ES2930125T3 - Apparatus comprising a hydraulic circuit - Google Patents

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ES2930125T3
ES2930125T3 ES20186393T ES20186393T ES2930125T3 ES 2930125 T3 ES2930125 T3 ES 2930125T3 ES 20186393 T ES20186393 T ES 20186393T ES 20186393 T ES20186393 T ES 20186393T ES 2930125 T3 ES2930125 T3 ES 2930125T3
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hydraulic
pressure
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torque
demand signal
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ES20186393T
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Spanish (es)
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Niall James Caldwell
Jill Macpherson
Matthew Green
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Original Assignee
Artemis Intelligent Power Ltd
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Abstract

Un aparato que comprende un motor primario y una pluralidad de actuadores hidráulicos, una máquina hidráulica que tiene un eje rotatorio en enganche accionado con el motor primario y que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo que tienen un volumen que varía cíclicamente con la rotación del eje rotatorio, un circuito hidráulico que se extiende entre un grupo de una o más cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y uno o más de los actuadores hidráulicos, comprendiendo cada cámara de trabajo de la máquina hidráulica una válvula de baja presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y una válvula de baja presión colector de presión y una válvula de alta presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión,estando configurada la máquina hidráulica para controlar activamente al menos las válvulas de baja presión del grupo de una o más cámaras de trabajo para seleccionar el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo y, por lo tanto, el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda, comprendiendo el aparato un controlador configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o uno o más actuadores, donde la señal de demanda es cuantificado, que tiene uno de una pluralidad de valores discretos.y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda, comprendiendo el aparato un controlador configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o uno o más actuadores , en el que la señal de demanda se cuantifica, teniendo uno de una pluralidad de valores discretos.y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda, comprendiendo el aparato un controlador configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o uno o más actuadores , en el que la señal de demanda se cuantifica, teniendo uno de una pluralidad de valores discretos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)An apparatus comprising a prime mover and a plurality of hydraulic actuators, a hydraulic machine having a rotary shaft in engagement driven by the prime mover and comprising a plurality of working chambers having a volume that varies cyclically with rotation of the shaft rotary, a hydraulic circuit that extends between a group of one or more working chambers of the hydraulic machine and one or more of the hydraulic actuators, each working chamber of the hydraulic machine comprising a low-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the work chamber and a low pressure pressure manifold valve and a high pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the work chamber and a high pressure manifold, the hydraulic machine being configured to actively control the minus the low pressure valves of the group of one or more working chambers to select the net flow displacement hydraulic flow for each work chamber in each volume cycle of the work chamber and, therefore, the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more work chambers, in response to a demand signal, comprising the apparatus a controller configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, where the demand signal is quantized, having one of a plurality of discrete values, and hence the net displacement of hydraulic fluid by the group of one or more working chambers, in response to a demand signal, the apparatus comprising a controller configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, in in which the demand signal is quantized, having one of a plurality of discrete values, and therefore the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more chambers. as of work, in response to a demand signal, the apparatus comprising a controller configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, in which the demand signal is quantized, having one of a plurality of discrete values. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Aparato que comprende un circuito hidráulicoApparatus comprising a hydraulic circuit

Campo de la invenciónfield of invention

La invención se refiere a máquinas y vehículos industriales, tales como excavadoras, con actuadores hidráulicos accionados por una máquina hidráulica de conmutación electrónica accionada a su vez por un motor principal. The invention relates to industrial machines and vehicles, such as excavators, with hydraulic actuators driven by an electronically switched hydraulic machine driven in turn by a main motor.

Antecedentes de la InvenciónBackground of the Invention

Los vehículos industriales con múltiples actuadores accionados hidráulicamente son de uso común en todo el mundo. Los vehículos industriales, tales como las excavadoras, suelen tener al menos dos orugas para moverse, un actuador rotativo (por ejemplo, un motor) para hacer girar la cabina del vehículo con respecto a la base que comprende las orugas, arietes para controlar el movimiento de un brazo (por ejemplo, un brazo de excavadora), que incluyen al menos un ariete para la pluma, y al menos uno para el palo (brazo), y al menos dos actuadores para controlar el movimiento de una herramienta tal como una cuchara.Industrial vehicles with multiple hydraulically powered actuators are in common use around the world. Industrial vehicles, such as excavators, usually have at least two tracks to move, a rotary actuator (for example, a motor) to rotate the cab of the vehicle with respect to the base comprising the tracks, rams to control the movement of an arm (for example, an excavator arm), including at least one ram for the boom, and at least one for the stick (arm), and at least two actuators to control the movement of a tool such as a bucket .

Cada uno de estos actuadores representa alguna carga hidráulica sobre un motor principal (por ejemplo, un motor tal como un motor eléctrico o, más típicamente, un motor diesel) del vehículo y debe ser alimentado por una o más cámaras de trabajo (por ejemplo, cámaras definidas por cilindros, dentro de los cuales los pistones giran en uso) de una máquina hidráulica accionada por el motor principal.Each of these actuators represents some hydraulic load on a prime mover (for example, a motor such as an electric motor or, more typically, a diesel engine) of the vehicle and must be powered by one or more working chambers (for example, chambers defined by cylinders, within which the pistons rotate in use) of a hydraulic machine driven by the prime mover.

La invención pretende proporcionar sistemas de control hidráulico mejorados para controlar múltiples actuadores accionados hidráulicamente. Algunos aspectos de la invención buscan proporcionar sistemas de control hidráulico que tengan ventajas de eficiencia energética. Ventajosamente, la implementación de los sistemas de control hidráulico mejorados significa que la energía proporcionada por un motor principal se utiliza de manera más eficiente para llevar a cabo las funciones de trabajo, para de ese modo proporcionar un ahorro de combustible.The invention is intended to provide improved hydraulic control systems for controlling multiple hydraulically powered actuators. Some aspects of the invention seek to provide hydraulic control systems that have energy efficiency advantages. Advantageously, the implementation of improved hydraulic control systems means that the power provided by a prime mover is used more efficiently to carry out work functions, thereby providing fuel savings.

El documento WO2013/130768 se refiere a un transformador hidráulico digital y a un procedimiento para recuperar energía y nivelar el sistema hidráulico. Con especial referencia a la Figura 13 se muestra un transformador hidráulico que comprende una bomba de pistones radiales con un número de cilindros que constituyen cámaras de fluido para el suministro de fluido presurizado a un sistema hidráulico de una máquina de construcción que puede tener la forma de una excavadora hidráulica. La bomba de pistones radiales comprende un cigüeñal con una masa excéntrica. El documento WO 2017/144875 se refiere a una transmisión de potencia de fluido hidráulico.Document WO2013/130768 refers to a digital hydraulic transformer and a method for recovering energy and leveling the hydraulic system. With special reference to Figure 13, a hydraulic transformer is shown comprising a radial piston pump with a number of cylinders constituting fluid chambers for supplying pressurized fluid to a hydraulic system of a construction machine that may be in the form of a a hydraulic excavator. The radial piston pump comprises a crankshaft with an eccentric mass. Document WO 2017/144875 refers to a hydraulic fluid power transmission.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato (por ejemplo, una excavadora) que comprende un motor principal (por ejemplo, un motor) y una pluralidad de actuadores hidráulicos, una máquina hidráulica que tiene un eje giratorio en el compromiso impulsado con el motor principal y que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo que tienen un volumen que varía cíclicamente con la rotación del eje giratorio (por ejemplo, cada cámara está definida por un cilindro dentro del cual un pistón se mueve en uso),According to a first aspect of the invention, there is provided an apparatus (for example, an excavator) comprising a main motor (for example, a motor) and a plurality of hydraulic actuators, a hydraulic machine having a rotary axis in which engagement driven with the main engine and comprising a plurality of working chambers having a volume that varies cyclically with the rotation of the rotating shaft (for example, each chamber is defined by a cylinder within which a piston moves in use),

un circuito hidráulico que se extiende entre un grupo de una o más (opcionalmente dos o más) cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y uno o más (opcionalmente dos o más) de los actuadores hidráulicos,a hydraulic circuit that runs between a group of one or more (optionally two or more) working chambers of the hydraulic machine and one or more (optionally two or more) of the hydraulic actuators,

cada cámara de trabajo de la máquina hidráulica comprende una válvula de baja presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de baja presión y una válvula de alta presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión,each working chamber of the hydraulic machine comprises a low-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a low-pressure manifold and a high-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a high pressure manifold,

la máquina hidráulica está configurada para controlar activamente al menos las válvulas de baja presión del grupo de una o más cámaras de trabajo para seleccionar el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda.the hydraulic machine is configured to actively control at least the group low-pressure valves of one or more working chambers to select the net displacement of hydraulic fluid per each working chamber in each working chamber volume cycle, and by Therefore, the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more working chambers, in response to a demand signal.

La máquina hidráulica puede ser una o más máquinas de conmutación electrónica (ECM). Por ECM nos referimos a una máquina de trabajo de fluido hidráulico que comprende un eje giratorio y una o más cámaras de trabajo (por ejemplo, cámaras definidas por cilindros, dentro de los cuales los pistones se mueven en uso) que tienen un volumen que varía cíclicamente con la rotación del eje giratorio, cada cámara de trabajo tiene una válvula de baja presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de baja presión y una válvula de alta presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión. El movimiento recíproco de los pistones puede ser causado por la interacción directa con una excéntrica en el eje giratorio, o con un segundo eje giratorio, el segundo eje giratorio conectado está rotativamente al eje giratorio. Una pluralidad de ECM con ejes giratorios vinculados (por ejemplo, ejes comunes) accionados por el motor principal puede funcionar conjuntamente como la máquina hidráulica.The hydraulic machine can be one or more electronic commutation machines (ECM). By ECM we mean a hydraulic fluid working machine comprising a rotating shaft and one or more working chambers (for example, chambers defined by cylinders, within which pistons move in use) having a volume that varies cyclically with the rotation of the rotating shaft, each work chamber has a low-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the work chamber and a low-pressure manifold and a high-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a high pressure manifold. The reciprocating movement of the pistons can be caused by direct interaction with an eccentric on the rotary axis, or with a second rotary axis, the second rotary axis being rotatively connected to the rotary axis. A plurality of ECMs with linked rotary axes (eg, common axes) driven by the main motor can work together as the hydraulic machine.

El aparato puede ser un vehículo, normalmente un vehículo industrial. Por ejemplo, el aparato puede ser una excavadora, una cargadora telescópica o una retroexcavadora. The apparatus may be a vehicle, typically an industrial vehicle. For example, the apparatus may be an excavator, telehandler, or backhoe loader.

Puede ser que el aparato esté configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores. Típicamente, el aparato comprende un controlador que está configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores.It may be that the apparatus is configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators. Typically, the apparatus comprises a controller that is configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators.

La invención también se extiende a un procedimiento de funcionamiento de dicho aparato que comprende el cálculo de la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores. The invention also extends to a method of operating said apparatus comprising calculating the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or of one or more actuators.

Típicamente, el procedimiento comprende la detección de la demanda de flujo y/o presión de al menos uno de los grupos de actuadores hidráulicos, o la recepción de una señal de demanda indicativa de una presión o flujo demandado basada en una demanda de presión y/o flujo del grupo de uno o más actuadores hidráulicos, y el control del flujo de fluido hidráulico desde o hacia cada uno de los grupos de una o más cámaras de trabajo que está conectado fluidamente al grupo de uno o más actuadores hidráulicos, respondiendo a ello.Typically, the method comprises sensing the flow and/or pressure demand of at least one of the groups of hydraulic actuators, or receiving a demand signal indicative of a demanded pressure or flow based on a pressure and/or demand. or flow of the group of one or more hydraulic actuators, and the control of the flow of hydraulic fluid from or to each of the groups of one or more working chambers that is fluidly connected to the group of one or more hydraulic actuators, responding thereto .

El aparato (típicamente una excavadora) puede comprender un colector de fluido que se extiende desde dicho grupo de una o más cámaras de trabajo a un grupo de uno o más de dichos actuadores hidráulicos y a un recipiente de fluido (por ejemplo, un tanque o conducto) a través de un acelerador, y un monitor de presión configurado para medir la presión del fluido hidráulico en el colector entre el acelerador y el grupo de uno o más de dichos actuadores hidráulicos. El controlador puede estar configurado para regular el desplazamiento del grupo de una o más de dichas cámaras de trabajo que están en comunicación (por ejemplo, a través de un colector de fluido) con el grupo de uno o más de dichos actuadores hidráulicos en respuesta a la presión medida para de ese modo regular la presión del fluido hidráulico en el monitor de presión (por ejemplo, a través del control de retroalimentación). El procedimiento puede comprender la regulación del desplazamiento del grupo de una o más cámaras de trabajo en función de la presión medida para de ese modo regular la presión del fluido hidráulico en el monitor de presión. De ese modo, el aparato suele tener un bucle de control de flujo negativo. Opcionalmente, el aparato puede comprender un controlador de realimentación configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a la realimentación de una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores (por ejemplo, además de o como alternativa a un controlador de realimentación configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a la realimentación de una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores).The apparatus (typically an excavator) may comprise a fluid manifold extending from said group of one or more working chambers to a group of one or more said hydraulic actuators and to a fluid container (for example, a tank or conduit). ) through a throttle, and a pressure monitor configured to measure the pressure of the hydraulic fluid in the manifold between the throttle and the group of one or more of said hydraulic actuators. The controller may be configured to regulate the displacement of the group of one or more of said working chambers that are in communication (for example, through a fluid manifold) with the group of one or more of said hydraulic actuators in response to the measured pressure to thereby regulate the pressure of the hydraulic fluid in the pressure monitor (for example, through feedback control). The method may comprise regulating the displacement of the group of one or more work chambers as a function of the measured pressure in order to thereby regulate the pressure of the hydraulic fluid in the pressure monitor. Thus, the apparatus often has a negative flow control loop. Optionally, the apparatus may comprise a feedback controller configured to calculate the demand signal in response to feedback of a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators (for example, in addition to or as an alternative to a feedback controller configured to calculate the demand signal in response to feedback from a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators).

El aparato puede comprender un acelerador (hidráulico) conectado en serie con el centro abierto de una o más válvulas de control de centro abierto, dichas válvulas de control de centro abierto situadas en el circuito hidráulico intermedio del grupo de una o más cámaras de trabajo y el o los actuadores. Típicamente, las válvulas de control de centro abierto desvían el flujo de fluido desde el acelerador hacia el o los actuadores cuando se accionan. Puede ser que la señal de demanda se determine en respuesta a una medición de la presión del fluido hidráulico en el acelerador.The apparatus may comprise a (hydraulic) throttle connected in series with the open center of one or more open center control valves, said open center control valves located in the intermediate hydraulic circuit of the group of one or more working chambers and the actuator(s). Open center control valves typically divert fluid flow from the throttle to the actuator(s) when actuated. It may be that the demand signal is determined in response to a measurement of hydraulic fluid pressure at the throttle.

Por ejemplo, la señal de demanda se puede determinar en respuesta a una medición de presión y/o una medición de flujo. La señal de demanda puede comprender una medición de la presión, la medición de la presión se mide en el acelerador. La señal de demanda puede ser indicativa de una fracción de desplazamiento máximo de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo a desplazar por revolución del eje giratorio. En la presente memoria se denomina Fd. (Fracción del desplazamiento máximo por revolución).For example, the demand signal can be determined in response to a pressure measurement and/or a flow measurement. The demand signal may comprise a pressure measurement, the pressure measurement being measured at the throttle. The demand signal can be indicative of a fraction of the maximum displacement of hydraulic fluid by the group of one or more work chambers to be displaced per revolution of the rotary axis. It is referred to herein as Fd. (Fraction of maximum displacement per revolution).

Típicamente, el controlador (que puede ser un controlador de retroalimentación) comprende un filtro. El controlador puede calcular la señal de demanda en respuesta a la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores por medio del filtrado de una señal de control basada en la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores. El procedimiento puede comprender el cálculo de la señal de demanda en respuesta a la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores, por medio del filtrado de una señal de control basada en la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores. Por ejemplo, la señal de control que se filtra puede ser una señal de presión, una señal de caudal, una señal de posición del actuador, etc.Typically the controller (which may be a feedback controller) comprises a filter. The controller may calculate the demand signal in response to the measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators by filtering a control signal based on the measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators. The method may comprise calculating the demand signal in response to the measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, by filtering a control signal based on the measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators. . For example, the control signal that is filtered can be a pressure signal, a flow signal, an actuator position signal, etc.

El filtro se puede seleccionar para rechazar frecuencias en la propiedad medida y/o para atenuar el ruido (por ejemplo, el ruido de pulsación) en la propiedad medida, para generar de ese modo una entrada filtrada y determinar posteriormente la señal de demanda en función de dicha entrada filtrada.The filter can be selected to reject frequencies in the measured property and/or to attenuate noise (for example, beat noise) in the measured property, thereby generating a filtered input and subsequently determining the demand signal based on of said filtered input.

El procedimiento puede comprender la medición y/o la modulación de los parámetros de funcionamiento del motor principal para controlar de ese modo la velocidad del motor principal. Por lo general, el motor principal (normalmente un motor) incluye una unidad de control del motor principal (PMCU), que suele incluir un regulador de velocidad del motor principal. El regulador de velocidad del motor principal puede ser operable para medir y/o modular los parámetros de funcionamiento del motor principal para de ese modo controlar la velocidad del motor principal. El regulador de velocidad del motor principal puede ser operable para recibir (y el procedimiento puede comprender la recepción) una o más entradas de un usuario (opcionalmente a través de un joystick) y/o de un conjunto predefinido de instrucciones (por ejemplo, para evitar que la velocidad del motor principal aumente más allá de un umbral superior predeterminado, opcionalmente para evitar que la velocidad del motor principal disminuya por debajo de un umbral inferior predeterminado).The method may comprise measuring and/or modulating the main engine operating parameters to thereby control the speed of the main engine. The prime mover (usually an engine) typically includes a prime mover control unit (PMCU), which typically includes a prime mover speed governor. The main engine speed controller may be operable to measure and/or modulate the operating parameters of the main engine to thereby control the speed of the main engine. The main engine speed controller may be operable to receive (and the method may comprise receiving) one or more inputs from a user (optionally via joystick) and/or a predefined set of instructions (for example, to prevent the main engine speed from increasing beyond a predetermined upper threshold, optionally to prevent the main engine speed from decreasing below a predetermined lower threshold).

El procedimiento puede comprender la variación de uno o más parámetros de funcionamiento del aparato (por ejemplo, uno o más parámetros del motor principal o de la máquina hidráulica) en respuesta a una señal eléctrica recibida de uno o más sensores. La PMCU puede estar configurada para recibir señales eléctricas de uno o más sensores y, opcionalmente, para evaluar posteriormente las señales y, opcionalmente, variar uno o más parámetros de funcionamiento del vehículo (opcionalmente, uno o más parámetros del motor principal (por ejemplo, el motor) y/o uno o más parámetros de la máquina hidráulica). Por ejemplo, la PMCU puede estar configurada para recibir (y el procedimiento puede comprender la recepción de) señales eléctricas indicativas de la posición del cigüeñal y/o de la velocidad de rotación del eje giratorio (por ejemplo, medida por medio de un sensor de eje), una o más temperaturas (por ejemplo, una temperatura del combustible, una temperatura del motor, una temperatura del aire de escape, medida por medio de uno o más termómetros u otros sensores de temperatura), un flujo de masa de aire, una presión del aire de carga, una presión del aire de combustible, una posición del pedal del acelerador, etc.The method may comprise varying one or more operating parameters of the apparatus (for example, one or more parameters of the prime mover or hydraulic machine) in response to an electrical signal received from one or more sensors. The PMCU may be configured to receive electrical signals from one or more sensors and optionally to further evaluate the signals and optionally vary one or more vehicle operating parameters (optionally one or more main engine parameters (eg, motor) and/or one or more parameters of the hydraulic machine). For example, the PMCU may be configured to receive (and the method may comprise receiving) electrical signals indicative of the position of the crankshaft and/or the speed of rotation of the rotating shaft (for example, measured by means of a speed sensor). axle), one or more temperatures (for example, a fuel temperature, an engine temperature, an exhaust air temperature, measured by means of one or more thermometers or other temperature sensors), an air mass flow, a charge air pressure, a fuel air pressure, an accelerator pedal position, etc.

El motor primario está típicamente en el compromiso de conducción con la máquina hidráulica. El motor principal tiene un eje giratorio que suele estar acoplado al eje giratorio de la ECM (y al que el motor principal puede aplicar un par). El motor principal (por ejemplo, el motor) y la máquina hidráulica pueden tener un eje común.The prime mover is typically in driving engagement with the hydraulic machine. The main motor has a rotating shaft which is usually coupled to the ECM rotating shaft (and to which the main motor can apply torque). The main motor (for example, the motor) and the hydraulic machine may have a common shaft.

Cuando el aparato es una excavadora, la pluralidad de actuadores hidráulicos comprende típicamente (por ejemplo, al menos) dos actuadores para mover las orugas (por ejemplo, para el movimiento de un vehículo, típicamente una excavadora), un actuador rotativo (por ejemplo, un motor) (por ejemplo para hacer girar la cabina de la excavadora, en relación con la base de la excavadora, la base que comprende típicamente las orugas), al menos un actuador de ariete (por ejemplo, para controlar un brazo de la excavadora, por ejemplo, para la pluma y/o el palo), y al menos dos actuadores más (por ejemplo, para controlar el movimiento de una herramienta tal como una cuchara).When the apparatus is an excavator, the plurality of hydraulic actuators typically comprises (for example, at least) two actuators for moving the tracks (for example, for moving a vehicle, typically an excavator), a rotary actuator (for example, for a motor) (for example to rotate the excavator cab, relative to the excavator base, the base typically comprising the tracks), at least one ram actuator (for example to control an excavator arm , for example, for the pen and/or the stick), and at least two more actuators (for example, to control the movement of a tool such as a spoon).

Uno o más colectores de baja presión se pueden extender a las cámaras de trabajo de la máquina hidráulica. Uno o más colectores de alta presión se pueden extender hasta las cámaras de trabajo de la máquina hidráulica. El circuito hidráulico comprende típicamente un colector de alta presión que se extiende entre dicho grupo de una o más cámaras de trabajo y dicho uno o más actuadores. El colector de baja presión puede formar parte de uno o más de dichos circuitos hidráulicos. Por colector de baja presión y colector de alta presión nos referimos a las presiones relativas en los colectores.One or more low pressure manifolds can be extended to the working chambers of the hydraulic machine. One or more high pressure manifolds can extend to the working chambers of the hydraulic machine. The hydraulic circuit typically comprises a high pressure manifold that extends between said group of one or more working chambers and said one or more actuators. The low pressure manifold can form part of one or more of said hydraulic circuits. By low-pressure manifold and high-pressure manifold we mean the relative pressures in the manifolds.

Puede ser que al menos las válvulas de baja presión (opcionalmente las válvulas de alta presión, opcionalmente tanto las válvulas de baja presión como las válvulas de alta presión) sean válvulas controladas electrónicamente, y el aparato comprende un controlador que controla las válvulas (por ejemplo, controladas electrónicamente) en relación escalonada con los ciclos del volumen de la cámara de trabajo para determinar de ese modo el desplazamiento neto del fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo del volumen de la cámara de trabajo. El procedimiento puede comprender el control de las válvulas (por ejemplo, controladas electrónicamente) en relación con los ciclos del volumen de la cámara de trabajo para determinar de ese modo el desplazamiento neto del fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo del volumen de la cámara de trabajo.It may be that at least the low pressure valves (optionally the high pressure valves, optionally both the low pressure valves and the high pressure valves) are electronically controlled valves, and the apparatus comprises a controller that controls the valves (for example , electronically controlled) in step relation to the cycles of the work chamber volume to thereby determine the net displacement of hydraulic fluid by each work chamber in each cycle of the work chamber volume. The method may comprise controlling valves (eg, electronically controlled) in relation to cycles of the working chamber volume to thereby determine the net displacement of hydraulic fluid through each working chamber in each cycle of the working volume. the working chamber.

El caudal y/o el requisito de presión de un grupo de uno o más actuadores hidráulicos se puede determinar por medio de la medición del caudal de fluido hidráulico hacia o desde el grupo de uno o más actuadores hidráulicos, o la presión de fluido hidráulico en o en una salida o entrada de los uno o más actuadores hidráulicos, por ejemplo. La necesidad de caudal y/o presión se puede determinar a partir de uno o más caudales medidos y/o presiones medidas que disminuyen o están por debajo de un valor esperado. Una disminución del caudal y/o de la presión medida con respecto a un valor esperado indica que el caudal hacia o desde el grupo de uno o más actuadores hidráulicos es insuficiente. Por ejemplo, se puede determinar que la tasa de flujo de fluido hidráulico a un actuador está por debajo de un valor esperado (por ejemplo, objetivo) y una tasa de flujo de fluido hidráulico al actuador puede ser aumentada en respuesta a ello. Se puede determinar que la tasa de flujo de fluido hidráulico de un actuador está por encima de un valor esperado (por ejemplo, el objetivo) (por ejemplo, cuando se baja un brazo u otro peso) y una tasa de flujo del actuador se puede reducir en respuesta a ello. Puede ser que se detecte un aumento o disminución de la presión en uno o más actuadores hidráulicos y que el grupo de una o más cámaras de trabajo conectadas a los uno o más actuadores hidráulicos se controle para cambiar (por ejemplo, aumentar o disminuir) la velocidad de flujo del fluido hidráulico desde el grupo de una o más cámaras de trabajo a los uno o más actuadores hidráulicos, o viceversa.The flow rate and/or pressure requirement of a group of one or more hydraulic actuators can be determined by measuring the flow rate of hydraulic fluid to or from the group of one or more hydraulic actuators, or the pressure of hydraulic fluid at or at an output or input of the one or more hydraulic actuators, for example. The flow rate and/or pressure requirement can be determined from one or more measured flow rates and/or measured pressures that decrease or are below an expected value. A decrease in the flow and/or measured pressure with respect to an expected value indicates that the flow to or from the group of one or more hydraulic actuators is insufficient. For example, the flow rate of hydraulic fluid to an actuator may be determined to be below an expected (eg, target) value and a flow rate of hydraulic fluid to the actuator may be increased in response thereto. The hydraulic fluid flow rate of an actuator can be determined to be above an expected (for example, target) value (for example, when an arm or other weight is lowered) and an actuator flow rate can be reduce in response to it. It may be that an increase or decrease in pressure in one or more hydraulic actuators is detected and the group of one or more working chambers connected to the one or more hydraulic actuators is controlled to change (for example, increase or decrease) the pressure. flow rate of the hydraulic fluid from the group of one or more working chambers to the one or more hydraulic actuators, or vice versa.

Los grupos de una o más cámaras de trabajo se pueden asignar dinámicamente a los respectivos grupos de uno o más actuadores hidráulicos para cambiar de ese modo qué una o más cámaras de trabajo están conectadas a (por ejemplo, un grupo de) actuadores hidráulicos, por ejemplo, por medio de la apertura o cierre de válvulas controladas electrónicamente (por ejemplo, válvulas de alta presión y válvulas de baja presión, descritas más adelante), por ejemplo, bajo el control de un controlador. Los grupos de (por ejemplo, una o más) cámaras de trabajo suelen asignarse dinámicamente a los (respectivos) grupos de (por ejemplo, uno o más) actuadores para cambiar de ese modo qué cámaras de trabajo de la máquina están acopladas a qué actuadores hidráulicos, por ejemplo, por medio de la apertura y/o el cierre de válvulas (por ejemplo, controladas electrónicamente), por ejemplo, bajo el control de un controlador. El desplazamiento neto del fluido hidráulico a través de cada cámara de trabajo (y/o cada actuador hidráulico) puede ser regulado por medio de la regulación del desplazamiento neto de la cámara o cámaras de trabajo que están conectadas al actuador o actuadores hidráulicos. Los grupos de una o más cámaras de trabajo están típicamente conectados a un grupo respectivo de uno o más de dichos actuadores hidráulicos a través de dicho colector. Típicamente, la conexión se extiende a través de una o más válvulas, tales como válvulas normalmente abiertas y/o válvulas de carrete (que pueden ser válvulas de carrete de centro abierto o válvulas de carrete de centro cerrado en diferentes realizaciones). Groups of one or more working chambers can be dynamically assigned to respective groups of one or more hydraulic actuators to thereby change which one or more working chambers are connected to (for example, a group of) hydraulic actuators, e.g. for example, by opening or closing electronically controlled valves (eg high pressure valves and low pressure valves, described below), eg under the control of a controller. Groups of (eg one or more) working chambers are often dynamically assigned to the (respective) groups of (eg one or more) actuators to thereby change which working chambers of the machine are coupled to which actuators hydraulic, eg by means of opening and/or closing valves (eg electronically controlled), eg under the control of a controller. The net displacement of the hydraulic fluid through each working chamber (and/or each hydraulic actuator) can be regulated by means of regulating the net displacement of the working chamber(s) which are connected to the hydraulic actuator(s). Groups of one or more working chambers are typically connected to a respective group of one or more of said hydraulic actuators through said manifold. Typically, the connection extends through one or more valves, such as normally open valves and/or spool valves (which may be open center spool valves or closed center spool valves in different embodiments).

