DE60300409T2

DE60300409T2 - Verfahren für hydraulische Steuervorrichtung auf Basis von Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE60300409T2
Application number: DE60300409T
Authority: DE
Inventors: Keith A. Richfield Tabor
Original assignee: Husco International Inc
Current assignee: Husco International Inc
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: EP1403525B1; JP4564734B2; US20040159230A1; EP1403525A1; DE60300409D1; US20040055452A1; JP2004272873A; US6718759B1; US6951102B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrohydraulische Systeme zum Betrieb von Maschinen und im besonderen zur Steuerung von Algorithmen derartiger Systeme.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine große Vielfalt von Maschinen besitzt bewegbare Elemente, die betrieben werden durch einen hydraulischen Aktuator, wie etwa eine Zylinder- und Kolbenanordnung, die durch ein hydraulisches Ventil gesteuert wird. Traditionell wurde das hydraulische Ventil manuell betätigt durch die Bedienungsperson der Maschine. Es gibt einen gegenwärtigen Trend weg von den manuell betätigten hydraulischen Ventilen in Richtung auf elektronische Steuerungen und den Einsatz von solenoidbetätigten Ventilen. Dieser Steuertyp vereinfacht die Hydraulikinstallation, da die Steuerventile nicht mehr in der Nähe des Bedienungsortes angeordnet werden müssen, sondern sich in der Nähe des Aktuators befinden können, der zu steuern ist. Diese Änderung der Technologie erleichtert auch komplizierte computerisierte Steuerung der Maschinenfunktionen.
Der Einsatz von unter Druck stehendem hydraulischen Fluid von einer Pumpe zum Aktuator kann durch ein proportionales solenoidbetätigtes Spulenventil gesteuert werden, welches hinlänglich bekannt ist zur Steuerung der Strömung von hydraulischem Fluid. Solch ein Ventil setzt eine elektromagnetische Spule ein, die eine Armatur bewegt, welche an die Spule angeschlossen ist, die die Strömung des Fluids durch das Ventil steuert. Das Ausmaß, mit welchem das Ventil sich öffnet, ist direkt abhängig von der Größenordnung des elektrischen Stromes, der an die elektromagnetische Spule angelegt wird, wodurch eine proportionale Steuerung des hydraulischen Fluidstromes ermöglicht wird. Alternativ sind eine zweite elektromagnetische Spule und eine Armatur vorgesehen, um die Spule in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen.
Wenn eine Bedienungsperson ein Element an der Maschine bewegen will, wird ein Joystick betätigt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, welches Indikativ für die Richtung ist sowie für das angestrebte Ausmaß, mit welchem sich der entsprechende hydraulische Aktuator bewegen soll. Je schneller sich der Aktuator bewegen soll, umso weiter wird der Joystick aus seiner neutralen Position herausbewegt. Eine Steuerschaltung empfängt ein Joystick-Signal und spricht hierauf an durch die Erzeugung eines Signals, um das zugeordnete Ventil zu öffnen. Ein Solenoid bewegt das Spulenventil, um unter Druck stehendes Fluid durch eine Einlassöffnung der Zylinderkammer auf einer Seite des Kolbens zuzuführen und zu gestatten, dass Fluid von der entgegengesetzten Zylinderkammer herausgedrückt wird, um durch eine Auslassöffnung einem Reservoir oder Tank zugeführt zu werden. Ein hydromechanischer Druckkompensator hält einen Nominaldruck (Rest) über den Einlassöffnungsteil des Spulenventils aufrecht. Durch Variieren des Ausmaßes, mit welchem die Einlassöffnung geöffnet wird (z.B. durch Ändern von deren Ventilkoeffizient), kann das Ausmaß der Strömung in die Zylinderkammer hinein variiert werden, wodurch sich der Kolben mit proportional unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt. Somit basierten herkömmliche Steuerverfahren primär auf der Einlassöffnungsbemessung unter Einsatz eines externen hydromechanischen Druckkompensators.
In jüngerer Zeit wurde eine Gruppe von proportionalen solenoidbetätigten Steuerventilen entwickelt zur Steuerung des Fluidstromes zum und von dem hydraulischen Aktuator, wie dies beschrieben ist in der amerikanischen Patentschrift Nr. 5 878 647. Bei diesen Ventilen wirkt die Solenoidarmatur auf einen Steuerventilkegel, welcher die Strömung des Fluid durch eine Steuerpassage in dem Hauptventilkörper steuert. Die Armatur ist federbelastet, um das Ventil zu schließen, wenn der elektrische Strom von der Solenoidspule abgenommen wird.
Ein weiteres Steuerverfahren zur Bemessung des Ventils ist beschrieben in dem Dokument US-A-5 960 695.
Die Steuerung einer gesamten Maschine, wie etwa einem Landwirtschaftstraktor oder einer Baumaschine, wird kompliziert durch die Notwendigkeit, mehrfache Funktionen gleichzeitig zu steuern. Um beispielsweise einen Löffelbagger zu betätigen, müssen hydraulische Aktuatoren für den Ausleger, den Arm, den Löffel und die Schwinge gleichzeitig gesteuert werden. Die Belastungen, die auf jedes dieser Maschinenelemente einwirken, sind oft signifikant unterschiedlich, so dass jeweilige Aktuatoren hydraulisches Fluid mit einem unterschiedlichen Druck erfordern. Die Pumpe ist oft eine solche vom fixierten Verdrängertyp, wobei der Auslassdruck gesteuert wird durch eine Entladevorrichtung. Dementsprechend muss die Entladevorrichtung gesteuert werden in Abhängigkeit von der Funktion, die den größten Druck für den entsprechenden Aktuator benötigt. In manchen Fällen kann die Pumpe nicht in der Lage sein, genügend hydraulisches Fluid für alle Bedienungsfunktionen gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Zu dieser Zeit ist es erstrebenswert, dass das Steuersystem das verfügbar hydraulische Fluid unter diesen Funktionen in einer ausgeglichenen Weise zuordnet.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Zweig eines hydraulischen Systems besitzt einen hydraulischen Aktuator, der angeschlossen ist zwischen einer Versorgungsleitung, welche unter Druck stehendes Fluid enthält, und einer Rückführleitung, die mit einem Tank in Verbindung steht. Das Verfahren zur Betätigung des hydraulischen Systems umfasst die Anforderung einer angestrebten Geschwindigkeit für den hydraulischen Aktuator. Eine solche Anforderung kann von einer Bedienungsperson betätigten Eingangseinrichtung für die Maschine ausgehen, für welche der hydraulische Kreislauf eine Komponente bildet. Ein Parameter, welcher sich mit der Kraft ändert, die auf den hydraulischen Aktuator einwirkt, wird erfasst, um eine Indikation für diese Kraft bereitzustellen. Beispielsweise kann dieser Parameter der Druck an dem hydraulischen Aktuator sein, welcher die Last auf den hydraulischen Aktuator anzeigt.
Ein äquivalenter Strömungskoeffizient charakterisiert die Fluidströmung durch den Zweig des hydraulischen Systems, der erforderlich ist, um die angestrebte Geschwindigkeit zu erzielen, und wird abgeleitet basierend auf der angestrebten Geschwindigkeit und dem erfassten Parameter. Der Fluidstrom und/oder der Druck in dem hydraulischen System kann gesteuert werden, basierend auf dem äquivalenten Strömungskoeffizient. Beispielsweise werden Ventile in dem System geöffnet in einem Ausmaß, welches bestimmt wird von dem äquivalenten Strömungskoeffizient, um den hydraulischen Aktuator mit der angestrebten Geschwindigkeit zu betätigen.
