专利名称：用于控制液压静力驱动系统的方法
用于控制液压静力驱动系统的方法本发明涉及一种用于控制液压静力驱动系统的方法，该液压静力驱动系统具有至 少一个第一液压负载和第二液压负载，它们被一个共用驱动机驱动。DE10307190A1公开了一种液压静力驱动系统。其中提出的移动式作业机械的液压 系统包括一个行驶驱动装置以及至少一个工作液压系统。不仅行驶驱动装置而且工作液压 系统都是液压负载(液压用户)，它们由一个共用驱动机驱动。共用驱动机由柴油机构成。 在移动式作业机械运行时，柴油机提供的驱动功率必须在行驶驱动装置和工作液压系统之 间进行分配。为此，针对相应的油门踏板位置或用于垂直工作液压系统的操纵杆的位置，确 定由分别与柴油机连接的液压静力泵消耗的功率。由分别基于油门踏板位置或操纵杆位置 要被液压负载亦即被连接的液压静力泵消耗的功率，确定出通过内燃机提供的功率。接着 将内燃机调整到一个它能够满足功率要求的运行点上。所述系统的缺陷在于必须选择柴油机的额定功率，使得不仅在油门踏板完全踏下 情况下而且在操纵杆处于终端位置情况下柴油机都能够满足功率要求。但是如果对此不加 考虑，以避免柴油机具有不必要的过大尺寸，那么产生的问题是，例如当行驶驱动装置的要 求高时，就不再能够满足工作液压系统的功率要求。提供给工作液压系统的功率比例小并 且操纵杆在工作液压系统的较大功率方向上的运动被使用者认为是空行程。因此本发明的任务是改善对液压静力驱动系统的控制，其中尤其是可以反馈关于 可用于工作液压系统的功率比例的信息。该任务通过具有权利要求1的特征的方法解决。按照本发明的方法用于控制一种驱动系统，所述驱动系统包括一个共用驱动机 (发动机)以及至少一个第一液压负载和一个第二液压负载，在所述方法中，首先确定第一 液压负载的第一功率需求量。第一液压负载一般是移动式作业机械的行驶驱动装置(移动 装置)。在知道了必须通过共用驱动机实现的第一功率需求量的情况下，接着可以确定共用 驱动机的可用的自由功率。可用的自由功率是可由驱动机提供的功率和被确定的第一功率 需求量之间的差。共用驱动机的该可用的自由功率被定标在例如一个操纵杆的控制发送器 的可能的调节行程上。由此在控制发送器的零位置和控制发送器的最大偏移之间定标实际 上可用的功率，控制发送器例如被设置用于操作工作液压系统。由此在任何情况下将控制 发送器的运动转换成第二液压负载的功率消耗的改变。在定标了可用的自由功率之后，为 控制发送器的被确定的位置分配一个第二功率需求量。在该第二功率需求量和被确定的第 一功率需求量的基础上，然后确定共用驱动机的运行点。由此共用驱动机可以分别依据实 际的功率需求量调整到一个有利的运行点上，其中尽管如此，依据对在理论上还可用的自 由功率的定标，操作者在控制发送器运动情况下依据系统的反应获得有关供工作液压系统 使用的功率储备有多高的反馈。在从属权利要求中陈述了按照本发明的方法的一些有利的扩展方案。尤其有利的是针对第一功率需求量确定一个最大值。通过确定这样一个最大值保 证不会将共用驱动机的全部驱动功率用于行驶驱动装置。相应地，在一个移动式作业机械 中的其它被连接的液压负载，亦即尤其是工作液压系统，总是有一个最小功率可供使用。
此外有利的是，由共同的作业机械的绝对最大功率(额定功率)和被确定的第一 功率需求量的差计算出可用的自由功率。与此备选地也可以确定共用驱动机在分别调整的 运行点上的可用的自由功率。此外，优选从行驶命令设定装置的位置确定液压静力行驶驱 动装置的传动比。由此可以实现移动式作业机械的自行驱动行驶并且尤其是明显简化操作 者的操作。按照本发明的方法此时尤其可以取消所谓的“微动踏板(Inchpedal) ”，它一般 用于灵活调整工作液压系统和行驶驱动装置之间的功率比例，但是需要使用者操作。附图中示出了一个有利的实施例并且在以下的说明中进行详细描述。附图中所 示
图1是一个移动式作业机械的液压系统的示意图；图2是工作液压系统和行驶驱动装置之间的功率分配的示意图；图3是用于控制液压静力驱动系统的方法过程的简化图。图1中首先非常简化地示出了一个移动式作业机械如例如挖掘机的液压静力驱 动系统(1)。液压静力驱动系统1包括作为共用驱动机使用的柴油机2。柴油机2与分动 箱3连接，通过分动箱可以将柴油机2发出的扭矩分配给多个用户。移动式作业机械的行驶驱动装置的液压静力传动机构4作为第一液压负载与分 动箱3连接。液压静力传动机构4包括调节泵5和伺服马达6。伺服马达6经一个输出轴 与移动式作业机械的一个传动轴连接。只与一个传动轴连接应该理解为是举例说明。当然 也可以一样好地实现另一种驱动设计构思如例如全轮驱动。