CZ291355B6

CZ291355B6 - Řídicí zařízení s posilovačem a způsob řízení hnacího elektromotoru čerpadla řídícího zařízení

Info

Publication number: CZ291355B6
Application number: CZ19951558A
Authority: CZ
Inventors: Mathias Seidel; David Vile
Original assignee: Trw Fahrwerksysteme Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1993-10-16
Filing date: 1994-10-16
Publication date: 2003-02-12
Also published as: JPH08508222A; KR100332081B1; US5761627A; DE4335390A1; DE59403309D1; EP0673328B2; BR9405643A; DE4335390B4; EP0673328B1; KR960702805A; CZ155895A3; EP0673328A1; ES2105771T3; ES2105771T5; WO1995011152A1

Abstract

Zařízení je opatřeno servoventilem (6) s otevřeným středem pro napájení regulačního orgánu ve formě hydraulického válce (1) hydraulickým tlakem a čerpadlem (7) poháněným elektromotorem (13) pro napájení servoventilu (6) hydraulickou kapalinou. Příkon elektromotoru (13) je regulovatelný pomocí elektroniky (21) v důsledku porovnávání provozních parametrů monitorovaných čidly se stanovenými požadovanými hodnotami. Čidla jsou spojena s řídicí jednotkou obsahující alespoň jeden mikroprocesor, která stanovuje požadované hodnoty v závislosti na monitorovaných provozních parametrech.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká řídicího zařízení s posilovačem se servoventilem s otevřeným středem pro napájení regulačního orgánu hydraulickým tlakem a s čerpadlem poháněným elektromotorem pro napájení servoventilu hydraulickou kapalinou, přičemž příkon elektromotoru je regulovatelný pomocí elektroniky v důsledku porovnávání provozních parametrů monitorovaných čidly se stanovenými požadovanými hodnotami.

Dosavadní stav techniky

Jedním známým typem servoventilu, používaným v praxi v řídicích zařízeních s posilovačem, je servoventil s takzvaným otevřeným středem. V neutrální poloze servoventilu s otevřeným středem se čerpadlem čerpá hydraulická kapalina s nízkým tlakem otevřeným ventilem do zásobníku. Při relativním natočení vstupního hřídele servoventilu vůči ventilovému pouzdru se přivádí hydraulický tlak do hydraulického motoru, čímž se podpoří pohyb ozubené tyče řízení v jednom zobou možných směrů. U těchto známých servoventilů s otevřeným středem je čerpadlo k dopravě hydraulické kapaliny do servoventilu poháněno přes klínový řemen hnacím motorem vozidla. Nevýhodou u těchto známých servoventilů s otevřeným středem je, že i v neutrální poloze servoventilu se udržuje stálý vysoký tok hydraulického prostředku, protože je čerpadlo spojeno přímo s hnacím motorem. Proto dochází ke ztrátovému výkonu hnacího motoru, který je důsledkem dynamického tlaku a průtoku. Navíc je u známých řídicích zařízení s posilovačem nevýhodné to, že podporování řízení ustane, jakmile se hnací motor vozidla vypne, například při tažení porouchaného vozidla.

Z DE-OS 36 22 217 je známé řídicí zařízení s posilovačem, u něhož se pro pohon čerpadla používá elektromotor. U tohoto známého řídicího zařízení s posilovačem se pomocí čidla tlaku monitoruje hydraulický tlak a v závislosti na hydraulickém tlaku se hnací motor čerpadla přepojuje do nejméně tří provozních stavů, totiž do stavu zapnuto, minimum a maximum.

Další řídicí zařízení s posilovačem uvedeného druhu je popsáno v DE-OS 39 20 862, přičemž u tohoto řešení je rovněž použit pro pohon čerpadla elektromotor, který je navíc řízen signálem závislým na rychlosti vozidla.

Známá řídicí zařízení s posilovačem uvedeného druhu vycházejí z toho, že elektromotor má být napájen pouze minimem energie, pokud se servoventil nachází ve své neutrální poloze. V tomto stavu musí elektromotor pohánět čerpadlo jen do té míry, že se udržuje minimální hydraulický tlak. Při řízení je však zapotřebí vyššího hydraulického tlaku, takže elektromotor musí být přepnut do provozního stavu s vyšším příkonem. Přitom je v zásadě žádoucí, aby toto přepnutí bylo provedeno v závislosti na vstupním kroutícím momentu na vstupním hřídeli servoventilu. Pro provedení tohoto přepnutí se měří například odběr proudu elektromotoru, který představuje míru potřebného hydraulického tlaku. Pod požadovanou hodnotou hydraulického tlaku je potom elektromotor poháněn v dolním rozsahu příkonu, zatímco od dosažení požadované hodnoty tlaku se provede přepnutí na horní rozsah příkonu.