El aparato comprende típicamente un controlador. El controlador comprende uno o más procesadores en comunicación electrónica con la memoria, y el código de programa almacenado en la memoria. El controlador puede estar distribuido y comprender dos o más módulos de controlador (por ejemplo, dos o más procesadores), por ejemplo, el controlador puede comprender un controlador de la máquina hidráulica (que comprende uno o más procesadores en comunicación electrónica con la memoria, y el código de programa almacenado en la memoria) que controla la máquina hidráulica, y un controlador del aparato (que comprende uno o más procesadores en comunicación electrónica con la memoria, y el código de programa almacenado en la memoria) que controla los otros componentes del aparato (por ejemplo, las válvulas para cambiar la trayectoria del flujo del fluido hidráulico).The apparatus typically comprises a controller. The controller comprises one or more processors in electronic communication with the memory, and the program code stored in the memory. The controller may be distributed and comprise two or more controller modules (eg two or more processors), for example the controller may comprise a hydraulic machine controller (comprising one or more processors in electronic communication with memory, and program code stored in memory) that controls the hydraulic machine, and an apparatus controller (comprising one or more processors in electronic communication with memory, and program code stored in memory) that controls the other components of the apparatus (for example, valves for changing the flow path of hydraulic fluid).

Típicamente, el colector de fluidos se extiende a través de una pluralidad de válvulas normalmente abiertas. Por ejemplo, la pluralidad de válvulas normalmente abiertas puede comprender una o más válvulas de control de centro abierto que tienen al menos una entrada y más de una salida, en las que el fluido puede fluir (por ejemplo, directamente) a través de la al menos una entrada y al menos una de las más de una salidas, a menos que se aplique una fuerza para cerrar la válvula. Las válvulas de control de centro abierto pueden comprender (por ejemplo, ser) válvulas normalmente abiertas, por ejemplo, válvulas de carrete normalmente abiertas, tales como válvulas de carrete de centro abierto.Typically, the fluid manifold extends through a plurality of normally open valves. For example, the plurality of normally open valves may comprise one or more open-center control valves having at least one inlet and more than one outlet, in which fluid can flow (for example, directly) through the al least one inlet and at least one of more than one outlets, unless a force is applied to close the valve. Open center control valves may comprise (eg be) normally open valves, eg normally open spool valves, such as open center spool valves.

Las válvulas de carrete de centro abierto comprenden uno o más puertos que se pueden abrir (por ejemplo, un puerto normalmente abierto y uno o más puertos de actuador). Típicamente, la conexión de fluido entre el grupo de una o más cámaras de trabajo y el grupo de uno o más actuadores hidráulicos se extiende a través de otra válvula normalmente abierta, de nuevo típicamente una válvula de carrete normalmente abierta, tal como una válvula de carrete de centro abierto. Un control operable manualmente (por ejemplo, un joystick), está típicamente acoplado a una o ambas válvulas normalmente abiertas para regular el flujo a través de ellas. Opcionalmente, uno o más actuadores hidráulicos pueden actuar en oposición, por ejemplo, el fluido se puede dirigir a cualquier extremo de un pistón o ariete de doble efecto.Open center spool valves comprise one or more openable ports (eg, a normally open port and one or more actuator ports). Typically, the fluid connection between the group of one or more working chambers and the group of one or more hydraulic actuators extends through another normally open valve, again typically a normally open spool valve, such as a spool valve. open center spool. A manually operable control (eg, joystick) is typically coupled to one or both of the normally open valves to regulate flow through them. Optionally, one or more hydraulic actuators may act in opposition, eg fluid may be directed to either end of a double acting piston or ram.

Típicamente, las válvulas de carrete de centro abierto comprenden una o más salidas de flujo a través de las cuales se dirige el fluido en uso. Típicamente, las válvulas de control de centro abierto comprenden una posición de válvula predeterminada configurada para hacer que el fluido desplazado por uno o más cilindros fluya (por ejemplo, directamente) a través de una salida central de flujo hacia un tanque. Típicamente, las válvulas de control de centro abierto comprenden una o más posiciones de desviación de fluido, configuradas para hacer que el fluido desplazado por uno o más cilindros fluya (por ejemplo, directamente) a través de una salida de flujo hacia uno o más actuadores. En el uso, una entrada proporcionada por un usuario (opcionalmente por un controlador) hace que se ajuste la posición de la válvula de carrete de centro abierto y, por lo tanto, hace que el flujo se desvíe al tanque y/o a uno o más actuadores.Typically, open center spool valves comprise one or more flow outlets through which the fluid in use is directed. Open center control valves typically comprise a predetermined valve position configured to cause fluid displaced by one or more cylinders to flow (eg, directly) through a central flow outlet to a tank. Open-center control valves typically comprise one or more fluid diversion positions, configured to cause fluid displaced by one or more cylinders to flow (for example, directly) through a flow outlet to one or more actuators. . In use, an input provided by a user (optionally by a controller) causes the position of the open center spool valve to be adjusted and thereby causes flow to be diverted to the tank and/or one or more actuators.

Puede ser que la presión o la tasa de flujo del fluido hidráulico aceptado por, o producido por, cada cámara de trabajo sea controlable independientemente. Puede ser que la presión de, o la tasa de flujo de fluido hidráulico aceptada por, o producida por cada cámara de trabajo puede ser controlada independientemente por medio de la selección del desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo. Esta selección la lleva a cabo normalmente el controlador.It may be that the pressure or flow rate of the hydraulic fluid accepted by, or produced by, each working chamber is independently controllable. It may be that the pressure of, or the flow rate of hydraulic fluid accepted by, or produced by each working chamber can be controlled independently by selecting the net displacement of hydraulic fluid per each working chamber in each volume cycle. of the working chamber. This selection is normally carried out by the controller.

La demanda de flujo se puede, por ejemplo, determinar por medio de la detección de una caída de presión (por ejemplo, mediante el uso de sensores de presión) a través de una restricción de flujo (por ejemplo, un orificio) dispuesta de forma que el flujo a través del orificio se reduzca cuando aumente la demanda total de flujo de todos los actuadores hidráulicos, o por medio de la medición directa del mismo flujo mediante el uso de un medio de detección de flujo, tal como un caudalímetro.The flow demand can, for example, be determined by means of detecting a drop in pressure (for example, through the use of pressure sensors) across a flow restriction (for example, an orifice) arranged in such a way by reducing the flow through the orifice when the total flow demand of all hydraulic actuators increases, or by direct measurement of the same flow through the use of a flow sensing means, such as a flowmeter.

La demanda de flujo y/o presión puede ser detectada por medio de la medición de la presión del fluido hidráulico en la entrada de un actuador hidráulico. Cuando un actuador hidráulico es una máquina hidráulica, la demanda de caudal se puede detectar por medio de la medición de la velocidad de rotación de un eje giratorio o la velocidad de traslación de un ariete o la velocidad angular de una junta, por ejemplo. La suma de las presiones o caudales medidos se puede sumar o hallar el máximo de las presiones o caudales medidos.Flow and/or pressure demand can be detected by measuring the pressure of the hydraulic fluid at the inlet of a hydraulic actuator. When a hydraulic actuator is a hydraulic machine, the flow demand can be detected by measuring the rotational speed of a rotating shaft or the translational speed of a ram or the angular velocity of a joint, for example. The sum of the measured pressures or flows can be added or find the maximum of the measured pressures or flows.

La señal de demanda indicativa de una presión o flujo demandado basada en una demanda de presión y/o flujo del actuador hidráulico puede ser una señal que represente una cantidad de flujo de fluido hidráulico, o la presión del fluido hidráulico, o el par de torsión en el eje de la máquina o el eje de un actuador hidráulico accionado por la máquina, o la potencia de salida de la máquina o cualquier otra señal indicativa de una demanda relacionada con los requisitos de presión o flujo de uno o más actuadores hidráulicos.The demand signal indicative of a demanded pressure or flow based on a pressure and/or flow demand of the hydraulic actuator may be a signal representing a quantity of flow of hydraulic fluid, or pressure of hydraulic fluid, or torque. on the shaft of the machine or the shaft of a hydraulic actuator driven by the machine, or the power output of the machine or any other signal indicative of a demand related to the pressure or flow requirements of one or more hydraulic actuators.

Típicamente, la máquina hidráulica es operable como una bomba, en un modo de funcionamiento de bomba o es operable como un motor en un modo de funcionamiento de motor. Puede ser que algunas de las cámaras de trabajo de la máquina hidráulica puedan bombear (y por lo tanto algunas cámaras de trabajo pueden dar salida a fluido hidráulico) mientras que otras cámaras de trabajo de la máquina hidráulica pueden motorizar (y por lo tanto algunas cámaras de trabajo pueden dar entrada a fluido hidráulico).Typically, the hydraulic machine is operable as a pump in a pump mode of operation or is operable as a motor in a motor mode of operation. It may be that some of the working chambers of the hydraulic machine can pump (and therefore some working chambers can release hydraulic fluid) while other working chambers of the hydraulic machine can motorize (and therefore some chambers work can enter hydraulic fluid).

El controlador puede controlar la máquina hidráulica (por ejemplo, conmutada electrónicamente). El controlador puede estar configurado para calcular la potencia disponible del motor principal y limitar el desplazamiento neto del fluido hidráulico por la máquina hidráulica accionada por el motor principal, de forma que la demanda de potencia neta no supere la disponible del motor principal.The controller can control the hydraulic machine (for example, electronically commutated). The controller can be configured to calculate the power available from the prime mover and limit the net displacement of hydraulic fluid by the hydraulic machine driven by the prime mover so that the net power demand does not exceed that available from the prime mover.

El controlador típicamente comprende uno o más procesadores y una memoria que almacena código de programa ejecutado por el controlador en funcionamiento. El controlador puede calcular un valor límite de potencia, o un valor relacionado con ella (por ejemplo, una presión máxima, un par motor, un caudal, etc.). El controlador puede estar configurado para implementar una tasa máxima de flujo de fluido hidráulico a través de o presión en un grupo de uno o más actuadores hidráulicos.The controller typically comprises one or more processors and memory that stores program code executed by the controller in operation. The controller can calculate a power limit value, or a value related to it (for example, a maximum pressure, a motor torque, a flow, etc.). The controller may be configured to implement a maximum rate of flow of hydraulic fluid through or pressure in a group of one or more hydraulic actuators.

Se sabe que una máquina hidráulica conmutada electrónicamente tiene un tiempo de respuesta muy corto. Aunque los tiempos de respuesta cortos son útiles en ciertos escenarios, también pueden tener inconvenientes. Por ejemplo, en algunas circunstancias, cuando los tiempos de respuesta son demasiado cortos, esto puede tener un impacto negativo en la capacidad de control.An electronically commutated hydraulic machine is known to have a very short response time. Although short response times are useful in certain scenarios, they can also have drawbacks. For example, in some circumstances, when response times are too short, this can have a negative impact on controllability.

Por consiguiente, otro aspecto de la invención proporciona un procedimiento de funcionamiento de un aparato, que comprende una máquina hidráulica (por ejemplo, conmutada electrónicamente) con una o más cámaras de trabajo, un motor principal (por ejemplo, un motor, opcionalmente un motor diesel) acoplado a la máquina hidráulica, en el que el procedimiento comprende la selección entre dos o más modos de funcionamiento, al menos un primer modo que tiene un primer tiempo de respuesta y/o que comprende una primera constante de tiempo y al menos un segundo modo que comprende un segundo tiempo de respuesta y/o que tiene una segunda constante de tiempo diferente de la primera constante de tiempo. El segundo modo puede comprender además un sistema de control de flujo negativo modificado, el sistema de control de flujo negativo modificado emula una bomba analógica y/o el tiempo de respuesta del primer modo. Puede haber otros modos (por ejemplo, un tercer modo, un cuarto modo, un quinto modo, etc.), cada uno de ellos asociado a un tiempo de respuesta de etapa diferente y/o a una constante de tiempo diferente.Accordingly, another aspect of the invention provides a method of operating an apparatus, comprising a hydraulic machine (for example, electronically commutated) with one or more working chambers, a prime mover (for example, a motor, optionally a motor diesel) coupled to the hydraulic machine, in which the method comprises selecting between two or more operating modes, at least a first mode having a first response time and/or comprising a first time constant and at least one second mode comprising a second response time and/or having a second time constant different from the first time constant. The second mode may further comprise a modified negative flow control system, the modified negative flow control system emulating an analog pump and/or the response time of the first mode. There may be other modes (eg, a third mode, a fourth mode, a fifth mode, etc.), each associated with a different stage response time and/or a different time constant.

Típicamente, el controlador tiene al menos dos modos de operación, cada modo de operación caracterizado por un filtro (por ejemplo, de paso bajo) con un tiempo de respuesta de etapa diferente y/o una constante de tiempo diferente. Typically, the controller has at least two modes of operation, each mode of operation characterized by a filter (eg, low-pass) with a different stage response time and/or a different time constant.

De ese modo, existe al menos un modo de funcionamiento en el que la máquina hidráulica responde más lentamente a los cambios de la propiedad medida. Puede ser que haya al menos dos modos con tiempos de respuesta de cambio de etapa y/o constantes de tiempo que difieran en un factor de al menos 2, o al menos 4, o al menos 10.Thus, there is at least one mode of operation in which the hydraulic machine responds more slowly to changes in the measured property. It may be that there are at least two modes with step change response times and/or time constants that differ by a factor of at least 2, or at least 4, or at least 10.

Los al menos dos modos de funcionamiento pueden comprender al menos un modo de anulación caracterizado por un tiempo de respuesta y/o una constante de tiempo que es más corto que la constante de tiempo de cualquier otro modo, en el que el controlador es operable para implementar el modo de anulación en respuesta a la determinación de que una condición de funcionamiento del motor principal cumple uno o más criterios de anulación. La condición de funcionamiento puede comprender (por ejemplo, al menos uno de) un par medido y/o una velocidad medida y/o una potencia medida. La condición de funcionamiento puede comprender una combinación de un par medido y/o una velocidad medida y/o una potencia medida. El criterio de anulación podría ser, por ejemplo, que un par medido y/o una velocidad medida y/o una potencia medida superen un umbral o sean inferiores a un umbral.The at least two modes of operation may comprise at least one override mode characterized by a response time and/or a time constant that is shorter than the time constant of any other mode, in which the controller is operable to implementing the override mode in response to determining that a prime mover operating condition meets one or more override criteria. The operating condition may comprise (eg at least one of) a measured torque and/or a measured speed and/or a measured power. The operating condition may comprise a combination of a measured torque and/or a measured speed and/or a measured power. The override criterion could be, for example, that a measured torque and/or a measured speed and/or a measured power exceed a threshold or fall below a threshold.

Los al menos dos modos de funcionamiento pueden comprender un segundo modo, en el que el segundo modo puede comprender (por ejemplo, ser) un “modo lento” con un tiempo de reacción de más de 200 ms, o preferentemente más de 250 ms, o preferentemente más de 300 ms. Cuando el motor principal es un motor, el procedimiento puede comprender la activación de un “modo lento” cuando se detecta la caída del motor y, opcionalmente, la activación posterior de un “modo rápido”, por ejemplo, cuando se recupera la velocidad del motor. Esto tiene la ventaja de evitar que el motor se cale.The at least two modes of operation may comprise a second mode, wherein the second mode may comprise (for example, be) a "slow mode" with a reaction time of more than 200 ms, or preferably more than 250 ms, or preferably more than 300 ms. When the prime mover is a motor, the procedure may comprise activation of a "slow mode" when engine droop is detected and, optionally, subsequent activation of a "fast mode", for example, when engine speed recovers. engine. This has the advantage of preventing the engine from stalling.

Por caída del motor nos referimos a una disminución sostenida de la velocidad del motor desde el punto de ajuste del motor a medida que la carga del motor se incrementa.By engine droop we mean a sustained decrease in engine speed from engine set point as engine load increases.

Cuando el bucle de retroalimentación tiene una alta ganancia y control proporcional y el circuito hidráulico tiene una baja conformidad puede ser muy propenso a la inestabilidad. Un sistema de este tipo puede ser muy sensible a los retrasos, quizás incluso de 2 o 3 ms por ejemplo, ya sea por la medición de la señal y/o el filtrado de las respuestas del hardware. En consecuencia, en algunas realizaciones, el filtro tiene puede ser un filtro de paso bajo con una constante de tiempo de 100 a 300 ms o un filtro con una respuesta de cambio de etapa de 100 a 300 ms.When the feedback loop has high gain and proportional control and the hydraulic circuit has low compliance it can be very prone to instability. Such a system can be very sensitive to delays, perhaps even 2 or 3 ms for example, either due to signal measurement and/or filtering of hardware responses. Accordingly, in some embodiments, the filter may be a low pass filter with a time constant of 100 to 300 ms or a filter with a step response of 100 to 300 ms.

Se sabe que la demanda de par se satisface al compartir la salida entre múltiples máquinas hidráulicas (por ejemplo, conmutadas electrónicamente). Por ejemplo, una máquina industrial que tenga dos máquinas hidráulicas (por ejemplo, conmutadas electrónicamente) se puede limitar de forma que cada máquina hidráulica proporcione (como máximo) la mitad de la salida requerida (por ejemplo, el par) para satisfacer la demanda. Además, para evitar el calado, se suele introducir un factor de seguridad para evitar que el par combinado (por ejemplo, sumado) de las dos o más máquinas hidráulicas supere un par máximo. Cuando el motor principal es un motor, este factor de seguridad también ayuda a reducir la caída del motor y las reducciones transitorias de su velocidad. Esto es ineficiente porque no es posible utilizar toda la potencia de la máquina.Torque demand is known to be satisfied by sharing the output between multiple hydraulic machines (for example, electronically commutated). For example, an industrial machine that has two hydraulic machines (for example, electronically commutated) can be limited so that each hydraulic machine provides (at most) half of the required output (for example, torque) to satisfy the demand. In addition, to prevent stalling, a safety factor is often introduced to prevent the combined (eg added) torque of the two or more hydraulic machines from exceeding a maximum torque. When the prime mover is an engine, this safety factor also helps reduce engine droop and transient reductions in engine speed. This is inefficient because it is not possible to use the full power of the machine.

Típicamente, el procedimiento comprende la selección de un punto de ajuste de la velocidad del motor principal (por ejemplo, un punto de ajuste de la velocidad del motor), Spunto de ajuste. En cualquier momento, el motor principal puede estar funcionando a una velocidad que puede ser, pero no necesariamente, la misma que el punto de ajuste de la velocidad del motor principal.Typically, the procedure comprises selecting a main motor speed set point (for example, example, a motor speed setpoint), Ssetpoint . At any time, the main motor may be running at a speed that may be, but is not necessarily, the same as the main motor speed set point.

En consecuencia, el procedimiento comprende la medición o determinación de la velocidad actual del motor principal, Sactuai. El controlador puede estar configurado para seleccionar un punto de ajuste del motor principal (por ejemplo, un punto de ajuste de la velocidad del motor), Spunto de ajuste. El controlador puede estar configurado para recibir una medición o determinar la velocidad actual del motor principal, Sactual. Consequently, the method comprises measuring or determining the current speed of the main engine, Sactuai. The controller may be configured to select a main motor setpoint (for example, a motor speed setpoint), Ssetpoint . The controller can be configured to receive a measurement or determine the current speed of the main motor, Sactual.

Se puede hacer que el motor funcione a una velocidad del motor principal inferior al punto de ajuste de la velocidad del motor principal (por ejemplo, al menos el 90% del punto de ajuste de la velocidad del motor principal, preferentemente al menos el 95% del punto de ajuste de la velocidad del motor principal).The motor can be made to operate at a main motor speed lower than the main motor speed set point (for example, at least 90% of the main motor speed set point, preferably at least 95% of the main motor speed set point).

Típicamente, el procedimiento comprende el cálculo de un error de velocidad del motor principal (por ejemplo, un error de velocidad del motor) (AS). El controlador puede estar configurado para calcular un error de velocidad del motor principal (por ejemplo, un error de velocidad del motor) (AS). El error de velocidad del motor principal se puede calcular de acuerdo con la siguiente ecuación:Typically, the method comprises calculating a main motor speed error (eg motor speed error) (AS). The controller may be configured to calculate a main motor speed error (eg motor speed error) (AS). The main motor speed error can be calculated according to the following equation:

Spunto de ajuste - Sactual = AS (Ecuación 1) Sset point - Sactual = AS (Equation 1)

En consecuencia, en otro aspecto de la invención, el procedimiento puede comprender la regulación selectiva de la señal de demanda para implementar un límite de par de la máquina hidráulica. El controlador puede estar configurado para regular selectivamente la señal de demanda para implementar un límite de par de la máquina hidráulica. El límite de par de la máquina hidráulica puede ser variable. Normalmente, el límite de par de la máquina hidráulica varía con la velocidad del motor principal, dado que el par que puede producir el motor principal también es una función de la velocidad del motor principal.Accordingly, in another aspect of the invention, the method may comprise selective regulation of the demand signal to implement a torque limit of the hydraulic machine. The controller may be configured to selectively regulate the demand signal to implement a hydraulic machine torque limit. The torque limit of the hydraulic machine can be variable. Normally, the torque limit of the hydraulic machine varies with the speed of the main motor, since the torque that the main motor can produce is also a function of the speed of the main motor.

El límite de par de la máquina hidráulica se puede calcular en función de un error de velocidad del motor principal (por ejemplo, un error de velocidad del motor), opcionalmente, en el que el error de velocidad del motor principal se determina por medio de la comparación de una medición de la velocidad del motor principal (por ejemplo, la velocidad del motor) y un punto de ajuste de la velocidad del motor principal (por ejemplo, un punto de ajuste de la velocidad del motor).The torque limit of the hydraulic machine can be calculated based on a speed error of the main motor (for example, a motor speed error), optionally, wherein the speed error of the main motor is determined by means of the comparison of a main motor speed measurement (eg, motor speed) and a main motor speed set point (eg, motor speed set point).

Típicamente, el motor primario comprende un regulador de motor primario (por ejemplo, un regulador de motor) que regula el motor primario a una velocidad objetivo determinada en respuesta a una entrada del operador. La velocidad objetivo se puede determinar en función de un límite de par definido en una base de datos.Typically, the prime mover comprises a prime mover governor (eg, an engine governor) that regulates the prime mover to a determined target speed in response to operator input. The target speed can be determined based on a torque limit defined in a database.

El procedimiento puede comprender la recepción de una señal de desplazamiento de la máquina hidráulica de entrada y la salida de una señal de desplazamiento de la máquina hidráulica de salida que se restringe selectivamente para evitar que se supere un límite de par, que tiene en cuenta una función de límite de par y un error de velocidad del motor principal (por ejemplo, un error de velocidad del motor). El controlador puede estar configurado para procesar una señal de desplazamiento de la máquina hidráulica y calcular (por ejemplo, la salida) una señal de desplazamiento de la máquina hidráulica que se restringe selectivamente para evitar que se supere un límite de par, que tiene en cuenta una función de límite de par y un error de velocidad del motor principal (por ejemplo, un error de velocidad del motor)The method may comprise receiving a displacement signal from the input hydraulic machine and outputting a displacement signal from the output hydraulic machine that is selectively restrained to prevent a torque limit from being exceeded, which takes into account a torque limit function and a main motor speed error (for example, a motor speed error). The controller may be configured to process a hydraulic machine travel signal and compute (eg, output) a hydraulic machine travel signal that is selectively restrained to prevent a torque limit from being exceeded, which takes into account a torque limit function and a main motor speed error (for example, a motor speed error)

La señal de desplazamiento de la máquina hidráulica puede ser representativa (por ejemplo, puede comprender un valor numérico proporcional a) de una fracción del desplazamiento máximo por revolución del eje giratorio de la máquina hidráulica (Fd).The displacement signal of the hydraulic machine may be representative (for example, it may comprise a numerical value proportional to) of a fraction of the maximum displacement per revolution of the rotary axis of the hydraulic machine (Fd).

Es conocido el suministro de vehículos industriales (por ejemplo, excavadoras) que comprenden una pluralidad de válvulas de alivio de presión. Las válvulas de alivio de presión evitan los daños debidos al exceso de presión durante las funciones de movimiento de los vehículos industriales. También se sabe que se proporciona una pluralidad de válvulas de alivio de presión en la que diferentes válvulas de alivio de presión tienen diferentes funciones. Por ejemplo, las respectivas válvulas de alivio de presión podrían estar asociadas con el movimiento de cada uno de los brazos, un motor de oruga, un motor de giro, etc.It is known to supply industrial vehicles (eg excavators) comprising a plurality of pressure relief valves. Pressure relief valves prevent damage due to excess pressure during moving functions of industrial vehicles. It is also known that a plurality of pressure relief valves are provided in which different pressure relief valves have different functions. For example, the respective pressure relief valves could be associated with the movement of each of the arms, a caterpillar motor, a swing motor, etc.

Cuando se alcanza el límite de presión (“presión PRV”, o presión de la válvula de alivio de presión), una PRV se abre, lo cual permite la salida del exceso de fluido hidráulico y de ese modo evita nuevos aumentos de presión. Evita que las presiones alcancen niveles inseguros en el sistema. Sin embargo, esto da lugar a ineficiencias en el sistema, dado que la energía del fluido se convierte en calor sobre la válvula y se pierde posteriormente.When the pressure limit (“PRV pressure”, or pressure relief valve pressure) is reached, a PRV opens, allowing excess hydraulic fluid to escape, thereby preventing further pressure increases. Prevents pressures from reaching unsafe levels in the system. However, this results in inefficiencies in the system, as energy from the fluid is converted to heat over the valve and is subsequently lost.

En consecuencia, algunas realizaciones de la invención buscan proporcionar un procedimiento por el cual evitar alcanzar la presión de la PRV durante el uso de una máquina, o en algunas realizaciones incluso omitir una o más (o todas) las PRV. El controlador puede estar configurado para recibir una presión medida y comparar la presión medida con un límite de presión (predeterminado) y limitar el desplazamiento cuando la presión medida está dentro de un margen (que puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 70% a 100%) del límite de presión. El procedimiento puede comprender la recepción de una presión medida y la comparación de la presión medida con un límite de presión (predeterminado) y la limitación del desplazamiento cuando la presión medida está dentro de un margen (que puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 70% a 100%) del límite de presión. El límite de presión puede ser un límite de presión de un limitador de presión del sistema, tal como una válvula de alivio de presión. El procedimiento puede comprender la detección de la presión actual, la comparación de la presión con una presión PRV y la limitación del desplazamiento cuando la presión actual está dentro del margen de la presión PRV.Consequently, some embodiments of the invention seek to provide a method by which to avoid reaching the PRV pressure during the use of a machine, or in some embodiments even to bypass one or more (or all) of the PRVs. The controller can be configured to receive a measured pressure and compare the measured pressure to a pressure limit (default) and limit travel when the measured pressure is within a range (which may be, for example, in the 70% range). to 100%) of the pressure limit. The procedure may comprise receiving a measured pressure and comparing the measured pressure to a pressure limit. (default) and limitation of displacement when the measured pressure is within a range (which may be, for example, in the range of 70% to 100%) of the pressure limit. The pressure limit may be a pressure limit of a system pressure limiter, such as a pressure relief valve. The method may comprise sensing the current pressure, comparing the pressure with a PRV pressure, and limiting the displacement when the current pressure is within the range of the PRV pressure.

Opcionalmente, el controlador puede estar configurado para recibir una presión medida y comparar la presión medida con un límite de presión. Opcionalmente, el controlador puede estar configurado para recibir una presión medida y comparar la presión medida con el límite de presión y limitar el desplazamiento cuando la presión medida se acerca o es sustancialmente igual al límite de presión.Optionally, the controller can be configured to receive a measured pressure and compare the measured pressure to a pressure limit. Optionally, the controller can be configured to receive a measured pressure and compare the measured pressure to the pressure limit and limit travel when the measured pressure approaches or is substantially equal to the pressure limit.

Opcionalmente, el límite de presión (y/o el umbral de presión) puede ser la presión a la que se accionará una válvula de alivio de presión para liberar el fluido presurizado. La presión limitada (y/o la presión umbral) puede ser una presión aceptable predeterminada.Optionally, the pressure limit (and/or pressure threshold) can be the pressure at which a pressure relief valve will actuate to release the pressurized fluid. The limited pressure (and/or threshold pressure) may be a predetermined acceptable pressure.

Opcionalmente, la presión se puede medir en un lugar del circuito hidráulico que no esté en comunicación fluida con una válvula de alivio de presión.Optionally, pressure can be measured at a location in the hydraulic circuit that is not in fluid communication with a pressure relief valve.

En algunas realizaciones, el vehículo (opcionalmente una excavadora) puede no tener ninguna válvula de alivio de presión, sin embargo, típicamente el vehículo comprenderá una pluralidad de válvulas de alivio de presión (por ejemplo, cuando sea dictado por disposiciones de seguridad).In some embodiments, the vehicle (optionally an excavator) may not have any pressure relief valves, however typically the vehicle will comprise a plurality of pressure relief valves (eg where dictated by safety regulations).

Típicamente, diferentes PRV están asociadas con diferentes funciones y por lo tanto tendrán diferentes presiones de apertura de PRV (por ejemplo, la presión de apertura de PRV para elevar un brazo de una excavadora puede ser diferente (por ejemplo, mayor o menor) a la presión de apertura de PRV para bajar un brazo de una excavadora). Typically, different PRVs are associated with different functions and therefore will have different PRV opening pressures (for example, the PRV opening pressure to raise an excavator arm may be different (for example, higher or lower) than the PRV opening pressure to lower an excavator arm).

