[发明专利]调节装置和操作调节装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及调节装置，该调节装置优选地作为液压回路的部件，还涉及操作调节器的方法，尤其用于调节分别与致动器协同的流体输送装置或可由流体驱动的装置，如可调节流体泵，其中致动器可由至少一个调节器根据可定义的主导参数(guide variable)控制，调节器通过至少一个反馈采集被控系统的至少部分输出量。

背景技术

DE 41 35 277 C2公开了一种用于可调节液压泵的调节装置，其中液压泵的输送量可由致动装置改变，调节装置至少具有两个由致动装置致动的调节器，且设置至少一个自动将调节器连接至致动装置的液压开关元件，致动装置提供相应的最高或最低的控制压力。在已知的解决方案的一个实施例中，该调节装置具有压力-流量调节器，其主要包括设置在泵单元处的开关阀板、可调节的孔板单元和独立于压力调节板地同样设置在开关阀板处的流量调节板。按照已知解决方案，控制压力被施加到位于那里的泵单元的一端，即由流量调节板所输送的控制压力或由压力调节板所输送的控制压力。其中，由开关阀板决定是流量调节板还是压力调节板输送相应的控制信号至所述端。在已知的解决方案中，这两个调节器，即流量调节器和压力调节器彼此独立工作，且不直接相互影响。被称为标准调节器的流量和压力调节器的特性在已知的解决方案中保持，并且通过利用这些经济的、可批量生产的标准调节器，为已知的调节装置提供经济的解决方案。

尤其地，已知的解决方案能够实现具有极限压力功能的体积流量调节的操作。该类可调节泵的调节也被称为“负载传感(LOADSENSING)”。在该操作模式中，泵被调节到特定的体积流量，相反，负载压力由负载的“本构结构(constitutive law)”给定。为了防止对泵或液压回路中元件的损伤，“负载传感”概念包含所谓的极限压力功能，即从达到某压力水平开始，从体积流量调节的操作切换到压力调节的操作。

当前已知的具有极限压力功能的体积流量调节操作的方法的问题在于从体积流量调节的操作到压力调节的操作的切换。例如，应该进行该切换，使得与(未知的)负载无关地，期望的压力无过调地被调节。在注塑机械和/或机床领域中这一点尤为重要，因为在这样的情况下，经常必须无过调地以精确定义的水平获取由突变变化的负载所决定的压力。

US 6468046B1公开了一种用于液压泵中压力调节的装置和方法，其使用现有技术中公知的PID调节概念。在已知的解决方案的一个实施例中，对于轴向柱塞泵，回转连接到泵的回转板(pivoting plate)通过控制阀改变其与泵的相对角度。该调节允许控制阀仅根据泵的负载压力进行控制。

US 6375433 B1公开了一种液压泵中控制负载压力的方法和装置。在该解决方案中，通过使用两种控制定律(第一反馈线性化控制定律，第二反馈线性化控制定律)采用非线性方法，其中在负载侧进行压力体积流量的精确输入和输出线性化。

当前已知的压力调节的操作方法中主要的问题在于，由于负载变化，开放回路的放大明显改变，这在当前的技术中可能导致闭合的调节回路的不稳定性。通常，在泵的整个工作范围内对调节质量提出高的要求，而这些方法不能足够地满足这样的要求。

发明内容

从这些现有技术出发，本发明的目的是进一步改进已知的解决方案，以便特别是在从体积流量操作切换到压力调节操作时，与未知的负载情形无关地，无过调地调节期望的压力。而且，按照本发明的解决方案的特征为稳定的调节特性，且能够以很高的程度实现动态调节过程。该目的是通过具有权利要求1特征的调节装置和具有权利要求11特征的方法实现的。

根据权利要求1特征部分，至少一个反馈具有至少一个用于估计可分配调节器的至少部分未知的输出量(状态x)的监视器(估计器)，从而设计调节装置，其中调节器包含线性的、或在可能情况下包含非线性的监视器，用于估计未知负载，该调节装置与调节类型(体积调节和/或压力调节)以及实施类型(模拟或离散)无关地连续地监视负载(负载体积流量)，以便高动态和精度(无过调)地进行调节。因此，可以实现非常精确地调节到泵的恒定体积流量和/或调节到装置负载侧的恒定压力。按照本发明的方法涉及调节装置的相关操作。通过引入前述变量(状态x)，还可以调节到例如流体泵形式的流体输送装置的恒定功率。总之，借助本发明，实现了例如液压马达形式的流体输送装置的多种单个调节方案。

按照本发明的调节装置的其他有利实施例是其他从属权利要求的主题。

附图说明