Ein weiterer Zweig des hydraulischen Kreislaufes, bei welchem das vorliegende Verfahren zum Einsatz kommen kann, besitzt eine Anordnung von vier elektrohydraulischen proportionalen Ventilen. Ein erstes dieser Ventile koppelt eine erste Öffnung eines hydraulischen Aktuators, wie etwa eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders, an die Versorgungsleitung an, die unter Druck stehendes Fluid enthält. Ein zweites elektrohydraulisches proportionales Ventil koppelt eine zweite Öffnung des hydraulischen Aktuators an die Versorgungsleitung an, ein drittes dieser Ventile befindet sich zwischen der ersten Öffnung und der Rückführleitung, die an einen Tank angeschlossen ist, und ein viertes Ventil koppelt die zweite Öffnung an die Rückführleitung an. Bei dieser Anordnung ermöglicht die Aktivierung ausgewählter Paare der vier elektrohydraulischen proportionalen Ventile den Betrieb des hydraulischen Aktuators in mehreren Bemessungsmodi, die ein angetriebenes Ausfahren, ein angetriebenes Zurückziehen, eine Hochseitenregeneration sowie eine Niedrigseitengeneration einschließen. Bei jedem Bemessungsmodus werden Messungen des Drucks an den Öffnungen des hydraulischen Aktuators und in den Versorgungs- und Rückführleitungen wie auch die physikalischen Charakteristika des hydraulischen Aktuators eingesetzt zusammen mit der angestrebten Geschwindigkeit, um einen Ventilströmungskoeffizient für jedes elektrohydraulische Proportionalventil abzuleiten, welches sich in einem ausgewählten Modus öffnen soll. Die entsprechenden Ventilströmungskoeffizienten kommen dann zum Einsatz, um das Ausmaß zu bestimmen, in welchem sich diese Ventile öffnen sollen, um den hydraulischen Aktuator mit der angestrebten Geschwindigkeit anzutreiben.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt im Einsatz des äquivalenten Strömungskoeffizienten für den Zweig des hydraulischen Kreislaufes, um den Druck in den Versorgungs- und Rückführleitungen zu regulieren für den entsprechenden Antrieb des hydraulischen Aktuators.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften hydraulischen Systems, welches die vorliegende Erfindung einschließt;
2 ist ein Steuerdiagramm für das hydraulische System und
3 zeigt die Beziehung zwischen den Konduktanzkoeffizienten Ka und Kb für individuelle Ventile in dem hydraulischen System, und jede ausgezogene Linie repräsentiert einen äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter anfänglicher Beziehung auf 1 umfasst ein hydraulisches System 10 einer Maschine mechanische Elemente, die betrieben werden durch hydraulisch angetriebene Aktuatoren, wie etwa der Zylinder 16 oder Rotationsmotoren. Obwohl das vorliegende Steuerverfahren beschrieben wird in Bezug auf die Steuerung einer Zylinder- und Kolbenanordnung, bei welcher eine externe lineare Kraft auf den Aktuator wirkt, kann das Verfahren eingesetzt werden zur Steuerung eines Motors, wobei in diesem Fall die externe Kraft, die auf den Aktuator wirkt, ausgedrückt würde als Drehmoment bei der Realisierung des Steuerverfahrens. Das hydraulische System 10 umfasst eine positive Verdrängerpumpe 12, die angetrieben wird durch einen (nicht dargestellten) Motor oder eine Maschine, um das hydraulische Fluid von einem Tank 15 abzuziehen und das hydraulische Fluid unter Druck einer Versorgungsleitung 14 zuzuführen. Es ist herauszustellen, dass die neuartige Technik zur Durchführung der Geschwindigkeitssteuerung, die hier beschrieben wird, ebenfalls realisiert werden kann an einem hydraulischen System, welches eine variable Verdrängerpumpe und andere Typen von hydraulischen Aktuatoren einsetzt. Die Versorgungsleitung 14 ist an eine Tankrückführleitung 18 angeschlossen über ein Entlastungsventil 17 (wie etwa ein proportionales Drucksicherheitsventil), und die Tankrückführleitung (18) ist über ein Tanksteuerventil 19 an den Systemtank 15 angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 14 und die Tankrückführleitung 18 sind an eine Mehrzahl von hydraulischen Funktionen der Maschine angeschlossen, an welcher sich das hydraulische System 10 befindet. Eine dieser Funktionen 20 wird im Detail erläutert und andere Funktionen 11 besitzen ähnliche Komponenten. Das hydraulische System 10 ist ein solches von einem Verteilertyp, in welchem die Ventile für jede Funktion und die Kreislaufsteuerung zur Betätigung der Ventile sich benachbart zu dem Aktuator für diese Funktion befinden. Beispielsweise befinden sich die Komponenten zur Bewegungssteuerung des Armes in Bezug auf den Ausleger des Löffelbaggers an oder in der Nähe des Armzylinders oder der Verbindung zwischen dem Ausleger und dem Arm.
Bei der gegebenen Funktion 20 ist die Versorgungsleitung 14 an den Knotenpunkt "s" einer Ventilanordnung 25 angeschlossen, welche einen Knotenpunkt "t" besitzt, welcher an die Tankrückführleitung 18 angeschlossen ist. Die Ventilanordnung 25 besitzt einen Knotenpunkt "a", welcher über eine erste hydraulische Leitung 30 an die Kopfkammer 26 des Zylinders 16 angeschlossen ist, und weist einen weiteren Knotenpunkt "b" auf, welcher durch eine zweite Leitung 32 an die Stangenkammer 27 des Zylinders 16 angeschlossen ist. Vier elektrohydraulische proportionale Tellerventile 21, 22, 23 und 24 steuern die Strömung des hydraulischen Fluids zwischen den Knotenpunkten der Ventilanordnung 25 und steuern somit den Fluidstrom zum und vom Zylinder 16. Das erste elektrohydraulische proportionale Ventil 21 ist angeschlossen zwischen den Knotenpunkten "s" und "a" und ist identifiziert durch die Buchstaben "sa". Somit kann das erste elektrohydraulische proportionale Ventil 21 die Fluidströmung steuern zwischen der Versorgungsleitung 14 und der Kopfkammer 26 des Zylinders 16. Das zweite elektrohydraulische proportionale Ventil 22, welches identifiziert ist durch die Buchstaben "sb", ist angeschlossen zwischen den Knotenpunkten "s" und "b" und vermag den Fluidstrom zu steuern zwischen der Versorgungsleitung 14 und der Zylinderstangenkammer 27. Das dritte elektrohydraulische proportionale Ventil 23 ist identifiziert durch die Buchstaben "at" und angeschlossen zwischen dem Knotenpunkt "a" und dem Knotenpunkt "t" und vermag den Fluidstrom zu steuern zwischen der Kopfkammer 26 und der Rückführleitung 18. Das vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 24, welches zwischen den Knotenpunkten "b" und "p" angeschlossen und durch die Buchstaben "bt" bezeichnet ist, vermag den Fluidstrom zu steuern zwischen der Stangenkammer 27 und der Rückführleitung 18.
Die hydraulischen Komponenten für die gegebene Funktion 20 umfassen auch zwei Drucksensoren 36 und 38, die den Druck Pa und Pb innerhalb der Kopf- und Stangenkammern 26 bzw. 27 des Zylinders 16 erfassen. Ein weiterer Drucksensor 40 misst den Pumpenversorgungsdruck Ps am Knotenpunkt "s", während der Drucksensor 42 den Rückführleitungsdruck Pr am Knotenpunkt "t" der Funktion 20 erfasst. Die Sensoren sollten so nah wie möglich an dem Ventil angeordnet sein, um Geschwindigkeitsfehler zu minimieren, die auf Leitungsverlustauswirkungen beruhen. Es leuchtet ein, dass die verschiedenen Drucke, die durch diese Sensoren gemessen werden, leicht abweichen können von den tatsächlichen Drücken an diesen Punkten in dem hydraulischen System aufgrund von Leitungsverlusten zwischen dem Sensor und diesen Punkten. Die erfassten Drucke beziehen sich jedoch auf und sind repräsentativ für die tatsächlichen Drücke, und eine Akkomodation kann hergestellt werden in der Steuerungsmethodologie für derartige Differenzen. Darüber hinaus müssen die Druck sensoren 40 und 42 nicht für alle Funktionen vorhanden sein.
Die Drucksensoren 36, 38, 40 und 42 für die Funktion 20 stellen Eingangssignale bereit für eine Funktionssteuerung 44, die Signale erzeugt, welche die vier elektrohydraulischen proportionalen Ventile 21–24 betätigen. Die Funktionssteuerung 44 ist eine auf einem Mikrocomputer basierende Schaltung, die andere Eingangssignale von einer rechnergestützten Systemsteuerung 46 empfängt, wie noch zu beschreiben sein wird. Ein Softwareprogramm, welches durch die Funktionssteuerung 44 ausgeführt wird, spricht auf diese Eingangssignale an durch die Erzeugung von Ausgangssignalen, die selektiv die vier elektrohydraulischen proportionalen Ventile 21–24 öffnen, um ein spezielles Ausmaß um den Zylinder 16 entsprechend zu betätigen.
Die Systemsteuerung 46 überwacht den Gesamtbetrieb des hydraulischen Systems, indem Signale ausgetauscht werden mit den Funktionssteuerung 44 sowie einer Drucksteuerung 48. Die Signale werden ausgetauscht unter den drei Steuerungen 44, 46 und 48 über ein Kommunikationsnetzwerk 55 unter Einsatz eines herkömmlichen Nachrichtenprotokolls. Die Drucksteuerung 48, die sich an der Maschine in der Nähe der Pumpe 12 befindet, empfängt Signale von einem Versorgungsleitungsdrucksensor 49 am Auslaß der Pumpe, eines Rückführleitungsdrucksensors 51, sowie eines Tankdrucksensors 53. In Abhängigkeit von diesen Drucksignalen und Befehlen von der Systemsteuerung 46 betätigt die Drucksteuerung 48 das Tanksteuerventil 19 und das Entlastungsventil 17. Wenn jedoch eine variable Verdrängerpumpe zum Einsatz kommt, steuert die Drucksteuerung 48 die Pumpe.
