用于运行液压的驱动器的方法与流程

文档序号:33796264发布日期:2023-04-19 10:10阅读:32来源:国知局

本发明涉及一种用于运行液压的驱动器的方法,液压的驱动器包括由转数可变的电马达驱动的液压泵和与液压泵连接的液压负载,其中液压负载带有可定位的元件;此外本发明还涉及一种运算单元和用于方法实施的计算机程序。


背景技术:

1、电动液压轴涉及液压的驱动器,其具有马达、液压泵和液压缸,其中例如缸或其活塞的位置的电气或电子调节是可能的。这样的电动液压轴例如用于所谓的深拉压力机、注塑机或其他成型技术机器中,同样如例如用于重负荷或机器部分的运动。

2、大多情况下,在这样的电动液压轴中设有分离的力-位置调节,亦即例如根据运行点发生力调节或位置调节。代替力调节也可以设有压力调节,力调节与压力调节基于在力与例如在液压缸中通过压力的作用面的压力之间的关系是等同的。

3、在这样的调节中,例如可以使用用于在缸中液压液的体积流变化的阀。驱动液压泵的马达的转数的调节也可以实现。液压泵特别是可以构造为每个工作循环具有固定的输送量的定量泵或者构造为具有可变的输送量的变量泵。


技术实现思路

1、按照本发明提出具有独立权利要求特征的用于运行液压的驱动器的方法以及一种运算单元和用于方法实施的计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及如下说明书的主题。

2、本发明致力于一种用于运行液压的驱动器的方法,液压的驱动器包括由转数可变的电马达驱动的液压泵、特别是定量泵和与液压泵连接的液压负载,液压负载带有可定位的元件。带有可定位的元件的液压负载优选地是带有作为可定位的元件的活塞的液压缸。

3、对于这样的液压的驱动器的运行典型的是调节或如果必要也仅仅控制一方面可定位的元件的位置或如果必要还有速度以及另一方面控制在液压负载的可定位的元件上施加的压力或者如果必要还有通过液压负载的可定位的元件施加的力。此外出于完整性应提及的是:压力调节和力调节在液压负载中是等同的,因为通过作用面的压力与力相关联。如开头阐明的那样,在此可以设有分离的力-位置调节,亦即例如根据运行点发生力或压力调节或者位置或速度调节(或者各自如果必要仅仅控制)。同样如已经阐明的那样,在这样的调节中例如可以使用用于在液压负载中液压介质的体积流变化的阀。而且或者备选地,可以实现驱动液压泵的马达的转数的特别是次级的调节,马达的转数与泵的转数相关联、特别是甚至相同。

4、为了这样的液压的驱动器的正规的运行,用于涉及的参量、亦即特别是可定位的元件的位置或速度以及压力或力的实际值是必要的。这可以利用相应的传感器(其布置在液压负载上适合的位置上)检测或测量。

5、然而对此不利的是对于这样的传感器机构及其集成到液压的驱动器中的高成本。特别是在液压的驱动器的简单应用中该高成本大多数情况下是不期望的。

6、在该背景下提出:基于液压的驱动器的模型和液压泵的转数或旋转的数量(这如阐明那样与电马达的转数或旋转的数量相关联且对此也可以同义地得到应用)求取用于液压负载的可定位的元件的位置或速度的位置和/或速度估计值,由此或基于此随后运行液压的驱动器,更准确地说特别是其方法是将位置和/或速度估计值用作用于调节液压负载的可定位的元件的实际值。

7、借助于调节在此特别是调节在液压负载的可定位的元件上施加的压力或通过液压负载的可定位的元件施加的力。反之于是优选地控制液压负载的可定位的元件的位置和/或速度,然而在本发明的范围中同样可以对其进行调节。

8、模型例如可以是液压的驱动器的物理模型,其中考虑具体的液压的驱动器的所有相关的几何尺寸。由此例如可以计算:在泵的旋转中输送多少量的液压介质到液压负载中以及可定位的元件由此运动多少位移。在此特别是也可以考虑动态效应。由此因此提供一种类型的基于模型的传感器机构,其在没有物理的传感器的情况下足以满足要求。在此也言及观测器,借助于观测器求取估计值。在简单的实施方案中,量变化产生为泵旋转与输送量的乘积,且位置变化产生为量变化与缸横截面积的商。