El controlador puede estar configurado para recibir la demanda y/o las órdenes del usuario y para tener en cuenta la demanda y/o las órdenes del usuario al determinar si la presión medida está dentro de un margen del límite de presión. El procedimiento puede comprender tener en cuenta la demanda y/o los comandos del usuario (por ejemplo, los comandos introducidos a través de uno o más joysticks) a la hora de calcular dónde se encuentra la presión medida dentro de un margen del límite de presión (es decir, la presión de apertura de la PRV respectiva). Por ejemplo, el límite de presión y/o el margen pueden variar con la demanda y/o las órdenes del usuario u otros parámetros, por ejemplo, la posición del actuador o la velocidad de movimiento.The controller may be configured to receive the user's demand and/or commands and to take the user's demand and/or commands into account when determining whether the measured pressure is within a range of the pressure limit. The method may comprise taking into account user demand and/or commands (for example, commands entered via one or more joysticks) in calculating where the measured pressure lies within a pressure limit range. (ie the opening pressure of the respective PRV). For example, the pressure limit and/or the margin can vary with the demand and/or the commands of the user or other parameters, for example, the position of the actuator or the speed of movement.

Se sabe que se puede proporcionar un vehículo (por ejemplo, una excavadora) en el que se suministra flujo para permitir la actuación de numerosas funciones (por ejemplo, funciones de la excavadora) simultáneamente. En algunas circunstancias, el flujo excesivo se puede dirigir a una o más funciones (por ejemplo, si un valor de flujo almacenado en una tabla de consulta asociada a dicha función es inexacto). Esto podría dar lugar a que la presión alcanzara un límite de la PRV y a que saliera un caudal excesivo a través de una PRV para evitar que se dañaran partes de la máquina hidráulica u otros componentes del circuito hidráulico. Sin embargo, cuando el flujo sale a través de un PRV, la energía asociada a ese flujo se pierde, lo que da lugar a ineficiencias. Otro efecto adverso del exceso de flujo a una función podría ser el aumento de la caída de presión sobre el carrete (pero sin alcanzar la presión del PRV). Esto provoca una gran pérdida de potencia sobre el carrete.It is known that a vehicle (eg excavator) can be provided in which flux is supplied to allow performance of numerous functions (eg excavator functions) simultaneously. In some circumstances, excessive flow can be directed to one or more functions (for example, if a flow value stored in a lookup table associated with that function is inaccurate). This could result in the pressure reaching a PRV limit and excessive flow out through a PRV to prevent damage to hydraulic machine parts or other components in the hydraulic circuit. However, when the flow exits through a PRV, the energy associated with that flow is lost, leading to inefficiencies. Another adverse effect of excess flow to a function could be increased pressure drop over the spool (but not reaching PRV pressure). This causes a large loss of power on the reel.

El procedimiento puede comprender la medición de una entrada de un usuario (por ejemplo, una entrada suministrada a través de un joystick) para generar una señal de control que se utiliza para determinar un desplazamiento de la máquina hidráulica, o al menos el grupo de una o más cámaras de trabajo. El controlador puede recibir una entrada del usuario y generar una señal de control que se utiliza para determinar un desplazamiento de la máquina hidráulica, o al menos el grupo de una o más cámaras de trabajo. Esto funciona en modo de bucle abierto, por lo que no hay ningún sistema de retroalimentación con el que corregir un error. Estas máquinas suelen ser muy exactas.The method may comprise measuring an input from a user (for example, an input supplied via a joystick) to generate a control signal that is used to determine a displacement of the hydraulic machine, or at least the group of a or more working chambers. The controller can receive input from the user and generate a control signal that is used to determine a displacement of the hydraulic machine, or at least the group of one or more working chambers. This works in open loop mode, so there is no feedback system with which to correct an error. These machines are usually very accurate.

La señal de control puede ser una señal de control de los distribuidores (por ejemplo, una presión de pilotaje o una señal de activación proporcional) que determina el grado de apertura de los distribuidores. La señal de control se puede utilizar para regular un caudal de fluido hidráulico desde el grupo de una o más cámaras de trabajo hacia el o los actuadores.The control signal can be a manifold control signal (for example, a pilot pressure or a proportional activation signal) that determines the opening degree of the manifolds. The control signal can be used to regulate a flow rate of hydraulic fluid from the group of one or more working chambers to the actuator(s).

Puede ser que el aparato comprenda además al menos un distribuidor en el circuito hidráulico, a través del cual el fluido hidráulico fluye en uso desde el grupo de una o más cámaras de trabajo a uno o más de los actuadores hidráulicos, y sensores de presión configurados para medir la presión del fluido hidráulico antes y después del al menos un distribuidor, por ejemplo en la salida de la máquina hidráulica y en el uno o más actuadores.It may be that the apparatus further comprises at least one distributor in the hydraulic circuit, through which the hydraulic fluid flows in use from the group of one or more working chambers to one or more of the hydraulic actuators, and pressure sensors configured to measure the pressure of the hydraulic fluid before and after the at least one distributor, for example at the outlet of the hydraulic machine and at the one or more actuators.

El controlador está típicamente configurado para determinar una caída de presión a través de la al menos una válvula de carrete a partir de las mediciones de presión de los sensores de presión, y para recibir una señal (medida) de posición de la válvula de carrete, indicativa de la posición de la válvula de carrete, o una señal de control de la válvula de carrete, y para limitar el desplazamiento de la una o más cámaras de trabajo si la caída de presión determinada excede un umbral de caída de presión cuyo umbral de caída de presión se determina en función de la señal de posición de la válvula de carrete o de la señal de control de la válvula de carrete, respectivamente. El procedimiento comprende típicamente la determinación de una caída de presión a través de la al menos una válvula de carrete a partir de las mediciones de presión de los sensores de presión, y la recepción de una señal (medida) de posición de la válvula de carrete, indicativa de la posición de la válvula de carrete, o de una señal de control de la válvula de carrete, y la limitación del desplazamiento de la una o más cámaras de trabajo si la caída de presión determinada supera una caída de presión umbral, cuya caída de presión umbral se determina en función de la señal de posición de la válvula de carrete o de la señal de control de la válvula de carrete, respectivamente.The controller is typically configured to determine a pressure drop across the at least one spool valve from pressure measurements from the pressure sensors, and to receive a position signal (measurement) from the spool valve, indicative of the position of the spool valve, or a spool valve control signal, and to limit the displacement of the one or more working chambers if the determined pressure drop exceeds a pressure drop threshold whose threshold of Pressure drop is determined as a function of the spool valve position signal or the spool valve control signal, respectively. The method typically comprises determining a pressure drop across the at least one spool valve from the pressure measurements from pressure sensors, and receiving a spool valve position signal (measurement), indicative of spool valve position, or a spool valve control signal, and limitation of the displacement of the one or more working chambers if the determined pressure drop exceeds a threshold pressure drop, the threshold pressure drop of which is determined as a function of the spool valve position signal or the control signal of the spool valve, respectively.

La caída de presión umbral es o está relacionada con (por ejemplo, dentro de un margen predeterminado de) una caída de presión esperada. La caída de presión esperada se puede calcular en función de la señal de posición del distribuidor o de la señal de control del distribuidor. El umbral de caída de presión se puede determinar por medio de la búsqueda en una tabla de búsqueda. El umbral de caída de presión puede ser una caída de presión aceptable. El umbral de caída de presión puede ser una caída de presión aceptable dado el flujo indicado por la señal de posición de la válvula de carrete o la señal de control de la válvula de carrete. La caída de presión es indicativa del caudal y, por lo tanto, un caudal excesivo es indicativo de un caudal superior al esperado dada la señal de posición de la válvula de distribución o la señal de control de la válvula de distribución, respectivamente. Si se detecta un exceso de caudal, se limita el desplazamiento del grupo de una o más cámaras de trabajo. El umbral de caída de presión se puede determinar en función de uno o más factores adicionales, así como de la señal de posición del distribuidor o de la señal de control del distribuidor.The threshold pressure drop is or is related to (eg, within a predetermined range of) an expected pressure drop. The expected pressure drop can be calculated based on the manifold position signal or the manifold control signal. The pressure drop threshold can be determined by looking up a lookup table. The pressure drop threshold can be an acceptable pressure drop. The pressure drop threshold may be an acceptable pressure drop given the flow indicated by the spool valve position signal or the spool valve control signal. Pressure drop is indicative of flow, and therefore excessive flow is indicative of higher than expected flow given the manifold valve position signal or manifold valve control signal, respectively. If an excess of flow is detected, the movement of the group of one or more working chambers is limited. The pressure drop threshold can be determined based on one or more additional factors, as well as the manifold position signal or manifold control signal.

Los sensores de presión pueden comprender un sensor de presión a la salida del grupo de una o más cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y un sensor de presión a la entrada en uno o más de los actuadores hidráulicos. The pressure sensors can comprise a pressure sensor at the outlet of the group of one or more working chambers of the hydraulic machine and a pressure sensor at the inlet of one or more of the hydraulic actuators.

Típicamente, las válvulas (por ejemplo, de carrete) están normalmente cerradas y configuradas para ser abiertas en respuesta a un comando de usuario (por ejemplo, una entrada de comando de usuario a través de un joystick) para dirigir de ese modo el flujo, opcionalmente (por ejemplo), a uno o más actuadores. Las válvulas de carrete suelen tener un puerto principal (por ejemplo, el central) que puede estar abierto por defecto (es decir, normalmente abierto) para proporcionar una ruta de flujo por defecto (por ejemplo, un conducto) a través del cual el fluido desplazado por una o más cámaras de trabajo puede fluir, opcionalmente a un tanque y uno o más puertos adicionales (por ejemplo, conectados a uno o más actuadores) que pueden estar cerrados por defecto y que se pueden abrir en respuesta a un comando del usuario o del controlador. Las válvulas de carrete suelen incluir uno o más puertos adicionales que pueden estar cerrados por defecto (es decir, normalmente cerrados) y que se pueden abrir en respuesta a una orden del usuario (opcionalmente una orden del controlador). Normalmente, cuando se abre otro puerto, se cierra el principal (por ejemplo, el central). Es posible determinar el grado de apertura de un puerto de un distribuidor por medio de la medición de una señal de control asociada al distribuidor (por ejemplo, la señal de control puede ser una presión de pilotaje). También es posible probar un sensor de posición de la válvula de carrete (que puede, por ejemplo, determinar la posición de un miembro de la válvula de carrete en relación con un cuerpo de la válvula).Typically, valves (eg, spool) are normally closed and configured to open in response to a user command (eg, user command input via joystick) to thereby direct flow, optionally (for example), to one or more actuators. Spool valves typically have a primary port (eg, center) that can be default open (ie, normally open) to provide a default flow path (eg, conduit) through which fluid displaced by one or more working chambers may flow, optionally to a tank and one or more additional ports (for example, connected to one or more actuators) which may be closed by default and which may open in response to a user command or the controller. Spool valves typically include one or more additional ports that can be closed by default (ie, normally closed) and can be opened in response to a user command (optionally a controller command). Normally, when another port is opened, the main one is closed (for example, the central one). It is possible to determine the degree of opening of a manifold port by measuring a control signal associated with the manifold (for example, the control signal may be a pilot pressure). It is also possible to test a spool valve position sensor (which can, for example, determine the position of a spool valve member relative to a valve body).

El grupo de una o más cámaras de trabajo puede estar conectado a uno o más actuadores a través de un puerto específico de una válvula de carrete que tiene una pluralidad de puertos. En ese caso, es la apertura de ese puerto específico la que determinará el caudal que conduce a la pérdida de carga que se va a medir.The group of one or more working chambers may be connected to one or more actuators through a specific port of a spool valve having a plurality of ports. In that case, it is the opening of that specific port that will determine the flow rate leading to the head loss to be measured.

Típicamente, los distribuidores comprenden un puerto principal, que puede estar abierto por defecto, para proporcionar de ese modo una vía de flujo por defecto a través de la cual el fluido desplazado por el grupo de una o más cámaras de trabajo puede fluir, opcionalmente hacia un tanque, y uno o más puertos adicionales que pueden estar cerrados por defecto y que se pueden abrir en respuesta a un comando del usuario o del controlador. Dicho puerto específico puede ser un puerto principal o un puerto adicional.Distributors typically comprise a main port, which may be open by default, to thereby provide a default flow path through which fluid displaced by the group of one or more working chambers may flow, optionally towards a tank, and one or more additional ports that can be closed by default and that can be opened in response to a user or controller command. Said specific port can be a main port or an additional port.

El controlador puede estar configurado para recibir una entrada del usuario, una medición de una señal de control de la válvula de distribución y una medición de la velocidad de rotación del eje giratorio, para determinar de ese modo (por ejemplo, calcular), opcionalmente con referencia a una tabla de búsqueda, una estimación de bucle abierto del desplazamiento requerido y típicamente también para determinar (por ejemplo, calcular) una estimación del flujo sobre la base de la medición de la velocidad de rotación del eje giratorio y la estimación de bucle abierto del desplazamiento requerido. En consecuencia, el procedimiento puede comprender la recepción y el procesamiento de una señal de control de la válvula de carrete (por ejemplo, la presión de pilotaje), en respuesta a una entrada del usuario, y una medición de la velocidad de rotación del eje giratorio para calcular de ese modo (por ejemplo, con referencia a una tabla de búsqueda) una estimación de bucle abierto del desplazamiento requerido y para calcular un flujo estimado sobre la base de la medición de la velocidad del eje y la estimación de bucle abierto del desplazamiento requerido. The controller may be configured to receive a user input, a measurement of a control signal from the timing valve and a measurement of the rotational speed of the rotary shaft, to thereby determine (eg calculate), optionally with reference to a lookup table, an open-loop estimate of the required displacement, and typically also to determine (e.g. compute) an estimate of flow based on the rotational velocity measurement of the rotary shaft and the open-loop estimate of the required displacement. Accordingly, the method may comprise receiving and processing a spool valve control signal (for example, pilot pressure), in response to user input, and measuring the speed of rotation of the shaft. rotary to thereby compute (eg, with reference to a lookup table) an open-loop estimate of the required displacement and to compute an estimated flow based on the shaft velocity measurement and the open-loop estimate of the displacement required.

En lugar de la señal de control de los distribuidores, se puede utilizar una señal de retroalimentación de los distribuidores, por ejemplo la posición del distribuidor.Instead of the control signal of the distributors, a feedback signal of the distributors, for example the position of the distributor, can be used.

El procedimiento puede comprender la determinación de un valor representativo de una caída de presión a través del distribuidor sobre la base de la señal de control (y, por lo tanto, sobre la base de la apertura del distribuidor), y la medición de la caída de presión real (por ejemplo, por medio de la recepción de mediciones de presión de los sensores de presión en la máquina hidráulica y en el actuador) y la comparación de la caída de presión real con una caída de presión umbral y la reducción del desplazamiento si la caída de presión real supera la caída de presión umbral. El controlador puede estar configurado para determinar un valor representativo de una caída de presión a través del distribuidor sobre la base de la señal de control (y, por lo tanto, sobre la base de la apertura del distribuidor), y para medir la caída de presión real (por ejemplo, por medio de la recepción de las mediciones de presión de los sensores de presión en la máquina hidráulica y en el actuador) y para comparar la caída de presión real con un umbral de caída de presión y para reducir el desplazamiento si la caída de presión real supera el umbral de caída de presión.The method may comprise determining a value representative of a pressure drop across the distributor on the basis of the control signal (and therefore on the basis of the distributor opening), and measuring the drop actual pressure drop (for example, by receiving pressure measurements from pressure sensors in the hydraulic machine and in the actuator) and comparing the actual pressure drop with a threshold pressure drop and the displacement reduction if the actual pressure drop exceeds the threshold pressure drop. The controller may be configured to determine a value representative of a pressure drop across the manifold based on the control signal (and therefore on the basis of manifold opening), and to measure the actual pressure drop (for example, by means of receiving pressure measurements from pressure sensors in the hydraulic machine and in the actuator) and to compare the actual pressure drop with a pressure drop threshold and to reduce the offset if the actual pressure drop exceeds the pressure drop threshold.

La potencia disipada sobre el distribuidor es una función del flujo que pasa por el distribuidor y de la caída de presión sobre el distribuidor. La caída de presión sobre el distribuidor es proporcional al cuadrado del caudal que pasa por el distribuidor. Por lo tanto, si la caída de presión es alta, indica que se está desperdiciando mucha energía a través del carrete. En consecuencia, el umbral de caída de presión para una determinada posición de la válvula de carrete o señal de control de la válvula de carrete se establece en función de lo que se considera una pérdida de potencia aceptable en una determinada posición del carrete. De ese modo, cuando la caída de presión excede el umbral de caída de presión, el flujo hacia uno o más actuadores se puede reducir (por ejemplo, limitarse) para de ese modo limitar la pérdida de potencia. Esto tiene el efecto de mejorar la eficiencia. En el uso, un operador puede ajustar la señal de control de la válvula de carrete (por ejemplo, la señal de pilotaje), típicamente a través de un joystick, para aumentar de ese modo la apertura de la (por ejemplo, la válvula de carrete) y por lo tanto para causar un aumento de la velocidad en el uno o más actuadores. La caída de presión para un caudal determinado a través de una apertura de válvula mayor (por ejemplo, de carrete) es menor.The power dissipated over the distributor is a function of the flow through the distributor and the pressure drop over the distributor. The pressure drop over the distributor is proportional to the square of the flow through the distributor. Therefore, if the pressure drop is high, it indicates that a lot of energy is being wasted through the spool. Accordingly, the pressure drop threshold for a given spool valve position or spool valve control signal is set based on what is considered an acceptable power loss at a given spool position. Thus, when the pressure drop exceeds the pressure drop threshold, the flow to one or more actuators can be reduced (eg, limited) to thereby limit power loss. This has the effect of improving efficiency. In use, an operator can adjust the spool valve control signal (for example, the pilot signal), typically via a joystick, to thereby increase the opening of the (for example, the spool valve). spool) and therefore to cause a speed increase in the one or more actuators. The pressure drop for a given flow rate through a larger valve opening (eg spool) is less.

Típicamente, el controlador hace que el flujo se reduzca si la caída de presión real excede el umbral de caída de presión mediante el uso de un lazo de control proporcional-integral. El procedimiento puede comprender hacer que el flujo se reduzca si la caída de presión real supera el umbral de caída de presión mediante el uso de un bucle de control proporcional-integral. Este lazo de control proporcional-integral está configurado de forma que la parte integral del lazo de control sólo se puede integrar cuando la caída de presión real supera el umbral de caída de presión o devolver el valor integrado a cero en el caso de que la caída de presión real sea inferior a la caída de presión aceptable. La parte proporcional del lazo de control se aplica cuando la caída de presión real no supera la caída de presión aceptable. Típicamente, la parte proporcional del lazo de control está configurada para no causar ningún cambio en el flujo si la caída de presión real no excede el umbral de caída de presión. En consecuencia, el controlador (es decir, a través del bucle de control integral-proporcional) normalmente sólo actúa para reducir el flujo (por ejemplo, el desplazamiento), es decir, el bucle de control proporcional-integral no actúa para aumentar el flujo. El procedimiento suele incluir únicamente la reducción del flujo.Typically, the controller causes the flow to be reduced if the actual pressure drop exceeds the pressure drop threshold by using a proportional-integral control loop. The method may comprise causing the flow to be reduced if the actual pressure drop exceeds the pressure drop threshold by use of a proportional-integral control loop. This proportional-integral control loop is configured such that the integral part of the control loop can only integrate when the actual pressure drop exceeds the pressure drop threshold or return the integrated value to zero in the event that the actual pressure drop exceeds the pressure drop threshold. actual pressure drop is less than the acceptable pressure drop. The proportional part of the control loop is applied when the actual pressure drop does not exceed the acceptable pressure drop. Typically, the proportional part of the control loop is set to cause no change in flow if the actual pressure drop does not exceed the pressure drop threshold. Consequently, the controller (i.e. via the integral-proportional control loop) normally only acts to reduce the flow (eg displacement), i.e. the proportional-integral control loop does not act to increase the flow . The procedure usually includes flow reduction only.

Puede ser que, cuando el controlador restrinja selectivamente el desplazamiento del grupo de una o más cámaras de trabajo para dar menos flujo, el desplazamiento se reduzca por debajo (por ejemplo, por un margen predeterminado) del desplazamiento indicado por la señal de control de la válvula de carrete (que a su vez se determina típicamente por la posición de un control operable manualmente) y/o por debajo (por ejemplo, por un margen predeterminado) del desplazamiento que se esperaría que diera la caída de presión medida durante el funcionamiento normal. De ese modo, el controlador puede sobrelimitar el desplazamiento del grupo de una o más cámaras de trabajo. El procedimiento puede comprender la reducción del desplazamiento por debajo (por ejemplo, por un margen predeterminado) del desplazamiento indicado por la señal de control de la válvula de carrete (que a su vez se determina típicamente por la posición de un control operable manualmente) por debajo (por ejemplo, por un margen predeterminado) del desplazamiento que se esperaría que diera la caída de presión medida durante el funcionamiento normal De ese modo, el procedimiento puede comprender la sobre limitación del desplazamiento del grupo de una o más cámaras de trabajo.It may be that, when the controller selectively restricts the displacement of the group of one or more working chambers to give less flow, the displacement is reduced below (for example, by a predetermined margin) the displacement indicated by the control signal of the spool valve (which in turn is typically determined by the position of a manually operable control) and/or below (for example, by a predetermined margin) the offset that the measured pressure drop would be expected to give during normal operation . In this way, the controller can overlimit the movement of the group of one or more working chambers. The method may comprise reducing the displacement below (for example, by a predetermined margin) the displacement indicated by the spool valve control signal (which in turn is typically determined by the position of a manually operable control) by below (eg, by a predetermined margin) the displacement that the measured pressure drop would be expected to give during normal operation. Thus, the method may comprise over-limiting the displacement of the group of one or more working chambers.

Esto tiene el efecto de instar al operador a mover el control operable manualmente a una posición que hace que la válvula de carrete esté más abierta y/o que la una o más cámaras de trabajo desplacen más fluido. Esto tiene la ventaja de permitir un funcionamiento más eficiente y evita las ineficiencias asociadas a los distribuidores proporcionales.This has the effect of prompting the operator to move the manually operable control to a position that causes the spool valve to be more open and/or the one or more working chambers to displace more fluid. This has the advantage of allowing more efficient operation and avoiding the inefficiencies associated with proportional distributors.

Cuando el desplazamiento es regulado (por ejemplo, aumentado, disminuido o limitado) esto típicamente comprende (por ejemplo, se logra por medio de) la regulación (por ejemplo, el aumento, la disminución o limitación) de la señal de demanda.When the displacement is regulated (eg increased, decreased or limited) this typically comprises (eg achieved by means of) regulating (eg increased, decreased or limiting) the demand signal.

Las oscilaciones resonantes en los vehículos tienen un número de efectos negativos, por ejemplo, daños en los componentes, ruidos inaceptables y vibraciones experimentadas por el operador. Los vehículos con transmisiones hidráulicas pueden resultar dañados por las oscilaciones resonantes derivadas del funcionamiento de una máquina hidráulica dentro de la transmisión hidráulica o conectada a ella, incluidas las oscilaciones resonantes derivadas del funcionamiento de la transmisión hidráulica. Sin embargo, se ha comprobado que cuando se emplean máquinas y motores hidráulicos del tipo descrito anteriormente, pueden surgir vibraciones, resultantes de la naturaleza pulsátil del flujo a través de la máquina hidráulica, que pueden dar lugar a oscilaciones si coinciden con una frecuencia de resonancia de uno o más componentes. La vibración de un componente a su frecuencia de resonancia sólo se producirá si existe una vía de transmisión mecánica desde la fuente de excitación hasta el componente. Se pueden producir vibraciones que dependen de la frecuencia con la que se seleccionan los ciclos activos. Por ejemplo, si se seleccionan diez ciclos activos por segundo, espaciados igualmente en el tiempo, las vibraciones pueden surgir a 10 Hz. Del mismo modo, también pueden surgir problemas por las vibraciones asociadas a la frecuencia de los ciclos inactivos del volumen de la cámara de trabajo. Por ejemplo, si en cada revolución del eje, todas las cámaras de trabajo llevan a cabo un ciclo activo pero una cámara de trabajo cada 0,1 segundos lleva a cabo un ciclo inactivo, en el que los ciclos inactivos están espaciados en el tiempo por igual, puede haber una vibración de 10 Hz, como resultado. Resonant oscillations in vehicles have a number of negative effects, for example component damage, unacceptable noise and vibrations experienced by the operator. Vehicles with hydraulic transmissions can be damaged by resonant oscillations from the operation of a hydraulic machine within or connected to the hydraulic transmission, including resonant oscillations from operation of the hydraulic transmission. However, it has been found that when hydraulic machines and motors of the type described above are used, vibrations may arise, resulting from the pulsatile nature of the flow through the hydraulic machine, which can give rise to oscillations if they coincide with a resonant frequency. of one or more components. Vibration of a component at its resonant frequency will only occur if there is a mechanical transmission path from the excitation source to the component. Vibrations may occur depending on the frequency with which active cycles are selected. For example, if ten active cycles per second, equally spaced in time, are selected, vibrations may arise at 10 Hz. Similarly, problems may also arise from vibrations associated with the frequency of chamber volume inactive cycles. of work. For example, if at each revolution of the shaft, all work chambers perform an active cycle but one work chamber every 0.1 seconds performs an idle cycle, where the idle cycles are spaced apart in time by the same, there may be a vibration of 10 Hz, as a result.

Estas vibraciones pueden ser más perjudiciales, simplemente porque se hacen relevantes cuando la máquina está funcionando a una proporción elevada de desplazamiento máximo, y por lo tanto en circunstancias en las que hay un alto rendimiento de potencia, y actúan mayores fuerzas.These vibrations can be more detrimental, simply because they become relevant when the machine is running at a high ratio of maximum displacement, and therefore in circumstances where there is high power output, and greater forces are at work.

Normalmente, el funcionamiento de una máquina hidráulica dentro de un vehículo (por ejemplo, una excavadora) generará vibraciones que se pueden clasificar en tres grupos: vibraciones inaceptables, indeseables y aceptables. El controlador puede estar configurado para determinar (y el procedimiento puede comprender la determinación) si las vibraciones se clasifican como vibraciones inaceptables, vibraciones indeseables o vibraciones aceptables en función de factores que comprenden la magnitud de estas vibraciones y/o la frecuencia de estas vibraciones y/o es la presencia de una vía de transmisión mecánica de estas vibraciones para permitir la excitación de otros componentes. Cuando la demanda es cuantificada, las pulsaciones de salida de la máquina hidráulica pueden contener un cierto contenido de frecuencia que comprende frecuencias que no se consideran inaceptables o indeseables, dado que no causan vibraciones percibidas por el conductor, o no dan lugar a ruidos audibles, o dan lugar a vibraciones que podrían causar daños a los componentes. Sin embargo, el contenido de frecuencia puede provocar pulsaciones en la presión que no deseamos utilizar al calcular el par de la máquina hidráulica. Se conoce el contenido de frecuencia de la presión, que se puede eliminar por medio de un filtro de promedio móvil. (En el caso de que el tamaño de la ventana se ajuste dinámicamente de forma que el filtro de promedio móvil elimine esta frecuencia aceptable en particular, el filtro también eliminará los armónicos de esa frecuencia, y como el filtro de promedio móvil es un tipo de filtro de paso bajo, también atenuará parcialmente todas las frecuencias por encima de la frecuencia aceptable.Normally, the operation of a hydraulic machine inside a vehicle (for example, an excavator) will generate vibrations that can be classified into three groups: unacceptable, undesirable and acceptable vibrations. The controller may be configured to determine (and the method may comprise the determination) whether vibrations are classified as unacceptable vibrations, undesirable vibrations, or acceptable vibrations based on factors including the magnitude of these vibrations and/or the frequency of these vibrations and /o is the presence of a mechanical transmission path for these vibrations to allow the excitation of other components. When the demand is quantized, the output pulsations of the hydraulic machine may contain a certain frequency content comprising frequencies that are not considered unacceptable or undesirable, since they do not cause vibrations perceived by the driver, or do not give rise to audible noise, or give rise to vibrations that could cause damage to components. However, the frequency content can cause pulsations in pressure that we do not want to use when calculating the torque of the hydraulic machine. The frequency content of the pressure is known, which can be removed by means of a moving average filter. (In the event that the window size is dynamically adjusted so that the moving average filter removes this particular acceptable frequency, the filter will also remove harmonics at that frequency, and since the moving average filter is a type of low pass filter, it will also partially attenuate all frequencies above the acceptable frequency.

