用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力的方法与流程

1.本发明涉及一种用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力的方法，优选涉及一种用于对泵特性或泵特性曲线或用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力的计算规则的参数进行学习的方法。


背景技术：

2.流体静力的行驶驱动装置对于移动工作机械是已知的，其中液压泵和一个或多个液压马达在闭合的液压回路中相互连接。液压泵由内燃机（例如柴油机）驱动，并且液压马达最终例如通过相应的轮来驱动移动工作机械。
3.这种行驶驱动装置的液压泵通常能够在其运输体积方面进行调节。因此，例如在内燃机的恒定的转速的情况下，能够在闭合回路中改变由液压泵运输的体积流量，并且因此能够适配液压马达或轮的输出转速、即移动工作机械的行驶速度。
4.流体静力的轴向活塞泵主要安装在建筑机械的行驶驱动装置中。这些泵的部分功能在于限制最大允许的压力。这对于主要限制力矩而且也限制组件的允许的最大压力是必要的。
5.除了使用有损的限压阀（泵的体积流量被转移到储罐中）以外，还使用液压机械的压力调节阀。这些阀限制了高压，在该高压中，这些阀降低泵的调节压力，并且由此泵降低了其排出体积。
6.如果泵是电子控制的，则有时使用“闭环”压力调节器或被控制的经校准的解决方案，如在专利申请de 10 2018 210685 a1中所公开的那样。
7.相应的方法具有多个缺点。
8.限压阀导致产生高的损失和随后的热负荷，这对应于附加成本。此外，通过限压阀只能预设固定的压力。
9.液压机械的压力切断调节器尤其在现有的电气操控的情况下产生附加成本并且具有温度依赖性，并且遭受公差和漂移特性。此外，高动态的和稳定的特性的设计是非常复杂的，并且只能预设固定的压力。
10.具有校准的经电子控制的解决方案具有温度依赖性，并且遭受公差和漂移特性，并且只能预设固定的压力。
11.de 10 2018 210685 a1中公开的电子“闭环”调节器具有以下缺点：
•ꢀ
高动态的和稳定的特性的设计是复杂的；
•ꢀ
通常导致控制器上的高的资源消耗，并且在掌控中复杂地并且困难地集成在外控制器上。


技术实现要素：

12.与此相对，本发明的任务是，提供一种消除上述缺点的方法。
13.按照本发明的一种实施方式，提供了一种用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力
的方法，其中，行驶驱动装置设有与驱动机耦联的液压泵，以用于行驶驱动装置的可与输出装置耦联的液压马达的压力介质供应，其中，液压泵具有带有至少一个气缸空间的调节气缸和可通过该调节气缸来调节的行程容积，并且设置有可电气操控的至少一个压力阀，气缸空间能够通过该压力阀被加载以起调节作用的调节压力，并且具有能够借助于对调节压力的影响来调节液压泵的压力的装置，其中，压力能够受控地调节，其中，该方法包括以下步骤：a）在考虑液压泵的行程容积或代表该行程容积的参量、液压泵的转速、和液压泵的最大允许的压力的情况下计算最大允许的调节压力；b）检测液压泵的当前的压力；c）将液压泵的当前的压力与最大允许的压力进行比较；d）在考虑到液压泵的当前的压力与最大的压力之间的差的情况下，修正最大允许的调节压力。
14.按照本发明的一种实施方式，提供一种用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力的方法，其中，行驶驱动装置设有液压泵，该液压泵用于行驶驱动装置的可与输出装置耦联的液压马达的压力介质供应，其中，能够借助于对调节压力的影响来调节通过液压泵所产生的压力，其中，该方法包括以下步骤：a）在考虑液压泵的行程容积或代表该行程容积的参量、液压泵的转速、和液压泵的最大允许的压力的情况下计算最大允许的调节压力；b）检测液压泵的当前产生的压力；c）将液压泵的当前产生的压力与最大允许的压力进行比较；并且d）在考虑到液压泵的当前的压力与最大允许的压力之间的差的情况下，适配调节压力，其方式为：修正学习因子，该学习因子优选泵特性的参数或泵特性曲线或计算规则。