分动箱3经第一驱动轴8与调节泵5连接和经第二驱动轴9与另一个调节泵10 连接。该另一个调节泵10经输送管线11与一个工作液压系统，例如一个升降缸连接并且 形成第二液压负载。柴油机2由此驱动第一调节泵5形式的第一液压负载和工作液压系统的另一个调 节泵10形式的第二液压负载。液压静力传动机构4的调节泵5和伺服马达6可以分别调整它们的排量并且优选 实施成斜盘式机械或斜盘式轴向机械。为了调节排量，设置有电子控制单元，以下称行驶驱 动装置控制机构12。行驶驱动装置控制机构12产生用于调节调节泵5的输送排量的第一 控制信号和用于调节液压马达6的马达排量的第二控制信号。第一控制信号被传输给第 一调节装置13和第二控制信号被传输给第二调节装置14。调节装置13，14分别与调节泵 5的调节机构或液压马达6的调节机构相互作用并且由此相应于控制信号将它们调节到液 压静力传动机构4的希望的传动比上。另一个电子控制单元在以下称为工作液压系统控制机构15。工作液压系统控制机 构15经信号线路与第三调节装置16连接。第三调节装置16调节另一个调节泵10的输送 排量并且由此调节另一个调节泵10的功率消耗。为了调节柴油机2的运行点，设有另一个控制器，即柴油机控制器17。柴油机控制 器17预先设定一个运行点并且由此控制柴油机2的给定转速。为此将一个控制信号传输 给柴油机2的喷射设备18。柴油机控制器17与工作液压系统控制机构15和行驶驱动装置 控制机构12相连接。为了能够确定第一功率需求量，向行驶驱动装置控制机构12传输一个加速踏板 19的信号。该加速踏板19应该理解为仅仅为了举例说明。也可以同样好地设置一个节气门操纵杆或另一个行驶命令设定装置。在所示的实施例中，为了实现自行驱动的行驶运行， 加速踏板29可以从一个中央位置在两个相反的方向上偏移出来。表征加速踏板29位置的 各个被调节的角度α由位置探测器30确定并且向行驶驱动装置控制机构12传输一个位 置信号。依据该位置信号，行驶驱动装置控制机构12确定第一功率需求量并且将该功率需 求量传输给柴油机控制器17。由柴油机控制器17基于被确定的第一功率需求量确定柴油 机2的可用的自由功率。这个可用的自由功率最多与柴油机在额定转速下可以产生的绝对 最大功率和被确定的第一功率需求量之间的差一样大。关于可用的自由功率的信息由柴油 机控制器17传输给工作液压系统控制机构15。为了控制另一个调节泵10的功率消耗，设置了一个控制发送器，它在所示的实施 形式中以操纵杆31实现。操纵杆31从它在图1所示的中央位置开始可以在两个方向上调 节，直到分别移动到一个终端位置上。直到第一终端位置和反向的第二终端位置的调节行 程此时可以是不同的并且在图1中通过角度β和β ‘表示。操纵杆21的各位置通过另一 个位置传感器32探测并且将位置信号输送给工作液压系统控制机构15。工作液压系统控 制机构15在操纵杆21的中央位置和各一个终端位置之间的操纵杆21的调节行程β上定 标柴油机2的可用的功率。由此保证，对于在操纵杆21的最大偏移的方向上被另一个位置 传感器32的确定的每个位置，柴油机2还具有一个可供使用的功率储备，以使工作液压系 统或向工作液压系统供应的另一个调节泵10能够反应。如通过在工作液压系统控制机构15和行驶驱动装置控制机构12之间的直接连接 所示的那样，此外通过工作液压系统控制机构15可以确定行驶驱动装置的功率需求量的 一个最大值。行驶驱动装置此时最高可以具有的这个最大功率需求量可以被参数化。为此 通过液压驱动系统控制机构15调节一个相应的极限值，例如存储在一个集成存储器中。行 驶驱动装置控制机构12的最大值由此确定由行驶驱动装置要求的柴油机2功率的上限值， 从而总是存在一个柴油机2的最小功率供工作液压系统使用。这将在以下参照图2再一次进行描述。在图2中示出了柴油机2的额定功率ΡΝ_。 此外标出了最大值Pmax。行驶驱动装置可以仅仅在零和Pmax之间的范围中调节。但是，如果 实际上行驶驱动装置的被确定的第一功率需求量小于Pmax，例如Pfa，那么得到一个可用的自 由功率，它由Plton和Pfa之间的差得出。这在图2中用箭头19表示。这个可用的自由功率 19被定标在操纵杆31的调节行程β上。最简单的情况是进行线性的定标。在图3中再次简化地描述按照本发明的方法。首先在步骤20中确定第一功率需 求量。在所述实施例中第一液压负载是液压静力传动机构4，在该实施例中第一功率需求量 是行驶驱动装置的功率需求量。行驶驱动装置的功率需求量基于加速踏板位置α来确定。 在步骤21中，在考虑第一功率需求量情况下确定可用的自由功率。为此第一功率需求量由 行驶驱动装置控制机构传输给柴油机控制器17。