La señal de demanda es utilizada por la máquina hidráulica (por ejemplo, por un controlador de la máquina hidráulica) para tomar decisiones sobre si cada cámara de trabajo del grupo de una o más cámaras de trabajo lleva a cabo un ciclo activo o un ciclo inactivo para cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo. Cuando la señal de demanda se calcula en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores, hemos comprobado que puede haber vibraciones u oscilaciones no deseadas derivadas de las frecuencias de activación o inactivación de los cilindros resultantes del patrón de ciclos activos e inactivos implementado por la máquina hidráulica en respuesta a la señal de demanda. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si la propiedad medida es la presión o el caudal en un lugar del circuito hidráulico en comunicación fluida con el grupo de una o más cámaras de trabajo, y/o una posición o velocidad de movimiento de uno o más de los actuadores en comunicación fluida con el grupo de una o más cámaras de trabajo. Sería ventajoso suprimir estas frecuencias del bucle de retroalimentación.The demand signal is used by the hydraulic machine (for example, by a controller of the hydraulic machine) to make decisions about whether each work chamber in the group of one or more work chambers performs an active cycle or an inactive cycle. for each working chamber in each working chamber volume cycle. When the demand signal is calculated in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, we have found that there may be unwanted vibrations or oscillations due to the on/off frequencies of the cylinders resulting from the on-cycling pattern. and inactive implemented by the hydraulic machine in response to the demand signal. This can occur, for example, if the measured property is the pressure or flow at a location in the hydraulic circuit in fluid communication with the group of one or more working chambers, and/or a position or movement speed of one or more of the actuators in fluid communication with the group of one or more work chambers. It would be advantageous to remove these frequencies from the feedback loop.

Puede ser que la señal de demanda a la que responde la máquina hidráulica esté cuantificada, que tiene uno de una pluralidad de valores discretos. Puede ser que se reciba una señal de demanda (opcionalmente continua) y se cuantifique, por ejemplo, por medio de la selección del valor discreto más cercano a la demanda recibida, o el siguiente valor discreto por encima o por debajo de la demanda recibida. La histéresis se puede aplicar en la etapa de cuantificación, para evitar el parpadeo. La pluralidad de valores discretos puede ser representativa de la fracción promedio del desplazamiento total del fluido por el grupo de una o más cámaras de trabajo). Puede haber una etapa de determinación de los valores discretos, por ejemplo, calculándolos o leyéndolos de la memoria, y pueden ser variables, por ejemplo, en función de la velocidad de rotación del eje giratorio.It may be that the demand signal to which the hydraulic machine responds is quantized, having one of a plurality of discrete values. It may be that a demand signal (optionally continuous) is received and quantized, for example, by selecting the closest discrete value to the received demand, or the next discrete value above or below the received demand. Hysteresis can be applied in the quantization stage, to avoid flicker. The plurality of discrete values can be representative of the average fraction of the total fluid displacement through the group of one or more working chambers). There may be a step of determining the discrete values, for example by calculating or reading them from memory, and they may be variable, for example as a function of the speed of rotation of the rotary axis.

Puede ser que el controlador esté configurado para calcular, y el procedimiento puede comprender calcular, la señal de demanda por medio del filtrado de una señal de control basada en la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores mediante el uso de un filtro, en el que el filtro atenúa una o más frecuencias que surgen de un patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo que resulta de la máquina hidráulica que selecciona el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo que responde a la señal de demanda. Puede ser que dicho uno o más filtros comprendan al menos un filtro de promedio móvil. Puede ser que la propiedad medida del circuito hidráulico sea una presión medida (por ejemplo, en una salida de la máquina hidráulica, en uno o más actuadores, antes o después de una o más válvulas de control, etc.)The controller may be configured to calculate, and the method may comprise calculating, the demand signal by filtering a control signal based on the measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators by using a filter. , in which the filter attenuates one or more frequencies arising from a pattern of on-and-off cycling of the working chamber volume that results from the hydraulic machine selecting the net displacement of hydraulic fluid per each working chamber that responds to the demand signal. It may be that said one or more filters comprise at least one moving average filter. It may be that the measured property of the hydraulic circuit is a measured pressure (for example, at a hydraulic machine outlet, at one or more actuators, before or after one or more control valves, etc.)

El filtro se puede variar en función de un valor actual o anterior de la señal de demanda para suprimir de ese modo las frecuencias derivadas del patrón de las cámaras de trabajo que experimentan ciclos activos o inactivos derivados de la señal de demanda (cuantificada).The filter can be varied based on a current or previous value of the demand signal to thereby suppress frequencies derived from the pattern of working chambers cycling on or off derived from the (quantized) demand signal.

La pluralidad de valores discretos de la señal de demanda puede o no estar igualmente espaciada. Los valores discretos pueden o no variar con la velocidad de rotación del eje giratorio. Si varían con la velocidad de rotación del eje giratorio, se pueden seleccionar para reducir la generación de componentes de baja frecuencia. Por ejemplo, puede haber menos de 1000 o menos de 100 valores discretos. Cuando la señal de demanda es digital, no nos referimos a los posibles valores impuestos por la lógica binaria, sino a un subconjunto de los valores que se podrían representar digitalmente dado el tamaño de los bits de la señal de demanda. De ese modo, los valores discretos suelen representar menos del 10%, menos del 1% o menos del 0,1% de los valores digitales que podría tener la señal de demanda, dada su longitud de bits.The plurality of discrete values of the demand signal may or may not be equally spaced. The discrete values may or may not vary with the speed of rotation of the rotating shaft. If they vary with the speed of rotation of the rotary axis, they can be selected to reduce the generation of low-frequency components. For example, there may be fewer than 1000 or fewer than 100 discrete values. When the demand signal is digital, we are not referring to the possible values imposed by binary logic, but to a subset of the values that could be represented digitally given the bit size of the demand signal. Thus, the discrete values typically represent less than 10%, less than 1%, or less than 0.1% of the digital values that the demand signal could have, given its bit length.

Puede ser que los valores de los valores discretos varíen con la velocidad de rotación del eje giratorio y sean seleccionados para evitar la generación de frecuencias indeseables y/o inaceptables cuando la máquina hidráulica controla el desplazamiento neto del grupo de una o más cámaras de trabajo para implementar la demanda cuantificada. It may be that the values of the discrete values vary with the speed of rotation of the rotary axis and are selected to avoid the generation of undesirable and/or unacceptable frequencies when the hydraulic machine controls the net movement of the group of one or more working chambers to implement the quantified demand.

El filtro de promedio móvil suele tener una ventana de filtrado. Puede ser que la ventana de filtrado tenga una longitud de ventana de filtrado seleccionada en función del valor discreto de la señal de demanda y de la velocidad de rotación del eje giratorio para atenuar una frecuencia que surge del grupo de una o más cámaras de trabajo que llevan a cabo ciclos activos o inactivos de volumen de la cámara de trabajo a ese valor discreto de la señal de demanda y a esa velocidad de rotación del eje giratorio. Puede ser que la ventana de filtrado tenga una longitud de ventana de filtrado correspondiente a un valor inverso de una frecuencia mínima predeterminada. De ese modo, el filtro eliminará los componentes de la frecuencia mínima predeterminada y, normalmente, también atenuará los componentes de menor frecuencia. Típicamente, la frecuencia mínima predeterminada es proporcional a la velocidad de rotación del eje giratorio, para un patrón dado de ciclos activos e inactivos/demanda dada. La frecuencia mínima predeterminada se puede determinar a partir de un parámetro almacenado en la memoria para un valor discreto dado de la señal de demanda y de la velocidad de rotación del eje giratorio.The moving average filter usually has a filter window. It may be that the filter window has a filter window length selected as a function of the discrete value of the demand signal and the speed of rotation of the rotary axis to attenuate a frequency arising from the group of one or more working chambers that they carry out active or inactive cycles of volume of the working chamber at that discrete value of the demand signal and at that speed of rotation of the rotary axis. It may be that the filter window has a filter window length corresponding to an inverse value of a predetermined minimum frequency. In this way, the filter will remove the components of the predetermined minimum frequency and, normally, it will also attenuate the lower frequency components. Typically, the predetermined minimum frequency is proportional to the rotational speed of the rotating shaft, for a given pattern of on/off cycles/given demand. The predetermined minimum frequency can be determined from a parameter stored in memory for a given discrete value of the demand signal and the speed of rotation of the rotary shaft.

Aunque la longitud de la ventana del filtro puede ser fija, típicamente el controlador de la máquina hidráulica está configurado para causar ajustes periódicos de la longitud de la ventana del filtro en dependencia de la señal de demanda. El procedimiento puede comprender la realización de ajustes periódicos de la longitud de la ventana del filtro en función de la señal de demanda, por ejemplo, una vez por cada rotación del eje giratorio.Although the filter window length may be fixed, typically the hydraulic machine controller is configured to cause periodic adjustments of the filter window length based on the demand signal. The method may comprise making periodic adjustments to the length of the filter window based on the demand signal, for example once for each rotation of the rotary shaft.

Se conocen los filtros de promedio móvil que toman el promedio de una función especificada sobre un número determinado de puntos de datos anteriores (por ejemplo, datos en una ventana de datos determinada). Al calcular el promedio, se puede asignar una ponderación diferente a los diferentes puntos de datos, o se puede asignar una ponderación sustancialmente igual a cada punto de datos (por ejemplo, cuando el promedio móvil es efectivamente una media móvil). Los promedios pueden ser aritméticas, armónicas o geométricas, la mediana, la moda, etc. Cuando un filtro de promedio móvil tiene un período de filtrado fijo (por ejemplo, una ventana de datos de tamaño fijo) es poco probable que el filtro de promedio móvil filtre eficazmente todas las frecuencias no deseadas. Sin embargo, cuando la forma de onda de una función contiene una señal con una frecuencia determinada que tiene el mismo período que el tamaño de la ventana de promedio móvil, esa frecuencia se atenúa completamente (es decir, se filtra) de la función. Por lo tanto, es posible eliminar cualquier frecuencia por medio de la selección del tamaño de la ventana de un filtro de promedio móvil de forma que coincida con el período de esa frecuencia. Dado que el filtro de promedio móvil actúa como un filtro de paso bajo, cualquier frecuencia por encima de dicha frecuencia será al menos parcialmente atenuada. Otro aspecto de la invención proporciona un filtro de promedio móvil con un tamaño de ventana que cambia dinámicamente.Moving average filters are known that take the average of a specified function over a given number of previous data points (for example, data in a given data window). When calculating the average, a different weight can be assigned to different data points, or a substantially equal weight can be assigned to each data point (for example, when the moving average is effectively a moving average). The averages can be arithmetic, harmonic or geometric, the median, the mode, etc. When a moving average filter has a fixed filter period (for example, a data window of fixed size) it is unlikely that the moving average filter will effectively filter out all unwanted frequencies. However, when a function's waveform contains a signal with a given frequency that has the same period as the moving average window size, that frequency is completely attenuated (ie, filtered out) from the function. Therefore, it is possible to remove any frequency by selecting the window size of a moving average filter to match the period of that frequency. Since the moving average filter acts as a low pass filter, any frequency above that frequency will be at least partially attenuated. Another aspect of the invention provides a moving average filter with a dynamically changing window size.

Las cámaras de trabajo individuales son seleccionables, por ejemplo, por un módulo de control de válvulas, en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, para desplazar un volumen fijo predeterminado de fluido hidráulico (un ciclo activo), o para someterse a un ciclo inactivo (también denominado ciclo de inactividad) en el que no hay desplazamiento neto de fluido hidráulico, permitiendo de ese modo que el rendimiento neto de fluido de la máquina se adapte dinámicamente a la demanda indicada por la señal de demanda. El controlador y/o el módulo de control de válvulas pueden ser operables para hacer que las cámaras de trabajo individuales experimenten ciclos activos o ciclos inactivos por medio de la ejecución de un algoritmo (por ejemplo, para cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo). El procedimiento puede comprender la ejecución de un algoritmo para determinar si las cámaras de trabajo individuales se someten a ciclos activos o a ciclos inactivos (por ejemplo, para cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo). El algoritmo suele procesar la señal de demanda (por ejemplo, cuantificada).The individual working chambers are selectable, for example, by a valve control module, at each working chamber volume cycle, to displace a predetermined fixed volume of hydraulic fluid (an active cycle), or to undergo a idle cycle (also called idle cycle) in which there is no net displacement of hydraulic fluid, thereby allowing the net fluid performance of the machine to dynamically adapt to the demand indicated by the demand signal. The controller and/or valve control module may be operable to cause individual work chambers to cycle on or cycle off by running an algorithm (eg, for each work chamber volume cycle ). The method may comprise running an algorithm to determine whether individual working chambers are cycled on or cycled off (eg, for each volume cycle of the working chamber). The algorithm usually processes the demand signal (eg quantized).

El patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo llevado a cabo por las cámaras de trabajo tiene un espectro de frecuencia con uno o más picos de intensidad. Por ejemplo, si las cámaras de trabajo llevaran a cabo, de forma alternada, ciclos activos e inactivos, se produciría un pico de intensidad a una frecuencia igual a la mitad de la frecuencia de ciclos del volumen de la cámara de trabajo. De forma más general, las cámaras de trabajo sufrirán un patrón más complejo de ciclos activos e inactivos, que tiene un espectro de frecuencia con uno o más picos de intensidad.The pattern of on and off cycling of the working chamber volume carried out by the working chambers has a frequency spectrum with one or more intensity peaks. For example, if the working chambers were to alternately cycle on and off, an intensity peak would occur at a frequency equal to half the frequency of cycling the volume of the working chamber. More generally, the working chambers will undergo a more complex pattern of active and inactive cycles, which has a frequency spectrum with one or more intensity peaks.

El patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo llevado a cabo por las cámaras de trabajo tiene típicamente un período finito, en el que el período finito puede variar dentro de un intervalo de valores aceptables. Por ejemplo, el patrón de ciclos activos e inactivos puede tener un período mínimo de al menos 0,001 s, o al menos 0,005 s, o al menos 0,01 s y/o puede tener un período máximo de al menos 0,1 s, o al menos 0,5 s.The pattern of cycling the work chamber volume on and off performed by the work chambers typically has a finite period, wherein the finite period can vary within a range of acceptable values. For example, the pattern of on and off cycles may have a minimum period of at least 0.001 s, or at least 0.005 s, or at least 0.01 s and/or may have a maximum period of at least 0.1 s, or at least 0.5s.

En una máquina de ejemplo, el período mínimo puede ser de 2 ms (causado por la frecuencia de activación de los 12 cilindros a una velocidad máxima de 2050 RPM). Los expertos en la técnica apreciarán que con velocidades más altas del motor principal, o con más cilindros, el período mínimo podría ser de 1 ms (o inferior). En una primera realización, es preferente eliminar todas las frecuencias inferiores a 5 Hz, lo que corresponde a un período de 0,2 s.On an example machine, the minimum period might be 2 ms (caused by the firing frequency of all 12 cylinders at a maximum speed of 2050 RPM). Those skilled in the art will appreciate that with higher main engine speeds, or with more cylinders, the minimum period could be 1ms (or less). In a first embodiment, it is preferred to remove all frequencies below 5 Hz, which corresponds to a period of 0.2 s.

Típicamente, el intervalo de períodos aceptables se selecciona en función del contenido de frecuencia aceptable. A partir de este período máximo aceptable se seleccionará un intervalo finito aceptable de demandas de desplazamiento que dependerá del número de cilindros y del intervalo de funcionamiento del motor principal. Por ejemplo, el intervalo de valores Fd aceptables se puede seleccionar para comprender un número finito de fracciones enteras de la demanda de desplazamiento. Los denominadores del número finito de fracciones enteras se pueden seleccionar en función de la velocidad de rotación del eje de rotación, por ejemplo, los denominadores se pueden seleccionar de forma que el período sea inferior a un período máximo. Normalmente, los valores aceptables de los denominadores del número finito de fracciones enteras varían en función de la velocidad de rotación del eje giratorio. Es beneficioso tener un período corto porque esto corresponde a ciclos más frecuentes del volumen de la cámara de trabajo activa o inactiva y por lo tanto elimina el contenido de baja frecuencia de las activaciones de la cámara.Typically, the range of acceptable periods is selected based on the acceptable frequency content. From this maximum acceptable period, a finite acceptable range of displacement demands will be selected which will depend on the number of cylinders and the operating range of the main engine. For example, the range of acceptable Fd values may be selected to comprise a finite number of integer fractions of the displacement demand. The denominators of the finite number of integer fractions can be selected as a function of the rate of rotation of the axis of rotation, eg the denominators can be selected such that the period is less than a maximum period. Normally, the acceptable values of the denominators of the number finite to whole fractions vary as a function of the speed of rotation of the rotating shaft. It is beneficial to have a short period because this corresponds to more frequent cycling of the working chamber volume on or off and thus eliminates low frequency content from chamber activations.

Típicamente, el tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil se selecciona en función de la frecuencia del patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo. Por ejemplo, si el patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo tiene una frecuencia de 10,5 Hz, el tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil se puede seleccionar de forma que tenga un período de 0,095 s.Typically, the moving average filter window size is selected based on the frequency of the pattern of on-off cycles of the working chamber volume. For example, if the pattern of cycling the working chamber volume has a frequency of 10.5 Hz, the window size of the moving average filter can be selected to have a period of 0.095 s.

La frecuencia de las cámaras de trabajo que llevan a cabo ciclos activos o inactivos es proporcional a la velocidad de rotación del eje giratorio (revoluciones por segundo). Esto se debe a que normalmente habrá un punto durante cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo en el que una determinada cámara de trabajo se compromete a llevar a cabo un ciclo activo o un ciclo inactivo. Por ejemplo, se suele decidir si se cierra o no una válvula controlada electrónicamente que regula el flujo de fluido hidráulico entre una cámara de trabajo y el colector de fluido hidráulico de baja presión. De ese modo, las frecuencias (potencialmente indeseables) derivadas de una determinada secuencia de ciclos activos e inactivos son proporcionales a la velocidad a la que se producen los ciclos, es decir, proporcionales a la velocidad de rotación del eje giratorio. De ese modo, el tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil se selecciona típicamente en función de la señal de demanda y de la velocidad de rotación del eje giratorio.The frequency of the working chambers that carry out active or inactive cycles is proportional to the speed of rotation of the rotary axis (revolutions per second). This is because there will typically be a point during each work chamber volume cycle at which a given work chamber commits to either an active cycle or an inactive cycle. For example, it is often decided whether or not to close an electronically controlled valve that regulates the flow of hydraulic fluid between a working chamber and the low-pressure hydraulic fluid manifold. In this way, the (potentially undesirable) frequencies derived from a certain sequence of active and inactive cycles are proportional to the speed at which the cycles occur, that is, proportional to the speed of rotation of the rotating shaft. Thus, the window size of the moving average filter is typically selected as a function of the demand signal and the speed of rotation of the rotary shaft.

No obstante, puede haber frecuencias no deseadas (por ejemplo, una gama de frecuencias) que comprenden una o más frecuencias resonantes de una porción de una máquina hidráulica y/o una o más frecuencias resonantes de una porción del vehículo (por ejemplo, la excavadora), que forma parte de o está en comunicación mecánica con (por ejemplo, acoplada mecánicamente a) la máquina hidráulica, cuyas frecuencias resonantes no varían proporcionalmente a la velocidad de rotación del eje giratorio.However, there may be unwanted frequencies (eg, a range of frequencies) comprising one or more resonant frequencies of a portion of a hydraulic machine and/or one or more resonant frequencies of a portion of the vehicle (eg, excavator ), which is part of or in mechanical communication with (for example, mechanically coupled to) the hydraulic machine, whose resonant frequencies do not vary proportionally to the speed of rotation of the rotating shaft.

Lo importante es la frecuencia con la que varía el número de cámaras de trabajo que llevan a cabo ciclos activos (o inactivos, de acuerdo con el caso). Si el número de cámaras de trabajo que llevan a cabo ciclos activos (o inactivos, de acuerdo con el caso) se modificó en una cantidad constante, eso no afecta a la frecuencia fundamental. Por ejemplo, si en puntos de decisión sucesivos (es decir, puntos en el tiempo en los que se decide si una o más cámaras de trabajo se deben someter a ciclos activos o inactivos), se determina que una secuencia de cámaras de trabajo puede estar representada por 1's y 0's, en el que 0 representa un ciclo de cámara inactiva y 1 representa un ciclo de cámara activa, por ejemplo: 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1 (esta secuencia tiene la misma frecuencia fundamental que la secuencia 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0).What is important is the frequency with which the number of work chambers that carry out active (or inactive, depending on the case) cycles varies. If the number of working chambers that cycle on (or off, as the case may be) has been changed by a constant amount, this does not affect the fundamental frequency. For example, if at successive decision points (i.e., points in time at which it is decided whether one or more working chambers should be cycled on or off), it is determined that a sequence of working chambers may be represented by 1's and 0's, where 0 represents an inactive chamber cycle and 1 represents an active chamber cycle, for example: 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1 (this sequence has the same frequency fundamental than the sequence 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0).

En consecuencia, la invención reconoce que la máquina hidráulica generará vibraciones con picos de intensidad a frecuencias que dependen del patrón de ciclos activos e inactivos llevados a cabo por las cámaras de trabajo y que, para una secuencia dada de ciclos activos e inactivos, es proporcional a la velocidad de rotación del eje giratorio. De acuerdo con la invención, el patrón de las señales de comando de la válvula se controla para reducir las vibraciones no deseadas evitando ciertos intervalos de Fd, lo que significa que el desplazamiento neto objetivo a veces no se cumple exactamente. Sin embargo, en los sistemas de retroalimentación de bucle cerrado se pueden corregir los errores derivados de ello. El patrón de las señales de mando de la válvula suele afectar a la frecuencia con la que se producen los uno o más picos de intensidad del espectro de frecuencias, por medio de la determinación de si cada cámara de trabajo sufre ciclos activos o inactivos. Sin embargo, si la cantidad de fluido hidráulico desplazado por las cámaras de trabajo varía entre ciclos, entonces el desplazamiento neto determinado por el patrón de señales de control de la válvula durante cada ciclo del volumen de la cámara de trabajo también afecta a la frecuencia a la que se producen los uno o más picos de intensidad del espectro de frecuencias.Consequently, the invention recognizes that the hydraulic machine will generate vibrations with intensity peaks at frequencies that depend on the pattern of active and inactive cycles carried out by the working chambers and that, for a given sequence of active and inactive cycles, it is proportional at the speed of rotation of the rotating shaft. In accordance with the invention, the pattern of the valve command signals is controlled to reduce unwanted vibrations by avoiding certain ranges of Fd, which means that the target net displacement is sometimes not met exactly. However, in closed-loop feedback systems, the errors derived from it can be corrected. The pattern of the valve command signals often affects the frequency with which the one or more intensity peaks in the frequency spectrum occur by determining whether each working chamber is cycled on or off. However, if the amount of hydraulic fluid displaced by the working chambers varies between cycles, then the net displacement determined by the pattern of valve control signals during each cycle of the working chamber volume also affects the frequency a which the one or more intensity peaks of the frequency spectrum occur.

Cuando la señal de demanda está cuantificada, los patrones de ciclos activos e inactivos en estos desplazamientos discretos (“desplazamientos cuantificados”) causan patrones de habilitación de cilindros con contenido de frecuencia conocido y, como tal, se conoce el patrón de frecuencia más bajo de los patrones de habilitación de cilindros presentes. En consecuencia, el procedimiento puede comprender el ajuste dinámico (y el controlador puede estar configurado para ajustar) del tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil, de forma que el filtro de promedio móvil atenúe totalmente la frecuencia más baja conocida. El procedimiento puede comprender el ajuste (y el controlador puede estar configurado para ajustar) del tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil en función de la velocidad de rotación del eje giratorio y/o del desplazamiento actual del fluido hidráulico. Por ejemplo, si la cuantificación da lugar a un período de 10 ms, el tamaño de la ventana del filtro de promedio móvil se puede seleccionar para que también tenga un período de 10 ms y de ese modo atenuar, por ejemplo, el filtro) un patrón de habilitación de cilindros de 10 Hz.When the demand signal is quantized, the patterns of on and off cycles at these discrete offsets ("quantized offsets") cause cylinder enable patterns with known frequency content, and as such, the lowest frequency pattern of the demand signal is known. the cylinder enable patterns present. Accordingly, the method may comprise dynamically adjusting (and the controller may be configured to adjust) the size of the moving average filter window such that the moving average filter fully attenuates the lowest known frequency. The method may comprise adjusting (and the controller may be configured to adjust) the moving average filter window size as a function of rotational speed of the rotary shaft and/or current hydraulic fluid displacement. For example, if the quantization results in a period of 10 ms, the window size of the moving average filter can be selected to also have a period of 10 ms, thus attenuating, for example, the filter) a 10 Hz cylinder enable pattern.

Puede ser que el controlador reciba una señal de demanda (típicamente una señal de demanda continua) y determine una serie de valores correspondiente, dicha serie de valores corresponde a un patrón de ciclos activos y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo para satisfacer de ese modo la señal de demanda (es decir, cuando la señal de demanda (Fd) resultante del patrón de ciclos activos y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo se promedia durante un período de tiempo). El procedimiento puede comprender la recepción de una señal de demanda (típicamente una señal de demanda continua) y la determinación de una serie de valores correspondientes, dicha serie de valores corresponde a un patrón de ciclos activos y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo para satisfacer de ese modo la señal de demanda (es decir, cuando la señal de demanda (Fd) resultante del patrón de ciclos activos y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo se promedia durante un período de tiempo).It may be that the controller receives a demand signal (typically a continuous demand signal) and determines a corresponding series of values, said series of values corresponds to a pattern of cycling on and/or off the volume of the working chamber to satisfy thereby the demand signal (ie, when the demand signal (Fd) resulting from the pattern of on/off cycling of the working chamber volume is averaged over a period of time). The procedure can comprise the reception of a demand signal (typically a continuous demand signal) and the determination of a series of corresponding values, said series of values corresponding to a pattern of active and/or inactive cycles of the volume of the storage chamber. work to thereby satisfy the demand signal (i.e., when the demand signal (Fd) resulting from the pattern of active cycles and/or idle chamber volume is averaged over a period of time).

Por ejemplo, el controlador puede recibir una señal de demanda continua para el 90% del desplazamiento máximo y puede determinar una serie de valores que comprenda al menos 100 valores, o preferentemente al menos 500 valores, o más preferentemente al menos 1000 valores. La serie de valores puede comprender una secuencia repetitiva y, por lo tanto, el patrón de ciclos activos y/o inactivos puede comprender un período que corresponde a la secuencia repetitiva.For example, the controller may receive a continuous demand signal for 90% of maximum displacement and may determine a series of values comprising at least 100 values, or preferably at least 500 values, or more preferably at least 1000 values. The series of values may comprise a repetitive sequence and therefore the pattern of active and/or inactive cycles may comprise a period corresponding to the repetitive sequence.

El procedimiento puede comprender la selección de una frecuencia mínima permisible (por ejemplo, 5 Hz, 10 Hz), y posteriormente la creación de una lista cuantificada de la pluralidad de valores discretos de la demanda (por ejemplo, Fd), dichos valores (por ejemplo, de Fd) seleccionados para causar uno o más patrones de activación del cilindro, en el que dichos patrones sólo tienen contenido de frecuencia por encima de la frecuencia mínima permisible. El controlador puede estar configurado para determinar una frecuencia mínima permitida (por ejemplo, 5 Hz, 10 Hz), y posteriormente crear una lista cuantificada de la pluralidad de valores discretos de la demanda (por ejemplo, Fd), dichos valores (por ejemplo, de Fd) seleccionados para causar uno o más patrones de activación del cilindro, en el que dichos patrones sólo tienen contenido de frecuencia por encima de la frecuencia mínima permitida.The method may comprise selecting a minimum allowable frequency (eg 5 Hz, 10 Hz), and subsequently creating a quantized list of the plurality of discrete demand values (eg Fd), said values (eg example, of Fd) selected to cause one or more patterns of cylinder activation, wherein said patterns only have frequency content above the minimum allowable frequency. The controller may be configured to determine a minimum allowed frequency (eg, 5 Hz, 10 Hz), and subsequently create a quantized list of the plurality of discrete demand values (eg, Fd), those values (eg, of Fd) selected to cause one or more cylinder activation patterns, wherein said patterns only have frequency content above the minimum allowed frequency.

La lista cuantificada de valores admisibles de demanda puede depender del número de cilindros de la máquina y/o de la velocidad operativa de rotación de los ejes giratorios de la máquina (dado que la velocidad de rotación del eje giratorio y el número de cilindros afectarán a las frecuencias presentes para un valor de demanda determinado) Para cada valor de la demanda en la lista es posible calcular la frecuencia mínima presente. Mientras la máquina está en funcionamiento, la señal de demanda (filtrada) se transmite al controlador de la máquina hidráulica. El procedimiento puede comprender la recepción de un valor representativo de una demanda (por ejemplo, Fd) y de una velocidad de rotación medida del eje giratorio y la consulta de una tabla de búsqueda (para determinar de ese modo la frecuencia más baja presente como resultado de los patrones de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo para dicha Fd demandada), por medio de la selección de un tamaño de ventana correspondiente a la frecuencia más baja presente, el cálculo de un promedio móvil (por ejemplo, la media) de una señal de control medida (por ejemplo, la presión) (es decir, a partir de las presiones medidas dentro de la ventana) y, de este modo, atenuar totalmente la frecuencia más baja presente en la señal de control (derivada del patrón de ciclos activos o inactivos del volumen de la cámara de trabajo). Como el filtro de promedio móvil es un tipo de filtro de paso bajo, las demás frecuencias por encima de la frecuencia mínima también se atenuarán parcialmente.The quantified list of allowable demand values may depend on the number of cylinders in the machine and/or the operating speed of rotation of the rotating shafts of the machine (as the speed of rotation of the rotary shaft and the number of cylinders will affect the frequencies present for a given demand value) For each demand value in the list it is possible to calculate the minimum frequency present. While the machine is running, the (filtered) demand signal is transmitted to the hydraulic machine controller. The method may comprise receiving a value representative of a request (for example Fd) and a measured speed of rotation of the rotary axis and consulting a lookup table (in order to thereby determine the lowest frequency present as a result). of the patterns of active and inactive cycles of the volume of the working chamber for said demanded Fd), by means of the selection of a size of window corresponding to the lowest frequency present, the calculation of a moving average (for example, the mean) of a measured control signal (e.g. pressure) (i.e. from the measured pressures within the window) and thereby fully attenuate the lowest frequency present in the control signal (derived of the pattern of active or inactive cycles of the volume of the working chamber). Since the moving average filter is a type of low-pass filter, all other frequencies above the minimum frequency will also be partially attenuated.