15.该解决方案是特别有利的，因为其总是能够通过修正学习因子来适配液压泵的特性。其原因在于，在考虑在前一循环中被修正的学习因子的情况下能够计算调节压力。
16.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，在步骤d中学习该学习因子。
17.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，该方法还包括以下步骤：e）将在步骤d中经适配的最大允许的调节压力与在考虑驾驶员期望且独立于液压泵的最大允许的压力的情况下所计算出的调节压力进行比较；f） 利用在考虑驾驶员期望且独立于液压泵的最大允许的压力的情况下所计算出的调节压力与最大允许的调节压力之间的较小的值来控制液压泵。
18.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，在步骤b与c之间控制是否满足预设的条件；其中，当满足预设的条件时，执行步骤c。
19.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，预设的条件之一是，液压泵的当前的压力与最大允许的压力之间的差的绝对值大于预设的值。
20.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，预设的条件之一是，针对预设的时间窗口，液压泵的当前的压力与最大允许的压力之间的差的绝对值大于预设的值。
21.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，在步骤e中，对学习因子进行相乘地或相加地修正。
22.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，当液压泵的当前的压力高于最大允许的压力时，在所提到的步骤d期间向下修正学习因子。
23.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，当液压泵的当前的压力小于最大允许的压力并且优选另外的条件是有效的时（例如限制低于驾驶员期望的控制值），在所提到的步骤d期间向上修正学习因子。
24.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，当液压泵的当前的压力小于最大允许的压力并且最大允许的调节压力小于在考虑驾驶员期望且独立于液压泵的最大允许的压力的情况下所计算出的控制压力时，在所提到的步骤d期间向上修正学习因子。
25.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，在车辆校准中重置学习因子。
26.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，当修正之前和之后的学习因子之间的差大于预设的值时，产生诊断消息。
27.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，在步骤d中，对当前产生的和所检测的压力进行过滤，以便考虑压力动态。
28.按照本发明的一种实施方式提供一种方法，其中，液压泵的最大允许的压力对于牵引运行和拖曳运行或制动运行来说是不同的。
附图说明
29.本发明参考附图被描述，其中，相同的附图标记涉及系统的相同的部分和/或相似的部分和/或者相应的部分。其中：图1示出了按照现有技术的流体静力的行驶驱动装置的液压管路图，图2示出了按照图1的流体静力的行驶驱动装置的特性，并且图3示出了按照现有技术的方法的用于控制流体静力的行驶驱动装置的方法的更详细的框图，图4示出了按照本发明的实施例的用于适配行驶驱动装置的液压泵的压力的方法的简单的框图。