Známá řídicí zařízení s posilovačem však mají tu nevýhodu, že u nich není zaručen okamžik sepnutí závislý na kroutícím momentu. Průběh potřebného tlaku má jako funkce vstupního kroutícího momentu tvar paraboly. Tato parabola, která v normálním případě protíná tlakovou osu, je, jak známo, nejprve pod mezním tlakem pouze mírně vzestupná, avšak již malé vzájemné rozdíly systémů, způsobené například výrobními tolerancemi nebo opotřebením, mohou ovlivnit

-1 CZ 291355 B6 polohu paraboly na tlakové ose. Na polohu tlakové křivky značně působí zejména rovněž teplota oleje v systému jako funkce kroutícího momentu. Když je olej velmi chladný, to znamená, že má velmi vysokou viskozitu, je tlak již v neutrální poloze servoventilu velmi vysoký. Stanoví-li se nyní okamžitě přepnutí do jiného rozsahu příkonu elektromotoru v závislosti na tomto minimálním tlaku jako absolutní hodnotě tlaku, potom tento okamžik přepnutí putuje u ohřívajícího se hydraulického oleje nutně po tlakové křivce, protože potřebný tlak v neutrální poloze klesá. To vede ktomu, že po určité době provozu dochází k přepnutí elektromotoru z jednoho rozsahu příkonu do druhého teprve v pozdějším okamžiku, to znamená teprve od většího kroutícího momentu. Proto již není zaručen okamžik přepnutí závislý na kroutícím momentu.

Další nevýhodou známých řídicích zařízení s posilovačem je. že přepnutí různých rozsahů příkonu elektromotoru se provede pouze na základě požadavku na hydraulický tlak. To vede k tomu, že motor se od určitého vyvinutého řídicího momentu přepne do vyššího rozsahu příkonu a zůstane v něm do té doby, dokud se řídicí moment opět nezmenší. Například zásah do řízení vozidla jedoucího v blízkosti obrubníku může způsobit naražení pneumatiky do tohoto obrubníku a tudíž i náraz do řízení, a to přesto, že je vyvíjen maximální kroutící moment a motor je proto poháněn vnejvyšším rozsahu příkonu. Tento stav udržovaný po dostatečnou dobu vede k mimořádnému zvýšení teploty motoru a může způsobit dokonce i porušení řídicí elektroniky motoru.

A konečné mají známá řídicí zařízení s posilovačem nevýhodu v tom, že jejich funkce může být přezkoušena jen velmi obtížně. Jejich chybná funkce se zpravidla zjistí teprve tehdy, když dojde k poruše jedné ze součástí řídicího zařízení s posilovačem. Tím dojde zpravidla k úplné tlakové ztrátě a tím i ke ztrátě podpory řízení.

Popsané nevýhody znamenají příliš velká zatížení hnacího motoru čerpadla a příslušných čidel, jakož i elektroniky řídicího zařízení s posilovačem, z čehož vyplývá jejich velké opotřebení a malá životnost. Dále působí putování okamžiku přepnutí, závislého na kroutícím momentu, na pohodlí řízení vozidla.

Vycházeje z těchto skutečností je úkolem vynálezu vylepšení řídicího zařízení s posilovačem uvedeného druhu do té míry, že při zlepšeném pohodlí řízení vozidla se dosáhne menším zatížením elementů jejich menšího opotřebení, a proto i větší životnosti. Dále má být vytvořen způsob řízení hnacího elektromotoru čerpadla.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje řídicí zařízení s posilovačem se servoventiiem s otevřeným středem pro napájení regulačního orgánu hydraulickým tlakem a s čerpadlem poháněným elektromotorem pro napájení servoventilu hydraulickou kapalinou, přičemž příkon elektromotoru je regulovatelný pomocí elektroniky v důsledku porovnávání provozních parametrů monitorovaných čidly se stanovenými požadovanými hodnotami, podle vynálezu, jehož podstatou je, že čidla jsou spojena s řídicí jednotkou obsahující alespoň jeden mikroprocesor, která stanovuje požadované hodnoty v závislosti na monitorovaných provozních parametrech.