Unter Bezugnahme auf 2 sind die Steuerfunktionen für das hydraulische System 10 verteilt unter den unterschiedlichen Steuerungen 44, 46 und 48. Betrachtet man eine einzelne Funktion 20, so sind die Ausgangssignale von dem Joystick 47 für diese Funktion angelegt als Eingangssignale zu der Systemsteuerung 46. Im besonderen wird das Ausgangssignal von dem Joystick 47 an eine Aufzeichnungsroutine 50 angelegt, die das Signal, welches die Joystick-Position angibt, konvertiert in en Signal, welches eine angestrebte Geschwindigkeit für den gesteuerten Hydraulikaktuator angibt. Die Aufzeichnungsfunktion kann linear sein oder andere Formen besitzen, wie dies gewünscht wird. Z.B. kann die erste Hälfte des Bewegungsbereiches des Joysticks von der neutralen Mittelposition übergehen zum unteren Viertelwert der Geschwindigkeiten, so dass somit eine relativ feine Steuerung des Aktuators bei geringer Geschwindigkeit bereitgestellt wird. In diesem Fall geht die letztere Hälfte der Joystick-Bewegung über auf den oberen 75%-Bereich der Geschwindigkeiten. Die Übergangsroutine kann realisiert werden durch eine arithmetische Gleichung, die durch den Computer innerhalb der Systemsteuerung 46 gelöst wird, oder die Umsetzung kann erzielt werden durch eine Vorgriffstabelle, die im Speicher der Steuerung abgespeichert ist. Der Ausgang der Funktionsroutine 50 ist ein Signal, welches Indikativ ist für die grobe Geschwindigkeit, die von dem Systembenutzer angestrebt wird.
In einer idealen Situation wird die rohe oder angestrebte Geschwindigkeit eingesetzt, um die hydraulischen Ventile zu steuern, die mit dieser Funktion verbunden sind. In manchen Fällen kann jedoch die angestrebte Geschwindigkeit nicht erreichbar sein im Hinblick auf gleichzeitige Forderungen, die an das hydraulische System gestellt werden durch andere Funktionen 11 der Maschine. Beispielsweise kann die Gesamtmenge an hydraulischem Fluid, welche von allen Funktionen verlangt wird, die maximale Abgabe der Pumpe 12 überschreiten, wobei in diesem Fall das Steuersystem die verfügbare Menge aufteilen muß unter allen Funktionen, die Hydraulikfluid fordern, und eine gegebene Funktion kann möglicherweise nicht in der Lage sein, mit der vollen angestrebten Geschwindigkeit zu arbeiten. Als eine Konsequenz werden die Rohgeschwindigkeiten an eine Strömungsteiler-Softwareroutine 52 angelegt, die die Menge an verfügbarem Fluid, um die Maschine zu betreiben, vergleicht mit der Gesamtfluidmenge, die von den gegenwärtig aktiven hydraulischen Funktionen gefordert wird.
Damit die Strömungsteilerroutine das verfügbare Fluid zuteilen kann, muss der Bemessungsmodus einer jeden Funktion bekannt sein, da die Modi zusammen mit der Geschwindigkeit einer jeden Funktion die geforderten Fluidmengen bestimmen, und zum gesamten Fluidstrom, der verfügbar ist um die Funktionen zu betreiben, beizutragen. Im Fall von Funktionen, die eine hydraulische Zylinder- und Kolbenanordnung betätigen, wie etwa den Zylinder 16 und den Kolben 18 in 1, leuchtet ohne weiteres ein, dass, um die Kolbenstange 45 aus dem Zylinder herauszutreiben, Hydraulikfluid der Kopfkammer 26 zugeführt werden muss und Fluid muss der Stangenkammer 27 zugeführt werden, um die Kolbenstange 45 zurückzuziehen. Da jedoch die Kolbenstange 45 einen Teil des Volumens der Stangenkammer 27 einnimmt, erfordert die Kammer weniger hydraulisches Fluid zur Erzeugung einer gleichen Menge an Bewegung des Kolbens, als dies für die Kopfkammer erforderlich ist. Als eine Konsequenz bestimmt, in Abhängigkeit davon, ob der Aktuator ausgefahren oder zurückgezogen wird, der Modus unterschiedliche Fluidmengen, die erforderlich sind bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit.
Die fundamentalen Bemessungsmodi, mit welchen Fluid von der Pumpe einer der Zylinderkammern 26 oder 27 zugeführt wird und abgezogen wird zur Rückführleitung von der anderen Kammer, werden als getriebene Betriebsmodi bezeichnet, insbesondere getriebenes Ausfahren oder getriebenes Zurückziehen. Die hydraulischen Systeme setzen auch Regenerationsbemessungsmodi ein, bei welchen Fluid, welches von einer Zylinderkammer abgezogen wird, zurückgeführt wird durch die Ventilanordnung 25, um die andere Zylinderkammer zu versorgen.
In einem Regenerationsmodus kann das Fluid zwischen den Kammern strömen entweder durch den Versorgungsleitungsknotenpunkt "s", welches als "Hochseitenregeneration" bezeichnet wird, oder durch den Rückführungsleitungsknotenpunkt "t" als "Niedrigseitenregeneration". Es ist anzuführen, dass in einem Regenerationsmodus, wenn das Fluid von der Kopfkammer 26 in die Stangenkammer 27 eines Zylinders gedrückt wird, ein größeres Fluidvolumen von der Kopfkammer abgezogen wird als in der kleineren Stangenkammer erforderlich ist. Während eines Zurückziehens in den Niedrigseitengenerationsmodus tritt dieses Überschussfluid in die Rückführleitung 18 ein, von wo aus es fortfährt, entweder zum Tank 15 zu strömen oder zu anderen Funktionen 11, die in einem Niedrigseitenregenerationsmodus arbeiten, welcher zusätzliches Fluid erfordert.
Eine Regeneration kann auch eintreten, wenn die Kolbenstange 45 aus dem Zylinder 16 ausgefahren ist. In diesem Fall tritt ein unzureichendes Fluidvolumen aus der kleineren Stangenkammer 27 heraus als dies erforderlich ist, um die Kopfkammer 26 zu füllen. Während eines Ausfahrens im Niedrigseitenregenerationsmodus muss die Funktion zusätzliches Fluid von der Tankrückführleitung 18 aufnehmen. Dieses zusätzliche Fluid stammt entweder von einer anderen Funktion oder von der Pumpe 12 über das Entlastungsventil 17. Es ist herauszustellen, dass in diesem Fall das Tanksteuerventil 19 zumindest teilweise geschlossen ist, um Fluid in der Rückführleitung 18 daran zu hindern, in den Tank 15 zu strömen, so dass dieses Fluid von einer anderen Funktion 11 oder indirekt von der Pumpe 12 zugeführt wird. Wenn der Hochseitenregenerationsmodus zum Einsatz kommt, um die Stange herauszuschieben, kommt das zusätzliche Fluid von der Pumpe 12.
Um zu bestimmen, ob ein hinreichender Versorgungsstrom existiert von allen Quellen, um die angestrebten Funktionsgeschwindigkeiten zu erzeugen, empfängt die Strömungsteilerroutine 52 Anzeigen hinsichtlich des Bemessungsmodus von allen aktiven Funktionen. Die Strömungsteilerroutine vergleicht dann den Gesamtstrom des Fluid mit dem Gesamtstrom, der erforderlich sein würde, wenn jede Funktion mit der angestrebten Geschwindigkeit betrieben würde. Das Ergebnis dieses Vorganges ist eine Gruppe von Geschwindigkeitsbefehlen für die gegenwärtig aktiven Funktionen. Dies bestimmt die Geschwindigkeit, mit welcher die zugeordnete Funktion arbeitet (ein Geschwindigkeitsbefehl), und die befohlene Geschwindigkeit kann geringer sein als die von der Maschinenbedienungsperson angestrebte Geschwindigkeit, wenn sich ein unzureichender Versorgungsstrom ergibt.
Jeder Geschwindigkeitsbefehl wird dann der Funktionssteuerung 44 zugeleitet für die zugeordnete Funktion 11 oder 20. Wie man sich erinnern wird, betätigt die Funktionssteuerung 44 die elektrohydraulischen Ventile, wie etwa die Ventile 21–24, welche den hydraulischen Aktuator für diese Funktion steuern. Der Bemessungsmodus für eine spezielle Funktion wird bestimmt durch eine Bemessungsmodusauswahlroutine 54, welche ausgeführt wird durch die Funktionssteuerung 44 der zugeordneten hydraulischen Funktion. Die Bemessungsmodusauswahlroutine 54 kann eine manuelle Eingabeeinrichtung sein, die betreibbar ist durch die Maschinenbedienungsperson, um den Modus für eine vorgegebene Funktion zu bestimmen. Alternativ kann ein Algorithmus realisiert werden durch die Funktionssteuerung 44, um den optimalen Bemessungsmodus für diese Funktion bei einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen. Beispielsweise kann die Bemessungsmodusauswahlkomponente die Zylinderkammerdrucke Pa und Pb zusammen mit den Versorgungs- und Rückführleitungsdrucken Ps und Pr bei der bestimmten Funktion empfangen. Von diesen Druckmessungen bestimmt dann der Algorithmus, ob ein ausreichender Druck von der Versorgungs- oder der Rückführleitung 14 bzw. 18 verfügbar ist, um in einem vorgegebenen Modus zu arbeiten. Der wirkungsvollste Modus wird dann ausgewählt. Nachdem er einmal ausgewählt ist, wird der Bemessungsmodus der Systemsteuerung 46 sowie andere Routinen der entsprechenden Funktionssteuerung 44 übermittelt.