9、通过这种方式提供了用于如前面阐明的那样的液压的驱动器、例如电动液压执行器或轴的特别简单、成本有利和鲁棒的解决方案,其此外是即插即可运行,亦即或多或少可简单创建和应用,且此外在服务情况下可简单处理,且因此能实现广泛的应用。特别是对于具有如果必要受限的动态性和精度的简单的应用、如例如升降轴(hubachsen)、夹紧轴(klemmachsen)或附件,提出的利用模型的方法足够准确。

10、对于位置和/或速度现在使用估计值(亦即位置和/或速度估计值)时,而此外可以借助于传感器求取用于在可定位的元件上施加的压力或通过可定位的元件施加的力的值或实际值。在此例如可考虑的是,在液压负载的差动缸的两侧的每个侧上使用各自一个压力传感器。

11、但是也优选的是,此外基于液压的驱动器的模型求取用于压力或力的压力或力估计值,特别是在使用或基于电动机的转矩(或者如果必要相应的电流)的实际值的情况下,其中于是基于压力或力估计值运行液压的驱动器,亦即压力或力估计值例如可以用作用于提及的调节的实际值。压力或力传感器至少在涉及的位置上于是不是必要的。由此可以提供还要更简单和还有更有利的解决方案,如这例如在应用于调节驱动器或升降轴或升降桌中是足够的。

12、优选地,在液压的驱动器的模型中也考虑液压介质的泄漏,如这例如在液压负载、泵和液压管路中可能出现。泄漏量在此也与通过可定位的元件经过的位移、如果必要还有其速度有关。由此使得液压的驱动器的运行或调节在即使缺少传感器的情况下也还变得更准确。如已经强调的那样,在此特别是可以区分不同类型的运行。因此例如可以个体地(亦即具有如果必要不同的因素地)对于可定位的元件的移出和/或移入和/或回收的移出考虑液压介质的泄漏。回收在此表示差动缸的运行,其中使得两个缸腔液压连接且通过此外供给的体积流填充以液压介质。缸在此移出,因为在近似相同的压力下通过(更大的)活塞面的移出力超过通过(较小)环形面的移入力。在移出的情况下,使得从环形腔推挤的油引导到活塞腔中。该体积流现在不再必须由“正常的”(或惯常的)体积流源(泵/阀)输送。有效地,“正常的”体积流源仅仅还必须将液压介质输送到杆面(=活塞面-环形面)上,从而需要来自“正常的”源的显著更小的体积流,或者利用“正常的”源的最大体积流能实现显著更高的移出的移动速度。在此也言及所谓的“快速移动-线路”。

13、此外优选的是,特别是重复(例如以定期的时间间隔或者根据可定位的元件总地经过的位移)校正所述位置和/或速度估计值,其方法是以液压负载的可定位的元件移近参考位置。在这样的参考位置、如例如端部位置或端部止挡(亦即当可定位的元件完全移入或移出或者达到机械止挡或者通过其他方式可准确检测的位置时)中,可定位的元件的位置基于例如其几何尺寸本身是已知的。达到端部止挡例如可以通过马达转矩以及可选择地通过压力传感器(只要存在)来识别。任意参考位置例如可以通过简单的探测器(开关触点)来识别。适合的是,将这样的位置设置到一个位态,尽可能经常地例如在每个周期中达到该位态。

14、如果在这样的参考位置该位置估计值与实际值不同-这样的漂移在实践中即使准确的模型也大多不可阻止-那么可以实施校正,亦即可以说是可以重置估计值。利用这样的校正特别是也可以特别好地补偿基于泄漏引起的估计值的漂移。

15、按照本发明的运算单元、例如电动液压轴的控制单元特别是通过程序技术设立用于,实施按照本发明的方法。

16、按照本发明的方法以带有用于实施所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品的形式的实现也是有利的,因为这特别是引起小的成本,特别是如果执行的控制装置还用于另外的任务且因此无论如何都是存在的。用于提供计算机程序的适合的数据载体特别是磁性、光学和电气存储器,如例如硬盘、闪存、eeprom、dvd以及其他等等。而且程序通过计算机网络(互联网、内联网等)下载也是可能的。

17、本发明另外的优点和设计方案由说明书和附图产生。

18、不言而喻,上述和如下还要阐明的特征不仅可以在各自说明的组合、而且也可以其他组合或单独地应用,而不会脱离本发明的保护范围。

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