Tímto řešením podle vynálezu je umožněno stanovit například požadované hodnoty představující hranice přepnutí v závislosti na provozních stavech, to znamená na základě monitorování provozních parametrů. Může se například provést teplotní kompenzace okamžiku přepnutí mezi minimálním a maximálním rozsahem příkonu. Příslušně vyrovnány mohou být rovněž výrobní tolerance, opotřebení a podobně, protože může být zaručeno, že okamžik přepnutí je skutečně požadovaným způsobem závislý na kroutícím momentu.

-2 CZ 291355 B6

Podle výhodného provedení je elektronika opatřena čidlem proudu, které zjišťuje požadovaný výkon čerpadla. Příkon elektromotoru představuje míru požadovaného výkonu čerpadla. Při vychýlení servoventilu se čerpadlem dopravuje vy šší hydraulický tlak, což má opět za následek vyšší potřebný výkon čerpadla. Čidlo zjišťuje tento požadovaný výkon čerpadla a jakmile 5 požadovaný výkon překročí mezní hodnotu, elektronická regulační jednotka umožní spínacímu tranzistoru propojit plné provozní napětí na elektromotor. V opačném případě přepne elektronika napájecí napětí elektromotoru opět na pohotovostní provoz, a to tehdy, když potřebný výkon čerpadla opět klesne pod mezní hodnotu. Řízení vypnutí napájecího napětí je přitom dimenzováno tak, že musí být po určitou dobu menší než mezní hodnota, aby se vyvolalo 10 příslušné vypnutí napájecího napětí. Tato minimální doba je upravena proto, aby pohodlí řízení nebylo sníženo tím, že výkon čerpadla se v krátkých odstupech zvyšuje a opět snižuje, a tím se značně mění hydraulický tlak v servoventilu. Vzhledem k tomu, že je upraveno čidlo proudu, může řídicí zařízení s posilovačem podle vy nálezu velmi citlivě reagovat na požadovaný výkon čerpadla. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu zjišťuje řídicí jednotka pomocí čidla 15 proudu minimální odběr proudu elektromotoru, aby z toho stanovila požadovanou hodnotu pro přepnutí rozsahů příkonu. Tímto opatřením je zaručeno, že základem pro výpočet přepínací hodnoty je požadovaný výkon v neutrální poloze v příslušném provozním stavu. Proto nemohou na přepínací hodnoty nepříznivě působit teplotní změny a podobně, takže přepnutí může být provedeno v každém provozním stavu na základě stejného vzniklého kroutícího momentu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být elektronika opatřena čidlem tlaku, které zjišťuje změny tlaku v servoventilu, jakmile dojde k vychýlení servoventilu z jeho neutrální polohy, nebo čidlem polohy, které snímá polohu jedné součásti v převodovce řízení a podle polohy této součásti zjišťuje provozní stav servoventilu. Čidlem tlaku mohou být přímo 25 zjišťovány parametry hydraulického tlaku. Čidlem polohy může být například zjišťováno vychýlení reakčního pístu v servoventilu, a proto i výchozí hodnota závislá na kroutícím momentu. U všech typů čidel se jejich signál vyhodnocuje v elektronické regulační jednotce, která potom stanoví napájení napětí elektromotoru. V této regulační jednotce se provádí porovnávání aktuálního signálu čidla s příslušnou předem stanovenou mezní hodnotou. Jakmile 30 signál z čidla tuto mezní hodnotu překročí nebo pod ni klesne, nastaví se provozní režim elektromotoru na plný výkon, respektive stav.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu běží elektromotor v neutrální poloze hydraulického válce v pohotovostním provozu. Tímto minimálním napětím, respektive pohotovostním 35 provozem čerpadla, má řídicí zařízení s posilovačem podle vynálezu velmi krátkou reakční dobu, při vychýlení z neutrální polohy je proto podpora řízení k dispozici prakticky bez jakékoli prodlevy. Došlo-li by v neutrální poloze servoventilu k vypnutí elektromotoru, a proto i k vypnutí čerpadla, musela by se při vychýlení servoventilu frekvence otáčení motoru urychlit z nuly na plnou frekvenci otáčení, čímž by na začátku řídicího pohybu nebyla k dispozici žádná 40 podpora řízení. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu aktivuje řídicí jednotka omezení proudu pro elektromotor tehdy, když jeden zvolený provozní parametr překročí po předem stanovenou dobu předem stanovenou mezní hodnotu. Hodnota proudu, na niž je proud omezen, může ležet značně pod touto mezní hodnotou. Tímto opatřením je možno zabránit popsaným zatížením součástí, a popřípadě i poruše, při nárazu do řízení. Podle dalšího výhodného 45 provedení vynálezu je elektronika opatřena Hallovým čidlem. Toto Hallovo čidlo se používá ke zjišťování frekvence otáčení hřídele elektromotoru nebo vůbec pro zjišťování otočných pohybů hřídele. Pomocí něho je možno například zjistit, jestli je po aktivování omezení proudu nastavena změna požadovaného tlaku závislého na kroutícím momentu, takže systém může být opět přepnut do normálního provozního stavu.