Ventilkontrolle
Die verbleibenden Routinen 56 und 58, die durch die Funktionssteuerung 44 ausgeführt werden, bestimmen wie die elektrohydraulischen proportionalen Ventile 21–24 zu betätigen sind, um die befohlene Geschwindigkeit der Kolbenstange 45 zu erreichen. In jedem der Bemessungsmodi sind nur zwei Ventile in der Anordnung 25 aktiv oder offen. Die beiden Ventile in dem Hydraulikkreislauf 2 für die Funktion können modelliert werden durch einen einzigen äquivalenten Koeffizienten, Keq, der äquivalente Fluidkonduktanz des hydraulischen Zweiges in dem ausgewählten Bemessungsmodus repräsentiert. Der beispielhafte hydraulische Kreislaufzweig umfaßt die Ventilanordnung 25 und den Zylinder 16. Die Funktionssteuerung 44 führt eine Softwareroutine 56 aus, die den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten ableitet. Der äquivalente Konduktanzkoeffizient kommt zum Einsatz zusammen mit der befohlenen Geschwindigkeit, dem Bemessungsmodus und den erfaßten Drucken durch die Ventilöffnungsroutine 58, um individuelle Konduktanzkoeffizienten zu berechnen, welche den Fluidstrom durch jedes der vier Ventile 21–24 und somit das Ausmaß charakterisieren, mit welchem jedes Ventil, falls überhaupt, zu öffnen ist. Dem Sachverständigen auf diesem Gebiet leuchtet ein, dass anstelle des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten und der Ventilkonduk tanzkoeffizienten die in umgekehrter Beziehung stehenden Strömungsbeschränkungskoeffizienten zum Einsatz kommen können. Sowohl die Konduktanz- als auch Begrenzungskoeffizienten charakterisieren den Fluidstrom in einem Abschnitt oder einer Komponente eines hydraulischen Systems und sind in umgekehrter Beziehung stehende Parameter. Dementsprechend kommen die allgemeinen Begriffe "äquivalenter Strömungskoeffizient" und "Ventilströmungskoeffizient" hier zum Einsatz, um sowohl Konduktanz- als auch Begrenzungskoeffizienten abzudecken.
Die Nomenklatur, die zum Einsatz kommt, um die Algorithmen zu beschreiben, die den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq und die individuellen Ventilkoeffizienten bestimmen, wird in Tabelle 1 wiedergegeben.
TABELLE 1 NOMENKLATUR
Die Ableitung der Ventilkoeffizienten setzt einen unterschiedlichen mathematischen Algorithmus ein in Abhängigkeit von dem Bemessungsmodus für die Funktion 20. Somit wird der Ventilsteuervorgang beschrieben, getrennt für jeden der Bemessungsmodi.
Getriebener Ausfahrmodus
Das hydraulische System 10 kann eingesetzt werden, um die Kolbenstange 45 aus dem Zylinder 16 auszufahren, indem man unter Druck stehendes hydraulisches Fluid von der Zuführleitung 16, der Kopfkammer 26 zuführt und Fluid von der Stangenkammer 27 zur Tankrückführleitung 18 abzieht. Dieser Bemessungsmodus wird bezeichnet als der "getriebene Ausfahrmodus". Im allgemeinen kommt dieser Modus zum Einsatz, wenn die Kraft, die auf den Kolben 28 wirkt, negativ ist und Arbeit geleistet werden muß gegen diese Kraft, um die Kolbenstange 45 aus dem Zylinder 16 auszufahren. Um diese Bewegung zu erzeugen, werden das erste und das vierte elektrohydraulische Ventil 21 und 24 geöffnet, während das andere Paar der Ventile 22 und 23 geschlossen gehalten wird.
Die Geschwindigkeit des Stangenausfahrens wird gesteuert durch die Bemessung des Fluid durch das erste und das vierte Ventil 21 und 24. Die Einstellungen der Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa und Kbt für diese Ventile beeinflussen zusammen die Geschwindigkeit der Kolbenstange 45 bei einer vorgegebenen äquivalenten Kraft (Fx) und den Drücken Ps und Pr in der Versorgungs- und Rückführleitung 14 bzw. 18. Geht man davon aus, daß keine Kavitation auftritt, ist die spezielle Gruppe von Werten für die individuellen Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa und Kbt irrelevant, da nur die sich ergebende mathematische Kombination dieser beiden Koeffizienten, die als der äquivalente Konduktanzkoeffizient (Keq) bezeichnet werden, eine Konsequenz besitzt. Wenn man dementsprechend das Zylinderflächenverhältnis R, die Zylinderkammerdrücke Pa und Pb, die Versorgungs- und Rückführleitungsdrücke Ps und Pr sowie die befohlene Kolbenstangengeschwindigkeit x kennt, kann die Funktionssteuerung 44 eine Softwareroutine 56 ausführen, um den erforderlichen äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq von der nachfolgenden Gleichung zu berechnen:
wobei die verschiedenen Begriffe in dieser Gleichung und in den anderen Gleichungen in diesem Dokument in der Tabelle 1 spezifiziert sind. Wenn die angestrebte Geschwindigkeit Null ist beim Einsatz irgendeines Modus, sind alle vier Ventile 21–24 geschlossen. Wenn eine negative Geschwindigkeit angestrebt wird, muß ein unterschiedlicher Modus zum Einsatz kommen. Es ist herauszustellen, daß die Berechnung des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq in jedem der vorliegenden Steuerverfahren zu einem Wert führen kann, der größer ist als der maximale Wert der physikalisch erreichbar sein kann, welcher durch die Begrenzungen der speziellen hydraulischen Ventile und des Zylinderflächenverhältnisses R vorgegeben ist. In diesem Fall kommt der maximale Wert für den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten zum Einsatz bei nachfolgenden arithmetischen Operationen. In einer ähnlichen Weise würde die befohlene Geschwindigkeit ebenfalls eingestellt werden gemäß dem Ausdruck: x = (Keq_max/Keq)x und wird in den anschließenden Berechnungen eingesetzt.
Die Fläche Aa der Oberfläche des Kolbens in der Kopfkammer 26 und der Kolbenoberfläche Ab in der Stangenkammer 27 sind fixiert und bekannt für den speziellen Zylinder 16, der für diese Funktion 20 eingesetzt wird. Wenn man diese Oberflächen und die gegenwärtigen Drücke Pa und Pb in jeder Zylinderkammer kennt, kann die äquivalente Kraft Fx, die auf den Zylinder wirkt, bestimmt werden durch die Funktionssteuerung 44 gemäß einem der nachfolgenden Ausdrücke: Fx = –PaAa + PbAb (2) Fx = Ab(–RPa + Pb) (3)
Die äquivalente externe Kraft (Fx), wie sie aus den Gleichungen (2) oder (3) berechnet wurde, umfaßt die Auswirkungen der externen Last auf den Zylinder, Leitungsverluste zwischen den jeweiligen Drucksensoren Pa und Pb und der zugeordneten Aktuatoröffnung sowie die Zylinderreibung. Die äquivalente externe Kraft repräsentiert im Effekt die gesamte hydraulische Last, die von dem Ventil gesehen wird, jedoch als Kraft ausgedrückt.
Den Einsatz der Aktuatoranschlußdrucksensoren zur Berechnung dieser hydraulischen Last ist eine bevorzugte Ausführungsform. Es leuchtet jedoch ein, dass die Gleichungen für Keq hier und anderen Orts diesen Typ von hydraulischer Lastbestimmung implizit einsetzen. Alternativ könnte eine Lastzelle eingesetzt werden zur Bestimmung der äquivalenten externen Kraft (Fx). Da in diesem Fall Zylinderreibung und Arbeitsleitungsverluste nicht mit einbezogen würden, träten Geschwindigkeitsfehler auf. Die Kraft Fx, gemessen durch die Lastzelle, kommt zum Einsatz bei dem Begriff "Fx/Ab", die dann ersetzt wird für die Begriffe "–RPa + Pb" in dem expandierten Nenner der Gleichung (1). Ähnliche Substitutionen würden auch ausgeführt in den anderen Ausdrücken für den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq und die Drucksollwerteinstellungen, die nachfolgend gegeben werden.
Wenn ein Rotationsakutator zum Einsatz kommt, findet man die gesamte hydraulische Last ausgedrückt als ein externes Drehmoment, vorzugsweise durch den Einsatz von Messungen, die bereitgestellt werden durch die Aktuatoranschlußdrucksensoren. Auch hier könnte ein extern gemessenes Drehmoment alternativ zum Einsatz gebracht werden, um den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten und die Drucksollwerteinstellungen zu berechnen.
Der Antriebsdruck, Peq, der erforderlich ist, um eine Bewegung der Kolbenstange 45 zu erzeugen, ergibt sich aus der nachfolgenden Gleichung: Peq = R(Ps – Pa) + (Pb – Pr) (4)
Wenn der Antriebsdruck positiv ist wird sich die Kolbenstange 45 in der beabsichtigten Richtung bewegen (d.h. Ausfahren aus dem Zylinder), wenn sowohl das erste als auch das vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 21 und 24 geöffnet sind. Wenn der Antriebsdruck nicht positiv ist, müssen das erste und das vierte Ventil 21 und 24 geschlossen gehalten werden, um eine Bewegung in der falschen Richtung zu verhindern, bis der Versorgungsdruck Ps erhöht wird, um einen positiven Antriebsdruck Peq zu erzeugen.