Típicamente, el procedimiento comprende ajustar dinámicamente el tamaño de la ventana seleccionada. El controlador puede estar configurado para ajustar dinámicamente el tamaño de la ventana seleccionada.Typically, the method comprises dynamically adjusting the size of the selected window. The controller may be configured to dynamically adjust the size of the selected window.

Normalmente, el tamaño de la ventana depende de la frecuencia más baja presente (que a su vez depende de la velocidad de rotación del eje giratorio). El tamaño de la ventana se puede sincronizar (es decir, ajustarse) una vez por señal de revolución.Normally, the size of the window depends on the lowest frequency present (which in turn depends on the speed of rotation of the rotary axis). The window size can be timed (ie adjusted) once per revolution signal.

Por medio del ajuste dinámico del tamaño de la ventana (típicamente para que coincida con la inversa de la frecuencia más baja conocida), el filtro de promedio móvil puede atenuar totalmente esta frecuencia de la señal de control o de demanda recibida. Esto tiene la ventaja de mejorar la velocidad del motor principal y de permitir que una máquina hidráulica funcione más cerca del límite de velocidad (o par) del motor principal durante un mayor porcentaje del tiempo en que está en uso.By dynamically adjusting the window size (typically to match the inverse of the lowest known frequency), the moving average filter can fully attenuate this frequency from the received demand or control signal. This has the advantage of improving prime mover speed and allowing a hydraulic machine to run closer to the speed (or torque) limit of the prime mover for a greater percentage of the time it is in use.

Puede ser que una o más de las frecuencias resonantes (y/o intervalos de frecuencias indeseables) no varíen con la velocidad de rotación del eje giratorio. Sin embargo, puede ser que una o más de las frecuencias resonantes (y/o intervalos de frecuencias indeseables) varíen con la velocidad de rotación del eje giratorio. Una o más de las frecuencias resonantes (y/o intervalos de frecuencias indeseables) pueden variar en función de un parámetro, que puede ser independiente de la velocidad de rotación del eje giratorio. Por ejemplo, una o más de dichas frecuencias resonantes (por ejemplo, del ariete) pueden depender de la posición de un ariete o de la pluma. Los uno o más parámetros pueden ser parámetros medidos por uno o más sensores.It may be that one or more of the resonant frequencies (and/or ranges of undesirable frequencies) do not vary with the speed of rotation of the rotating shaft. However, it may be that one or more of the resonant frequencies (and/or ranges of undesirable frequencies) vary with the speed of rotation of the rotating shaft. One or more of the resonant frequencies (and/or ranges of undesirable frequencies) may vary as a function of a parameter, which may be independent of the speed of rotation of the rotating shaft. For example, one or more of said resonant (eg ram) frequencies may depend on the position of a ram or boom. The one or more parameters may be parameters measured by one or more sensors.

Este procedimiento es útil para atenuar las frecuencias conocidas de una máquina hidráulica que se controla para producir un desplazamiento cuantificado. El patrón de baja frecuencia del desplazamiento continuo puede, en algunos casos, causar grandes tamaños de ventana (por ejemplo, si la frecuencia es muy baja) y, como tal, un retraso considerable en el control. Además, como el desplazamiento es continuo (y no en etapas fijas) los patrones de actuación de la cámara de trabajo no alcanzan un estado de patrón repetitivo.This procedure is useful for attenuating the known frequencies of a hydraulic machine that is controlled to produce a quantized displacement. The low-frequency pattern of continuous scrolling can, in some cases, cause large window sizes (for example, if the frequency is very low) and, as such, considerable delay in control. Furthermore, since the displacement is continuous (and not in fixed steps) the actuation patterns of the working chamber do not reach a state of repetitive pattern.

Puede ser que al menos uno de dichos filtros reciba una señal y emita una señal, en la que la señal de salida no cambia como resultado de que la señal de entrada cambie dentro de una banda. Típicamente, la señal de entrada es la señal de control (por ejemplo, la presión medida, el flujo o la posición o velocidad del actuador) o una señal derivada de la misma. Normalmente, la salida es la señal de demanda o se procesa posteriormente para dar la señal de demanda.It may be that at least one of said filters receives a signal and outputs a signal, where the output signal does not change as a result of the input signal changing within a band. Typically, the input signal is the control signal (for example, measured pressure, flow, or actuator position or speed) or a signal derived from it. Normally the output is the demand signal or is further processed to give the demand signal.

Las contribuciones de los accionamientos individuales de la cámara de trabajo pueden causar una ondulación de la presión pulsátil. Dado que los cambios en la presión se utilizan para permitir la toma de decisiones (por ejemplo, una decisión de cambio de Fd, etc.), los pequeños cambios en la presión causados por la ondulación de la presión pulsátil podrían ser malinterpretados como cambios de presión reales y deliberados, lo que podría llevar a una decisión errónea.Contributions from individual working chamber drives can cause a pulsatile pressure ripple. Since changes in pressure are used to enable decision making (for example, an Fd change decision, etc.), small changes in pressure caused by pulsatile pressure ripple they could be misinterpreted as real and deliberate pressure changes, which could lead to a wrong decision.

Puede ser que la salida del filtro permanezca en un valor sustancialmente constante hasta que el valor de entrada cambie para estar fuera de un intervalo de rechazo predeterminado (“banda muerta”) de la salida. Puede ser que la salida del filtro haga un cambio de etapa (por ejemplo, al valor actual de la entrada) cuando los valores de entrada cambian para estar fuera del intervalo de rechazo predeterminado de la salida.It may be that the output of the filter remains at a substantially constant value until the input value changes to be outside a predetermined rejection interval ("deadband") of the output. It may be that the output of the filter does a step change (for example, to the current value of the input) when the input values change to be outside the default rejection range of the output.

Esto tiene la ventaja de que la ondulación de la presión pulsátil (o las variaciones en otras variables medidas utilizadas para la retroalimentación) no influyen en el control del par de la máquina hidráulica, pero los grandes cambios en la presión (no la ondulación), u otras señales de control, se tienen en cuenta.This has the advantage that pulsatile pressure ripple (or variations in other measured variables used for feedback) do not influence the torque control of the hydraulic machine, but large changes in pressure (not ripple), or other control signals, are taken into account.

El intervalo de rechazo predeterminado se puede seleccionar en respuesta a un intervalo esperado de pulsación de presión. El intervalo de rechazo predeterminado puede comprender un intervalo de presión de al menos 10 bar, al menos 20 bar o al menos 30 bar (por ejemplo, 20 bar). Los expertos en la técnica apreciarán que el intervalo de rechazo predeterminado se selecciona típicamente en función del sistema hidráulico específico en el que se pretende utilizar. Sin embargo, el intervalo de rechazo predeterminado puede ser opcionalmente ajustable, por ejemplo, si la conformidad y/o la rigidez del sistema hidráulico cambia (por ejemplo, cuando se proporciona un acumulador).The default rejection interval may be selected in response to an expected interval of pressure pulsing. The predetermined rejection range may comprise a pressure range of at least 10 bar, at least 20 bar or at least 30 bar (eg 20 bar). Those skilled in the art will appreciate that the predetermined reject range is typically selected based on the specific hydraulic system in which it is intended to be used. However, the predetermined rejection interval can be optionally adjustable, for example, if the compliance and/or rigidity of the hydraulic system changes (for example, when an accumulator is provided).

Los motores y las bombas tardan un tiempo finito en responder a un cambio en la demanda. Las bombas (por ejemplo, los ECM) suelen responder más rápidamente que los motores.Motors and pumps take a finite amount of time to respond to a change in demand. Pumps (eg ECMs) tend to respond more quickly than motors.

En consecuencia, otro aspecto de la invención proporciona un aparato que comprende un motor primario (por ejemplo, un motor) y una pluralidad de actuadores hidráulicos, una máquina hidráulica que tiene un eje giratorio accionado con el motor primario y que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo que tienen un volumen que varía cíclicamente con la rotación del eje giratorio, un circuito hidráulico que se extiende entre un grupo de una o más cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y uno o más de los actuadores hidráulicos,Accordingly, another aspect of the invention provides an apparatus comprising a prime mover (eg an engine) and a plurality of hydraulic actuators, a hydraulic machine having a rotatable shaft driven by the prime mover and comprising a plurality of chambers working chambers that have a volume that varies cyclically with the rotation of the rotary axis, a hydraulic circuit that extends between a group of one or more working chambers of the hydraulic machine and one or more of the hydraulic actuators,

cada cámara de trabajo de la máquina hidráulica comprende una válvula de baja presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de baja presión y una válvula de alta presión que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión,each working chamber of the hydraulic machine comprises a low-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a low-pressure manifold and a high-pressure valve that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a high pressure manifold,

la máquina hidráulica está configurada para controlar activamente al menos las válvulas de baja presión del grupo de una o más cámaras de trabajo para seleccionar el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda,the hydraulic machine is configured to actively control at least the group low-pressure valves of one or more working chambers to select the net displacement of hydraulic fluid per each working chamber in each working chamber volume cycle, and by Therefore, the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more working chambers, in response to a demand signal,

el aparato comprende un regulador de velocidad del motor principal operable para regular la velocidad del motor principal en respuesta a una señal de control del motor principal, en la que el aparato está configurado para regular la señal de control del motor principal por medio de una señal relacionada con una demanda de par.The apparatus comprises a main engine speed controller operable to regulate the main engine speed in response to a main engine control signal, wherein the apparatus is configured to regulate the main engine control signal by means of a signal. related to a demand for pair.

La invención se extiende a un procedimiento de funcionamiento del aparato que comprende la regulación de la velocidad del motor primario en respuesta a una señal de control del motor primario, en la que la señal de control del motor primario se regula por medio de la alimentación de una señal relacionada con una demanda de par.The invention extends to a method of operating the apparatus comprising regulating the speed of the prime mover in response to a prime mover control signal, wherein the prime mover control signal is regulated by means of power supply. a signal related to a demand for torque.

La demanda de par es típicamente una demanda de par de la máquina hidráulica, aunque puede ser una demanda de par de otro componente, por ejemplo de un componente que es accionado por la máquina hidráulica.The torque demand is typically a torque demand from the hydraulic machine, although it may be a torque demand from another component, for example from a component that is driven by the hydraulic machine.

El procedimiento puede comprender la regulación del motor primario a una velocidad objetivo que responde a una entrada del operador (que normalmente establece la velocidad objetivo). Normalmente, el regulador de velocidad de la máquina motriz regula la velocidad deseada en función de la información facilitada por el operador (que suele fijar la velocidad deseada). La señal relacionada con una demanda de par puede ser la propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores, o una entrada de funcionamiento. La señal relacionada con la demanda de par motor puede estar asociada a una presión o a un caudal determinados. La señal relacionada con la demanda de par motor puede ser una señal filtrada. El regulador de velocidad de la máquina motriz puede ser un controlador de la máquina motriz (por ejemplo, que comprende uno o más procesadores que ejecutan un código de programa almacenado).The method may comprise regulating the prime mover at a target speed responsive to input from the operator (usually setting the target speed). Typically, the prime mover's speed governor regulates the desired speed based on input from the operator (who usually sets the desired speed). The signal related to a torque demand may be the measured property of the hydraulic circuit or of one or more actuators, or an operating input. The signal related to the motor torque demand may be associated with a certain pressure or flow rate. The signal related to the torque demand may be a filtered signal. The prime mover speed governor may be a prime mover controller (eg, comprising one or more processors executing stored program code).

Típicamente, la señal de control del motor primario se regula para hacer que el regulador del motor primario aumente el par aplicado del motor primario en respuesta a un aumento en la demanda de par.Typically, the prime mover control signal is regulated to cause the prime mover governor to increase the applied prime mover torque in response to an increase in torque demand.

Típicamente, el procedimiento comprende regular, y el aparato está configurado para regular, la señal de control del motor primario para hacer que el regulador del motor primario aumente el par aplicado del motor primario y posteriormente, después de un período de retardo, (y opcionalmente en dependencia de una velocidad y/o presión y/o Fd, etc.), regular la señal de demanda para aumentar el desplazamiento del fluido de trabajo y el par ejercido por el grupo de una o más cámaras de trabajo. Típicamente esto es tal que el aumento del par ejercido por la una o más cámaras de trabajo se aplica simultáneamente con (por ejemplo, al mismo tiempo que) el aumento del par del motor principal.Typically, the method comprises regulating, and the apparatus is configured to regulate, the prime mover control signal to cause the prime mover governor to increase the applied prime mover torque and then, after a delay period, (and optionally depending on speed and/or pressure and/or Fd, etc.), regulate the demand signal to increase the displacement of the working fluid and the torque exerted by the group of one or more working chambers. Typically this is such that the increase in torque exerted by the one or more work chambers is applied simultaneously with (eg at the same time as) the increase in torque from the main motor.

El procedimiento puede comprender el cálculo de una demanda de la máquina hidráulica, haciendo que el motor primario aumente el par para satisfacer la demanda, el retraso de la demanda de par de la máquina hidráulica hasta el punto en que el motor primario pueda satisfacer la demanda, y posteriormente tanto la carga de la bomba como el par del motor primario se aplican al mismo tiempo sin causar ningún par neto en el eje y para de ese modo mantener la velocidad del motor primario. El aparato puede estar configurado para calcular una demanda de la máquina hidráulica y hacer que el motor principal aumente el par para satisfacer la demanda, mientras que retrasa la demanda de par de la máquina hidráulica hasta el punto en el que el motor principal puede satisfacer la demanda, y posteriormente tanto la carga de la bomba como el par del motor principal se aplican al mismo tiempo sin causar ningún par neto en el eje y para de ese modo mantener la velocidad del motor principal.The procedure may comprise calculating a demand from the hydraulic machine, making the motor prime mover increases torque to meet the demand, delaying the torque demand of the hydraulic machine until the point where the prime mover can meet the demand, and thereafter both the pump load and the prime mover torque are applied to the prime mover. same time without causing any net torque on the y-shaft to thereby maintain prime mover speed. The apparatus may be configured to calculate a hydraulic machine demand and cause the prime mover to increase torque to meet the demand, while delaying the hydraulic machine torque demand until the point where the prime mover can meet the demand. demand, and subsequently both the pump load and the prime mover torque are applied at the same time without causing any net torque on the shaft and thereby maintain the prime mover speed.

Cuando el motor principal es un motor, esto tiene la ventaja de mejorar la estabilidad del motor al evitar su caída. When the prime mover is an engine, this has the advantage of improving the stability of the engine by preventing it from falling.

La invención se extiende a un procedimiento de funcionamiento del aparato que comprende la aplicación de un límite de par a la una o más máquinas hidráulicas. El aparato puede comprender un controlador que puede ser operable para aplicar un límite de par a la una o más máquinas hidráulicas.The invention extends to a method of operating the apparatus comprising applying a torque limit to the one or more hydraulic machines. The apparatus may comprise a controller that may be operable to apply a torque limit to the one or more hydraulic machines.

Típicamente, el límite de par de la máquina hidráulica estará por debajo de un límite de par del motor principal en dependencia de una velocidad actual del motor principal (por ejemplo, la velocidad de rotación del eje giratorio). El controlador (por ejemplo, un controlador de la máquina motriz (por ejemplo, el controlador del motor) o un controlador de la máquina hidráulica) puede ser operable para recibir una medición de la velocidad actual de la máquina motriz y determinar un límite de par correspondiente de la máquina motriz, típicamente con referencia a una tabla de búsqueda que contiene una curva de velocidad de par. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la velocidad actual del motor principal y la determinación de un límite de par correspondiente del motor principal, normalmente con referencia a una tabla de búsqueda que contiene una curva de velocidad de par.Typically, the torque limit of the hydraulic machine will be below a torque limit of the main motor in dependence on a current speed of the main motor (for example, the rotational speed of the rotary shaft). The controller (eg, a prime mover controller (eg, motor controller) or hydraulic machine controller) may be operable to receive a measurement of current prime mover speed and determine a torque limit. of the prime mover, typically with reference to a lookup table containing a torque speed curve. The method may comprise receiving a current speed measurement from the main motor and determining a corresponding torque limit from the main motor, typically with reference to a lookup table containing a torque speed curve.

Alternativa o adicionalmente, el controlador (de la máquina motriz o hidráulica) puede ser operable para recibir una medición de la velocidad actual de la máquina y determinar un límite de par correspondiente de la máquina, típicamente con referencia a una tabla de búsqueda que contiene una curva de velocidad de par. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la velocidad actual de la máquina y la determinación de un límite de par correspondiente de la máquina, normalmente con referencia a una tabla de consulta que contiene una curva de velocidad de par.Alternatively or additionally, the controller (of the prime mover or hydraulics) may be operable to receive a measurement of the current speed of the machine and determine a corresponding torque limit of the machine, typically with reference to a lookup table containing a torque speed curve. The method may comprise receiving a current speed measurement from the machine and determining a corresponding torque limit from the machine, typically with reference to a lookup table containing a torque speed curve.

Cuando el motor principal es un motor que tiene un turbocompresor, el controlador del motor principal puede tener en cuenta además, y el procedimiento puede comprender tener en cuenta, uno o más parámetros asociados con el turbocompresor. Por ejemplo, cuando el turbocompresor limita la rapidez con la que un motor cambia su salida de par (por ejemplo, debido a la constante de tiempo del sistema de inducción del turbocompresor y/o la inercia del turbocompresor), el controlador del motor principal puede aplicar, y el procedimiento puede comprender la aplicación, de un límite de par temporal adicional que sea inferior al límite de par del motor principal. El controlador de la máquina hidráulica puede ser operable para hacer que la máquina hidráulica implemente, y el procedimiento puede comprender la implementación de una o más (típicamente dos o más) tasas de cambio de par, opcionalmente en dependencia de las RPM, el par actual, el límite de par temporal adicional, el par máximo del motor principal y/o un factor de seguridad. La una o más tasas de cambio del par motor comprenden típicamente (por ejemplo, al menos) una primera tasa de cambio del par motor y una segunda tasa de cambio del par motor. El controlador de la máquina hidráulica puede ser operable para implementar, y el procedimiento puede comprender implementar, una primera tasa de cambio de par de la máquina hidráulica cuando el motor principal está operando por debajo de un límite de par temporal adicional y una segunda tasa de cambio de par cuando el motor principal está operando en o por encima del límite de par temporal adicional, opcionalmente (por ejemplo, típicamente) en el que la primera tasa de cambio de par es más rápida que la segunda tasa de cambio de par.When the prime mover is an engine having a turbocharger, the prime mover controller may further take into account, and the method may comprise taking into account, one or more parameters associated with the turbocharger. For example, where the turbocharger limits how quickly an engine changes its torque output (for example, due to turbocharger induction system time constant and/or turbocharger inertia), the main engine controller can applying, and the method may comprise applying, an additional temporary torque limit that is less than the torque limit of the main motor. The hydraulic machine controller may be operable to cause the hydraulic machine to implement, and the method may comprise implementing one or more (typically two or more) rates of change of torque, optionally RPM dependent, the current torque , the additional temporary torque limit, the maximum torque of the main motor and/or a safety factor. The one or more torque rates typically comprise (eg, at least) a first torque rate and a second torque rate. The hydraulic machine controller may be operable to implement, and the method may comprise implementing, a first rate of change of hydraulic machine torque when the prime mover is operating below an additional temporary torque limit and a second rate of change. torque change when the main motor is operating at or above the additional temporary torque limit, optionally (eg, typically) wherein the first rate of torque change is faster than the second rate of torque change.

Cuando el motor principal está configurado para proporcionar desplazamiento a dos o más actuadores, el controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para aplicar, y el procedimiento puede comprender la aplicación de un límite de par diferente en la ECM en respuesta a una demanda asociada con cada actuador. Alternativamente, el controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para aplicar, y el procedimiento puede comprender la aplicación, sustancialmente el mismo límite de par en el motor principal en respuesta a una demanda asociada con cada actuador.When the prime mover is configured to provide displacement to two or more actuators, the controller (for example, the hydraulic machine controller) may be configured to apply, and the procedure may comprise, applying a different torque limit in the ECM in response to a demand associated with each actuator. Alternatively, the controller (eg, the hydraulic machine controller) may be configured to apply, and the method may comprise applying, substantially the same torque limit to the prime mover in response to a demand associated with each actuator.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede recibir una o más señales (por ejemplo, señales asociadas con una medición del error de velocidad, el par disponible, la carga del motor, una o más mediciones de la presión, etc.) en uso y, por lo tanto, determina el par actual aplicado al ECM y puede aumentar o disminuir posteriormente el límite de par en respuesta a la una o más señales. El procedimiento puede comprender la recepción de una o más señales (por ejemplo, señales asociadas a una medición del error de velocidad, del par disponible, de la carga del motor, de una o más mediciones de presión, etc.) y determinar de ese modo el par actual aplicado al ECM y puede comprender el aumento o la disminución posterior del límite de par en respuesta a la una o más señales. The controller (for example, the hydraulic machine controller) may receive one or more signals (for example, signals associated with a measurement of speed error, available torque, motor load, one or more pressure measurements, etc.) in use and therefore determines the current torque applied to the ECM and can subsequently increase or decrease the torque limit in response to the one or more signals. The method may comprise receiving one or more signals (for example, signals associated with a measurement of speed error, available torque, motor load, one or more pressure measurements, etc.) and thereby determining mode the current torque applied to the ECM and may comprise the further increase or decrease of the torque limit in response to the one or more signals.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir una medición de la presión de salida y un valor representativo de la demanda de desplazamiento y, por lo tanto, puede calcular una estimación del par ejercido (por ejemplo, por medio del cálculo de un producto de la presión de salida y la demanda de desplazamiento). El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la presión de salida y un valor representativo de la demanda de desplazamiento y el cálculo de una estimación del par ejercido (por ejemplo, por medio del cálculo de un producto de la presión de salida y la demanda de desplazamiento).The controller (for example, the hydraulic machine controller) can be configured to receive a measurement of the outlet pressure and a value representative of the displacement demand, and can therefore calculate an estimate of the exerted torque (for example , by calculating a product of outlet pressure and displacement demand). The procedure may comprise receiving an outlet pressure measurement and a representative value of the displacement demand and the calculation of an estimate of the exerted torque (for example, by means of the calculation of a product of the outlet pressure and the displacement demand).

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir una medición de la velocidad de rotación del eje giratorio y un valor representativo de la demanda de desplazamiento y calcular de ese modo una estimación del caudal suministrado (por ejemplo, por medio del cálculo de un producto de la demanda de desplazamiento y la velocidad de rotación del eje giratorio). El procedimiento puede comprender la recepción de una medida de la velocidad de rotación del eje giratorio y de un valor representativo de la demanda de desplazamiento y, por lo tanto, el cálculo de una estimación del caudal suministrado (por ejemplo, por medio del cálculo de un producto de la demanda de desplazamiento y la velocidad de rotación del eje giratorio).The controller (for example, the hydraulic machine controller) may be configured to receive a measurement of the rotational speed of the rotary shaft and a value representative of the displacement demand, and thereby calculate an estimate of the delivered flow (for example , by calculating a product of the displacement demand and the speed of rotation of the rotary shaft). The procedure may comprise the receipt of a measurement of the rotation speed of the rotary axis and of a representative value of the displacement demand and, therefore, the calculation of an estimate of the delivered flow (for example, by means of the calculation of a product of the displacement demand and the speed of rotation of the rotating shaft).

Cuando el controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) está configurado para recibir una medición de la velocidad de rotación del eje giratorio y para calcular una estimación del par ejercido, el controlador puede calcular además una estimación de la potencia mecánica absorbida. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la velocidad de rotación del eje giratorio y el cálculo de una estimación del par ejercido y, opcionalmente, el cálculo de una estimación de la potencia mecánica absorbida.When the controller (for example, the controller of the hydraulic machine) is configured to receive a measurement of the speed of rotation of the rotating shaft and to calculate an estimate of the exerted torque, the controller can also calculate an estimate of the absorbed mechanical power. The method may comprise receiving a measurement of the speed of rotation of the rotating shaft and calculating an estimate of the exerted torque and, optionally, calculating an estimate of the absorbed mechanical power.

Cuando el controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) está configurado para recibir una medición de la presión de salida y calcular una estimación del flujo entregado, el controlador puede calcular además una estimación de la potencia del fluido. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la presión de salida y el cálculo de una estimación del caudal suministrado y, opcionalmente, el cálculo de una estimación de la potencia del fluido.When the controller (eg, hydraulic machine controller) is configured to receive an outlet pressure measurement and calculate an estimate of delivered flow, the controller may further calculate an estimate of fluid power. The method may comprise receiving an outlet pressure measurement and calculating an estimate of the delivered flow rate and, optionally, calculating an estimate of fluid power.

Opcionalmente, cuando el controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) está configurado para calcular una estimación del par de torsión ejercido y/o del caudal suministrado y/o de la potencia mecánica absorbida y/o de la potencia del fluido, el controlador puede estar configurado para recibir uno o más parámetros adicionales asociados a la máquina hidráulica (por ejemplo, el desplazamiento volumétrico y la eficiencia mecánica, opcionalmente en función de la presión, la velocidad, la temperatura, etc.) y puede tener en cuenta uno o más parámetros adicionales para mejorar de ese modo la exactitud de la estimación. El procedimiento puede comprender la recepción de uno o más parámetros adicionales asociados a la máquina hidráulica (por ejemplo, el desplazamiento volumétrico y la eficiencia mecánica, que tiene en cuenta opcionalmente (por ejemplo, las mediciones de) la presión, la velocidad, la temperatura, etc.) para mejorar de ese modo dicha estimación de la potencia mecánica absorbida o la potencia del fluido.Optionally, when the controller (for example, the hydraulic machine controller) is configured to calculate an estimate of the torque exerted and/or the flow delivered and/or the mechanical power absorbed and/or the power of the fluid, the controller may be configured to receive one or more additional parameters associated with the hydraulic machine (for example, volumetric displacement and mechanical efficiency, optionally as a function of pressure, speed, temperature, etc.) and may take into account one or more additional parameters to thereby improve the accuracy of the estimate. The procedure may comprise receiving one or more additional parameters associated with the hydraulic machine (for example, volumetric displacement and mechanical efficiency, optionally taking into account (for example, measurements of) pressure, speed, temperature , etc.) to thereby improve said estimation of the absorbed mechanical power or the power of the fluid.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir una medición de la presión actual, calcular un límite de desplazamiento requerido para ejercer un par de torsión a dicha presión y limitar el desplazamiento de salida de forma que no exceda el límite de desplazamiento para de ese modo limitar el par de torsión. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la presión actual, el cálculo de un límite de desplazamiento necesario para ejercer un par de torsión a dicha presión y la limitación del desplazamiento de salida de forma que no supere el límite de desplazamiento para limitar de ese modo el par de torsión.The controller (for example, the hydraulic machine controller) may be configured to receive a measurement of the actual pressure, calculate a limit of displacement required to exert torque at that pressure, and limit the output displacement so that it does not exceed the travel limit to thereby limit the torque. The method may comprise receiving a measurement of the current pressure, calculating a displacement limit required to exert torque at that pressure, and limiting the output displacement so that it does not exceed the displacement limit to limit the current pressure. thus the torque.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir una medición de la velocidad de rotación actual del eje giratorio, calcular un límite de desplazamiento requerido para suministrar un flujo a dicha velocidad de rotación del eje giratorio y limitar el desplazamiento de salida de forma que no exceda el límite de desplazamiento para de ese modo limitar el flujo. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la velocidad de rotación actual del eje giratorio, el cálculo de un límite de desplazamiento necesario para suministrar un flujo a dicha velocidad de rotación del eje giratorio y la limitación del desplazamiento de salida de forma que no supere el límite de desplazamiento para limitar de ese modo el flujo.The controller (for example, the hydraulic machine controller) may be configured to receive a measurement of the current rotational speed of the rotary shaft, calculate a travel limit required to deliver a flow at that rotational speed of the rotary shaft, and limit the output displacement so that it does not exceed the displacement limit to thereby limit the flow. The method may comprise receiving a measurement of the current rotational speed of the rotary shaft, calculating a displacement limit necessary to deliver a flow at that rotational speed of the rotary shaft, and limiting the output displacement so that it does not exceed the offset limit to thereby limit the flow.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir una medición de la presión actual, y la velocidad de rotación actual del eje giratorio, y calcular un límite de desplazamiento requerido para absorber una potencia a dicha presión y velocidad de rotación y limitar el desplazamiento de salida (de forma que no exceda el límite de desplazamiento para de ese modo limitar la potencia). El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la presión actual, y de la velocidad de rotación actual del eje giratorio, y el cálculo de un límite de desplazamiento necesario para absorber una potencia a dicha presión y velocidad de rotación y limitar el desplazamiento de salida (de forma que no supere el límite de desplazamiento para limitar de ese modo la potencia). The controller (for example, the hydraulic machine controller) may be configured to receive a measurement of the current pressure, and the current speed of rotation of the rotating shaft, and calculate a limit of displacement required to absorb a power at that pressure and rotation speed and limit the output displacement (so that it does not exceed the displacement limit to thereby limit the power). The method may comprise receiving a measurement of the current pressure, and current rotational speed of the rotating shaft, and calculating a displacement limit necessary to absorb a power at said pressure and rotational speed and limit the displacement of output (so that it does not exceed the offset limit to thereby limit the power).