Další výhodou řešení podle vynálezu je, že řídicí jednotka přezkouší alespoň dva provozní parametry v rámci monitorování věrohodnosti. Řídicí jednotka zjišťuje pomocí čidel alespoň dva provozní parametry, které jsou vůči sobě obvykle v nějakém funkčním vztahu, a to například frekvence otáčení hřídele elektromotoru a hydraulický tlak. Oba tyto parametry musí být

-3CZ 291355 B6 v nějakém vztahu vůči sobě, což může řídicí jednotka přezkoušet například porovnáním s tabulkami hodnot. Je-li tento vztah porušen, usuzuje se na poruchu funkce. Tímto opatřením mohou být včas zjištěny funkční poruchy. Pro uložení tabulek hodnot, mezihodnot, průběhů programů a podobně je s výhodou řídicí jednotka opatřena pamětí.

Podstatou způsobu řízení hnacího elektromotoru čerpadla řídicího zařízení s posilovačem podle vynálezu je, že požadované hodnoty pro porovnání s monitorovanými provozními parametry se zjišťují v závislosti na alespoň jednom monitorovaném provozním parametru.

Způsobem podle vynálezu je zajištěno, že požadované hodnoty, například přepínací hodnoty, mohou být přizpůsobeny příslušným provozním stavům.

Jak již bylo uvedeno, mají servoventily uvedeného druhu při své výrobě určitý rozptyl v charakteristice diferenční tlak/krouticí moment. Příkon elektromotoru, aby spotřeba energie klesla, se reguluje zejména v rozsahu kolem nulového bodu (střední polohy volantu). V tomto rozsahu jsou změny, například vzrůstu tlaku, zvlášť silně rozeznatelné. Tím se způsob regulace velmi liší od jednoho řízení k druhému. Dále ovlivňují teplotní změny viskozitu oleje v řízení. Olej má proto při nízkých teplotách vysokou viskozitu. Tím vznikne v oběhu řízení vyšší tlak, což opět ovlivní frekvenci otáčení a proud elektromotoru. Dojde-li nyní ke zjišťování jedné z těchto hodnot, interpretuje to řídicí elektronika jako postup řízení. To opět podnítí to, aby řídicí elektronika přepnula elektromotor do nesprávného provozního stavu. Z toho nutně vyplývá i větší spotřeba energie a vyšší úroveň hluku.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se jako provozní parametr monitoruje odběr proudu elektromotoru. Podle dalších výhodných provedení vynálezu může být monitorován hydraulický tlak a frekvence otáčení hřídele elektromotoru.

Podle zvlášť výhodného provedení vynálezu se v pravidelných časových úsecích zjišťuje minimální odběr proudu a tato hodnota se použije jako základ přepínací hodnoty mezi rozsahy příkonu elektromotoru.

