Ausgangsdruck, das Drehmoment
oder das Fördervolumen exakt ausgeregelt, wobei die jeweils beiden anderen Größen
unterhalb eines vorgegebenen Sollwertes liegen. Ein Ausgangssignal des Minimalwertbildners
80 ist dann ein Sollwert in Form einer Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder
Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit 82. Diese ist dann eine Eingangsgröße für
den zweiten unterlagerten Regelkreis 62. Eine weitere Eingangsgröße des zweiten Regelkreises
62 ist die Ableitung des Ist-Fördervolumens 40, womit es sich dann um eine Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
84 handelt. Die Eingangsgrößen 82 und 84 für den zweiten Regelkreis 62 werden dann
einem Regelglied in Form eines PID-Glieds 86 zugeführt. Dieses gibt dann die Stellgröße
18 für das Pilotventil 14 aus Fig. 1 aus.
[0046] Gemäß Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform für die Steuerung 20 aus Fig. 1 gezeigt.
Diese hat einen Regler 88 für das Fördervolumen der Axialkolbenmaschine 2, s. auch
Fig. 1. Des Weiteren ist ein Regler 90 für den Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine
2 und ein Regler 92 für das Drehmoment der Axialkolbenmaschine 2 vorgesehen. Dies
ist ein Teil eines ersten Regelkreises 94. Des Weiteren ist ein dem ersten Regelkreis
unterlagerter zweiter Regelkreis 96 für die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
der Axialkolbenmaschine 2 vorgesehen.
[0047] Der Regler 88 weist ein Regelglied 98 in Form eines P-Glieds auf. Als Eingangsgröße
sind das Soll-Fördervolumen 70 und das Ist-Fördervolumen 40 vorgesehen. Das Ist-Fördervolumen
40 wird mit dem Regelglied 98 über einen Filter in Form eines PT1-Filters zugeführt.
Ausgangsseitig des Reglers 88 ist die Stellgröße 72 als Ausgangsgröße vorgesehen,
die dem Minimalwertbildner 80 zugeführt wird.
[0048] Der Regler 90 weist als Eingangsgrößen den Ist-Ausgangsdruck 52, den Ist-LS-Druck
56, eine Soll-Druckdifferenz 100 und einen Soll-Druckgradienten 102 auf. Der Ist-LS-Druck
56 und die Soll-Druckdifferenz 100 werden über ein Summierglied 104 zu einem Soll-Ausgangsdruck
verknüpft. Der Soll-Ausgangsdruck wird dann einem Regelglied 106 in Form eines invertierten
PT1-Glieds zugeführt, das einen voraussichtlichen Signalverlauf abschätzt. Der Soll-Ausgangsdruck
wird dann weiter einem Regelglied 108 zugeführt, das als weitere Eingangsgröße den
Soll-Druckgradienten 102 aufweist. Der Soll-Druckgradient 102 gibt dann den maximal
möglichen Gradienten vor, der vorgesehen sein soll. Über das Regelglied 108 wird dann
der Soll-Ausgangsdruck von dem vorgegebenen Soll-Druckgradienten 102 derart beeinflusst,
dass mit dem Soll-Druckgradienten 102 die Dynamik der Druckmittelversorgungsanordnung
1 aus Fig. 1 steuerbar ist. Beispielsweise kann die Beeinflussung derart sein, dass,
je höher der Soll-Druckgradient 102 ist, desto schneller kann die Schrägscheibe der
Axialkolbenmaschine 2 verstellt werden. Umgekehrt gilt dann, je kleiner der Soll-Druckgradient
ist, desto langsamer wird die Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 verstellt. Nach
dem Regelglied 108 wird dann der Soll-Ausgangsdruck einem Regelglied 110 in Form eines
PID-Glieds zugeführt. Als weitere Eingangsgröße für das Regelglied 110 ist dann der
Ist-Ausgangsdruck 52 vorgesehen. Als Ausgangsgröße des Regelglieds 110 ergibt sich
die Stellgröße 75, die dem Minimalwertbildner 80 zugeführt wird.