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir, y el procedimiento puede comprender la recepción de una o más señales indicativas de una demanda de desplazamiento, flujo, presión, potencia y/o par. La una o más señales pueden estar limitadas por una o más funciones limitantes, siendo la una o más funciones limitantes típicamente dependientes de uno o más parámetros adicionales (por ejemplo, la temperatura). Por ejemplo, el controlador puede recibir, y el procedimiento puede comprender la recepción de una señal indicativa de una demanda de caudal de 100 L/min, en la que la señal indicativa de la demanda de caudal está limitada por un límite de presión de 200 bar y un límite de potencia de 20 kW, y la máquina puede estar configurada para emitir caudal en respuesta a esa demanda de caudal, hasta un límite de 100 L/min, sólo cuando una medición de la presión indica que la presión está en o por debajo de 200 bar y una medición de la potencia indica que la salida de potencia está en o por debajo de 20 kW. La una o más funciones limitadoras pueden ser funciones limitadoras no lineales.The controller (eg, the hydraulic machine controller) may be configured to receive, and the method may comprise receiving, one or more signals indicative of a displacement, flow, pressure, power, and/or torque demand. The one or more signals may be limited by one or more limiting functions, the one or more limiting functions typically being dependent on one or more additional parameters (eg, temperature). For example, the controller may receive, and the method may comprise receiving, a signal indicative of a flow demand of 100 L/min, wherein the signal indicative of a flow demand is limited by a pressure limit of 200 bar and a power limit of 20 kW, and the machine can be configured to output flow in response to that flow demand, up to a limit of 100 L/min, only when a pressure measurement indicates that the pressure is at or below 200 bar and a power measurement indicates that the power output is at or below 20 kW. The one or more limiting functions may be non-limiting functions. linear.

El controlador (por ejemplo, el controlador de la máquina hidráulica) puede estar configurado para recibir (y/o calcular) una estimación del par disponible del motor principal (por ejemplo, el motor) y establecer un límite de par de la máquina hidráulica en el que el límite de par depende de la velocidad del motor principal. El procedimiento puede comprender la recepción y/o el cálculo de una estimación del par disponible del motor principal (por ejemplo, el motor) y el establecimiento de un límite de par de la máquina hidráulica en el que el límite de par depende de la velocidad del motor principal. Por ejemplo, a velocidades relativamente bajas del motor principal, el límite de par de la máquina hidráulica se puede seleccionar para que sea cero y de ese modo evitar que se cale (por ejemplo, que se cale el motor); por el contrario, a velocidades relativamente altas del motor principal, el límite de par de la máquina hidráulica se puede seleccionar para evitar que se dañe la máquina. Alternativamente, a velocidades relativamente altas del motor principal, el límite de par hidráulico de la máquina se puede aumentar para incrementar de ese modo la carga de la máquina, haciendo que la velocidad del motor principal disminuya hasta que la carga de la máquina coincida con el par disponible del motor principal. Esto tiene la ventaja de proporcionar un aumento temporal de la potencia disponible hasta que se reduzca la velocidad del motor principal. Los expertos en la técnica apreciarán que una velocidad relativamente alta o baja del motor principal dependerá del motor principal individual y/o del vehículo. The controller (eg, the hydraulic machine controller) may be configured to receive (and/or calculate) an estimate of the available torque from the main motor (eg, the motor) and set a hydraulic machine torque limit in in which the torque limit depends on the speed of the main motor. The method may comprise receiving and/or calculating an estimate of the available torque from the prime mover (eg motor) and setting a hydraulic machine torque limit where the torque limit is speed dependent. of the main engine. For example, at relatively low main motor speeds, the hydraulic machine torque limit can be selected to be zero to prevent stalling (eg, motor stalling); on the contrary, at relatively high speeds of the main motor, the torque limit of the hydraulic machine can be selected to prevent damage to the machine. Alternatively, at relatively high main engine speeds, the machine's hydraulic torque limit can be increased to thereby increase the machine load, causing the main engine speed to decrease until the machine load matches the main engine speed. torque available from the main motor. This has the advantage of providing a temporary increase in available power until the main engine speed is reduced. Those skilled in the art will appreciate that a relatively high or low main engine speed will depend on the individual main engine and/or vehicle.

Cuando un vehículo comprende un motor principal en forma de motor, el motor tiene un controlador que comprende un regulador del motor, el regulador del motor puede comprender un punto de ajuste de velocidad variable y el controlador puede estar configurado para recibir una medición de la caída de la velocidad del motor para calcular de ese modo una estimación de la carga del motor. El procedimiento puede comprender la implementación de un punto de ajuste de velocidad variable del motor. El procedimiento puede comprender la recepción de una medición de la caída del régimen del motor y, por lo tanto, el cálculo de una estimación de la carga del motor. En consecuencia, el límite de par de la máquina hidráulica puede estar limitado por una función limitadora en la que la función limitadora depende de la medición de la caída del régimen del motor.Where a vehicle comprises a prime mover in the form of an engine, the engine has a controller comprising an engine governor, the engine governor may comprise a variable speed set point, and the controller may be configured to receive a droop measurement. of engine speed to thereby calculate an estimate of engine load. The method may comprise implementing a variable engine speed set point. The method may comprise receiving a measurement of engine speed droop and therefore calculating an estimate of engine load. Accordingly, the torque limit of the hydraulic machine may be limited by a limiting function in which the limiting function depends on the measurement of engine speed droop.

Puede ser que haya una pluralidad de dichos grupos de cámaras de trabajo que tengan señales de demanda respectivas, y en el que el controlador implemente el límite de par mientras varía independientemente las señales de demanda de dos o más de dichos grupos de cámaras de trabajo. Esto permite al controlador priorizar, y el procedimiento puede comprender priorizar, el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo, o mantener el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo a un par predeterminado (por ejemplo, garantizado, mientras se disponga de un par motor suficiente).It may be that there are a plurality of said groups of working chambers having respective demand signals, and the controller implements the torque limit while independently varying the demand signals of two or more of said groups of working chambers. This allows the controller to prioritize, and the method may comprise prioritizing, the pairing of one or more of said working camera groups, or keeping the pairing of one or more of said working camera groups to a predetermined pair (for example, guaranteed, as long as sufficient motor torque is available).

Puede ser que haya una pluralidad de dichos grupos de cámaras de trabajo (típicamente conectados a una pluralidad de grupos respectivos de uno o más actuadores) que tengan señales de demanda respectivas, y en el que el controlador implementa el límite de par, y el procedimiento comprende implementar el límite de par, mientras se prioriza el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo sobre el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo por medio de la variación de las señales de demanda respectivas de los grupos respectivos de una o más cámaras de trabajo.It may be that there are a plurality of said groups of working chambers (typically connected to a plurality of respective groups of one or more actuators) having respective demand signals, and in which the controller implements the torque limit, and the procedure comprises implementing the torque limit, while prioritizing the pair of one or more of said groups of working chambers over the pair of one or more of said groups of working chambers by varying the respective demand signals of the respective groups of one or more chambers of work.

Puede ser que haya una pluralidad de dichos grupos de cámaras de trabajo que tengan señales de demanda respectivas, y en el que el controlador implementa el límite de par, y el procedimiento comprende implementar el límite de par, mientras se prioriza el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo sobre el par de uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo.It may be that there are a plurality of said groups of working chambers having respective demand signals, and in which the controller implements the torque limit, and the method comprises implementing the torque limit, while prioritizing the torque of one or more than said groups of working chambers on the pair of one or more of said groups of working chambers.

Puede ser que haya una pluralidad de dichos grupos de cámaras de trabajo y en los que, al menos en algunas circunstancias, el controlador hace, y el procedimiento comprende hacer, que uno o más de dichos grupos de cámaras de trabajo lleven a cabo ciclos de motorización mientras que otro u otros de dichos grupos de cámaras de trabajo lleven a cabo ciclos de bombeo, para de ese modo utilizar el par motor para complementar el par motor y de ese modo ayudar al par generado por dicho bombeo.It may be that there are a plurality of such groups of working chambers and where, at least in some circumstances, the controller causes, and the method comprises causing, one or more of said groups of working chambers to perform cycles. motorization while another or other of said groups of work chambers carry out pumping cycles, in order to thereby use the motor torque to complement the motor torque and thus help the torque generated by said pumping.

Puede ser que el controlador limite el par, y el procedimiento puede comprender la limitación del par, para implementar un índice de giro de par máximo, ya sea del grupo de una o más cámaras de trabajo o de la máquina hidráulica en su conjunto.It may be that the controller limits the torque, and the method may comprise limiting the torque, to implement a maximum torque rate of rotation, either of the group of one or more working chambers or of the hydraulic machine as a whole.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

A continuación se describirá una realización ejemplar de la presente invención con referencia a las siguientes Figuras, en las que:An exemplary embodiment of the present invention will now be described with reference to the following Figures, in which:

La Figura 1 es un diagrama del circuito hidráulico de una excavadora con control de retroalimentación negativa, que cuenta con una ECM;Figure 1 is a hydraulic circuit diagram for an excavator with negative feedback control, which has an ECM;

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una ECM de acuerdo con la invención;Figure 2 is a schematic diagram of an ECM in accordance with the invention;

La Figura 3A es un diagrama de flujo que muestra un tiempo de respuesta cambiante para una ECM;Figure 3A is a flowchart showing changing response time for an ECM;

La Figura 3B es un diagrama de flujo que muestra un tiempo de respuesta cambiante para una ECM; Figure 3B is a flowchart showing changing response time for an ECM;

La Figura 4 es un diagrama del circuito hidráulico de una excavadora con control de avance, que cuenta con una ECM;Figure 4 is a diagram of the hydraulic circuit of a forward control excavator, which has an ECM;

La Figura 5 es un diagrama lógico de las entradas suministradas a una excavadora;Figure 5 is a logic diagram of the inputs supplied to an excavator;

La Figura 6 es un diagrama esquemático del módulo de control de válvula del motor hidráulico;Figure 6 is a schematic diagram of the hydraulic motor valve control module;

La Figura 7 es un diagrama esquemático de una excavadora hidráulica.Figure 7 is a schematic diagram of a hydraulic excavator.

La Figura 8A es un gráfico del par motor en función de las RPM para un sistema que opera un factor de seguridad en un punto de ajuste de límite de par en bucle abierto con el fin de evitar la caída o el calado del motor (como se conoce en la técnica) y la Figura 8B es un gráfico del par motor en función de las RPM para un sistema de acuerdo con la invención, el sistema que opera un motor por debajo de su punto de ajuste de velocidad del motor para evitar de ese modo la caída o el calado del motor;Figure 8A is a plot of engine torque vs. RPM for a system that operates a factor of safety at an open loop torque limit set point to prevent engine droop or stall (as described). known in the art) and Figure 8B is a plot of engine torque vs. RPM for a system in accordance with the invention, the system operating an engine below its engine speed set point to avoid thereby engine stall or stall mode;

La Figura 9 es un gráfico de la entrada y la salida en el tiempo en respuesta a una demanda escalonada, que indica la constante de tiempo del sistema;Figure 9 is a graph of input and output over time in response to step demand, indicating the time constant of the system;

La Figura 10 es un gráfico de un ejemplo de curva límite de par en función de la presión;Figure 10 is a graph of an example torque limit curve as a function of pressure;

La Figura 11A es un gráfico de la presión en función del flujo para una demanda de flujo determinada y la Figura 11B es un gráfico de la presión en función del flujo para una demanda de desplazamiento determinada;Figure 11A is a graph of pressure vs. flow for a given flow demand and Figure 11B is a graph of pressure vs. flow for a given displacement demand;

La Figura 12 es un gráfico del par motor en función de las RPM que indica la demanda de potencia y tiene en cuenta los regímenes mínimo y máximo del motor para evitar el calado y los daños internos de la máquina; La Figura 13 es un gráfico del par motor en función de las RPM que indica el par motor frente al límite de velocidad de una máquina y el par motor frente al límite de velocidad de un motor en el que el límite de par motor de una máquina se incrementa a alta velocidad;Figure 12 is a graph of engine torque versus RPM indicating power demand and taking into account minimum and maximum engine speeds to prevent stalling and internal machine damage; Figure 13 is a graph of engine torque vs. RPM indicating engine torque vs. speed limit of a machine and engine torque vs. speed limit of an engine where the torque limit of a machine increases at high speed;

La Figura 14 es un gráfico del par motor en función de las RPM, en el que un regulador del motor proporciona un punto de ajuste del régimen del motor, de forma que la carga total del motor se puede estimar con referencia a la caída del motor;Figure 14 is a graph of engine torque vs. RPM, where an engine governor provides an engine speed set point so that total engine load can be estimated with reference to engine droop ;

La Figura 15 es un gráfico del par motor en función de las RPM para un motor con una tasa de cambio limitada de la salida de par motor;Figure 15 is a graph of engine torque versus RPM for an engine with a limited rate of change of engine torque output;

La Figura 16 es un gráfico del par en función del tiempo con diversos límites de par impuestos;Figure 16 is a graph of torque versus time with various imposed torque limits;

Las Figuras 17A y 17B son gráficos del par en función del tiempo para demandas variables de dos actuadores hidráulicos en un sistema que tiene un límite de par; yFigures 17A and 17B are graphs of torque as a function of time for varying demands of two hydraulic actuators in a system having a torque limit; Y

La Figura 18 es un gráfico de la salida cuantificada en respuesta a una señal de demanda recibida en función del tiempo.Figure 18 is a graph of the quantized output in response to a received demand signal as a function of time.

Hay que reconocer que los esquemas de los circuitos hidráulicos para los diseños prácticos de los equipos hidráulicos móviles y estáticos, especialmente los equipos pesados de construcción, son notoriamente complejos. En aras de la simplicidad y la claridad, las figuras omiten características que los expertos en la técnica apreciarán que pueden estar presentes, tales como las válvulas de alivio de presión habituales, las líneas de drenaje, el control de flujo, la retención de la carga hidráulica, la amortiguación de la carga hidráulica, los acumuladores, los volúmenes de fluido conformes, entre otros aspectos.It must be recognized that hydraulic circuit schematics for practical designs of mobile and static hydraulic equipment, especially heavy construction equipment, are notoriously complex. For the sake of simplicity and clarity, the figures omit features that those skilled in the art will appreciate may be present, such as the usual pressure relief valves, drain lines, flow control, load hold hydraulics, the damping of the hydraulic load, the accumulators, the conforming fluid volumes, among other aspects.

Descripción detallada de una realización ejemplarDetailed description of an exemplary embodiment

A continuación se describirá una serie de realizaciones ejemplares en las que el motor principal es un motor. Los expertos en la técnica apreciarán que también se pueden seleccionar otros motores principales, de acuerdo con lo que convenga.A number of exemplary embodiments in which the prime mover is a motor will be described below. Those skilled in the art will appreciate that other prime movers may also be selected as appropriate.

Con referencia a la Figura 1, una primera realización de ejemplo de la invención es un vehículo en forma de excavadora. Las excavadoras conocidas suelen tener colectores de fluido que se extienden a través de un pasaje central en la válvula 8 a un recipiente de fluido 2 (normalmente un tanque a presión atmosférica) a través de una válvula de mariposa 5. Dichas excavadoras suelen tener además al menos un monitor de presión 4, un motor 22 (en este ejemplo, un motor diésel que tiene un controlador de motor 26), que funciona como motor principal, un controlador 14 y un número de medios de entrada para el usuario (en este ejemplo, joysticks 10). Los medios de entrada del usuario suelen estar situados en una cabina de operador y acoplados a los distribuidores de centro abierto 8 a través de los cuales se extiende el colector de fluidos. Los actuadores 6 (por ejemplo, los actuadores de un ariete, un motor de giro, motores de oruga, etc.) se pueden conectar hidráulicamente a la salida de la bomba cuando se activan sus respectivas válvulas 8 por medio de los joysticks 10. Referring to Figure 1, a first exemplary embodiment of the invention is a vehicle in the form of an excavator. Known excavators usually have fluid manifolds which extend through a central passage in the valve 8 to a fluid container 2 (usually an atmospheric pressure tank) via a butterfly valve 5. Such excavators usually also have at minus a pressure monitor 4, an engine 22 (in this example, a diesel engine having an engine controller 26), which functions as the main engine, a controller 14, and a number of user input means (in this example , joysticks 10). The user input means is typically located in an operator's cab and coupled to the open center manifolds 8 through which the fluid manifold extends. The actuators 6 (for example, the actuators of a ram, a swing motor, caterpillar motors, etc.) can be hydraulically connected to the pump outlet when their respective valves 8 are activated by means of the joysticks 10.

En el primer ejemplo de realización de la invención, la máquina tiene además (por ejemplo, al menos) dos máquinas hidráulicas conmutadas electrónicamente 32 del tipo que se muestra generalmente en la Figura 2, en comunicación mecánica rotacional con el motor 22 para transferir el par a través de uno o más ejes rotacionales.In the first embodiment of the invention, the machine further has (for example, at least) two electronically commutated hydraulic machines 32 of the type generally shown in Figure 2, in rotational mechanical communication with the motor 22 to transfer torque. through one or more rotational axes.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de una máquina hidráulica 32 en forma de máquina hidráulica conmutada electrónicamente (ECM) que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo con cilindros 34 que tienen volúmenes de trabajo 36 definidos por las superficies interiores de los cilindros y pistones 40 que son accionados desde un eje giratorio 42 por una leva excéntrica 44 y que se mueven dentro de los cilindros para variar cíclicamente el volumen de trabajo de los cilindros. El eje giratorio está firmemente conectado a un eje de transmisión y gira con él. Un sensor de posición y velocidad del eje 46 determina la posición angular instantánea y la velocidad de rotación del eje, y a través de una línea de señal 48 informa al controlador de la máquina 14, lo que permite al controlador de la máquina determinar la fase instantánea de los ciclos de cada cilindro.Figure 2 is a schematic diagram of a hydraulic machine 32 in the form of an electronically commutated hydraulic machine (ECM) comprising a plurality of working chambers with cylinders 34 having working volumes 36 defined by the inner surfaces of the cylinders and pistons 40. which are driven from a rotary shaft 42 by an eccentric cam 44 and which move within the cylinders to cyclically vary the working volume of the cylinders. The rotating shaft is firmly connected to a drive shaft and rotates with it. A shaft position and velocity sensor 46 determines the instantaneous angular position and rotational speed of the shaft, and via a signal line 48 informs the machine controller 14, which enables the machine controller to determine the instantaneous phase of the cycles of each cylinder.

Cada una de las cámaras de trabajo está asociada a válvulas de baja presión (LPV) en forma de válvulas de asiento de sellado frontal accionadas electrónicamente 52, que tienen una cámara de trabajo asociada y son operables para sellar selectivamente un canal que se extiende desde la cámara de trabajo a un colector de fluido hidráulico de baja presión 54, que puede conectar una o varias cámaras de trabajo, o incluso todas como se muestra en este caso, al colector de fluido hidráulico de baja presión de la ECM 54. Las LPV son válvulas accionadas por solenoide normalmente abiertas que se abren de forma pasiva cuando la presión dentro de la cámara de trabajo es menor o igual que la presión dentro del colector de fluido hidráulico de baja presión, es decir, durante una carrera de admisión, para poner la cámara de trabajo en comunicación fluida con el colector de fluido hidráulico de baja presión, pero se pueden cerrar selectivamente bajo el control activo del controlador a través de las líneas de control 56 de las l Pv para sacar la cámara de trabajo de la comunicación fluida con el colector de fluido hidráulico de baja presión. Las válvulas pueden ser alternativamente válvulas normalmente cerradas.Each of the working chambers is associated with low pressure valves (LPVs) in the form of electronically actuated front sealing poppet valves 52, which have an associated working chamber and are operable to selectively seal a channel extending from the working chamber to a low pressure hydraulic fluid manifold 54, which may connect one or more, or even all of the working chambers as shown here, to the ECM low pressure hydraulic fluid manifold 54. LPVs are normally open solenoid-actuated valves that open passively when the pressure inside the working chamber is less than or equal to the pressure inside the low-pressure hydraulic fluid manifold, i.e., during an intake stroke, to put the working chamber in fluid communication with the low pressure hydraulic fluid manifold, but can be selectively shut off under active control of the controller through the lines Control areas 56 of the l P v to remove the work chamber from fluid communication with the low pressure hydraulic fluid manifold. The valves may alternatively be normally closed valves.

Las cámaras de trabajo están cada una de ellas asociadas a una respectiva válvula de alta presión (HPV) 64, cada una de ellas en forma de válvula de suministro accionada por presión. Las HPV se abren hacia el exterior desde sus respectivas cámaras de trabajo y cada una de ellas es operable para sellar un canal respectivo que se extiende desde la cámara de trabajo hasta un colector de fluido hidráulico de alta presión 58, que puede conectar una o varias cámaras de trabajo, o incluso todas como se muestra en la Figura 2, al colector de fluido hidráulico de alta presión 60. Las HPV funcionan como válvulas de retención de apertura de presión normalmente cerradas que se abren pasivamente cuando la presión dentro de la cámara de trabajo supera la presión dentro del colector de fluido hidráulico de alta presión. Las HPV también funcionan como válvulas de retención accionadas por solenoide normalmente cerradas que el controlador puede mantener abiertas selectivamente a través de las líneas de control 62 de las HPV una vez que la HPV se abre por la presión dentro de la cámara de trabajo asociada. Normalmente, el regulador no puede abrir la válvula de alta presión contra la presión en el colector de fluido hidráulico de alta presión. Además, la válvula de alta presión se puede abrir bajo el control del controlador cuando hay presión en el colector de fluido hidráulico de alta presión pero no en la cámara de trabajo, o se puede abrir parcialmente.The working chambers are each associated with a respective high pressure valve (HPV) 64, each in the form of a pressure actuated delivery valve. The HPVs open outwardly from their respective working chambers and each is operable to seal a respective channel extending from the working chamber to a high pressure hydraulic fluid manifold 58, which may connect one or more working chambers, or even all of them as shown in Figure 2, to the high pressure hydraulic fluid manifold 60. HPVs function as normally closed pressure opening check valves that open passively when the pressure within the working chamber work exceeds the pressure inside the high pressure hydraulic fluid manifold. The HPVs also function as normally closed solenoid-actuated check valves which can be selectively held open by the controller via the HPV control lines 62 once the HPV is opened by pressure within the associated working chamber. Normally, the regulator cannot open the high pressure valve against the pressure in the high pressure hydraulic fluid manifold. In addition, the high-pressure valve can be opened under the control of the controller when there is pressure in the high-pressure hydraulic fluid manifold but not in the working chamber, or it can be partially opened.

En un modo de bombeo, el controlador selecciona la tasa neta de desplazamiento de fluido hidráulico desde la cámara de trabajo hacia el colector de fluido hidráulico de alta presión por el motor hidráulico cerrando activamente uno o más de las LPV típicamente cerca del punto de volumen máximo en el ciclo de la cámara de trabajo asociada, cerrando el camino hacia el colector de fluido hidráulico de baja presión y por lo tanto dirigiendo el fluido hidráulico hacia afuera a través de la HPV asociad en la subsiguiente carrera de contracción (pero no mantiene activamente abierta la HPV). El controlador selecciona el número y la secuencia de los cierres de LPV y las aperturas de HPV para producir un flujo o crear un par de torsión o potencia en el eje para satisfacer una tasa neta de desplazamiento seleccionada.In a pumping mode, the controller selects the net rate of displacement of hydraulic fluid from the working chamber to the high pressure hydraulic fluid manifold by the hydraulic motor actively closing one or more of the LPVs typically near the point of maximum volume. in cycling the associated working chamber, closing the path to the low pressure hydraulic fluid manifold and thereby directing hydraulic fluid out through the associated HPV on the subsequent contraction stroke (but not actively holding open HPV). The controller selects the number and sequence of LPV closings and HPV openings to produce flow or create shaft torque or power to satisfy a selected net rate of travel.

En un modo de funcionamiento de motor, el controlador de la máquina hidráulica selecciona la tasa neta de desplazamiento del fluido hidráulico, desplazado por la máquina hidráulica, a través del colector de fluido hidráulico de alta presión, para cerrar activamente una o más de las LPV poco antes del punto de volumen mínimo en el ciclo de la cámara de trabajo asociada, cerrar el camino hacia el colector de fluido hidráulico de baja presión que hace que el fluido hidráulico en la cámara de trabajo sea comprimido por el resto de la carrera de contracción. La HPV asociada se abre cuando la presión a través de ella se iguala y una pequeña cantidad de fluido hidráulico se dirige hacia fuera a través de la HPV asociada, que se mantiene abierta por el controlador de la máquina hidráulica. A continuación, el controlador mantiene activamente abierta la HPV asociada, normalmente hasta cerca del volumen máximo en el ciclo de la cámara de trabajo asociada, para admitir fluido hidráulico desde el colector de fluido hidráulico de alta presión a la cámara de trabajo y aplicar un par de torsión al eje giratorio.In a powered mode of operation, the hydraulic machine controller selects the net rate of displacement of hydraulic fluid, displaced by the hydraulic machine, through the high-pressure hydraulic fluid manifold to actively close one or more of the LPVs. shortly before the minimum volume point in the cycle of the associated working chamber, closing the path to the low pressure hydraulic fluid manifold which causes the hydraulic fluid in the working chamber to be compressed for the remainder of the contraction stroke . The associated HPV opens when the pressure across it equalizes and a small amount of hydraulic fluid is directed out through the associated HPV, which is held open by the hydraulic machine controller. The controller then actively holds the associated HPV open, typically to near the maximum cycle volume of the associated working chamber, to admit hydraulic fluid from the high-pressure hydraulic fluid manifold to the working chamber and apply torque. of torque to the rotating shaft.

Además de determinar si se cierran o se mantienen abiertas las LPV ciclo a ciclo, el controlador es operable para variar la fase precisa del cierre de las HPV con respecto a la variación del volumen de la cámara de trabajo y de ese modo seleccionar la tasa neta de desplazamiento del fluido hidráulico desde el colector de alta presión al de baja presión o viceversa.In addition to determining whether to close or hold open the LPVs on a cycle-by-cycle basis, the controller is operable to vary the precise phase of HPV closure with respect to the variation in working chamber volume and thereby select the net rate displacement of the hydraulic fluid from the high pressure manifold to the low pressure manifold or vice versa.

Las flechas en los puertos 54, 60 indican el flujo de fluido hidráulico en el modo de motorización; en el modo de bombeo el flujo se invierte. Una válvula de alivio de presión 66 puede proteger la máquina hidráulica de daños.Arrows on ports 54, 60 indicate hydraulic fluid flow in power mode; in pump mode the flow is reversed. A pressure relief valve 66 can protect the hydraulic machine from damage.

Volviendo a la Figura 1, cada palanca de mando 10 está acoplada a una válvula de carrete de centro abierto 8 para regular el flujo a través de ella. El monitor de presión 4 mide la presión 24 del fluido hidráulico en el conducto en una posición corriente arriba del acelerador (es decir, en una posición corriente abajo del grupo de actuadores hidráulicos). El controlador 14 regula el desplazamiento del fluido hidráulico por un grupo de cámaras de trabajo definidas por cilindros en los que los pistones se mueven en uso (las cámaras de trabajo están en comunicación fluida con el grupo de actuadores hidráulicos 6) en respuesta a la presión medida 24. Esto se puede hacer en un bucle de retroalimentación (por ejemplo, si el monitor de presión 4 registra una presión que está por debajo de un nivel deseado, el controlador 14 puede aumentar el desplazamiento del fluido hidráulico y por lo tanto la presión 24 aumentará). En algunas excavadoras, el controlador 14 también puede tener en cuenta una demanda de caudal 16 y una presión de salida de la máquina hidráulica 18 y puede incluir un módulo de control de par 20 y un módulo de control de caudal negativo 12.Returning to Figure 1, each joystick 10 is coupled to an open center spool valve 8 to regulate the flow through it. The pressure monitor 4 measures the pressure 24 of the hydraulic fluid in the line at a position upstream of the accelerator (ie, at a position downstream of the group of hydraulic actuators). The controller 14 regulates the displacement of the hydraulic fluid through a group of working chambers defined by cylinders in which the pistons move in use (the working chambers are in fluid communication with the group of hydraulic actuators 6) in response to pressure. measurement 24. This can be done in a feedback loop (for example, if the pressure monitor 4 registers a pressure that is below a desired level, the controller 14 can increase the displacement of the hydraulic fluid and thus the pressure 24 will increase). In some excavators, the controller 14 may also take into account a flow demand 16 and an output pressure from the hydraulic machine 18 and may include a torque control module 20 and a negative flow control module 12.