Vyhodnocením proudového signálu se zjišťují minimální hodnoty, na které proud doposud klesl. Nyní se nastaví porovnávací hodnota například krátce nad minimální hodnotu. Dojde-li k překročení této porovnávací hodnoty, rozpozná se výchylka řízení a do elektromotoru se přivádí odpovídající výkon. Zahřeje-li se řízení, klesne viskozita oleje, a proto klesne i oběžný tlak a proud, respektive stoupne frekvence otáčení. Tato skutečnost se rozezná pomocí minimální hodnoty a nově se stanoví porovnávací hodnota. Tím je vždy dosaženo konstantní citlivosti regulace nezávisle na rozptylu řízení nebo teplotě.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se omezí přívod proudu do elektromotoru tehdy, když alespoň jeden zvolený provozní parametr překročí po předem stanovenou dobu stanovenou horní požadovanou hodnotu. Jak jíž bylo uvedeno, je nevýhodou známých řídicích zařízení s posilovačem to, že v koncové poloze řízení potřebují velmi vysoký výkon, aby se vytvořil vysoký tlak, protože servoventil je zavřený, přičemž však tento vysoký tlak nepřináší žádný užitek. To vede k velkému zahřátí elektromotoru a elektroniky, které se mohou, když není upraveno žádné teplotně závislé vypnutí, v krátké době zničit.

Podle výhodného provedení se například stále monitoruje proud. Je-li mezní hodnota překročena po dobu delší než například tři sekundy, dojde k aktivování mezní hodnoty proudu, na niž je proud omezen. Tím se ztrátový výkon rozhodujícím způsobem zmenší. Současně se však způsobí téměř zablokování elektromotoru, které není kritické, protože řízení se již nachází v dorazu. Nyní se pozoruje pohyb rotoru elektromotoru, například Hallovými čidly. Když se elektromotor opět otáčí rychleji, znamená to, že řízení již není na dorazu a mezní hodnota proudu může být opět vypnuta, takže řízení opět přejde do normálního provozního stavu.

-4CZ 291355 B6

Podle výhodného provedení se výpočet požadované hodnoty provádí v časových taktech. Podle zvlášť výhodného provedení se přezkušuje na věrohodnost funkční vztah pozorovaných provozních parametrů, které jsou vůči sobě v určitém vztahu. To se může provádět například podle uložených tabulek hodnot.

Provozními parametry, které mají vůči sobě určitý vztah, jsou například hydraulický tlak a frekvence otáčení hřídele elektromotoru, stejně jako frekvence otáčení hřídele čerpadla, teplota a podobně. Tyto provozní parametry se zjišťují a přezkušují například podle tabulek hodnot na to, jestli je zjištěná kombinace hodnot věrohodná, jinak se usoudí na funkční poruchu, která se může například zobrazit.

Řešením podle vynálezu je vyn ořeno řídicí zařízení s posilovačem a způsob řízení jeho hnacího elektromotoru, které znamenají komfortnější použití řídicích zařízení s posilovačem a prodloužení jejich životnosti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na dvou příkladech provedení řídicího zařízení s posilovačem podle vynálezu podle přiložených výkresů, na nichž schematicky obr. 1 znázorňuje schéma hydraulického a proudového zapojení řídicího zařízení s posilovačem s čidlem proudu, obr. 2 detail z obr. 1, představující blokové schéma elektroniky s čidlem proudu, obr. 3 schéma zapojení řídicího zařízení s posilovačem s převodovkou řízeni s čidlem polohy, znázorněnou v podélném řezu, obr. 4 vývojový diagram, představující zpracování signálu z čidla v elektronické regulační jednotce, obr. 5 diagram časového průběhu napětí elektromotoru v závislosti na proudu protékajícím spínacím tranzistorem a zatížení čerpadla, obr. 6 vývojový diagram představující zjišťování požadované hodnoty pro přepnutí do vyššího rozsahu příkonu, obr. 7 vývojový diagram představující zpracování požadovaných hodnot pro přepnutí do nižšího rozsahu příkonu a obr. 8 vývojový diagram představující aktivování omezení proudu.

Příklady provedení vynálezu

Řídicí zařízení s posilovačem se používá ve spojení s neznázoměným mechanickým řízením pro snížení řídicího momentu vyvinutého pomocí volantu. Snížení řídicího momentu se provádí prostřednictvím hydraulického válce 1, jehož pístní tyč 2 je spojena se spojovací tyčí 3 (znázorněnou na obr. 3). Komory 4 a 5 hydraulického válce 1 jsou napájeny pomocí čerpadla 7 potrubími 8 a 9 hydraulickou kapalinou v závislosti na zásahu do řízení prostřednictvím servoventilu 6.