具体实施方式
30.接下来，参照在附图中所示出的特定的实施方式来描述本发明。然而，本发明并不局限于在以下详细的描述中描述并且在附图中示出的特别的实施方式，而是所描述的实施方式仅示出了本发明的一些方面，本发明的保护范围由权利要求来限定。
31.本发明的另外的改变方案和变型方案对于本领域技术人员来说是清楚的。因此，本说明书包括本发明的所有改变方案和/或变型方案，本发明的保护范围由权利要求来限定。
32.按照图1，流体静力的行驶驱动装置1具有液压泵2，该液压泵在闭合的液压回路中通过工作管路4和6与未被示出的液压马达流体连接，以用于该液压马达的压力介质供应。在此，液压泵2经由传动轴8与驱动机（未被示出）耦联，以传输转矩。在此，耦联没有变速，从而驱动机和液压泵2的转速是相同的。
33.液压泵2设计为呈倾斜盘结构方式的轴向活塞泵，并且能够沿两个转动方向运行，并且不仅在泵而且也在马达运行中运行。该液压泵具有可调节的排出体积v
p
和设计为双作
用的液压缸的调节装置10。
34.液压缸10具有第一缸室12和与第一缸室反作用的第二缸室14。第一缸室12通过第一调节压力管路16与第一减压阀18的输出端连接。后者与控制压力管路20连接，该控制压力管路能够通过控制压力接头ps并且通过进料泵22被供给控制压力介质，该进料泵与液压泵2位于同一传动轴8上。
35.以同样的方式，第二缸室14通过第二调节压力管路24与第二减压阀26连接，该第二减压阀与控制压力管路20连接。减压阀18、26能够电磁操纵，其中，相应在调节压力管路16或24中产生的调节压力pa或pb按照阀特性曲线与电磁体a或b的操控电流ia或ib成比例。通过对减压阀18、26的电磁操纵，因此能够通过预设操控电流ia、ib来控制缸室12、14的调节压力pa、pb。出于该目的，减压阀18、26的电磁体a、b通过相应的信号线路28或30与电子控制单元32信号连接。
36.此外，流体静力的行驶驱动装置1具有转速检测单元34，通过该转速检测单元能够检测液压泵2的转速n
p
，并且通过信号线路36将其传输到电子控制单元32处。同样，行驶驱动装置1具有转速检测单元（未被示出），通过该转速检测单元能够检测液压马达的转速nm，并且通过信号线路38将其传输到电子控制单元32处。
37.为了对工作管路4、6进行安全相关的压力保护以防止过载，流体静力的行驶驱动装置1分别具有限压阀40，该限压阀与相应的工作管路4、6连接。两个限压阀40利用其输出端来与进料压力管路44连接，该进料压力管路与进料泵22连接。进料压力管路44通过节流阀42与控制压力管路20流体连接。在限压阀的响应的情况下，因此朝进料压力管路44的压力介质得以降低压力，由此，能量损失比当发生朝向储罐t的降低压力时要小。限压阀40分别具有呈止回阀的形式的馈送-或抽吸功能。
38.流体静力的行驶驱动装置1能够不仅在牵引运行而且也在拖曳-或制动运行中运行。在牵引运行中，液压泵2在泵运行中工作，在制动运行中该液压泵在马达运行中工作。此外，液压泵2是可逆的，即其排出体积v
p
能够通过调节装置10在具有零体积v
p
＝0的中间位置的两侧来进行调节。由此，在传动轴8和驱动机（柴油发动机）的转动方向保持不变的情况下，行驶方向逆转是可能的。
39.电子控制单元32经由信号线路46与呈行驶踏板（未被示出）的形式的操作员接口连接。在此，由驾驶员通过行驶踏板向电子控制单元32传输速度请求。该速度请求能够不仅涉及倒退行驶而且也涉及前进行驶。如果行驶踏板被操纵，那么这对应于液压泵2的牵引-或泵运行，如果行驶踏板相反缩回，那么这对应于液压泵2的制动-或马达运行。对行驶踏板（未被示出）的操纵也对应于液压泵2的制动-或马达运行。
40.控制单元如此设计，使得其能够根据所提到的操纵来求取相应的运行。为了选择行驶方向，流体静力的行驶驱动装置1此外具有可操纵的行驶方向开关（未被示出），该行驶方向开关通过信号线路48与电子控制单元32信号连接。对液压泵2的操控根据其位置在其可逆的或非可逆的调节范围内进行，即在液压泵2的行程容积的中间位置的一侧或另一侧。为了另外的观察而定义以下行驶状态。