柴油机控制器由第一功率需求量和柴油机 2的最大功率确定可用的自由功率并且将其通知工作液压系统控制机构15。在步骤21中， 工作液压系统控制机构15在操纵杆21的可能的调节行程β上定标可用的自由功率。接 着在步骤23中借助于另一个位置传感器22确定操纵杆21的位置。基于被定标的可用的 自由功率，为这个被确定的位置分配工作液压系统的第二功率需求量。基于被确定的第一 功率需求量和被确定的第二功率需求量，确定柴油机2的运行点。为了确定该运行点，优选 使用存储在柴油机控制器17中的柴油机2特性曲线簇。此时在优化消耗的观点下选择一个运行点，该运行点足以实现被确定的总功率需求量。当功率需求量改变时，或者通过行驶驱动装置或者通过工作液压系统相应地确定 一个新的运行点。如果功率需求量增大，那么一般地导致柴油机2的转速增大，基于被确定 的运行点，通过柴油机控制器17确定柴油机2的给定转速并且向柴油机2的喷射设备18 输送一个对应的控制信号。喷射设备18将柴油机调整到这个给定转速上。此外，通过行驶驱动装置控制机构12确定液压静力传动机构的传动比并借助于 调节装置13和14分别调节出调节泵5的输送排量或液压马达6的马达排量。此外通过工 作液压系统控制机构15确定调节泵10的输送排量并且借助于调节装置16进行调节。借助于调节装置13，14和16调节调节泵5，10或液压马达6是以已知的方式例如 通过电比例调节装置实施的。该实施例以一个简单的形式展示了按照本发明的用于一个具有作为第一液压负 载的行驶驱动装置和作为第二液压负载的另一个调节泵10的液压静力驱动系统1的方法。 但是也容易认识到，可以在分动箱3上设置其它的功率用户。这些功率用户然后相应地通 过基本上与工作液压系统控制器15相应的另外的控制器来考虑。这些附加的功率要求然 后被分别单独地确定并且输送给柴油机控制器17。柴油机控制器17则同样考虑这些另外 的功率要求。本发明不局限于所示的实施例。尤其是详细描述的实施例的各个单独的特征可以 有利地相互组合。
权利要求
用于控制液压静力驱动系统的方法，液压静力驱动系统具有至少一个第一液压负载(5)和一个第二液压负载(10)，它们被一个共用驱动机(2)驱动，所述方法包括以下方法步骤 确定第一液压负载(5)的第一功率需求量(20)， 确定通过共用驱动机(2)可用的自由功率(21)， 将共用驱动机(21)的可用的自由功率(22)定标到一个控制发送器(31)的可能的调节行程(β)上， 确定用于控制第二液压负载(10)的控制发送器(31)的位置(23)， 为控制发送器(31)的被确定的位置分配一个第二功率需求量(23)，和 在考虑第一和第二功率需求量下确定共用驱动机(2)的运行点(24)。
2.按照权利要求所述的方法1，其特征在于，确定第一功率需求量(Pfa)的最大值(Pmax) °
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由共用驱动机(2)的绝对最大功率 (PNenn)和被确定的第一功率需求量(Pfa)之间的差计算出可用的自由功率(19)。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，为了确定第一功率需求量(PFA)， 确定一个行驶命令设定装置(29)的位置(α)。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，由行驶命令设定装置(29)的位置(α)确 定一个行驶驱动装置的液压静力传动机构(4)的传动比。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制液压静力驱动系统的方法，该液压静力驱动系统具有至少一个第一液压负载和一个第二液压负载。两个液压负载被一个共用驱动机驱动。首选确定第一液压负载的第一功率需求量(20)。从被确定的第一功率需求量出发，确定通过共用驱动机(2)可用的自由功率(21)。共用驱动机的这个可用的自由功率被定标到一个用于工作液压系统的控制发送器的可能的调节行程上(22)。确定一个用于控制第二液压负载的控制发送器的位置(23)并且基于被定标的可用的自由功率分配一个功率需求量。由第一功率需求量和第二功率需求量确定共用驱动机的运行点(24)。
文档编号F16H61/475GK101910634SQ200880122737
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月28日
发明者M·米勒, M·韦伯, S·穆特施勒 申请人:罗伯特.博世有限公司