-5CZ 291355 B6

Jak vyplývá z hydraulického zapojení na obr. 1, čerpá se hydraulická kapalina čerpadlem 7 ze zásobníku 10 přes servoventil 6 do hydraulického válce £. Čerpá-li se například hydraulická kapalina potrubím 8 do komory 4, posune se píst 11 uspořádaný na pístní tyči 2 směrem doleva, čímž se hydraulická kapalina vytlačí z komory 5 potrubím 9 zpět do servoventilu 6. Tato hydraulická kapalina potom proudí zpět do zásobníku JO. V neutrální poloze hydraulického válce 1 a servoventilu 6, znázorněné na obr. 1, se nedostane k hydraulickému válci 1 žádná hydraulická kapalina. Hydraulická kapalina se čerpá pouze pomocí čerpadla 7 ze zásobníku 10 přes servoventil 6 zpět do zásobníku 10. Z bezpečnostních důvodů je v hydraulickém zapojení navíc uspořádán přetlakový ventil 12, kteiý vytvoří mezi čerpadlem 7 a zásobníkem 10 krátké spojení vtom případě, když není možný odtok hydraulické kapaliny přes servoventil 6, respektive servoventil 6 a hydraulický válec L

Čerpadlo 7 pro dopravu hydraulické kapaliny je poháněno elektromotorem 13, který je napájen napětím z baterie 14 vozidla prostřednictvím elektroniky 21. Detailní znázornění elektroniky 21 je na obr. 2. Aby bylo umožněno napájení elektromotoru 13 napětím podle potřeby, je zde upraveno čidlo 15 proudu, které zjišťuje požadovaný výkon čerpadla 7 a je přes elektronickou regulační jednotku 17 připojeno ke spínacímu tranzistoru 16. Princip činnosti této elektronické regulační jednotky 17 je znázorněn vývojovým diagramem na obr. 4.

Místo čidla 15 proudu, znázorněného na obr. 2, může být řídicí zařízení s posilovačem podle obr. 3 opatřeno rovněž čidlem 18 polohy, které snímá polohu vhodné součásti v převodovce 19 řízení. Tato informace čidla 18 polohy se opět vede do elektronické regulační jednotky 17, která tento signál způsobem znázorněným ve vývojovém diagramu na obr. 4 vyhodnotí a z toho stanoví napájecí napětí elektromotoru 13..

Elektronická regulační jednotka 17 pracuje podle obr. 4 následovně:

Na začátku je napětí Umot nízké, to znamená, že čerpadlo 7 pracuje v pohotovostním provozu. Signál vedený z čidla 15 proudu přes elektronickou regulační jednotku 17 do spínacího tranzistoru 16 se porovnává s nastavenou spínací mezní hodnotou Ie a při překročení této spínací mezní hodnoty Ie se přepne na elektromotor 13, respektive čerpadlo 7, plné napětí Umot. Toto napětí Umot zůstane stejné tak dlouho, dokud je z čidla 15 proudu do elektronické regulační jednotky 17 přiváděn proudový signál I, který je menší než vypínací mezní hodnota la. Při hodnotě proudového signálu I menší než tato vypínací mezní hodnota la se napětí Umot opět přepne zpět, takže čerpadlo 7 pracuje v pohotovostním provozu. Aby se zabránilo ovlivnění pohodlí řízení rychlou změnou zapínání a vypínání plného napětí Umot, je upravena minimální doba tmin. Teprve po překročení této minimální doby tmin se opět napětí Umot přepne zpět.

Závislost napětí Umot na proudovém signálu I spínacím tranzistorem 16. jakož i zatížení čerpadla 7, jsou znázorněny na obr. 5. Na těchto diagramech je vidět, že plné napětí Umot je k dispozici tehdy, jakmile proudový signál I překročí spínací mezní hodnotu Ie. Zpětné přepnutí napětí Umot do pohotovostního provozu se provede tehdy, když je proudový signál I po minimální dobu tmin nižší než vypínací mezní hodnota la.