Las dos ECM 32 son controlados cada uno por un controlador de ECM 50 de forma que se pueden tomar decisiones ciclo a ciclo sobre si una ECM desplazará o no el fluido hidráulico. Cada ECM puede transmitir el fluido hidráulico a través de un colector de fluido y a través de dos distribuidores de centro abierto 8 y a un depósito 2 a presión atmosférica. Cada válvula de carrete de centro abierto está en comunicación electrónica con un joystick 10 a través del cual el usuario puede introducir una orden. Los distribuidores tienen centros normalmente abiertos, operables para cerrar cuando se introduce una orden a través de un joystick, en cuyo caso el fluido hidráulico se desvía a un actuador hidráulico 6 (en este caso se muestra como un único actuador hidráulico aunque se apreciará que sería posible desviar fluido hidráulico a múltiples actuadores hidráulicos) para de ese modo satisfacer una demanda. Los sensores de presión 4 detectan la presión del fluido hidráulico entre cada ECM 32 y el depósito 2. Aunque se muestran dos distribuidores de centro abierto conectados a cada una de las dos máquinas 32, se apreciará que este número puede variar hacia arriba o hacia abajo y puede diferir entre las dos máquinas de conmutación electrónica.The two ECMs 32 are each controlled by an ECM controller 50 so that cycle-by-cycle decisions can be made as to whether or not an ECM will displace hydraulic fluid. Each ECM can transmit hydraulic fluid through a fluid manifold and through two open center manifolds 8 and to a reservoir 2 at atmospheric pressure. Each open center spool valve is in electronic communication with a joystick 10 through which the user can enter a command. The manifolds have normally open centers, operable to close when a command is entered via a joystick, in which case the hydraulic fluid is diverted to a hydraulic actuator 6 (in this case shown as a single hydraulic actuator although it will be appreciated that it would be possible to divert hydraulic fluid to multiple hydraulic actuators) to thereby meet a demand. Pressure sensors 4 detect the pressure of the hydraulic fluid between each ECM 32 and reservoir 2. Although two open center manifolds are shown connected to each of the two machines 32, it will be appreciated that this number can vary up or down. and may differ between the two electronic commutation machines.

El aceite, que funciona como fluido hidráulico, se suministra desde un depósito al lado de entrada de la máquina hidráulica a través de un colector de trabajo de fluido de baja presión. La presión en el colector de alta presión se detecta por medio de un sensor de presión.The oil, which functions as hydraulic fluid, is supplied from a reservoir at the inlet side of the hydraulic machine through a low-pressure fluid working manifold. The pressure in the high pressure manifold is detected by means of a pressure sensor.

La excavadora también tiene un controlador de motor 26 y un controlador de sistema 14. El controlador del sistema controla la ECM por medio del envío de señales de control (por ejemplo, señales de demanda de desplazamiento 16) al controlador de la máquina para regular el desplazamiento. Las señales de control exigen un desplazamiento por parte de la ECM, expresad como una fracción del desplazamiento máximo, Fd, (la demanda de desplazamiento). El volumen absoluto del desplazamiento (volumen de fluido hidráulico desplazado por segundo) es el producto de la fracción del desplazamiento máximo, el volumen máximo que se puede desplazar por ciclo de una cámara de trabajo, el número de cámaras de trabajo y la tasa de ciclos del volumen de la cámara de trabajo. De ese modo, el controlador de la máquina hidráulica puede regular el par aplicado y la presión en el colector de fluido hidráulico de alta presión. La presión en el colector de fluido hidráulico de alta presión aumenta cuando la tasa de desplazamiento del fluido hidráulico aumenta más rápido que el fluido hidráulico se suministra a un actuador hidráulico y viceversa. Múltiples actuadores hidráulicos pueden estar en comunicación fluida con el colector de fluido de alta presión. El controlador de la máquina hidráulica tiene en cuenta el desplazamiento de cada ECM para regular el par.The excavator also has an engine controller 26 and a system controller 14. The system controller controls the ECM by sending control signals (for example, travel demand signals 16) to the machine controller to regulate the displacement. The control signals demand a displacement from the ECM, expressed as a fraction of the maximum displacement, Fd, (the displacement demand). The absolute volume of displacement (volume of hydraulic fluid displaced per second) is the product of the fraction of the maximum displacement, the maximum volume that can be displaced per cycle of one working chamber, the number of working chambers, and the rate of cycles. of the volume of the working chamber. Thus, the hydraulic machine controller can regulate the applied torque and the pressure in the high pressure hydraulic fluid manifold. The pressure in the high pressure hydraulic fluid manifold increases when the displacement rate of the hydraulic fluid increases faster than the hydraulic fluid is supplied to a hydraulic actuator and vice versa. Multiple hydraulic actuators may be in fluid communication with the high pressure fluid manifold. The hydraulic machine controller takes into account the displacement of each ECM to regulate the torque.

Los controladores 50 de las ECM 32 son operables para tomar decisiones ciclo a ciclo sobre si cada cilindro de la máquina debe completar un ciclo activo o inactivo. Estas decisiones se toman sobre la base de una demanda de desplazamiento de fluido hidráulico asociada a un actuador hidráulico determinado (o a una combinación de actuadores hidráulicos). En consecuencia, hay una alta frecuencia de decisiones durante el funcionamiento de tal ECM, y un tiempo de respuesta correspondientemente corto de la máquina cuando se aplica o cambia una demanda de desplazamiento de fluido hidráulico.The controllers 50 of the ECMs 32 are operable to make cycle-by-cycle decisions as to whether each cylinder in the machine should complete an on or off cycle. These decisions are made based on a hydraulic fluid displacement demand associated with a given hydraulic actuator (or combination of hydraulic actuators). Consequently, there is a high frequency of decisions during the operation of such an ECM, and a correspondingly short response time of the machine when a hydraulic fluid displacement demand is applied or changed.

Con referencia a la Figura 4, en un ejemplo alternativo de excavadora, cada joystick 10 está (además de estar acoplado a un distribuidor central abierto 8) en comunicación electrónica con el controlador del sistema 14. Este ejemplo de excavadora puede, en consecuencia, funcionar sin el bucle de retroalimentación indicado en la Figura 1, en cuyo caso el controlador del sistema recibe señales de los joysticks indicativas de una demanda y aumenta o disminuye el desplazamiento del fluido hidráulico en respuesta a dicha demanda.Referring to Figure 4, in an alternative example of an excavator, each joystick 10 is (in addition to being coupled to an open central distributor 8) in electronic communication with the system controller 14. This example of an excavator can therefore function without the feedback loop shown in Figure 1, in which case the system controller receives signals from the joysticks indicative of a demand and increases or decreases the displacement of the hydraulic fluid in response to that demand.

Con referencia a la Figura 5, para una ECM tal como la de la Figura 2, las decisiones se toman con respecto al desplazamiento de la bomba 124A, 124B (para cada máquina hidráulica conmutada electrónicamente) sobre la base de varias entradas que incluyen (aunque no necesariamente se limitan a) un punto de ajuste de la velocidad del motor 126, una velocidad actual del motor 128, un factor de seguridad de par del motor 130, una presión de salida de cada máquina hidráulica 132A, 132B y una presión del sistema de control de flujo negativo asociada con cada máquina hidráulica 134A, 134B.Referring to Figure 5, for an ECM such as that of Figure 2, decisions are made regarding the displacement of the pump 124A, 124B (for each electronically commutated hydraulic machine) based on various inputs including (although they are not necessarily limited to) an engine speed set point 126, an actual engine speed 128, an engine torque safety factor 130, an outlet pressure of each hydraulic machine 132A, 132B, and a system pressure negative flow control valve associated with each hydraulic machine 134A, 134B.

Restando un punto de ajuste de la velocidad del motor de una velocidad actual del motor 136, se calcula un error de velocidad del motor 138. El punto de ajuste de la velocidad del motor 126 se suministra además a una tabla de búsqueda 140 para calcular de ese modo el par motor máximo 142 disponible y éste se compara 144 con un factor de seguridad del par motor 130 para calcular un par ECM máximo 146 que se puede aplicar para causar un nivel aceptable de caída del motor.By subtracting an engine speed set point from an actual engine speed 136, an engine speed error 138 is calculated. The engine speed set point 126 is further supplied to a lookup table 140 for calculating from In this mode the maximum available engine torque 142 is compared 144 with a torque safety factor of 130 to calculate a maximum ECM torque 146 that can be applied to cause an acceptable level of engine droop.

La presión de salida de cada máquina hidráulica se filtra 150A, 150B para eliminar las frecuencias más bajas que surgen debido a la cuantificación y la presión negativa de control de flujo se introduce en otra tabla de búsqueda 152A, 152B para calcular de ese modo un desplazamiento de flujo máximo 154A, 154B. Una de las presiones de salida filtradas también está limitada 158. El desplazamiento máximo del flujo para cada máquina hidráulica se suma 156, y se calcula el par correspondiente. Se determina la diferencia entre el régimen actual del motor y la consigna de régimen, se aplica una ganancia y se aplica una compensación de par al par máximo permitido por la ECM. Este límite de par se compara con la salida de par máxima del motor 148 y la demanda de par de la ECM se limita a este valor (para garantizar que se pueda evitar la caída excesiva del motor y el calado) antes de enviar la señal de demanda de par al controlador de la máquina hidráulica. En respuesta a la señal de demanda de par, el controlador de la máquina hidráulica toma una decisión 160 ciclo a ciclo sobre si cada máquina hidráulica debe completar un ciclo activo o un ciclo inactivo. Dependiendo de las condiciones actuales (que incluyen el punto de ajuste de la velocidad del motor, la velocidad actual del motor, el factor de seguridad del par motor, la presión de salida y la presión de control del flujo negativo y/u otros factores) el controlador de la máquina hidráulica puede hacer que la primera máquina hidráulica se someta a un ciclo activo mientras la segunda máquina hidráulica se somete a un ciclo inactivo, o puede hacer que la primera máquina hidráulica se someta a un ciclo inactivo mientras la segunda máquina hidráulica se somete a un ciclo activo, o puede hacer que tanto la primera máquina hidráulica como la segunda máquina hidráulica se sometan a un ciclo inactivo.The output pressure of each hydraulic machine is filtered 150A, 150B to remove the lowest frequencies that arise due to quantization and the flow control negative pressure is input to another lookup table 152A, 152B to thereby calculate a maximum flow offset 154A, 154B. One of the filtered outlet pressures is also limited to 158. The maximum flow displacement for each hydraulic machine is added to 156, and the corresponding torque is calculated. The difference between the actual engine speed and the speed setpoint is determined, a gain is applied, and a torque offset is applied to the maximum torque allowed by the ECM. This torque limit is compared to the engine's maximum torque output 148 and the ECM's torque demand is limited to this value (to ensure that excessive engine droop and stall can be avoided) before sending the start signal. torque demand to the hydraulic machine controller. In response to the torque demand signal, the hydraulic machine controller makes a 160 cycle-by-cycle decision as to whether each hydraulic machine should complete an active cycle or an inactive cycle. Depending on current conditions (including engine speed set point, actual engine speed, engine torque safety factor, outlet pressure and negative flow control pressure, and/or other factors) The hydraulic machine controller can cycle the first hydraulic machine on while the second hydraulic machine is cycled off, or it can cycle the first hydraulic machine on while the second hydraulic machine is cycled off. it is cycled on, or it can cause both the first hydraulic machine and the second hydraulic machine to be cycled off.

La Figura 6 es un diagrama esquemático del controlador de la máquina 50 del motor 32. Un procesador 70, tal como un microprocesador o microcontrolador, está en comunicación electrónica a través de un bus 72 con la memoria 74 y un puerto de entrada-salida 76. La memoria 74 almacena un programa 78 que implementa la ejecución de un algoritmo de determinación de desplazamiento para determinar el volumen neto de fluido hidráulico a desplazar por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, así como una o más variables 80 que almacenan un valor de error de desplazamiento acumulado. La memoria también almacena una base de datos 82 que guarda datos relativos a cada cámara de trabajo, tal como la posición angular de cada cámara de trabajo 84 y si está o no desactivada 86 (por ejemplo, porque está rota). La base de datos puede almacenar el número de veces que cada cámara de trabajo ha sido sometida a un ciclo activo 88. La base de datos puede almacenar una o más tablas de consulta. El programa puede comprender el código de programa 90, que funciona como el módulo de determinación de la resonancia, que calcula una o más frecuencias indeseables y/o intervalos de frecuencias indeseables.Figure 6 is a schematic diagram of the machine controller 50 of the motor 32. A processor 70, such as a microprocessor or microcontroller, is in electronic communication via a bus 72 with memory 74 and an input-output port 76. Memory 74 stores a program 78 that implements execution of a displacement determination algorithm to determine the net volume of hydraulic fluid to be displaced by each working chamber in each working chamber volume cycle, as well as one or more variables 80 that store an accumulated offset error value. The memory also stores a database 82 that saves data relating to each working chamber, such as the angular position of each working chamber 84 and whether or not it is deactivated 86 (for example, because it is broken). The database may store the number of times each working chamber has been subjected to an active cycle 88. The database may store one or more lookup tables. The program may comprise program code 90, which functions as the resonance determining module, which calculates one or more undesirable frequencies and/or intervals of undesirable frequencies.

El controlador recibe señales de entrada que incluyen una señal de demanda de desplazamiento 94, una señal de posición del eje (es decir, de orientación) 90, y típicamente una medición de la presión 92 en el colector de alta presión. También puede recibir una señal de velocidad, así como señales de control (tales como órdenes de puesta en marcha o parada, o de aumento o disminución de la presión del colector de fluido de alta presión antes o durante la puesta en marcha o la parada), u otros datos de acuerdo con lo necesario.The controller receives input signals that include a displacement demand signal 94, an axis position (ie, yaw) signal 90, and typically a pressure measurement 92 in the high pressure manifold. It can also receive a speed signal, as well as control signals (such as start or stop commands, or high pressure fluid manifold pressure increase or decrease before or during start or stop). , or other data as necessary.

La Figura 7 es un diagrama esquemático de una realización de ejemplo de un vehículo 170, en este caso una excavadora con un brazo accionado hidráulicamente. El brazo de accionamiento hidráulico está formado por una primera porción articulada 174A y una segunda porción articulada 174B. Cada una de las primeras y segundas porciones articuladas puede ser accionada independientemente. Otros ejemplos de vehículos adecuados incluyen manipuladores telescópicos, retroexcavadoras, etc.Figure 7 is a schematic diagram of an example embodiment of a vehicle 170, in this case an excavator with a hydraulically powered arm. The hydraulic drive arm is formed by a first articulated portion 174A and a second articulated portion 174B. Each of the first and second hinged portions can be independently actuated. Other examples of suitable vehicles include telehandlers, backhoes, etc.

La Figura 3A es un diagrama de flujo de un sistema de acuerdo con la invención, en el que el sistema toma un valor inicial de presión 114 en el sistema de control de flujo negativo 100, cuya salida se compara con una presión máxima 116 dando un valor de Fd 118 que se alimenta a un filtro de paso bajo 102 (en este caso un filtro de paso bajo con una constante de tiempo de 300 ms). La salida de este filtro se pasa a un limitador de velocidad 106 que también toma una medida de presión 104, una medida de velocidad actual del motor 110 y una consigna de velocidad del motor 112. Esto permite el cálculo de un límite de par por parte de un limitador de par 108 y, por lo tanto, una demanda final de salida se transmite a la(s) máquina(s) conmutada(s) electrónicamente 118. Por lo tanto, la presente invención proporciona la función de emular el comportamiento de una bomba analógica (por ejemplo, una bomba de plato oscilante convencional).Figure 3A is a flow diagram of a system according to the invention, in which the system takes an initial pressure value 114 in the negative flow control system 100, the output of which is compared to a maximum pressure 116 giving a value of Fd 118 that is fed to a low pass filter 102 (in this case a low pass filter with a time constant of 300 ms). The output of this filter is passed to a speed limiter 106 which also takes a pressure measurement 104, an actual motor speed measurement 110, and a motor speed setpoint 112. This allows calculation of a torque limit by of a torque limiter 108 and therefore a final output demand is transmitted to the electronically switched machine(s) 118. Therefore, the present invention provides the function of emulating the behavior of an analog pump (for example, a conventional swash plate pump).

Las máquinas de conmutación electrónica suelen tener tiempos de respuesta muy cortos. Esto se debe a que se puede decidir si una cámara de trabajo va a sufrir un ciclo activo o un ciclo inactivo para cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo. Las cámaras de trabajo suelen estar distribuidas alrededor del eje giratorio, por lo que hay múltiples puntos de decisión (por ejemplo, 8 o más o 12 o más) por rotación del eje giratorio. Una máquina de conmutación electrónica que gira a 1.500 rpm con cámaras de trabajo separadas 24° alrededor del eje giratorio puede reaccionar a un cambio en la demanda en 2,7 ms, por ejemplo. Este tiempo de respuesta tan rápido puede ser preferente en algunos casos, pero a veces puede causar inestabilidades indeseables en el sistema que pueden tener un impacto negativo en la controlabilidad.Electronic switching machines often have very short response times. This is because it can be decided whether a working chamber is to be cycled on or cycled off for each working chamber in each volume cycle of the working chamber. The working chambers are typically distributed around the rotary axis, so there are multiple decision points (eg, 8 or more or 12 or more) per rotation of the rotary axis. An electronic switching machine rotating at 1,500 rpm with working chambers spaced 24° apart around the rotary axis can react to a change in demand in 2.7 ms, for example. This very fast response time may be preferable in some cases, but can sometimes cause undesirable instabilities in the system that can have a negative impact on controllability.

Por ejemplo, cuando un sistema está provisto de una alta ganancia proporcionalmente con una baja conformidad, el sistema será sensible a los retrasos (por ejemplo, retrasos causados por el tiempo necesario para llevar a cabo una medición de la señal (causados por el filtrado) o retrasos causados por los tiempos de respuesta del hardware). Cuando un sistema de este tipo es sensible a retrasos de 2 a 3 ms, puede resultar impracticable reducir dichos retrasos a un nivel aceptable. En consecuencia, la invención proporciona un procedimiento por el cual la respuesta de salida se retrasa para dar tiempo a que el sistema se estabilice. Para filtrar la demanda de salida se utiliza un filtro de paso bajo (por ejemplo, con aproximadamente 100 a 300 ms). Como resultado, el tiempo que el sistema tarda en responder a una entrada de etapa es más largo, sin embargo, en la práctica, en numerosas aplicaciones esto no es perceptible para un operador (por ejemplo, un usuario de una excavadora) en uso.For example, when a system is provided with high gain proportionally with low compliance, the system will be sensitive to delays (for example, delays caused by the time it takes to carry out a measurement of the signal (caused by filtering). or delays caused by hardware response times). When such a system is sensitive to delays of 2 to 3 ms, it may be impractical to reduce such delays to an acceptable level. Accordingly, the invention provides a method whereby the output response is delayed to allow time for the system to stabilize. A low-pass filter is used to filter the output demand (for example, with approximately 100 to 300 ms). As a result, the time it takes for the system to respond to a stage input it is longer, however in practice in many applications this is not noticeable to an operator (eg user of an excavator) in use.

La Figura 3B es un diagrama de flujo de un sistema con las características de 3A y entradas adicionales de la velocidad del motor medida actualmente 120 y un punto de ajuste de la velocidad del motor 122. Estos se comparan para calcular un error de velocidad del motor. Además, se proporciona una base de datos 124, que contiene una tabla de consulta que indica un límite de par motor dependiente del régimen del motor.Figure 3B is a flowchart of a system with the characteristics of 3A and additional inputs of currently measured motor speed 120 and a motor speed set point 122. These are compared to calculate a motor speed error. . In addition, a database 124 is provided, which contains a lookup table indicating an engine speed dependent torque limit.

La Figura 9 es un gráfico que indica cómo se calcula (y define) típicamente una constante de tiempo en la técnica. Cuando se introduce una demanda escalonada en un sistema, éste suele tardar un tiempo finito en responder a la demanda. La constante de tiempo se define como el tiempo que tarda la salida del sistema en alcanzar aproximadamente el 63%(es decir, 1-1/e) del cambio total requerido por la entrada.Figure 9 is a graph indicating how a time constant is typically calculated (and defined) in the art. When a step demand is introduced into a system, it usually takes a finite amount of time for the system to respond to the demand. The time constant is defined as the time it takes for the output of the system to reach approximately 63% (ie 1-1/e) of the total change required by the input.

Debido a que las ECM pueden reaccionar rápidamente (en el sentido de que las decisiones se toman ciclo a ciclo para cada ciclo de cada cámara de trabajo y, opcionalmente, independientemente de cada ciclo de cada otra cámara de trabajo) los sistemas de control de flujo negativo que operan con ECM se pueden volver inestables en respuesta a las demandas rápidamente cambiantes. Para evitarlo, la invención aplica un amortiguador de respuesta (en este ejemplo, en forma de filtro). Este amortiguador de respuesta introduce un retraso de 300 ms en el tiempo de respuesta de la ECM. Los expertos en la técnica apreciarán que se puede seleccionar cualquier tiempo de retardo para cumplir con los requisitos de máquinas particulares.Because ECMs can react quickly (in the sense that decisions are made on a cycle-by-cycle basis for each cycle of each work chamber and, optionally, independently of each cycle of each other work chamber) flow control systems negative that operate with ECM can become unstable in response to rapidly changing demands. To avoid this, the invention applies a response damper (in this example, in the form of a filter). This response damper introduces a 300 ms delay in the response time of the ECM. Those skilled in the art will appreciate that any delay time may be selected to meet the requirements of particular machines.

Además, la invención también proporciona un modo de anulación que anula el amortiguador de respuesta para evitar que el motor se cale y para evitar la caída del motor.In addition, the invention also provides an override mode that overrides the response damper to prevent engine stalling and to prevent engine droop.

La ECU controla la velocidad del motor de forma que la velocidad del motor está tan cerca como sea posible de un punto de ajuste de la velocidad del motor, para responder a los cambios en la demanda de par. Cuando se aplica un aumento de la demanda al motor, normalmente se produce una reducción del régimen del motor (es decir, una caída del motor) y la capacidad de recuperar el régimen del motor tras dicho aumento de la demanda depende (como mínimo) del punto de ajuste del régimen del motor, del tiempo de respuesta de la ECU y del sistema de combustible. The ECU controls the engine speed so that the engine speed is as close as possible to an engine speed set point, in order to respond to changes in torque demand. When an increase in demand is applied to the engine, a reduction in engine speed (i.e. engine droop) typically occurs and the ability to recover engine speed after such an increase in demand depends (at a minimum) on the engine speed. engine speed set point, ECU response time and fuel system.

Durante el funcionamiento, la ECU recibe una señal indicativa de un valor deseado de par o velocidad desde un sensor externo, por ejemplo un sensor externo configurado para medir la posición de un pedal, o a través de una señal proporcionada por un CANbus. La ECU recibe señales de un sensor de velocidad de rotación y calcula una velocidad de rotación del eje giratorio. Por lo tanto, la ECU es operable para mantener la velocidad de rotación del eje giratorio para satisfacer una demanda de velocidad deseada a través del control de bucle cerrado.During operation, the ECU receives a signal indicative of a desired value of torque or speed from an external sensor, for example an external sensor configured to measure the position of a pedal, or via a signal provided by a CANbus. The ECU receives signals from a rotational speed sensor and calculates a rotational speed of the rotating shaft. Therefore, the ECU is operable to maintain the rotational speed of the rotary shaft to meet a desired speed demand through closed-loop control.

La ECU también está configurada para controlar los componentes de inyección de combustible del motor a través del control de una o más máquinas hidráulicas, inyectores y/o boquillas en respuesta a una o más señales recibidas, que incluyen una señal indicativa de la posición del cigüeñal, una temperatura de combustible, una presión de combustible y/o un flujo de masa-aire, para de ese modo satisfacer una demanda de par deseada.The ECU is also configured to control the fuel injection components of the engine through control of one or more hydraulic machines, injectors, and/or nozzles in response to one or more received signals, including a signal indicative of crankshaft position. , a fuel temperature, a fuel pressure and/or a mass-air flow, to thereby satisfy a desired torque demand.

En las realizaciones en las que el motor tiene uno o más turbocompresores (o, por ejemplo, supercargadores y/o recirculadores de gases de escape), la ECU está configurada para monitorizar una o más señales recibidas indicativas del flujo de masa-aire y/o de la presión de carga de aire y para regular el flujo de aire suministrado a los cilindros en respuesta para satisfacer de ese modo una demanda de par deseada.In embodiments where the engine has one or more turbochargers (or, for example, superchargers and/or exhaust gas recirculators), the ECU is configured to monitor one or more received signals indicative of mass-air flow and/or or from the air charge pressure and to regulate the flow of air supplied to the cylinders in response to thereby satisfy a desired torque demand.

Además, la ECU está configurada para recibir señales de y suministrar señales a sistemas adicionales que incluyen un sistema de control de tracción (en algunas realizaciones un sistema de control de cambio de transmisión). La ECU recibe señales de los sistemas adicionales y se las suministra a través de un CANbus y puede modificar el comportamiento del vehículo y/o del motor en respuesta.In addition, the ECU is configured to receive signals from and supply signals to additional systems including a traction control system (in some embodiments a transmission shift control system). The ECU receives signals from additional systems and supplies them via a CANbus and can modify vehicle and/or engine behavior in response.

Con referencia a la Figura 8A, para evitar la caída del motor, o el calado, se sabe que los vehículos industriales (por ejemplo, las excavadoras) funcionan con un límite de par de bucle abierto. Este límite de par en bucle abierto está por debajo del par máximo del motor 224 y representa el par máximo sumado que pueden proporcionar todas las máquinas hidráulicas en combinación para un determinado régimen del motor (opcionalmente para un punto de ajuste del régimen del motor). En consecuencia, existe una gama 228 de regímenes de motor aceptables para un par motor determinado. Por ejemplo, si un vehículo tuviera dos máquinas hidráulicas accionadas por el mismo motor, cada máquina hidráulica se podría limitar de forma que pudiera proporcionar, como máximo, el 45% del límite de par, con lo que la suma del par de ambas máquinas hidráulicas sería el 90% del par máximo (es decir, se proporciona un margen de seguridad 226). Esta elección se hace para que nunca se supere el límite de par absoluto de la máquina (por ejemplo, cuando se introducen demandas excesivas) para de ese modo evitar que el vehículo se cale.Referring to Figure 8A, in order to prevent engine stall, or stall, industrial vehicles (eg excavators) are known to operate with an open loop torque limit. This open loop torque limit is below the maximum torque of the motor 224 and represents the maximum summed torque that all hydraulic machines in combination can provide for a given engine speed (optionally for an engine speed set point). Consequently, there is a range 228 of acceptable engine speeds for a given engine torque. For example, if a vehicle had two hydraulic machines powered by the same motor, each hydraulic machine could be limited in such a way that it could provide at most 45% of the torque limit, thus the sum of the torque of both hydraulic machines would be 90% of the maximum torque (ie a safety margin of 226 is provided). This choice is made so that the absolute torque limit of the machine is never exceeded (for example, when excessive demands are introduced) to thereby prevent the vehicle from stalling.

Sin embargo, por necesidad esto introduce ineficiencias (dado que la máquina no puede operar a su par máximo 224 para una consigna de velocidad del motor dada). En consecuencia, con referencia a la Figura 8B, la presente invención proporciona un procedimiento de modulación del límite de par en función del error de velocidad del motor (en el que el error de velocidad del motor se define en la ecuación 1, arriba). En este caso, un aumento del par de la máquina hidráulica por encima del par instantáneo disponible 234 hace que el régimen del motor disminuya, lo que resulta en un aumento proporcional del error de régimen del motor 240. El regulador de velocidad del motor detecta el error de velocidad del motor y responde 236, proporcionando más combustible para de ese modo aumentar el par motor disponible al máximo. El resultado es que el régimen del motor se aproxima a un valor estable (por debajo del punto de ajuste del régimen del motor 232) y el motor proporciona su par máximo.However, by necessity this introduces inefficiencies (since the machine cannot operate at its maximum torque 224 for a given motor speed set point). Accordingly, referring to Figure 8B, the present invention provides a method of modulating torque limit as a function of motor speed error (where motor speed error is defined in equation 1, above). In this case, an increase in hydraulic machine torque above the available instantaneous torque 234 causes the engine speed to decrease, resulting in a proportional increase in engine speed error 240. The engine speed controller detects the error of engine speed and responds 236, providing more fuel to thereby maximize available torque. The result is that the engine speed approaches a stable value (below the engine speed set point 232) and the engine delivers its maximum torque.

Durante el funcionamiento, el cambio de velocidad del motor en respuesta a una carga aplicada es la caída del motor. La caída se expresa normalmente en porcentaje y se puede calcular a partir del régimen del motor sin carga (Ssincarga) y del régimen con carga completa (Scarga completa), de acuerdo con la siguiente ecuación:During operation, the change in motor speed in response to an applied load is motor droop. Droop is usually expressed in percent and can be calculated from engine no-load speed ( Snoload ) and full-load speed (Sfullload) , according to the following equation:

% de caída = (Ssincarga_ — Scarga completa) X 100 (2)% droop = ( S noload _ — S full load ) X 100 (2)

Scarga completa full charge

En una realización de ejemplo de la invención, una demanda de par de alimentación se envía desde el controlador de la máquina hidráulica a la ECU y la ECU calcula qué carga del motor requerirá la demanda del motor antes de que la máquina hidráulica aplique la carga. Esto tiene la ventaja de evitar (o al menos limitar) la caída del motor.In an example embodiment of the invention, a power torque demand is sent from the hydraulic machine controller to the ECU and the ECU calculates what engine load the engine demand will require before the hydraulic machine applies the load. This has the advantage of avoiding (or at least limiting) engine droop.