[0049] Der Ist-LS-Druck 56 des Reglers 90 wird vor dem Summierglied 104 einem Filter 112
zugeführt, bei dem es sich um einen variablen PT1-Filter handelt. Das Gleiche gilt
für den Ist-Ausgangsdruck, der vor dem Regelglied 110 ebenfalls einem Filter 114 in
Form eines variablen PT1-Filters zugeführt wird. Die Filter 112 und 114 haben variable,
insbesondere druckabhängige, Filterkoeffizienten, was obenstehend näher erläutert
ist.
[0050] Der Regler 92 hat als Eingangsgrößen die Ist-Drehzahl 8, das Ist-Fördervolumen 40,
den Ist-Ausgangsdruck 52 und ein Soll-Drehmoment 116. Die Eingangsgrößen werden einem
Regelglied 118 in Form eines P-Glieds zugeführt. Als Ausgangsgröße für das Regelglied
118 ist die Stellgröße 78 vorgesehen, die dem Minimalwertbildner 80 zugeführt ist.
Nach dem Regelglied 118 ist für die Stellgröße 78 ein Regelglied 120 vorgesehen, bei
dem es sich wie bei dem Regelglied 106 um einen invertierten PT1-Filter handelt. Des
Weiteren wird die Ist-Drehzahl, das Ist-Fördervolumen 40 und der Ist-Ausgangsdruck
8 vor Zuführung zum Regelglied 118 einem Regelglied 122 zugeführt. Dieses dient zur
Berechnung eines Ist-Drehmoments 124 basierend auf der Ist-Drehzahl 8, auf dem Ist-Fördervolumen
40 und dem Ist-Ausgangsdruck 8. Die Berechnung erfolgt anhand eines Kennfelds des
Regelglieds 122. Das Kennfeld ist abhängig von dem Ist-Ausgangsdruck 52, der dem Regelglied
122 zugeführt wird. Des Weiteren wird dem Regelglied 122 das Ist-Fördervolumen 40
zugeführt. Das Kennfeld kann dann alternativ oder zusätzlich vom Ist-Fördervolumen
40 abhängen. Mit anderen Worten wird das Ist-Drehmoment 124 aus der Ist-Drehzahl 8
und aus dem Ist-Ausgangsdruck 52 und/oder aus dem Ist-Fördervolumen 40 gebildet. Das
Ist-Drehmoment 124 wird dann im Anschluss einem Filter 126 in Form eines PT1-Glieds
zugeführt, bevor es zum Regelglied 118 gelangt.
[0051] Des Weiteren wird das Ist-Fördervolumen 40, bevor es dem Regelglied 98 zugeführt
wird, einem Filter 99 in Form eines PT1-Glieds zugeführt.
[0052] Der Minimalwertbildner 80 bildet aus den Stellgrößen 72, 75 und 78 die Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
82. Diese wird einem Regelglied 128 zugeführt. Mit diesem kann die Dynamik der Druckmittelversorgungsanordnung
1 beeinflusst werden. Hierfür ist als weitere Eingangsgröße für das Regelglied 128
eine Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe 130 vorgesehen, die verstellbar
ist. Beispielsweise ist mit der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe 130,
die aus dem Minimalwertbildner 80 ausgegebene Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
82 limitierbar und/oder derart beeinflussbar, dass, je höher die Größe 130 ist, desto
schneller kann die Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 verschwenkt werden und
umgekehrt. Somit kann die Dynamik der Druckmittelversorgungsanordnung 1 durch Verstellen
der Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe 130 und/oder durch Verstellen des
Soll-Druckgradienten 102 beeinflusst werden. Beispielsweise kann hierdurch die Druckmittelversorgungsanordnung
1 an unterschiedliche Arbeitsmaschinen und/oder an unterschiedliche Einsatzbedingungen
und/oder an unterschiedliche Einsatzzwecke auf einfache und kostengünstige Weise angepasst
werden.