Pomocí takto vytvořeného řídicího zařízení s posilovačem je jednak zaručeno to, že i při vypnutém hnacím motoru vozidla neustále existuje podpora řízení, protože čerpadlo 7, určené k napájení servoventilu 6, respektive hydraulického válce £ hydraulickou kapalinou, je poháněno elektromotorem 13, kteiý je napájen napětím z baterie £4. Jinak umožňuje použití čidla £5 proudu, popřípadě čidla 18 polohy, spolu s elektronickou regulační jednotkou 17 a spínacím tranzistorem 16, příkon čerpadla 7 podle potřeby, čímž se dosáhne zvýšené životnosti jednotlivých komponent, menší úrovně hluku a menší spotřeby energie. Zvlášť výhodné je, že elektronika 21, která sestává z čidla 15 proudu nebo čidla tlaku a elektronické regulační jednotky

17. jakož i spínacího tranzistoru 16, může být dodatečně zabudována do existujících řídicích zařízení s posilovačem.

-6CZ 291355 B6

Vývojové diagramy, znázorněné na obr. 6, 7 a 8, představují příklad provedení způsobu řízení. Na obr. 6 je znázorněn základní program, zatímco obr. 7 a 8 znázorňují vývojové diagramy pro podprogramy. Když se vychází z bodu startu podle obr. 6, elektromotor 13 se nejprve přepne do provozního stavu s malým příkonem. Potom se pomocí čidel zjistí minimální motorový proud MW a použije pro výpočet dolního prahu Su a horního prahu So. Potom se přezkouší, jestli aktuální motorový proud nepřekračuje dolní práh Su. Pokud tomu tak není, přezkouší se, zda motorový proud je nižší než doposud zjištěný minimální motorový proud MW. Je-li tomu tak, vrátí se řízení do okamžiku, v němž je zjištěn motorový proud MW. Není-li tomu tak, vrátí se program do okamžiku, v němž se přezkoumá, zda aktuální motorový proud překračuje dolní práh Su. Oba tyto popsané programy se provádějí tak dlouho, dokud se nezjistí, že aktuální motorový proud překročí dolní práh Su. V tomto případě se aktivuje program nazvaný Motorhigh, znázorněný na obr. 7. Zde se nejprve v prvním kroku nastaví horní provozní režim elektromotoru

13. Potom se přezkouší, zda motorový proud je nižší než horní práh So. Nejprve se spustí časový interval, potom se přezkouší, zda motorový proud opět překročil horní práh So (opět se řídí). Když je tomu tak, nastaví se časový interval opět zpátky a přezkoušení se zopakuje. Kdyby motorový proud byl opět pod horním prahem So, začal by nově znovu časový interval a zopakuje se přezkoušení, jestli motorový proud opět překračuje horní práh So. Je-li tomu tak, přezkouší se, zdaje časový interval ukončen v kroku zpoždění pominulo?. Pokud tomu tak není, přezkoušení se zopakuje. Vzroste-li v průběhu tohoto časového intervalu motorový proud opět nad horní práh So, časový interval se opět sníží a horní provozní stav zůstane zachován. Skončí-li však přezkoušení časového intervalu, nastaví se dolní provozní režim a program se vrátí zpět do hlavního programu.

Zatímco v programu znázorněném na obr. 7, pokud je hodnota aktuálního motorového proudu nad dolním prahem Su, se pravidelně přezkušuje, jestli je motorový proud ještě pod horním prahem So, tak v okamžiku, v němž aktuální motorový proud tento horní práh So překročí, se aktivuje program Mezní hodnota proudu, který je znázorněn na obr. 8.

V programu znázorněném na obr. 8 se nejprve zjišťuje, zda byl horní práh So překročen po dobu tří sekund. Není-li tomu tak, znamená to, že aktuální motorový proud se v průběhu těchto tří sekund opět snížil pod horní práh So, takže program se vrátí do programu Motorhigh podle obr. 7. Zůstane-li však aktuální motorový proud po dobu tří sekund nad horním prahem So, aktivuje se mezní hodnota proudu, kterou se elektromotor napájí pouze malým proudem. Vyhodnocením signálu čidla, například vyhodnocením Hallova čidla, se zjistí, zda se hřídel elektromotoru otáčí nebo zdaje elektromotor blokován. Pokud je blokován, zůstane elektromotor ve svém stavu a mezní hodnota proudu zůstává aktivní. Otáčí-li se však hřídel elektromotoru, znamená to, že provozní podmínky se změnily, takže tlak klesl. Program Mezní hodnota proudu se opět ukončí a začne fungovat program Motorhigh.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Řídicí zařízení s posilovačem se servoventilem s otevřeným středem pro napájení regulačního orgánu hydraulickým tlakem a s čerpadlem (7) poháněným elektromotorem (13) pro napájení servoventilu hydraulickou kapalinou, s čidly pro monitorování provozních parametrů a s elektronikou (21) pro řízení příkonu elektromotoru (13) podle porovnávání provozních parametrů monitorovaných čidly se stanovenými požadovanými hodnotami, vyznačující se t í m, že čidla jsou spojena s řídicí jednotkou, obsahující alespoň jeden mikroprocesor, pro stanovení požadovaných hodnot v závislosti na monitorovaných provozních parametrech.