Wenn die vorliegenden Parameter anzeigen, dass die Bewegung der Kolbenstange 45 in der gewünschten Richtung eintritt, fährt die Funktionssteuerung 44 fort in der Ventilöffnungsroutine 58 durch die Verwendung des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq, um die individuellen Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa, Ksb, Kat und Kbt für die vier elektrohydraulischen proportionalen Ventile 21–24 abzuleiten. Ein generischer Algorithmus wird eingesetzt, um die individuellen Konduktanzkoeffizienten zu bestimmen, unabhängig von dem Vermessungsmodus.
Bei jedem speziellen Bemessungsmodus sind zwei der vier elektrohydraulischen proportionalen Ventile geschlossen und dementsprechend besitzen individuelle Ventilkoeffizienten den Wert Null. Z.B. ist das zweite und das dritte elektrohydraulische proportionale Ventil 22 und 23 geschlossen in dem getriebenen Ausfahrmodus. Dementsprechend tragen nur die beiden offenen oder aktiven elektrohydraulischen proportionalen Ventile (z.B. die Ventile 21 und 24) zum äquivalenten Konduktanzkoeffizienten (Keq) bei. Ein aktives Ventil ist an den Knotenpunkt "a" und das andere aktive Ventil an den Knotenpunkt "b" der Ventilanordnung 25 angeschlossen. In der nachfolgenden Beschreibung dieser Ventilöffnungsroutine 58 bezieht sich der Begriff Ka auf den individuellen Konduktanzkoeffizienten für das aktive Ventil, welches an den Knotenpunkt "a" angeschlossen ist (z.B. Ksa in dem getriebenen Ausfahrmodus) und Kb ist der Ventilkoeffizient für das aktive Ventil, welches an den Knotenpunkt "b" angeschlossen ist (z.B. Kbt in dem getriebenen Ausfahrmodus). Der äquivalente Konduktanzkoeffizient Keq steht in Beziehung zu den individuellen Konduktanzkoeffizienten Ka und Kb, entsprechend der nachfolgenden Gleichung:
Wenn man diese Gleichung umstellt für jeden individuellen Ventilkonduktanzkoeffizienten so ergibt sich die folgende Gleichung:
Wie einleuchtend, gibt es eine unendliche Zahl von Kombinationen von Werten für die Ventilkonduktanzkoeffizienten Ka und Kb, die gleich einem vorgegebenen Wert des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq sind. Die 3 zeigt die Beziehung zwischen Ka und Kb, wobei jede ausgezogene Linie einen konstanten Wert von Keq repräsentiert.
Erkennt man jedoch, dass die aktuellen elektrohydraulischen proportionalen Ventile, die in dem hydraulischen System eingesetzt werden, nicht perfekt sind, treten Fehler bei dem Einstellen der Werte für Ka und Kb unausweglich ein, die wiederum zu Fehlern in der gesteuerten Geschwindigkeit der Kolbenstange 45 führen. Dementsprechend ist es erstrebenswert, Werte für Ka und Kb auszuwählen, für welche der Fehler in dem äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq minimiert ist, da Keq zu der Geschwindigkeit x proportional ist. Die Sensitivität von Keq in bezug auf sowohl Ka als auch Kb kann berechnet werden, indem man die Größenordnung des Gradienten von Keq als gegeben nimmt bei der Vektordifferentialrechnung. Die Größenordnung des Gradienten von Keq wird gegeben durch die Gleichung:
Eine Konturaufzeichnung der sich ergebenden zweidimensionalen Sensitivität von Keq über die Ventilkoeffizienten Ka und Kb ergibt ein Tal, in welchem die Sensitivität minimiert ist für die Werte von Ka und Kb am Boden des Tales. Die Linie am Boden dieses Sensitivitätstales wird ausgedrückt durch: Ka = μKb (9)wobei μ die Steigung der Linie ist. Diese Linie entspricht der optimalen oder bevorzugten Ventilkonduktanzkoeffizientbeziehung zwischen Ka und Kb, um die Befehlsgeschwindigkeit zu erreichen. Die Steigung ist eine Funktion des Zylinderflächenverhältnisses R und wird gefunden für eine gegebene Zylinderauslegung, entsprechend dem Ausdruck μ = R^3/4. Z.B. wird diese Beziehung Ka = 1,40 Kb für ein Zylinderflächenverhältnis von 1,5625. Überlagert man eine Aufzeichnung der Linie, die durch die Gleichung (9) gegeben ist (gestrichelte Linie 70) auf die Keq-Kurven gemäß 3, so ergibt dies dass die minimale Koeffizientsensitivitätslinie alle konstanten Keq-Linien schneidet.
Zusätzlich zu den obigen Gleichungen (6) und (7) werden dadurch, dass man die Werte der Steigungskonstanten μ für eine vorgegebene hydraulische Systemfunktion kennt, die individuellen Wertkoeffizienten in Beziehung gesetzt zu den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten gemäß den Ausdrücken:
Dementsprechend können zwei der Gleichungen (6), (7), (10) und (11) gelöst werden zur Bestimmung der Ventilkonduktanzkoeffizienten für die aktiven Ventile in dem gegenwärtigen Bemessungsmodus.
Um zu dem speziellen Beispiel der Funktion 20 zurückzukehren, welche in dem getriebenen Ausfahrmodus arbeitet, werden die Ventilkoeffizienten Ksb und Kat für das zweite und das dritte elektrohydraulische proportionale Ventil 22 und 23 auf Null eingestellt, da diese Ventile geschlossen gehalten werden. Die individuellen Konduktanzkoeffizienten Ksa und Kbt für das aktive erste und vierte hydraulische Ventil 21 und 24 werden definiert durch die folgenden spezifischen Anwendungen der generischen Gleichungen (6), (7), (9), (10) und (11):
Um die Ventile in dem Bereich der minimalen Sensitivität zu betätigen, werden entweder die beiden Gleichungen (15) und (16) gelöst oder die Gleichung (16) wird gelöst und der sich ergebende Ventilkoeffizient wird dann in die Gleichung (14) eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Unter anderen Umständen können die Ventilkoeffizienten gelöst werden durch den Einsatz der Gleichungen (12) oder (13). Beispielsweise kann ein Wert für einen Ventilkoeffizienten ausgewählt werden und in die entsprechende Gleichung (12) oder (13) eingesetzt werden, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten.
Die sich ergebende Gruppe von Ventilkoeffizienten Ksa, Ksb, Kat und Kbt, die berechnet werden durch Ventilöffnungsroutine 58, werden bereitgestellt durch die Funktionssteuerung 44 für den Ventilantrieb 60. Der Ventilantrieb 60 konvertiert diese Koeffizienten in entsprechende elektrische Ströme zur Öffnung des ersten und des vierten elektrohydraulischen Proportionalventils 21 bzw. 24 um das entsprechende Ausmaß, um die angestrebte Geschwindigkeit der Kolbenstange 45 zu erreichen.
Es ist wichtig herauszustellen, dass die Konversion des Ventilkoeffizienten in einen entsprechenden elektrischen Strom implizit abhängt von den Eigenschaften des Typs des verwendeten hydraulischen Öls. Dementsprechend wird eine Tabelle eingesetzt, gemäß welcher die Konversion geändert werden kann, falls dies notwendig werden sollte bei der Verwendung eines unterschiedlichen Typs an hydraulischem Fluid.
Getriebener Rückzugsmodus
Die Kolbenstange 45 kann zurück in den Zylinder 16 gezogen werden durch die Anwendung unter Druck stehenden hydraulischen Fluids von der Versorgungsleitung 14 zu der Stangenkammer 27 und durch Abziehen von Fluid von der Kopfkammer 26 zur Tankrückführleitung 18. Dieser Bemessungsmodus wird bezeichnet als der "getriebene Rückzugsmodus". Im allgemeinen wird dieser Modus eingesetzt, wenn die Kraft, die auf den Kolben 28 einwirkt, positiv ist und Arbeit geleistet werden muß gegen diese Kraft, um die Kolbenstange 45 zurückzuziehen. Um diese Bewegung zu erzeugen, werden das zweite und das dritte elektrohydraulische Ventil 22 und 23 geöffnet, während das andere Paar der elektrohydraulischen proportionalen Ventile 21 und 24 geschlossen gehalten wird.
Die Geschwindigkeit der Stangenzurückziehung wird gesteuert durch das Bemessen des Fluids durch sowohl das zweite als auch das dritte elektrohydraulische proportionale Ventil 22 und 23, wie dies bestimmt wird durch die entsprechenden Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksb und Kat. Das Steuerverfahren ist ähnlich demjenigen, das gerade beschrieben wurde, in bezug auf den getriebenen Ausfahrmodus. Eingangs nutzt die Funktionssteuerung 44 die Routine 56, um den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten (Keq) zu berechnen nach der Gleichung:
Der Antriebsdruck Peq, der erforderlich ist, um die Kolbenstange 45 zu bewegen, wird gegeben durch: Peq = R(Pa – Pr) + (Ps – pb) (18)
Wenn der Antriebsdruck positiv ist, wird die Kolbenstange 45 zurückgezogen, wenn sowohl das zweite als auch das dritte elektrohydraulische Proportionalventil 22 und 23 geöffnet sind. Wenn der Antriebsdruck nicht positiv ist, müssen das zweite und das dritte Ventil 22 und 23 geschlossen gehalten werden, um eine Bewegung in der falschen Richtung zu vermeiden bis der Versorgungsdruck Ps erhöht ist, um einen positiven Antriebsdruck Peq zu erzeugen.