41.前进行驶、牵引运行：通过用操控电流ia借助控制单元32经由第一信号线路28操控第一减压阀18，用第一调节压力pa经由第一调节压力管路16和第一减压阀18对第一缸室12加载压力。
42.前进行驶、制动运行：通过用操控电流ib借助控制单元32经由信号线路30操控第二减压阀26，用第二调节压力pb经由第二调节压力管路24和第二减压阀26对第二缸室14加载压力。
43.后退行驶、牵引运行：通过链24、26、30、32给第二缸室14加载压力。
44.后退行驶、制动运行：通过链16、18、28、32给第一缸室12加载压力。
45.在流体静力的行驶驱动装置1的两个所示的实施例中，液压泵2如此设计，使得在工作管路4、6的引导高压的工作管路中形成的压力p而后与有效的调节压力pa或pb相抵抗，并且沿其自身的减小的方向是有效的。为此，液压泵2具有在结构上实现的调节回路。在设计为呈倾斜盘结构方式的轴向活塞泵的液压泵2的当前的情况下，这一点如此实现，使得液压泵2的控制盘关于其气缸滚筒的转动轴线扭转地布置。与具有压力（高压）的压力控制盘连接的气缸的通入部由此关于倾斜盘的枢转轴线不对称分布地布置。在气缸中所引导的工作活塞的支撑在倾斜盘处的端部区段同样不对称地布置。由工作活塞的因此不对称地作用的支撑力在倾斜盘处产生了在泵运行中反向枢转的且在马达运行中枢转出去的力矩。作为结果，出现呈液压泵2的泵特性曲线或特性曲线族的形式的关系，在该关系中能够描述与液压泵2压力p和行程容积v
p
以及其转速n
p
相关的相应的调节压力pa、pb。这些特性曲线或特性曲线族被测量并且存储在电子控制单元32中，以用于处理、尤其用于执行稍后描述的方法。
46.在图2中示出了具有开环控制、即具有被直接控制的排出体积或行程容积v
p
的液压泵2的特性。根据排出体积v
p
，在工作管路4、6之间施加压力p、更准确地说压力差δp。作为参数施加第一缸室12的第一调节压力pa。该第一调节压力从初始值0/0出发升高。柴油驱动机的额定功率p
nomeng
作为虚线曲线示出为限制功率。描述的起点是未被操纵的油门踏板或行驶踏板以及在空转中在空转转速转动情况下的驱动机。
47.按照箭头1，首先通过操作员操纵行驶踏板，由此，驱动机（柴油机）的转速从空转提高到额定转速。相应地，通过电子控制单元32根据柴油发动机的转速产生用于液压泵2、更准确地说用于该液压泵的第一减压阀18的控制信号或操控电流la。
48.随着达到驱动机的额定转速，获得行驶驱动装置1的最大的行驶速度。因此，第一调节压力pa按照液压泵2的存储在按照图1的电子控制单元32中的特性曲线族被提高。因为还没有负载起作用，所以液压泵2完全枢转出至其最大的行程容积v
pmax
，并且在额定转速的情况下提供其最大的体积流量q
max
。
49.由于出现的行驶阻力，当在平面中行驶时产生压力或负载压力p，例如250 bar。该过程在图2中通过以数字2表示的箭头来象征性示出。在按照图2的图表中而后到达位于曲线p
nomeng
上的点q。在该点处，在额定转速中如此设计第一调节压力pa，使得液压泵2的液压功率pq
max
对应于额定功率p
nomeng
。
50.如果现在例如在轮式装载机的情况下在上坡行驶时或在砾石抓取时，行驶驱动装置1处的负载增大，那么压力p则增加。基于液压泵2的之前提到的设计方案（其中在液压泵2的牵引运行中在前进行驶中工作压力p与沿行程容积vp的减小的方向的第一调节压力pa相抵抗），压力p使液压泵2的枢转式摇架（schwenkwiege）枢转返回，由此减缓行驶。第一调节压力pa在此期间不改变并且对应于与点q相交的、示出行程容积v
p
的减小和压力p或压力差δp的同时的提高的直线（箭头3）。
51.随着达到按照图2的图表中的点l，达到最大允许的压力p
max
或切断压力或最大允