[0053] Nach dem Regelglied 128 wird die endgültige Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
132 dem zweiten Regelkreis 96 als Eingangsgröße zugeführt. Dieser hat ein Regelglied
134 in Form eines PI-Glieds. Als weitere Eingangsgröße für das Regelglied 134 ist
die Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit 84 vorgesehen. Diese basiert auf dem
Ist-Fördervolumen 40, das in einem Regelglied 136 abgeleitet wird. Danach wird die
Ableitung, also die Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit, einem Filter 138 in
Form eines PT1-Filters zugeführt. Anschließend ist ein Regelglied 140 in Form eines
invertierten PT1-Filters vorgesehen, bevor die Ist-Größe 84 dem Regelglied 134 zugeführt
ist. Das Regelglied 134 des zweiten Regelkreises 96 weist als Ausgangsgröße die Stellgröße
18 für das Pilotventil 14 aus Fig. 1 auf. Diese wird einem Summierglied 142 zugeführt.
Als weitere Eingangsgröße für das Summierglied 142 ist ein Vorsteuerwert 144 vorgesehen.
Bei diesem handelt es sich um eine Ausgangsgröße eines Regelglieds 150, das als Eingangsgröße
den Ist-Ausgangsdruck 52 aufweist. Basierend auf dem Ist-Ausgangsdruck 52 wird dann
der Vorsteuerwert 144 ermittelt. Das Summierglied 142 verknüpft dann die Stellgröße
18 und den Vorsteuerwert 144, womit ein Neutralstrom des Pilotventils vorgesteuert
ist. Es erfolgt damit eine druckabhängige Vorgabe eines Neutralsignalwertes für das
Pilotventil 14 aus Fig. 1. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerung 20 hinsichtlich
dieser Steuerungsaufgabe entlastet wird. Als Ausgangsgröße des Summierglieds 142 ist
dann eine endgültige Stellgröße 146 für das Pilotventil 14 vorgesehen.
[0054] Es ist denkbar, dass dem Summierglied 142 ein in Fig. 3 nicht dargestelltes Regelglied
nachgelagert ist, das als Eingangsgröße die Stellgröße 146 hat. Diese wird durch das
Regelglied mit einem niederfrequenten Signal überlagert, damit der Ventilschieber
des Pilotventils 14 ständig in axialer Schwingbewegung ist, um ein Festfahren des
Ventilschiebers zu vermeiden. Als Ausgangsgröße des Regelglieds ist dann die endgültige
Stellgröße für das Pilotventil 14 vorgesehen. Die Überlagerung mit dem niederfrequenten
Signal kann als "Dithering" bezeichnet werden. Ziel des Dithers ist es die Hysterese
des Pilotventils 14 zu verringern, indem eine kleine Bewegung des Ventilschiebers
aufrechterhalten wird. Dabei darf diese Bewegung nicht zu groß werden, um Auswirkungen
auf das System zu vermeiden (z.B. Pilotventil 14 schwingt zu heftig, sodass auch der
Schwenkwinkel oder Druck diese Schwingung sieht). Der Dither (Frequenz und Amplitude)
wird derart optimiert, sodass die Hysterese minimal wird und das System nicht angeregt
wird. Je kleiner die Frequenz und je größer die Amplitude, desto besser lässt sich
der Ventilschieber in Bewegung halten. Eine kleine Frequenz aber führt zu einer großen
Periodendauer des überlagerten "Sinus-signals". Dadurch entsteht das Problem, dass
diese Periode gerade gegenläufig zu dem Soll-Signal laufen kann. Man bekommt eine
verzögerte Reaktion, wenn der überlagerte Dither in die andere Richtung läuft wie
das Soll-Signal, was nachteilig sein kann in der Pumpenregelung. Es besteht aber die
Möglichkeit, dass man bei höheren Drücken die Ditherfrequenz erhöhen und/ oder Amplitude
verringern kann, da aufgrund des Druckes eine bessere Schmierung stattfindet und die
Hysterese des Pilotventils 14 sinkt. Dadurch reduziert man auch den Einfluss eines
gegenphasigen Dithers und die Regeldynamik wird erhöht.