Die speziellen Versionen der generischen Gleichungen (6), (7), (9), (10) und (11) für den getriebenen Rückzugsmodus werden gegeben durch:
Dementsprechend werden die Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksb und Kat für das aktive zweite und dritte elektrohydraulische proportionale Ventil 22 und 23 abgeleitet von den Gleichungen (19)–(23). Um die Ventile in dem Bereich der minimalen Sensitivität zu betreiben, werden entweder beide Gleichungen (22) und (23) gelöst oder die Gleichung (23) wird gelöst und der sich ergebende Ventilkoeffizient wird in Gleichung (21) eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Unter anderen Umständen können die Ventilkoeffizienten abgeleitet werden unter Einsatz der Gleichungen (19) und (20). Beispielsweise kann ein Wert für einen Ventilkoeffizienten ausgewählt werden und die entsprechende Gleichung (19) und (20) wird eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Die Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa und Kbt für das geschlossene erste und vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 21 und 24 werden auf Null eingestellt. Die sich ergebende Gruppe von vier Koeffizienten werden über die Funktionssteuerung 44 den Ventilantrieben 60 zugeführt.
Hochseitenregenerations-Modus
Als eine Alternative zu den getriebenen Ausfahr- und Rückzugsmodi kann eine Funktion 20 in einem Regenerationsmodus betrieben werden, bei welchem das Fluid, welches aus einer Zylinderkammer abgezogen wird, zurück durch die Ventilanordnung 25 geführt wird, um die andere Zylinderkammer zu füllen. In einem "Hochseitenregenerations-Modus" strömt das Fluid zwischen den Zylinderkammern 26 und 27 durch den Versorgungsleitungsknotenpunkt "s".
Wenn der Hochseitenregenerations-Modus eingesetzt wird, um die Kolbenstange 45 auszufahren, wird ein kleineres Fluidvolumen aus der Stangenkammer 27 abgezogen als erforderlich ist, um die größere Kopfkammer 26 zu versorgen. Das zusätzliche Fluid wird zu der Funktion von der Versorgungsleitung 14 beschickt, um das Fluid von der Stangenkammer 27 zu unterstützen. Somit muß die Pumpe 12 lediglich das relativ kleinere zusätzliche Ausmaß an Fluid zur Funktion 20 führen, wodurch der Hochseitenregenerations-Modus in manchen Fällen effizienter arbeitet als der getriebene Ausfahrmodus, der zuvor beschrieben wurde.
Die Geschwindigkeit des Stangenausfahrens wird gesteuert durch das Bemessen des Fluids durch das erste und das zweite elektrohydraulische Proportionalventil 21 und 22. Die kombinierten Einstellungen der Ventilkonduk tanzkoeffizienten Ksa und Ksb für diese Ventile beeinflussen die Geschwindigkeit der Kolbenstange 45, den vorgegebenen Druck Ps in der Versorgungsleitung 14 und eine äquivalente Kraft (Fx). Diese Ventilkonduktanzkoeffizienten werden abgeleitet durch die Funktionssteuerung 44, indem eingangs der äquivalente Konduktanzkoeffizient (Keq) berechnet wird entsprechend der Gleichung:
Es ist zu bemerken, daß Keq linear proportional ist zu der befohlenen Geschwindigkeit.
Der Antriebsdruck Peq, der erforderlich ist, um die Bewegung der Kolbenstange 45 auszuführen, wird gegeben durch: Peq = R(Ps – Pa) + (Pb – Ps) (25)
Wenn der Antriebsdruck nicht positiv ist, müssen das erste und das zweite elektrohydraulische proportionale Ventil 21 und 22 geschlossen gehalten werden, um eine Bewegung in der falschen Richtung zu vermeiden, bis der Versorgungsdruck Ps erhöht ist zur Erzeugung eines positiven Antriebsdruckes Peq. Es ist herauszustellen, dass in allen Bemessungsmodi der Versorgungsdruck nicht immer größer sein muß als der Zylindereinlaßdruck, damit eine Bewegung in der richtigen Richtung eintritt, wie dies gewöhnlich durchgeführt wurde bei den vorangehenden hydraulischen Systemen. Alle Ventile 21–24 in der Anordnung 25 werden geschlossen gehalten, wenn ein negativer Antriebsdruck vorliegt.
Die speziellen Versionen der generischen Gleichungen (6), (7), (9), (10) und (11) für den Hochseitenregenerationsmodus werden wie folgt dargestellt:
Ksa = μKsb (28)
Die Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa und Ksb für das aktive erste und zweite elektrohydraulische proportionale Ventil 21 und 22 werden abgeleitet von den Gleichungen (26)–(30). Um die Ventile in dem Bereich der minimalen Sensitivität zu betreiben, werden entweder die beiden Gleichungen (29) und (30) gelöst oder die Gleichung (30) wird gelöst und der sich ergebende Ventilkoeffizient wird in Gleichung 28 eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Unter anderen Umständen können die Ventilkoeffizienten abgeleitet werden unter Einsatz der Gleichungen (26) oder (27). Z.B. kann ein Wert für einen Ventilkoeffizienten ausgewählt werden und die entsprechende Gleichung (26) oder (27) wird eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Die Ventilkonduktanzkoeffizienten Kat und Kbt für das geschlossene dritte und vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 23 und 24 werden auf Null eingestellt. Die sich ergebenden Ventilkoeffizienten werden durch die Funktionssteuerung 44 den Ventilantrieben 60 zugeführt.
Niedrigseitengenerationsmodus
Die beispielhafte Maschinenhydraulikfunktion 20 kann auch in einem Niedrigseitenregenerationsmodus arbeiten, bei welchem das Fluid, welches von einer Zylinderkammer abgezogen wird, zurückgeschickt wird über den Knotenpunkt "t" der Ventilanordnung 25, um die andere Zylinderkammer zu füllen. Der Niedrigseitenregenerationsmodus kann eingesetzt werden, um die Kolbenstange 45 auszufahren oder zurückzuziehen, und sie wird im allgemeinen eingesetzt, wenn die externe Kraft in der gleichen Richtung wirkt wie die angestrebte Bewegung. Obwohl der Niedrigseitenregenerationsmodus nicht erfordert, dass Fluid direkt von der Versorgungsleitung 41 zugeführt wird, kommt jegliches zusätzliche Fluid, welches erforderlich ist, um die Kopfkammer 26 über das hinaus, was von der Stangenkammer 27 verfügbar ist, zu füllen über die Tankrückführleitung 18 von Fluid, was entweder von anderen Funktionen 11 abgezogen wird oder durch das Entlastungsventil 17 strömt.
Die Geschwindigkeit der Stange wird gesteuert durch das Bemessen des Fluids durch das dritte und das vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 23 und 24. Die kombinierten Ventilkoduktanzkoeffizienten Kat und Kbt für diese Ventile beeinflussen die sich ergebende Geschwindigkeit der Kolbenstange 45, den vorgegebenen Druck Pr in der Rückführleitung 18 sowie eine äquivalente Kraft (Fx). Diese Ventilkonduktanzkoeffizienten werden abgeleitet durch die Funktionssteuerung 44 durch das eingängliche Berechnen des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten (Keq) entsprechend einer der folgenden Gleichungen in Abhängigkeit von der Richtung x der angestrebten Kolbenstangenbewegung:
Der Antriebsdruck Peq, der erforderlich ist, um die Bewegung der Kolbenstange 45 auszuführen, ergibt sich durch: Peq = R(Pr – Pa) + (Pb – Pr), x . > 0 Peq = R(Pa – Pr) + (Pr – Pb), x . < 0 (32)
In jedem Fall muß, wenn der Antriebsdruck nicht positiv ist, das dritte und vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 23 und 24 geschlossen gehalten werden, um eine Bewegung in der falschen Richtung zu vermeiden bis der Rückführleitungsdruck Pr eingestellt ist zur Erzeugung eines positiven Antriebsdruckes Peq.
Die speziellen Versionen der generischen Gleichungen (6), (7), (9), (10) und (11) für den Niedrigseitenregenerationsmodus werden gegeben durch:
Kat = μKbt (35)
Die Ventilkonduktanzkoeffizienten Kat und Kbt für das aktive dritte und vierte elektrohydraulische proportionale Ventil 23 und 24 werden abgeleitet von den Gleichungen (33)–(37). Um die Ventile in dem Bereich der minimalen Sensitivität zu betreiben, werden entweder beide Gleichungen (36) und (37) gelöst, oder die Gleichung (37) wird gelöst und der sich ergebende Ventilkoeffizient wird eingesetzt in die Gleichung (35), um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Unter anderen Umständen können die Ventilkoeffizienten abgeleitet werden unter Einsatz der Gleichungen (33) oder (34). Z.B. kann ein Wert für einen Ventilkoeffizienten ausgewählt werden und die entsprechende Gleichung (33) oder (34) wird eingesetzt, um den anderen Ventilkoeffizienten abzuleiten. Die Ventilkonduktanzkoeffizienten Ksa und Ksb für das geschlossene erste und zweite elektrohydraulische proportionale Ventil 21 und 22 werden auf Null gestellt. Die sich ergebenden Ventilkoeffizienten werden über die Funktionssteuerung 44 den Ventilantrieben 60 zugeführt.