许的压力差δp
max
。
52.电子控制单元32的任务现在是确保不超过该极限p
max
、δp
max
。因此，在负载进一步增大时，没有进一步提高压力p，其方式为：通过控制单元32通过按照图1的减压阀18来如此降低第一调节压力pa，使得不超过压力p
max
。相应地，按照图2沿着块-或限制曲线运动，该块-或限制曲线水平地从点l以恒定的压力p
max
或恒定的压力差δp
max
向左延伸。因此，如果例如在控制单元32中设定最大允许的例如450 bar的压力p
max
，那么控制单元32则根据按照本发明的压力切断进行干预并且撤回第一调节压力pa。由此，即使在负载进一步增大的情况下，也能够防止超过最大允许的压力p
max
。
53.以下是方法52的更详细的描述，该方法能够实现限制最大的压力p
max
。
54.如已经提到的那样，该方法的输入参量是所求取的或所估计的行程容积v
p
或液压泵2的相应的枢转角度α
p
、其转速n
p
以及预设的压力极限或工作压力p
max
（在该情况下为450 bar）。
55.按照图1，在电子控制单元32中针对每个压力极限p
max
存储有泵特性或泵特性曲线或用于液压泵2在牵引运行中的运行（泵运行）的计算规则82以及用于液压泵2的制动-或马达运行的计算规则84。在此，相应地描述了相应的与泵转速n
p
和泵枢转角度α
p
（以最大枢转角度的百分比）相关的调节压力pa或pb。调节压力pa和pb同样以控制压力管路20中最大可用的控制-或调节压力p
smax
的百分比中示出。在此，在马达运行中设置用于第二调节室14的第二调节压力pb的范围从零延伸至-50%。正负号代表由于相反作用的调节室12、14而产生的压力的不同的作用方向。
56.根据行驶驱动装置的运行状态的当前的值n
p
、α
p
和p
max
，按照方法52首先求取针对牵引运行的相应最大允许的调节压力p
amax
和针对制动运行的最大允许的调节压力p
bmax
。这在固定的极限p
max
的情况下持续新地进行，因为α
p
尤其在运行中由于其负载依赖性而变化。对于牵引运行，进行对所需的第一调节压力p
a68
的调整，该第一调节压力来自对按照图1的行驶踏板68的操纵。最后提到的调节压力和所求取的最大允许的第一调节压力p
amax
由控制单元32比较，并且在步骤86中选择较小的调节压力。
57.在步骤88中利用最大允许的第二压力p
bmax
实现类似情况。然后，调节压力中的分别从步骤86和88中挑选的较小的调节压力而后又乘以最大可用的调节压力p
smax
，由此，从先前以百分比说明的调节压力中产生实际的调节压力pa或pb。该实际的调节压力进入用于减压阀18或26的相应的阀特性曲线90或92中，而后从该阀特性曲线中求取用于操控减压阀18或26的配属的操控电流ia或ib。
58.以这种方式，从转速n
p
、枢转角度α
p
、泵特性曲线82、84、最大允许的压力p、所需的调节压力p
a68
和阀特性曲线90、92中求取在正常的行驶运行中所需的调节压力pa、pb和最大允许的调节压力p
amax
、p
bmax
，其中，相应较小的调节压力导致操控电流la、lb。如果于是按照驾驶员期望所输出的调节压力p
a68
高于极限p
amax
或p
bmax
，那么则限制或切断操控电流pa或pb。
59.在上述的方法中，高动态的和稳定的特性的设计是非常复杂的。特别地，困难在于对泵特性或泵特性曲线的或实际上能够实现p
max
、δp
max
的限制的计算规则的产生。特别地，本发明能够实现，关于温度和老化特性来补偿公差、控制特性的波动，并且动态地适配允许的最大压力。
60.图4示出了根据本发明的实施方式的方法，该方法克服了上述的问题。
61.泵特性或泵特性曲线或计算规则（从现在起简称为“功率特性曲线”）取决于学习因子，学习因子是功率特性曲线的参数。学习因子能够不仅相乘地而且也相加地用于功率特性曲线，从而功率特性曲线能够向上或向下被修正。