-7CZ 291355 B6

2. Řídicí zařízení s posilovačem podle nároku 1,vyznačující se t í m , že elektronika (21) obsahuje čidlo (15) proudu pro zjišťování požadovaného výkonu čerpadla (7).

5 3. Řídicí zařízení sposilovačem podle nároku 2, vyznačující se tí m, že elektronika (21) obsahuje čidlo (15) proudu pro stanovení požadované hodnoty k přepnutí rozsahů příkonu elektromotoru (13), přičemž čidlo (15) proudu je spojeno s řídicí jednotkou pro zjišťování minimálního odběru proudu.

10 4. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že elektronika (21) obsahuje čidlo tlaku pro zjišťování změn tlaku v servoventilu (6).

5. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že elektronika (21) obsahuje čidlo (18) polohy pro snímání polohy jedné součásti v převodovce

15 (19) řízení.

6. Řídicí zařízení s posilovačem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se t í m, že servoventil (6), popřípadě hydraulický válec (1), je přepnutelný do neutrální polohy pro napájení elektromotoru (13) minimálním napětím v pohotovostním provozu.

7. Řídicí zařízení s posilovačem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se t í m , že pro stanovení příkonu elektromotoru (13) je řídicí jednotkou (17) vy hodnotitelný signál čidla (15, 18).

25

8. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že řídicí jednotka je spojena s omezovačem proudu pro elektromotor (13), přičemž omezovač proudu je upraven pro aktivování řídicí jednotkou, když zvolený provozní parametr po předem stanovenou dobu překročí předem danou mezní hodnotu.

30

9. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že elektronika (21) obsahuje Hallovo čidlo.

10. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že řídicí jednotkou jsou přezkoušitelné alespoň dva provozní parametry pro monitorování na

35 věrohodnost.

11. Řídicí zařízení s posilovačem podle jednoho z nároků 1 až 10, v y z n a č u j í c í se tím, že řídicí jednotka obsahuje paměť pro programy, tabulky hodnot a mezihodnoty.

40

12. Způsob řízení hnacího elektromotoru čerpadla řídicího zařízení s posilovačem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se zjišťují požadované hodnoty v závislosti na alespoň jednom monitorovaném provozním parametru, načež se provede jejich porovnání s monitorovanými provozními parametry.

45

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že jako provozní parametr se monitoruje příkon elektromotoru.

14. Způsob podle nároku 12 nebo 13,vyznačuj ící se tím, že jako provozní parametr se monitoruje hydraulický tlak.

15. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že jako provozní parametr se monitoruje frekvence otáčení hřídele elektromotoru.

- 8 CZ 291355 B6

16. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 15, vyznačující se tím, že v pravidelných časových odstupech se zjišťuje minimální odběr proudu a tato hodnota se použije jako základ pro výpočet přepínací hodnoty mezi rozsahy příkonu elektromotoru.

17. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že přívod proudu do elektromotoru se omezí tehdy, když alespoň jeden ze zvolených provozních parametrů překročí po předem stanovený časový úsek stanovenou horní požadovanou hodnotu.

18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že omezení přívodu proudu se zvolí tak, že elektromotor setrvá pod mezní hodnotou frekvence otáčení.

19. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 18, vyznačující se tím, že výpočet požadovaných hodnot se provádí v časových taktech.

20. Způsob podle jednoho z nároků 12 až 19, vy z n a č uj í c í se t í m , že na věrohodnost se přezkušují dva monitorované provozní parametry, které jsou ve vzájemném funkčním vztahu.

21. Způsob podle nároku 20, vyznaču j í cí se t í m , že přezkušování na věrohodnost se provádí podle uložených tabulek hodnot.