Drucksteuerung
Um die befohlene Geschwindigkeit x zu erreichen, muß die Drucksteuerung 48 das Entlastungsventil 17 betätigen, um ein Druckniveau in der Versorgungsleitung 14 zu erzeugen, welches die Fluidversorgungsbedingung des Zylinders 16 in der Funktion 20 erfüllt, wie auch die anderen hydraulischen Funktionen der Maschine. Zu diesem Zweck führt die Systemsteuerung 46 eine Sollwertroutine 62 aus, die einen getrennten Pumpenversorgungsdrucksollwert für jede Funktion der Maschine bestimmt. Dieser Versorgungsdrucksollwert (Ps Sollwert) wird abgeleitet entsprechend einer der nachfolgenden Ausdrücke in Abhängigkeit von dem folgenden ausgewählten Bemessungsmodus:
Getriebener Ausfahrmodus:
Getriebener Rückzugsmodus:
Hochseitenregeneration:
Diese Berechnung erfordert den Wert des äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq, der entweder erhalten werden kann von der Funktionssteuerung 44 oder, wenn eine Rechnerkapazität in der Systemsteuerung 46 besteht, kann diese Steuerung unabhängig diesen Wert berechnen. Es sollte beachtet werden, dass Werte für alle Begriffe in den Gleichungen (1), (17) und (24) verfügbar sind, um die Systemsteuerung 46 in die Lage zu versetzen, unabhängig den äquivalenten Konduktanzkoeffizienten Keq zu berechnen. In der Praxis mag es erstrebenswert sein, einen größeren Versorgungsseitendruck zu fordern als er durch diese Gleichungen (38)–(40) berechnet wurde, so dass die elektrohydraulischen proportionalen Ventile steuerbarer sind und um geringe Leistungsverluste in Betracht zu ziehen. Ein größerer Versorgungsdruck als notwendig reduziert jedoch den Wirkungsgrad des Systems.
Ein nicht-intuitives Ergebnis dieser Drucksteuerungsstrategie liegt darin, dass der Versorgungsdrucksollwert geringer sein kann als der Druck in der Zylinderkammer, in welche das Fluid strömen muß. In manchen Situationen sind die jeweiligen Zylinderkammerdrücke Pa und Pb hoch aufgrund des eingeschlossenen Druckes und die äquivalente Kraft Fx, die auf die Kolbenstange wirkt, ist relativ niedrig oder sogar Null. Unter derartigen Bedingungen kann die angestrebte Bewegung des Kolbens erzeugt werden durch eine Versorgung des Fluids zum Zylinder bei einem relativ niedrigen Druck.
Nimmt man beispielsweise an, dass in dem getriebenen Ausfahrmodus der Kopfkammerdruck Pa 100 bar ist, der Stangenkammerdruck Pb 200 bar ist, der Rückführleitungsdruck Pr nahezu Null bar ausmacht, die Kolbenfläche Ab in der Stangenkammer 1 ist und das Zylinderflächenverhältnis (R) 2 ist. Die äquivalente Kraft Fx, die auf die Kolbenstange 45 einwirkt, wie dies durch die Gleichung (3) gegeben ist, beträgt Fx = 1 (–2(100) + 200) = 0. Es ist zu beachten, dass der zweite und der dritte Begriff auf der rechten Seite des Gleichheitszeichens in der Gleichung (38) sich auf Null summiert. In diesem Fall ist ein sehr geringer Versorgungsdruck erforderlich bei einer niedrigen Geschwindigkeit und der Druck des Fluids, welches der Kopfkammer 26 zugeführt wird, kann geringer sein als der Kopfkammerdruck (100 bar) und die Stange fährt nach wie vor aus dem Zylinder aus. Bei herkömmlichen hydraulischen Systemen wurde der Versorgungsleitungsdruck, wenn eine Funktion aktiv war, stets auf mindestens ein vorbestimmtes minimales Niveau (z.B. 20 bar) größer als der Zylindereinlaßdruck eingestellt. Diese Steuerungseinschränkung ist nicht erforderlich gemäß der vorliegenden Drucksteuerungsstrategie in irgendeinem der beschriebenen Bemessungsmodi.
Da der getriebene Ausfahr-, getriebene Zurückzugs- und Hochseitenregenerationsmodus kein Fluid aus der Rückführleitung 18 abzieht, ist deren Drucksollwert (Pr Sollwert) für Funktionen in diesen Modi auf einen Wert eingestellt, der einem minimalen Druck entspricht.
Im Niedrigseitenregenerationsmodus zieht die hydraulische Funktion jegliches erforderliche Fluid von der Rückführleitung 18 ab. Dementsprechend muß ein Drucksollwert (Pr Sollwert) für die Rückführleitung 18 abgeleitet werden, entsprechend dem Ausdruck: Niedrigseitenregeneration:
Da Fluid sich nicht aus der Versorgungsleitung durch die Maschinenfunktion 20 im Niedrigseitenregenerationsmodus abhebt, wird der Versorgungsdrucksollwert (Ps Sollwert) auf einen minimalen Druckwert eingestellt.
Die Systemsteuerung 46 berechnet in einer ähnlichen Weise Versorgungs- und Rückführleitungsdrucksollwerte für jede der anderen gegenwärtig aktiven Funktionen des hydraulischen Systems 10. Von diesen individuellen Funktionssollwerten wählt die Systemsteuerung 46 den Versorgungsleitungs-drucksollwert aus, welcher den größten Wert besitzt und den Rückführleitungsdrucksollwert mit dem größten Wert. Diese ausgewählten größten Werte werden der Drucksteuerung 48 zugeführt entsprechend dem Befehl der Versorgungs- und Rückführleitungsdrucksollwerte.
Die Drucksteuerung 48 nutzt den Versorgungsleitungsdrucksollwert (Ps Sollwert) bei der Steuerung des Entlastungsventils 17, um diesen Sollwertdruck in der Versorgungsleitung 14 herzustellen. Wenn alternativ eine variable Verdrängerpumpe eingesetzt wird, kommt der Drucksollwert zum Einsatz, um die Pumpe zu steuern, so dass der angestrebte Ausgangsdruck erzeugt wird.
Die Drucksteuerroutine 64 betätigt auch das Tanksteuerventil 19, um den angestrebten Druck in der Tankrückführleitung 18 zu erzeugen, wie indiziert durch den Rückführleitungsdrucksollwert (Pr Sollwert). Speziell regiert die Drucksteuerroutine 64 das Schließen des Tanksteuerventils 19, um die Strömung in den Tank 15 einzuschränken, wie dies erforderlich ist, um den Druck in der Tankrückführleitung 18 zu erhöhen. Eine Begrenzung der Strömung in den Tank 15 hinein wird eingesetzt, um den Druck innerhalb der Tankrückführleitung zu erhöhen, wenn eine der Funktionen des hydraulischen Systems 10 sich in den Niedrigseitenregenerationsmodus erstreckt. Wenn die Begrenzung der Strömung in den Tank 15 hinein über das Tanksteuerventil 19 unzureichend ist, um den erforderlichen Druck innerhalb der Tankrückführleitung 18 aufzubauen, arbeitet die Funktion, die dieses Druckniveau erfordert, mit einer geringeren als der angestrebten Geschwindigkeit oder überhaupt nicht bis der angestrebte Druck erzielt ist.
Die voranstehende Beschreibung wurde primär auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gerichtet. Obwohl einige Aufmerksamkeit den verschiedenen Alternativen innerhalb des Rahmens der Erfindung geschenkt wurde, leuchtet ein, dass der Sachverständige auf diesem Gebiet ohne weiteres zusätzliche Alternativen realisiert, die sich nun ergeben aus der Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung. Dementsprechend wird der Rahmen der Erfindung bestimmt durch die nachfolgenden Ansprüche und ist nicht begrenzt auf die vorangehende Beschreibung.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Systems (10), in welchem ein hydraulischer Aktuator (16) an einen Schaltungszweig angeschlossen ist zwischen einer Versorgungsleitung (14), die ein unter Druck stehendes Fluid enthält, und einer Rückführleitung (18), die an einem Tank angeschlossen ist, wobei das Verfahren die folgenden Merkmale umfasst: Anfordern einer angestrebten Bewegung für den hydraulischen Aktuator (16); Erfassen eines Parameters, der sich ändert mit den Änderungen einer Kraft, die auf den hydraulischen Aktuator (16) wirkt; Ableiten eines äquivalenten Strömungskoeffizienten, welcher den Fluidstrom durch den hydraulischen Schaltungszweig charakterisiert, wobei der äquivalente Strömungskoeffizient entweder ein Leitungskoeffizient oder ein Beschränkungskoeffizient ist und auf der angestrebten Bewegung und dem Parameter basiert, sowie Steuerung der Fluidströmung in dem Schaltungszweig basierend auf dem äquivalenten Strömungskoeffizienten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, darüber hinaus umfassend: Erfassen zumindest eines Drucks in der Versorgungsleitung (14) und des Drucks in der Rückführleitung (18) zur Erzeugung einer Druckmessungsgruppe und wobei die Ableitung eines äquivalenten Strömungskoeffizienten ebenfalls auf der Druckmessungsgruppe basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassung eines Parameters die Erfassung eines Drucks umfasst, erzeugt durch die Kraft, die auf den hydraulischen Aktuator (16) wirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Anforderung einer angestrebten Bewegung eine angestrebte Geschwindigkeit spezifiziert für den hydraulischen Aktuator (16).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der hydraulische Aktuator (16) in Reihe geschaltet ist mit einem Ventil (21) zwischen der Versorgungsleitung (14) und der Rückführleitung (18), wobei die Steuerung des Fluids in dem hydraulischen System (10) die Aktivierung des Ventils umfasst basierend auf dem äquivalenten Strömungskoeffizienten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung des Fluids in dem hydraulischen System (10) die folgenden Maßnahmen umfasst: Berechnen eines Drucksollwertes basierend auf dem äquivalenten Strömungskoeffizienten und Steuerung des Drucks in der Versorgungsleitung (14) und/oder der Rückführleitung (18) in Abhängigkeit von dem Drucksollwert.