[0055] Fig. 4 zeigt schematisch einen arbeitspunktabhängigen Regelparameter für die Steuerung
20. Bei diesem handelt es sich beispielhaft um einen Verstärkungsfaktor Kp des Reglers
90 für den Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine 2. Der Verstärkungsfaktor Kp wird
beispielsweise der Steuerung 20 über das Regelglied 110 zugeführt. Gemäß Fig. 4 kann
der Verstärkungsfaktor Kp über ein Regelglied 152 in Abhängigkeit einer Temperatur
154 eines Druckmittels der Druckmittelversorgungsanordnung 1 berechnet werden. Die
Temperatur wird beispielsweise über einen Sensor vom Druckmittel in der Druckleitung
24 abgegriffen. Der Verstärkungsfaktor Kp wird dann beispielsweise über ein Kennfeld
ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann der Verstärkungsfaktor über ein Regelglied
156 von der Ist-Drehzahl 8 abhängen. Hierbei wird der Verstärkungsfaktor Kp ebenfalls
über ein Kennfeld ermittelt. Alternativ oder zusätzlich ist ein Regelglied 158 vorgesehen,
über das der Verstärkungsfaktor Kp über den Ist-Ausgangsdruck 52 ermittelbar ist,
wobei dies ebenfalls über ein Kennfeld erfolgen kann. Des Weiteren kann alternativ
oder zusätzlich der Verstärkungsfaktor Kp über ein Regelglied 160 basierend auf dem
Solldruckgradienten 102 ermittelt werden. Der Solldruckgradient 102 kann dabei über
ein Regelglied 162 vom Sollausgangsdruck 74 abgeleitet werden. Wird der Verstärkungsfaktor
Kp über mehrere Regelglieder 152, 156, 158, 160 ermittelt, so kann er über ein jeweilig
ausgangsseitiges Regelglied 164 verknüpft werden und dann final als Ausgangsgröße
des Regelglieds 164 ausgegeben werden.
[0056] Gemäß Fig. 5 kann alternativ oder zusätzlich zu den in Fig. 4 aufgezeigten Regelgliedern
152, 156, 158, 160 der Verstärkungsfaktor Kp über den Ist-Ausgangsdruck 52 ermittelt
werden. Hierfür ist ein Regelglied 166 vorgesehen, bei dem dann der Verstärkungsfaktor
Kp basierend auf dem Ist-Ausgangsdruck 52 über ein Kennfeld ermittelt wird. In diesem
Fall ist der Verstärkungsfaktor Kp umso größer, je größer der Ist-Ausgangsdruck ist.
Der Verstärkungsfaktor Kp kann alternativ oder zusätzlich zum Regler 90 auch für den
Regler 88 und/oder 92 eingesetzt sein.
[0057] Denkbar ist auch, dass eine zeitliche Anpassung der Laufzeiten zumindest eines Signals
oder eines Teils der Signale oder aller Signale der Regelkreise 94 und 96 aus Fig.
3 vorgesehen ist, wobei insbesondere eine Phasenlage des oder der Signale anpassbar
ist. Dies kann beispielsweise über das Regelglied 106 und/oder 120 erfolgen.
[0058] Im Regelglied 150 kann der Vorsteuerwert 144 vorzugsweise modellbasiert unter Berücksichtigung
von Strömungskräften beim Pilotventil 14 und/oder einem Magnetcharakteristikum des
Aktors 16 und/oder einer Steuerkantencharakteristik des Ventilschiebers des Pilotventils
14 und/oder einer Federsteifigkeit der Ventilfeder 22 ermittelt sein.
[0059] Gemäß Fig. 6a ist ein Raupenbagger gezeigt, der gemäß Fig. 6b eine Druckmittelversorgungsanordnung,
siehe Fig. 1, aufweist. Dieser hat die Axialkolbenmaschine 2, die von der Antriebseinheit
4 in Form eines Dieselaggregats angetrieben ist. Über das Hauptsteuerventil 26 wird
die Druckmittelversorgung zu Hydrozylindern 168 und 170, zu Hydromaschinen 172, 174
zum Bewegen des Raupenbaggers und zu einem hydraulischen Hilfsantrieb 176 gesteuert.
Der Raupenbagger weist hierbei diverse Eingabemittel 178 für einen Bediener auf, die
an einen CAN-Bus 180 angeschlossen sind. Des Weiteren sind an den CAN-Bus 180 Drucksensoren
182, 184 angeschlossen. Diese greifen den Ist-Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine
2 ab. Eingangsseitig der Hydrozylinder 168, 170 ist jeweils ein Sicherheitsventil
vorgesehen, die bei einem Bruch einer Zulaufleitung die Hydrozylinder 168, 170 absichern.