62.第一步骤101类似于图3所示的步骤52。特别地，根据行驶驱动装置的运行状态的当前的值n
p
、α
p
和p
max
，首先求取针对牵引运行的相应最大允许的调节压力p
amax
和针对制动运行的最大允许的调节压力p
bmax
。
63.在下一步骤102中，检测工作管路4、6之间的压力差δp。优选对当前产生的和检测的压力p进行滤波，以便考虑压力动态并且忽略波动。
64.如果液压泵2的当前产生的压力p大于或小于最大允许的压力p
max
，则存在应修正功率特性曲线的指示（要么因为当前产生的电压p过高，要么因为其过低）。因此可能的是，必须修正针对牵引运行的所求取的相应最大允许的调节压力p
amax
和针对制动运行的最大允许的调节压力p
bmax
。
65.然而，必须满足附加的条件，以便实际上确定修正是需要的。
66.第一条件是，与最大允许的压力p
max
不同的产生的压力p是不期望的。换言之解释：必须检验由泵产生的压力p与最大压力p
max
不同的原因不是在于驾驶员的期望，而是在于功率特性曲线，通过该功率特性曲线，在步骤101中计算了针对牵引运行的最大允许的调节压力p
amax
和针对制动运行的最大允许的调节压力p
bmax
。
67.如果满足该条件和在下一区段中阐述的可能附加的条件，则向上或向下修正学习因子并且优选对该学习因子进行学习，从而能够存储功率特性曲线的修正。特别地，将学习因子牢固地存储在控制器中，从而当重新启动时所学习的因子已经可用。
68.附加的条件能够包括以下：
•ꢀ
液压泵2的当前所产生的压力p与最大允许的压力p
max
之间的差的绝对值大于预设的值；和/或
•ꢀ
针对预设的时间窗口，液压泵2的当前所产生的压力p与最大允许的压力p
max
之间的差的绝对值大于预设的值；和/或
•ꢀ
泵处于阻塞状态中（所估计的泵角度＜定义的值）；和/或
•ꢀ
对本领域技术人员来说已知的其他的条件。
69.在修正学习因子后，基于新的学习因子重新计算针对牵引运行的最大允许的调节压力p
amax
和针对制动运行的最大允许的调节压力p
bmax
。
70.随后，将调节压力p
amax
和p
bmax
与最大可用的控制压力p
smax
相乘，由此，从先前以百分比说明的调节压力中产生实际的调节压力p
amax
或p
bmax
。
71.在步骤103和104中，与步骤101和102平行地，首先在不考虑最大压力p
max
的情况下在考虑对行驶踏板68的操纵的情况下以在控制压力管路20中最大可用的控制-或调节压力p
smax
的百分比来计算调节压力pa和pb（步骤103）。随后，将调节压力pa和pb与最大可用的控制压力p
smax
相乘，由此，从先前以百分比说明的调节压力中产生实际的调节压力pa或pb。
72.在步骤105中，将步骤102和104的调节压力的值进行比较，并且选取针对调节压力的最小值。
73.在步骤106中，这些值进入用于减压阀18或26的相应的阀特性曲线90或92，从该阀
特性曲线中求取用于操控减压阀18或26的配属的操控电流ia或ib。
74.关于图4描述的方法能够在行驶运行中总是有效的，并且本身识别出在哪些行驶状态中能够进行学习。在此，算法对在惯性运行（负压）和牵引运行（正压）中的过低和过高的压力进行适配。
75.此外，学习因子能够在车辆校准期间被重置并且在行驶运行中被再次修正和学习。
76.在修正之前和之后的学习因子之间的差大于预设的值的特殊情况下，能够产生诊断消息。
77.虽然已经参考上述的实施方式描述了本发明，但对于本领域技术人员清楚的是，能够根据上述的教导并且在所附的权利要求的范围内实现本发明的不同的修改方案、变型方案和改进方案，而不会脱离本发明的保护范围。
78.即使当总是谈论最大的压力时，也清楚的是，对于牵引运行和拖曳运行或制动运行，液压泵2的最大允许的压力p
max
是不同的。
79.此外，为了不会不必要地混淆所描述的发明，在此没有描述本领域技术人员可能了解的领域。
80.相应地，本发明并不受特定的说明性的实施方式限制，而是仅受所附的权利要求的保护范围限制。