Verfahren gemäß Anspruch 6, darüber hinaus umfassend: Erfassen eines Druckes, der erzeugt ist durch die Kraft, die auf den hydraulischen Aktuator (16) wirkt zur Erzeugung einer Aktuatordruckmessung, und wobei die Berechnung eines Drucksollwertes auch auf der Aktuatordruckmessung basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das hydraulische System (10) andere Schaltungszweige einschließt und darüber hinaus für jeden der anderen Schaltungszweige das Berechnen eines Drucksollwertes für die Versorgungsleitung (14) umfasst sowie das Auswählen des Drucksollwertes mit dem größten Wert für den Einsatz bei der Steuerung des Drucks in der Versorgungsleitung (14).
Verfahren gemäß Anspruch 1, darüber hinaus umfassend: Erfassen des Drucks in der Versorgungsleitung (14) zur Erzeugung einer Versorgungsdruckmessung und Erfassen des Drucks in der Rückführleitung (18) zur Erzeugung einer Rückführdruckmessung, wobei die Ableitung eines äquivalenten Strömungskoeffizienten auch auf der Versorgungsdruckmessung und der Rückführdruckmessung basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der hydraulische Aktuator (15) mit einer ersten Öffnung an die Versorgungsleitung (14) angekoppelt ist über ein erstes elektrohydraulisches Proportionalventil (21) und mit einer zweiten Öffnung an die Rückführleitung (18) angekoppelt ist über ein zweites elektrohydraulisches Proportionalventil (24) und das Verfahren darüber hinaus die folgenden Maßnahmen umfasst: Erfassen des Drucks in der Versorgungsleitung (14); Erfassen des Drucks in der Rückführleitung (18), Erfassen des Drucks an der ersten Öffnung und Erfassen des Drucks an der zweiten Öffnung, wobei die Ableitung des äquivalenten Strömungskoeffizienten auf dem Druck in der Versorgungsleitung, dem Druck in der Rückführleitung, dem Druck an der ersten Öffnung und dem Druck an der zweiten Öffnung basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Steuerung des Fluidstromes in dem Schaltungszweig (16, 25) die Aktivierung des ersten elektrohydraulischen Proportionalventils (21) und des zweiten elektrohydraulischen Proportionalventils (24) basierend auf dem äquivalenten Strömungskoeffizienten umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der hydraulische Aktuator (16) einen Zylinder und einen Kolben umfasst, welcher eine erste und eine zweite Kammer (26, 27) in dem Zylinder definiert, wobei der Kolben einen ersten Oberflächenbereich in der ersten Kammer und einen zweiten Oberflächenbereich in der zweiten Kammer besitzt, und wobei der äquivalente Strömungskoeffizient abgeleitet wird basierend auf dem Oberflächenbereich des Kolbens in der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der hydraulische Aktuator (16) eine erste Anschlussöffnung sowie eine zweite Anschlussöffnung aufweist, wobei die Versorgungsleitung (14) an die erste Öffnung über ein erstes elektrohydraulisches Proportionalventil (21) angeschlossen ist und an die zweite Öffnung über ein zweites elektrohydraulisches Proportionalventil (22), während die Rückführleitung (18) an die erste Öffnung angekoppelt ist über ein drittes elektrohydraulisches Proportionalventil (23) und an die zweite Öffnung über ein viertes elektrohydraulisches Proportionalventil (24) und das Verfahren darüber hinaus die Maßnahmen umfasst: Auswahl einer Richtung, in welcher sich der hydraulische Aktuator (16) bewegen soll; Bestimmen des ersten, zweiten, dritten oder vierten elektrohydraulischen Proportionalventils, welches betätigt werden soll zur Erzeugung der Bewegung des hydraulischen Aktuators (16) in der Richtung, die ausgewählt wurde; Erfassen des Druckes in der Versorgungsleitung zur Erzeugung einer Versorgungsdruckmessung Ps; Erfassen des Drucks in der Rückführleitung zur Erzeugung einer Rückführdruckmessung Pr; Erfassen des Drucks an der ersten Öffnung zur Erzeugung einer ersten Öffnungsdruckmessung Pa; und Erfassen des Drucks an der zweiten Öffnung zur Erzeugung einer zweiten Öffnungsdruckmessung Pb, wobei die Ableitung des äquivalenten Strömungskoeffizienten auf der Versorgungsdruckmessung, der Rückführdruckmessung, der ersten Öffnungsdruckmessung und der zweiten Öffnungsdruckmessung basiert und wobei die Steuerung des Fluidstromes die Aktivierung des ersten, des zweiten, des dritten und/oder des vierten elektrohydraulischen Proportionalventils umfasst in Abhängigkeit von dem äquivalenten Strömungskoeffizienten zur Bewegung des hydraulischen Aktuators (16) in der Richtung, die ausgewählt wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der hydraulische Aktuator (16) einen Zylinder und einen Kolben umfasst, der eine Kopfkammer (26) definiert, an welche die erste Öffnung angeschlossen ist sowie eine Stangenkammer (27), an welche die zweite Öffnung angeschlossen ist, wobei der Kolben ein Zylinderflächenverhältnis R besitzt, welches ein Verhältnis des Oberflächenbereiches Aa des Kolbens (28) in der Kopfkammer zum Oberflächenbereich Ab des Kolbens in der Stangenkammer ist, und das Verfahren darüber hinaus die Erzeugung einer bestimmten Geschwindigkeit x für den Kolben umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei: die Bestimmung des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten elektrohydraulischen Proportionalventils (21–24) das erste und das vierte elektrohydraulische Proportionalventil bestimmt und der äquivalente Strömungskoeffizient Keq abgeleitet wird entsprechend dem Ausdruck
Verfahren gemäß Anspruch 15 darüber hinaus umfassend: Berechnung eines Drucksollwertes (Ps setpoint) entsprechend dem Ausdruck:
Steuerung des Drucks in der Versorgungsleitung (14) in Abhängigkeit von dem Drucksollwert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei: die Bestimmung des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten elektrohydraulischen Proportionalventils (21–24), das zweite und dritte elektrohydraulische Proportionalventil bestimmt und der äquivalente Strömungskoeffizient Keq abgeleitet wird entsprechend dem Ausdruck:
Verfahren gemäß Anspruch 17 darüber hinaus umfassend: Berechnen eines Drucksollwertes (Ps setpoint) gemäß dem Ausdruck:
Steuerung des Drucks in der Versorgungsleitung (14) in Abhängigkeit von dem Drucksollwert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Bestimmung des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten elektrohydraulischen Proportionalventils (21–24) das erste und zweite elektrohydraulische Proportionalventil bestimmt und der äquivalente Strömungskoeffizient Keq abgeleitet wird gemäß dem Ausdruck:
Verfahren gemäß Anspruch 19 darüber hinaus umfassend: Berechnen eines Drucksollwertes (Ps setpoint) entsprechend dem Ausdruck:
Steuern des Drucks in der Versorgungsleitung (14) in Abhängigkeit von dem Drucksollwert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Bestimmung des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten elektrohydraulischen Proportionalventils (21–24) das dritte und das vierte elektrohydraulische Proportionalventil bestimmt und der äquivalente Strömungskoeffizient Keq abgeleitet wird entsprechend einem Ausdruck, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Verfahren gemäß Anspruch 21 darüber hinaus umfassend: Berechnen eines Drucksollwertes (Pr setpoint) für die Rückführleitung (18) gemäß dem Ausdruck
und Steuern des Drucks in der Rückführleitung in Abhängigkeit von dem Drucksollwert.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei das hydraulische System (10) außerdem ein Tanksteuerventil (19) umfasst, welches die Rückführleitung (14) zum Tank (15) ankoppelt und wobei der Druck in der Rückführleitung selektiv das Ausmaß steuert, um welches das Tanksteuerventil geöffnet ist.