Über die Steuerung 20 werden, wie obenstehend erläutert, erforderliche Eingangsgrößen
erfasst und insbesondere das Pilotventil 14 gesteuert. Außerdem wird das Hauptsteuerventil
26 in Abhängigkeit der über den CAN-Bus 180 erfassten Signale der Eingabemittel 178
gesteuert.
[0060] Fig. 7a zeigt einen Telehandler mit einer der Druckmittelversorgungsanordnung gemäß
Fig. 7b. Diese weist zwei Axialkolbenmaschinen 2 und 186 auf, die über eine gemeinsame
Triebwelle von der Antriebseinheit 4 in Form eines Dieselaggregats angetrieben sind.
Pilotventile der Axialkolbenmaschine 2, 186 werden wie obenstehend erläutert über
die Steuerung 20 gesteuert. Die Axialkolbenmaschine 186 dient zur Druckmittelversorgung
einer Radbremse 188, eines Lenksystem 190 und einer Pilotölversorgung 192. Die Pilotölversorgung
192 ist für das Hauptsteuerventil 26 bzw. dem Hauptsteuerventilblock vorgesehen. Über
diesen wird die Druckmittelversorgung von Hydrozylindern 168, 170, 194, 196 gesteuert.
Des Weiteren wird eine eingesetzte Hydromaschine 198 und der hydraulische Hilfsmotor
176 über das Hauptsteuerventil 26 gesteuert. Entsprechend der Ausführungsform in Fig.
6a und 6b sind auch hier Eingabemittel 178 vorgesehen, die durch den CAN-Bus 180 beispielsweise
mit der Steuerung 20 verbunden sind. Des Weiteren ist eine Kommunikationseinrichtung
200 vorgesehen, um kabellos, beispielsweise über Funk oder WiFi, eine Kommunikation
mit einem Server und/oder mit einem Rechner durchzuführen. Beispielsweise können dann
über die Kommunikationseinrichtung 200 Eingangsgrößen für die Steuerung 20 angepasst
werden und/oder eine Software erweitert oder upgedated werden. Außerdem ist es möglich,
Daten über die Kommunikationseinrichtung 200 zu senden, die Informationen über einen
Zustand der Druckmittelversorgungsanordnung 1 beinhalten.
[0061] Gemäß Fig. 8a ist ein Kompaktbagger mit einer Druckmittelversorgungsanordnung gemäß
Fig. 8b gezeigt. Hierbei ist die Axialkolbenmaschine 2 ersichtlich, die von der Antriebseinheit
4 in Form eines Dieselaggregats angetrieben ist. Des Weiteren ist die Steuerung 20
gezeigt, die beispielsweise mit einem Drucksensor 202 verbunden ist, der den Ist-Ausgangsdruck
der Axialkolbenmaschine 2 abgreift. Außerdem ist die Steuerung 20 mit einem Drucksensor
204 verbunden, der den höchsten Lastdruck über das Hauptsteuerventil 26 bzw. den Hauptsteuerblock
abgreift. Des Weiteren ist die Steuerung 20 mit einem Wegaufnehmer 206 für den Schwenkwinkel
der Schrägscheibe der Axialkolbenmaschine 2 mit der Steuerung 20 verbunden. Außerdem
ist das Pilotventil 14 mit der Steuerung 20 verbunden. An das Hauptsteuerventil 26
sind fünf Hydrozylinder 208 angeschlossen. Des Weiteren sind die Hydromaschinen 172,
174 und der hydraulische Hilfsmotor 176 angeschlossen. Optional kann die Pilotölversorgung
192 vorgesehen sein. Eingabemittel 178 können hydraulisch beispielsweise das Hauptsteuerventil
26 steuern oder über den CAN-Bus 180 mit der Druckmittelversorgungsanordnung verbunden
sein.
[0062] Gemäß Fig. 9a und 9b ist die Einsatzmöglichkeit der Druckmittelversorgungsanordnung
1 aus Fig. 1 für ein Lüftersystem gezeigt. Gemäß Fig. 9a ist die Axialkolbenmaschine
2 vorgesehen, die über die Antriebseinheit 4, beispielsweise in Form eines Dieselaggregats,
angetrieben ist. Über den Drucksensor 50 wird der Ist-Ausgangsdruck der Axialkolbenmaschine
2 abgegriffen. Über die Axialkolbenmaschine 2 wird ein Lüftermotor in Form einer Hydromaschine
210 angetrieben. Diese wiederum treibt Flügel 212 an, um einen Luftstrom zu erzeugen.
Über den Luftstrom wird dann Kühlmittel eines Kühlkreislaufes gekühlt. Über die Steuerung
20 kann das Pilotventil 14 gesteuert werden. Der Steuerung 20 können beispielsweise
über den CAN-Bus 180 eine oder mehrere über Sensoren abgegriffene Temperaturen zugeführt
werden. Die Temperatur kann beispielsweise eine Temperatur des Kühlmittels in einer
Kühlmittelleitung 214 und/oder eine Temperatur der Antriebseinheit 4 und/oder eine
Temperatur des Druckmittels. Denkbar ist auch, der Steuerung 20 weitere Eingangsgrößen
zuzuführen, wie obenstehend erläutert.
1. Hydraulische Druckmittelversorgungsanordnung, für einen offenen hydraulischen Kreis,
mit einer Hydromaschine (2), mit einem Verstellmechanismus (12), der einen Stellzylinder
(34) mit einem Stellkolben (36) zum Verstellen eines Fördervolumens der Hydromaschine
(2) aufweist und der ein elektrisch proportional ansteuerbares Pilotventil (14) aufweist,
wobei über das Pilotventil (14) ein Zufluss und/oder ein Abfluss in einem vom Stellkolben
(36) begrenzten Steuerraum (32) des Stellzylinders (34) steuerbar ist, um den Stellkolben
(36) zum Ansteuern mit Druckmittel zu beaufschlagen, und wobei eine elektronische
Steuerung (20) vorgesehen ist, die als Eingangsgrößen zumindest einen Soll-Ausgangsdruck
(74) der Hydromaschine (2) und/oder ein Soll-Fördervolumen oder Soll-Schwenkwinkel
(70) der Hydromaschine (2) und die als Ausgangsgröße eine Stellgröße für das Pilotventil
(14) aufweist, wobei die Steuerung (20) einen ersten Regelkreis (60) für einen Ist-Ausgangsdruck
(52) der Hydromaschine (2) und/oder für ein Ist-Fördervolumen oder Ist-Schwenkwinkel
(40) der Hydromaschine (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (20) einen dem ersten Regelkreis (60) unterlagerten zweiten Regelkreis
(62) für eine Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit
der Hydromaschine (2) aufweist, der als Eingangsgröße eine Ist-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
oder Ist-Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit (84) der Hydromaschine und der als
Ausgangsgröße die Stellgröße (18) für das Pilotventil (14) aufweist, wobei dem zweiten
Regelkreis (62) ein Stellwert (82) aus dem ersten Regelkreis (60) in Form einer Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
oder Soll- Schwenkwinkel -Verstellgeschwindigkeit (82) zugeführt ist.
2. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Regelkreis (60) der
Steuerung (20) für ein Ist-Drehmoment (8) der Hydromaschine (2) ausgebildet ist, und
wobei als Eingangsgröße für die Steuerung (20) ein Soll-Drehmoment (76) und das Ist-Drehmoment
(8) vorgesehen ist.
3. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Regelkreis
(60) für den Ist-Ausgangsdruck (52) der Hydromaschine (2) und/oder für das Ist-Fördervolumen
oder Ist-Schwenkwinkel (40) der Hydromaschine (2) und/oder für das Ist-Drehmoment
(8) der Hydromaschine (2) jeweils eine Stellgröße ausgibt, wobei die Steuerung (20)
eine ablösende Regelung aufweist, die einen Minimalwertbildner (80) für die ausgegebenen
Stellgrößen (72, 75, 78) hat.
4. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 3, wobei der erste Regelkreis (60) für
den Ist-Ausgangsdruck (52) der Hydromaschine (2) und/oder für das Ist-Fördervolumen
oder Ist-Schwenkwinkel (40) der Hydromaschine (2) und/oder für das Ist-Drehmoment
(8) der Hydromaschine (2) einen Regler (110) mit einem I-Anteil hat, wobei bei Nicht-aktivität
des den I-Anteil aufweisenden Reglers (110) oder der den I-Anteil aufweisenden Regler
(110) der I-Anteil eingefroren oder teilweise oder vollständig reduziert ist.
5. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Soll-Druckgradient
(102) zur Regelung des Ist-Ausgangsdrucks (52) im ersten Regelkreis (60) als Eingangsgröße
vorgesehen ist.
6. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 5, wobei der Soll-Druckgradient (102)
zur Anpassung der Regeldynamik der Druckmittelversorgungsanordnung verstellbar ist.
7. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Soll-Druckgradient
(102) zur Begrenzung der Änderung des Soll-Ausgangsdrucks eingesetzt ist.
8. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine
Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe oder Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe
(130) als Eingangsgröße für die Steuerung (20) vorgesehen ist, die zur Anpassung der
Regeldynamik der Druckmittelversorgungsanordnung verstellbar ist.
9. Druckmittelversorgungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe
oder Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit (130) einem Regelglied (128) zugeführt
ist, das als weitere Eingangsgröße den Stellwert des ersten Regelkreises (60) in Form
der Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit oder Soll-Schwenkwinkel-Verstellgeschwindigkeit
(82) aufweist, und wobei das Regelglied (128) als Ausgangsgröße eine endgültige Soll-Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit
(132) für den zweiten Regelkreis (96) ausgibt, die durch die Fördervolumen-Verstellgeschwindigkeit-Vorgabe
(130) begrenzt ist.
10. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
höchste Ist-Lastdruck (56) von Verbrauchern (168, 170), die von der Druckmittelversorgungsanordnung
versorgt sind, als Ist-Loadsensing-(LS)-Druck (56) erfasst ist und der Steuerung (20)
als Eingangsgröße zugeführt ist, und wobei eine Soll-Druckdifferenz (100) als Eingangsgröße
für die Steuerung (20) vorgesehen ist, wobei aus dem Ist-LS-Druck (56) und der Soll-Druckdifferenz
(100) ein Soll-Druck für die Steuerung (20) ermittelt ist, der als Eingangsgröße für
den ersten Regelkreis (60) vorgesehen ist, und/oder wobei Ist-LS-Drücke (56) von einem
Teil der Verbraucher (168, 170) oder von allen Verbrauchern (168, 170) über entsprechende
Mittel erfasst sind, und wobei eine Maximalwertbildung oder eine Priorisierung der
Ist-LS-Drücke (56) in der Steuerung (20) erfolgt.
11. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein
Filter (99, 112, 114, 126, 138) für zumindest eine Eingangsgröße oder für einen Teil
der Eingangsgrößen oder für alle Eingangsgrößen der Steuerung (20) vorgesehen ist.
12. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein
oder ein jeweiliger Verstärkungsfaktor (Kp) für den ersten Regelkreis (60) für die
Regelung des Ist-Ausgangsdrucks (52) der Hydromaschine (2) und/oder für die Regelung
des Ist-Fördervolumens (40) der Hydromaschine (2) und/oder die Regelung des Ist-Drehmoments
(8) der Hydromaschine (2) vorgesehen ist, wobei der Verstärkungsfaktor (Kp) abhängig
von einer Ist-Temperatur (154) und/oder von der Ist-Drehzahl (8) der Hydromaschine
(2) und/oder von dem Ist-Ausgangsdruck (52) der Hydromaschine (2) und/oder von dem
Soll-Druckgradienten (102) der Hydromaschine (2) ist.
13. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein
Neutralstrom des Pilotventils (14) vorgesteuert ist.
14. Druckmittelversorgungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein
Ventilschieber des Pilotventils (14) derart angesteuert ist, dass dieser zeitweise
oder ständig eine axiale Schwingbewegung ausführt, wobei die Frequenz und Amplitude
der Schwingbewegung abhängig vom Ist-Ausgangsruck steuerbar ist
15. Verfahren mit einer hydraulischen Druckmittelversorgungsanordnung gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mit dem ersten und zweiten Regelkreis (60, 62) das
Pilotventil (14) gesteuert ist.