El par máximo que puede suministrar un motor no tiene por qué ser el mismo que el par máximo de una máquina hidráulica accionada por el motor. En el caso de que una máquina hidráulica tenga un tiempo de respuesta característico más corto que un motor, es ventajoso retrasar artificialmente el tiempo de respuesta de la ECM. De este modo, se anticipa una demanda antes de aplicar la carga al motor, dando tiempo a que el régimen del motor aumente hasta el punto en que pueda satisfacer la demanda, y la carga se aplica al motor sólo cuando el régimen del motor ha aumentado hasta ese punto.The maximum torque that a motor can supply does not have to be the same as the maximum torque of a hydraulic machine driven by the motor. In the event that a hydraulic machine has a shorter characteristic response time than a motor, it is advantageous to artificially delay the response time of the ECM. Thus, a demand is anticipated before load is applied to the engine, allowing time for engine speed to increase to the point where it can meet the demand, and load is applied to the engine only when engine speed has increased. up to that point.

Los expertos en la técnica apreciarán que el tiempo de respuesta del motor dependerá de la velocidad actual del motor (es decir, el tiempo de respuesta es típicamente más corto cuando el motor está operando a una velocidad más alta). Those skilled in the art will appreciate that the response time of the motor will depend on the current speed of the motor (ie, the response time is typically shorter when the motor is operating at a higher speed).

Es conocido en la técnica proporcionar motores con un turbocompresor. Estos turbocompresores tienen tiempos de respuesta, es decir, el período necesario para que el turbocompresor responda a una demanda del motor. El tiempo de respuesta de un turbocompresor depende de una serie de factores como la inercia de la unidad del rotor del turbocompresor, la presión de admisión, el flujo de aire y la transferencia de energía del intercooler. Esto es significativo porque el tiempo de respuesta del turbocompresor es un límite más para la velocidad con la que el motor puede aplicar un par elevado, dado que se necesita cierto tiempo para crear un caudal de masa de aire suficiente para los cilindros. Los turbocompresores son conocidos en la técnica por su lentitud de respuesta y el retraso que provocan se denomina “retraso del turbo”. Es importante tener en cuenta los efectos del turbocompresor al considerar la respuesta de par del motor en su conjunto. Sin embargo, también es posible que algunos motores tengan otras características que también ralenticen la respuesta del motor y estas características también deben ser consideradas.It is known in the art to provide engines with a turbocharger. These turbochargers have response times, that is, the period required for the turbocharger to respond to a demand from the engine. The response time of a turbocharger depends on a number of factors such as the inertia of the turbocharger rotor unit, intake pressure, airflow and energy transfer from the intercooler. This is significant because the response time of the turbocharger is a further limit to the speed with which the engine can apply high torque, since it takes some time to create a sufficient mass air flow to the cylinders. Turbochargers are known in the art for their slow response and the lag they cause is referred to as "turbo lag". It is important to take into account the effects of the turbocharger when considering the torque response of the engine as a whole. However, it is also possible that some motors have other characteristics that also slow down motor response and these characteristics must also be considered.

El uso de medios de reducción de la presión, tales como las válvulas de alivio de la presión (PRV) en máquinas hidráulicas (por ejemplo, excavadoras, etc.) es bien conocido en la técnica. Cuando la presión en un colector de fluido alcanza un límite de la PRV, ésta se abre para permitir que el fluido hidráulico salga del sistema (normalmente a través de un pasaje auxiliar hacia un tanque a presión atmosférica) y de ese modo se reduce la presión. Se trata de un elemento de seguridad que evita que se dañe la máquina.The use of pressure reducing means, such as pressure relief valves (PRVs) in hydraulic machines (eg excavators, etc.) is well known in the art. When the pressure in a fluid manifold reaches a PRV limit, the PRV opens to allow hydraulic fluid to exit the system (usually through an auxiliary passage to an atmospheric pressure tank) thereby reducing the pressure . It is a safety element that prevents the machine from being damaged.

Sin embargo, el fluido hidráulico que sale a través de una PRV representa una ineficiencia en el sentido de que ese fluido hidráulico ya no puede hacer trabajo en el sistema y por lo tanto se pierde energía. De ese modo, en una realización de la invención, se proporciona un sistema para evitar alcanzar el límite de la válvula de retención y, por lo tanto, evitar que se abra la válvula de retención.However, the hydraulic fluid that exits through a PRV represents an inefficiency in the sense that that hydraulic fluid can no longer do work in the system and therefore energy is lost. Thus, in one embodiment of the invention, a system is provided to prevent reaching the limit of the check valve and therefore prevent the check valve from opening.

Para lograr esto, en una realización de ejemplo de la invención, la señal de control a la máquina hidráulica está limitada de forma que la salida de presión por la máquina hidráulica no puede exceder una presión máxima predeterminada (por ejemplo, 95% de la presión de la PRV). La ECU recibe una señal de demanda (por ejemplo, una señal introducida por un usuario a través de un joystick) y limita Fd de forma que no se alcance el máximo predeterminado.To achieve this, in an example embodiment of the invention, the control signal to the hydraulic machine is limited such that the pressure output by the hydraulic machine cannot exceed a predetermined maximum pressure (for example, 95% of the pressure of the PRV). The ECU receives a demand signal (for example, a signal input by a user via a joystick) and limits Fd so that the predetermined maximum is not reached.

Típicamente, al menos un PRV estará asociado con cada actuador de un vehículo. Por ejemplo, cuando el vehículo es una excavadora, se proporcionará al menos un PRV para cada actuador de oruga, actuador de giro, actuador de brazo, actuador de pluma, etc. Como cada actuador está asociado a una demanda diferente, cada PRV asociado a cada actuador tiene opcionalmente un límite PRV diferente. Además, puede haber diferentes límites de PRV asociados con diferentes movimientos (por ejemplo, un límite de PRV más alto puede estar asociado con la elevación de un brazo y un límite de PRV más bajo asociado con la bajada de un brazo). En consecuencia, cada actuador de un vehículo de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención está provisto de una presión máxima predeterminada que corresponde al límite de la válvula de seguridad de dicho actuador. Además, una realización a modo de ejemplo de la invención que limita la presión implica una PRV asociada a un grupo o grupos de actuadores, en los que el límite está asociado a uno o más grupos. El límite seleccionado para el grupo puede reflejar el más bajo de los respectivos límites de presión del actuador dentro del grupo. El grupo puede abarcar todos los actuadores. Typically, at least one PRV will be associated with each actuator of a vehicle. For example, when the vehicle is an excavator, at least one PRV will be provided for each track actuator, swing actuator, arm actuator, boom actuator, etc. Since each actuator is associated with a different demand, each PRV associated with each actuator optionally has a different PRV limit. In addition, there may be different PRV limits associated with different movements (for example, a higher PRV limit may be associated with raising one arm and a lower PRV limit associated with lowering one arm). Accordingly, each vehicle actuator according to an exemplary embodiment of the invention is provided with a predetermined maximum pressure that corresponds to the safety valve limit of said actuator. Furthermore, an exemplary embodiment of the invention that limits pressure involves a PRV associated with a group or groups of actuators, where the limit is associated with one or more groups. The limit selected for the group may reflect the lower of the respective actuator pressure limits within the group. The group can encompass all actuators.

En una realización a modo de ejemplo de la invención, esto sustituye a los PRV de hardware tradicionales. En consecuencia, algunas realizaciones de ejemplo del vehículo de acuerdo con la invención pueden requerir menos (o incluso ninguna) válvulas PRV, sin embargo, en la mayoría de las realizaciones de ejemplo, dichas válvulas seguirán siendo necesarias, posiblemente para cumplir con los requisitos de seguridad. Además, se puede prescindir opcionalmente del control de retroalimentación al depósito.In an exemplary embodiment of the invention, this replaces traditional hardware PRVs. Consequently, some exemplary embodiments of the vehicle according to the invention may require fewer (or even no) PRV valves, however, in most exemplary embodiments, such valves will still be required, possibly to meet the requirements of safety. Furthermore, one can omit optionally from feedback control to the tank.

En otra realización de ejemplo de la invención, los distribuidores de centro abierto se sustituyen por distribuidores de centro cerrado. En el uso, un usuario introduce comandos (por ejemplo, mediante el uso de un joystick) y estas entradas se utilizan para determinar la demanda de desplazamiento. Esto se puede hacer por medio de la medición o monitorización de una presión de señal de control, tal como la presión de pilotaje.In another exemplary embodiment of the invention, open-center manifolds are replaced with closed-center manifolds. In use, a user inputs commands (eg, through the use of a joystick) and these inputs are used to determine displacement demand. This can be done by measuring or monitoring a control signal pressure, such as pilot pressure.

Como los comandos de entrada pueden corresponder a múltiples demandas de desplazamiento diferentes simultáneamente, por ejemplo para causar la actuación de múltiples actuadores diferentes simultáneamente, la ECU calcula la suma esperada de demandas de desplazamiento en base a los comandos de entrada del usuario. En una realización de ejemplo, las válvulas de los carretes se controlan por medio de joysticks hidráulicos para que se abran en proporción a la orden de desplazamiento (esto no requiere control electrónico). En un ejemplo alternativo, la ECU utiliza electroválvulas proporcionales para hacer que los distribuidores se abran en proporción a la demanda de desplazamiento.Since the input commands can correspond to multiple different shift demands simultaneously, for example to cause multiple different actuators to actuate simultaneously, the ECU calculates the expected sum of shift demands based on the user input commands. In an exemplary embodiment, the spool valves are controlled by hydraulic joysticks to open in proportion to the command to travel (this does not require electronic control). In an alternate example, the ECU uses proportional solenoids to cause the valves to open in proportion to displacement demand.

En una realización, los distribuidores no tienen centro abierto; esto representa un procedimiento de control de retroalimentación de bucle abierto (es decir, no hay medición de la presión a cada lado del puerto central abierto, como es el caso cuando se proporciona un distribuidor de centro abierto, con el que proporcionar retroalimentación para corregir de ese modo cualquier error). En consecuencia, se mide una señal de control en su lugar. Esta señal de control puede tener la forma de una presión de pilotaje y está en la forma de una medición de la presión en los puertos abiertos de los distribuidores y se utiliza para determinar el grado de apertura de los mismos (se mide la presión en cada lado del distribuidor y se hace referencia a una tabla de búsqueda para determinar la apertura del puerto). La presión y la apertura proporcionan información con la que la ECU determina el flujo y una caída de presión esperada causada por el flujo.In one embodiment, the distributors do not have an open center; this represents an open loop feedback control procedure (i.e. there is no pressure measurement on either side of the open center port, as is the case when an open center manifold is provided, with which to provide feedback to correct for that way any error). Accordingly, a control signal is measured instead. This control signal can be in the form of a pilot pressure and is in the form of a measurement of the pressure in the open ports of the distributors and is used to determine the degree of opening of the same (the pressure is measured in each distributor side and a lookup table is referenced to determine the opening of the port). The pressure and gap provide information with which the ECU determines the flow and an expected pressure drop caused by the flow.

Esto evita las ineficiencias asociadas a los distribuidores proporcionales.This avoids the inefficiencies associated with proportional distributors.

El controlador está configurado para recibir una señal de demanda y determinar una serie de valores discretos en la que los valores discretos representan el desplazamiento de fluido por una o más cámaras de trabajo, es decir, un patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo. La Figura 18 es un gráfico de la salida como resultado de una serie de valores discretos de ejemplo (y por lo tanto un patrón de ejemplo de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo). Con el tiempo, la salida total del volumen de la cámara de trabajo se promedia de forma que la máquina hidráulica (es decir, Fd) satisface la demanda en respuesta a la señal de demanda.The controller is configured to receive a demand signal and determine a series of discrete values where the discrete values represent the displacement of fluid through one or more working chambers, that is, a pattern of on and off cycles of the volume of the working chamber. Figure 18 is a graph of the output as a result of a series of example discrete values (and thus an example pattern of working chamber volume on and off cycles). Over time, the total volume output of the work chamber is averaged such that the hydraulic machine (ie, Fd) meets the demand in response to the demand signal.

Un usuario puede introducir una orden (por ejemplo, a través de un joystick) que provoque alguna demanda de desplazamiento que sea inferior al 100% de la salida de desplazamiento máxima posible del motor. Por ejemplo, la demanda puede ser de una cilindrada del 88,9% de la máxima posible y el motor puede tener 12 cilindros con los que satisfacer esa demanda. Dicha demanda se satisface a través de un patrón de activación de las cámaras de trabajo que hace que cada cámara de trabajo individual sufra un ciclo activo o inactivo. En este ejemplo, el patrón sería 111 1 1 1 10 11 11 1 10 1 1 1 11 1 10, etc. (en el que un 1 representa un ciclo activo llevado a cabo por una cámara de trabajo y un 0 representa un ciclo inactivo llevado a cabo por una cámara de trabajo).A user can enter a command (eg via a joystick) that causes some displacement demand that is less than 100% of the maximum possible displacement output of the motor. For example, the demand may be for a displacement of 88.9% of the maximum possible and the engine may have 12 cylinders with which to meet that demand. This demand is met through a pattern of activation of the work chambers that causes each individual work chamber to cycle on or off. In this example, the pattern would be 111 1 1 1 10 11 11 1 10 1 1 1 11 1 10, etc. (where a 1 represents an active cycle carried out by a working chamber and a 0 represents an inactive cycle carried out by a working chamber).

Si este patrón de ciclos activos e inactivos se lleva a cabo cuando la velocidad de rotación del eje giratorio es de 1200 rpm, esto significa que cada segundo se llevan a cabo 240 decisiones (es decir, elecciones entre un ciclo activo o un ciclo inactivo para una cámara de trabajo individual) y, en el ejemplo anterior, cada 37,5 ms hay un ciclo inactivo (un “0” en el patrón). Esto provoca una vibración a 26,6 Hz.If this pattern of on and off cycles occurs when the rotational speed of the rotary shaft is 1200 rpm, this means that 240 decisions (i.e., choices between an on cycle and an inactive cycle for a single working chamber) and, in the above example, every 37.5 ms there is an idle cycle (a “0” in the pattern). This causes a vibration at 26.6 Hz.

Como tal, la serie de valores discretos (y/o el patrón de ciclos activos e inactivos del volumen de la cámara de trabajo) se puede representar como una función no lineal. Opcionalmente, la serie de valores discretos se puede determinar con referencia a un número de valores discretos predeterminados o a partir de una base de datos, o el controlador puede llevar a cabo uno o más cálculos para determinar de ese modo la serie de valores discretos. Los expertos en la técnica apreciarán que la función no lineal no es simplemente una función de transferencia y/o un filtro de paso bajo. As such, the series of discrete values (and/or the pattern of on/off cycling of the working chamber volume) can be represented as a non-linear function. Optionally, the set of discrete values may be determined with reference to a number of predetermined discrete values or from a database, or the controller may perform one or more calculations to thereby determine the set of discrete values. Those skilled in the art will appreciate that the non-linear function is not simply a transfer function and/or a low pass filter.

Las vibraciones de baja frecuencia causadas de este modo pueden provocar daños en las piezas de la máquina (o del vehículo) y molestias para el usuario. Para evitarlo, la presente invención aplica un filtro de promedio móvil con un período variable para filtrar las vibraciones de baja frecuencia. Por medio del ajuste del período del filtro de promedio móvil para que sea igual al período del patrón de decisión que da lugar a las vibraciones (en el ejemplo anterior, el período sería de 37,5 ms) la vibración de baja frecuencia se atenúa completamente (al igual que los armónicos de la vibración). Si el período del patrón de ciclos activos e inactivos se cambia, o si la velocidad de rotación del eje giratorio se cambia, el período del filtro de promedio móvil también se cambia en dependencia de ello.Low-frequency vibrations caused in this way can cause damage to machine (or vehicle) parts and inconvenience to the user. To avoid this, the present invention applies a moving average filter with a variable period to filter out low-frequency vibrations. By adjusting the period of the moving average filter to be equal to the period of the decision pattern causing the chatter (in the example above, the period would be 37.5 ms) the low frequency chatter is completely attenuated (as well as the harmonics of the vibration). If the period of the on/off cycle pattern is changed, or if the rotation speed of the rotary axis is changed, the period of the moving average filter is also changed depending on it.

Las contribuciones de los accionamientos individuales de la cámara de trabajo provocan una ondulación de la presión pulsátil. Esto provoca vibraciones en el vehículo, la máquina hidráulica, la cabina, etc. Aunque estas vibraciones se suelen iniciar con una amplitud relativamente baja, la amplitud de las vibraciones puede aumentar con el tiempo, especialmente si la frecuencia de las vibraciones está en (o cerca de) una frecuencia de resonancia del vehículo (o de una parte del vehículo). Estas vibraciones pueden causar daños si la amplitud aumenta más allá de una amplitud máxima predeterminada. The contributions of the individual drives of the working chamber cause a pulsatile pressure ripple. This causes vibrations in the vehicle, hydraulic machine, cab, etc. Although these vibrations usually start with a relatively low amplitude, the amplitude of the vibrations can increase over time, especially if the frequency of the vibrations is at (or close to) a resonant frequency of the vehicle (or a part of the vehicle). ). These vibrations can cause damage if the amplitude increases beyond a predetermined maximum amplitude.

Además, como los cambios en la presión se utilizan para permitir que se tomen decisiones (por ejemplo, una decisión de cambiar Fd, etc.) los pequeños cambios en la presión causados por la ondulación de la presión pulsátil podrían ser malinterpretados como cambios de presión reales y deliberados, lo que podría llevar a que se tomara una decisión por error. Un filtro de rechazo de ondas de baja amplitud lo evita.Also, as changes in pressure are used to enable decisions to be made (eg a decision to change Fd, etc.) small changes in pressure caused by pulsatile pressure ripple could be misinterpreted as pressure changes. real and deliberate, which could lead to a decision being made in error. A low amplitude ripple rejection filter prevents this.

El filtro de rechazo de ondulación de baja amplitud es una función no lineal (no una función de transferencia o un filtro de paso bajo). Se trata de dos formas, es decir, un objetivo común, de suprimir la ondulación en un sistema de nivel superior.The low amplitude ripple rejection filter is a non-linear function (not a transfer function or low pass filter). These are two ways, ie a common goal, of suppressing ripple in a higher level system.

Para controlar el par de una máquina hidráulica, es necesario conocer la presión en la salida de la máquina hidráulica. El par de la máquina hidráulica que surge de una máquina hidráulica de desplazamiento variable es una función del desplazamiento de la máquina hidráulica y de la presión de salida de la máquina hidráulica. Existe una ondulación de presión pulsátil inherente en la salida debido a las contribuciones de las actuaciones individuales de los cilindros. El uso de la presión no filtrada podría dar lugar a una rápida disminución o aumento del par de la máquina hidráulica, lo que sería beneficioso para la estabilidad del motor y la maximización de la productividad de la máquina hidráulica. Sin embargo, debido a la ondulación de la presión, el uso de la presión no filtrada para el control del par daría lugar a un desplazamiento inestable. Para eliminar esta ondulación de la presión de los cálculos de par, se podría utilizar una presión muy promediada o filtrada, pero esto daría lugar a una respuesta de par retrasada (retraso indeseable). To control the torque of a hydraulic machine, it is necessary to know the pressure at the outlet of the hydraulic machine. The hydraulic machine torque arising from a variable displacement hydraulic machine is a function of the hydraulic machine displacement and the hydraulic machine outlet pressure. There is an inherent pulsatile pressure ripple in the output due to contributions from individual cylinder actuations. Using the unfiltered pressure could result in a rapid decrease or increase in hydraulic machine torque, which would be beneficial for motor stability and maximizing hydraulic machine productivity. However, due to pressure ripple, using the unfiltered pressure for torque control would result in unstable travel. To remove this pressure ripple from torque calculations, a heavily averaged or filtered pressure could be used, but this would result in a delayed torque response (undesirable lag).

Un filtro de presión ideal para el control del par de torsión rechazaría, por lo tanto, las ondulaciones de presión de baja amplitud, pero aceptaría los cambios de presión de alta amplitud. En consecuencia, el filtro de rechazo de ondulación de baja amplitud retiene el valor de salida anterior del filtro y compara la nueva presión de entrada con este valor retenido. Si la diferencia entre la nueva presión y el valor de la presión retenida está dentro de una banda de rechazo (“banda muerta”), la presión de salida se mantiene constante y no se modifica. Si la nueva presión está fuera de la banda de rechazo, la presión de salida se modifica a este nuevo valor. De ese modo, la ondulación de la presión no influye en el control del par de la máquina hidráulica, sino que se tienen en cuenta los grandes cambios de presión (no la ondulación). El intervalo de la banda muerta se establece en base a la expectativa de un intervalo particular de pulsación de presión - por ejemplo, 20 bar de pulsación de presión. La banda muerta se suele ajustar y configurar para el sistema hidráulico específico en el que se instala. Sin embargo, la banda puede cambiar si la conformidad / rigidez del sistema hidráulico cambia (por ejemplo, si se proporciona un acumulador).An ideal pressure filter for torque control would therefore reject low amplitude pressure ripples, but accept high amplitude pressure changes. Consequently, the low amplitude ripple rejection filter retains the previous output value of the filter and compares the new inlet pressure with this retained value. If the difference between the new pressure and the held pressure value is within a rejection band (“dead band”), the outlet pressure is held constant and does not change. If the new pressure is outside the rejection band, the outlet pressure is changed to this new value. In this way, the pressure ripple does not influence the torque control of the hydraulic machine, but large pressure changes (not the ripple) are taken into account. The dead band range is established based on the expectation of a particular range of pressure pulsation - eg 20 bar pressure pulsation. The dead band is usually adjusted and configured for the specific hydraulic system in which it is installed. However, the band may change if the compliance / rigidity of the hydraulic system changes (for example, if an accumulator is provided).

El controlador de la máquina hidráulica aplica un límite de par cuando el límite de par de la máquina hidráulica está por encima de un límite de par del motor. El límite de par depende del régimen actual del motor. Por lo tanto, el controlador del motor recibe una medición de la velocidad actual del motor y determina un límite de par motor correspondiente, con referencia a una tabla de búsqueda (por ejemplo, una tabla de búsqueda almacenada en una base de datos) que contiene una curva de par-velocidad.The hydraulic machine controller applies a torque limit when the hydraulic machine torque limit is above a motor torque limit. The torque limit depends on the current engine speed. Therefore, the motor controller receives a measurement of the current speed of the motor and determines a corresponding motor torque limit, with reference to a lookup table (for example, a lookup table stored in a database) containing a torque-speed curve.

Además, en todos los regímenes del motor, el par máximo que puede aplicar el motor será inferior al par máximo que puede aplicar la máquina hidráulica. Como resultado, se aplica un límite de par a la máquina hidráulica.Furthermore, at all engine speeds, the maximum torque that can be applied by the engine will be less than the maximum torque that can be applied by the hydraulic machine. As a result, a torque limit is applied to the hydraulic machine.

Por ejemplo, la señal de demanda puede ser una señal que contenga parámetros asociados a la demanda de desplazamiento, flujo, presión, potencia o par. Estos parámetros están limitados en su dependencia de otros parámetros. Con referencia a la Figura 11A, en un ejemplo, el desplazamiento se puede reducir desde un flujo máximo 310 hasta un desplazamiento cero a través de un intervalo de presiones 308, lo que resulta en una función no lineal que representa un límite en la demanda de potencia 306 que depende de la demanda de presión 302 y de la demanda de flujo 304. Con referencia a la Figura 11B, en otro ejemplo, la demanda de par 314 se puede limitar de forma similar, de forma que se puede aplicar un par máximo para ciertos valores de presión 308 y desplazamiento 312, pero se puede reducir a un par cero a lo largo de un intervalo de presión en función de la demanda de presión de desplazamiento 302 y la demanda de desplazamiento 316.For example, the demand signal may be a signal containing parameters associated with displacement, flow, pressure, power, or torque demand. These parameters are limited in their dependency on other parameters. Referring to Figure 11A, in one example, displacement can be reduced from maximum flow 310 to zero displacement through a range of pressures 308, resulting in a non-linear function representing a limit on demand for power 306 which is dependent on pressure demand 302 and flow demand 304. Referring to Figure 11B, in another example, torque demand 314 can be similarly limited so that maximum torque can be applied for certain values of pressure 308 and displacement 312, but can be reduced to zero torque over a pressure range based on displacement pressure demand 302 and displacement demand 316.

La Figura 12 es un gráfico de un ejemplo de función de demanda de potencia 306 en función de la velocidad del motor 326 y del par 324, con referencia a una demanda de velocidad mínima 322 y una demanda de velocidad máxima 320. El controlador de la máquina hidráulica aplica un límite de par en función del régimen del motor. A baja velocidad, el controlador hidráulico de la máquina reduce el límite de par para evitar que el motor se cale. Por el contrario, a alta velocidad, el controlador de la máquina hidráulica aumenta el límite de par para evitar daños en la máquina hidráulica. Figure 12 is a graph of an example power demand function 306 as a function of motor speed 326 and torque 324, with reference to a minimum speed demand 322 and a maximum speed demand 320. The drive controller hydraulic machine applies a torque limit depending on the engine speed. At low speed, the machine's hydraulic controller reduces torque limit to prevent engine stalling. On the contrary, at high speed, the hydraulic machine controller increases the torque limit to prevent damage to the hydraulic machine.

En un ejemplo, el límite de par se puede establecer en función de la velocidad para adaptarse al par disponible del motor. La Figura 13 es un gráfico de un ejemplo de funciones de par; una función de par que representa el par determinado de acuerdo con el régimen del motor disponible 330 y una función de par determinada de acuerdo con la velocidad de la máquina hidráulica disponible 328, en el que el par 324 se traza como una función tanto del régimen del motor 326 como con referencia a una demanda de velocidad mínima 322 y una demanda de velocidad máxima 320. A baja velocidad, el par de la máquina hidráulica se limita para evitar que el motor se cale. Por el contrario, a alta velocidad, el par de la máquina hidráulica está limitado para evitar daños internos.In one example, the torque limit can be set as a function of speed to match the available torque of the motor. Figure 13 is a graph of an example of torque functions; a torque function representing torque determined in accordance with available engine speed 330 and a torque function determined in accordance with available hydraulic machine speed 328, wherein torque 324 is plotted as a function of both engine speed of the motor 326 as with reference to a minimum speed request 322 and a maximum speed request 320. At low speed, the torque of the hydraulic machine is limited to prevent the motor from stalling. On the contrary, at high speed, the torque of the hydraulic machine is limited to prevent internal damage.

En un ejemplo alternativo, a alta velocidad se puede aumentar el par de la máquina hidráulica (como se muestra en la curva 328) para hacer que el régimen del motor se reduzca hasta que la carga de la máquina hidráulica corresponda al par disponible del motor. Esto tiene lugar durante un breve período de tiempo hasta que el régimen del motor se reduce.In an alternate example, at high speed the hydraulic machine torque can be increased (as shown at curve 328) to cause the engine speed to drop until the hydraulic machine load matches the available engine torque. This takes place for a short period of time until the engine speed is reduce.

La Figura 14 es un gráfico del par motor 342 en función de la velocidad del motor 348 para indicar el cambio en el par con la caída del motor 350, como es sabido. En un ejemplo de la invención en el que el regulador del motor aplica una consigna de velocidad del motor 346, la carga total del motor se determina por medio de la medición de la caída del motor. El par hidráulico de la máquina se limita en respuesta a la caída medida, de forma que no se supere el límite de par del motor. El par constante en función de la velocidad máxima del motor 352 sigue el par en función de la velocidad máxima de la máquina hidráulica 344.Figure 14 is a graph of motor torque 342 versus motor 348 speed to indicate the change in torque with motor 350 droop, as is known. In an example of the invention where the engine governor applies an engine speed setpoint 346, the total engine load is determined by measuring engine droop. The hydraulic torque of the machine is limited in response to the measured droop, so that the engine torque limit is not exceeded. The constant torque vs. maximum speed of the motor 352 follows the torque vs. maximum speed of the hydraulic machine 344.

La Figura 15 es un gráfico del par motor 342 en función de la velocidad del motor 348 para indicar el cambio en el par con la caída del motor 350 como resultado de una realización de ejemplo de la invención. El par constante en función del régimen máximo del motor 352 se puede comparar con el par instantáneo en función del régimen del motor 354. El controlador de la máquina hidráulica puede aplicar un límite de par instantáneo inferior a la capacidad de par constante del motor. Esto es ventajoso cuando un motor tiene un turbocompresor, dado que un turbocompresor tendrá cierta inercia que, a su vez, provoca un aumento del tiempo que el motor tarda en aumentar su par de salida.Figure 15 is a graph of motor torque 342 versus motor 348 speed to indicate the change in torque with motor 350 droop as a result of an example embodiment of the invention. The constant torque vs. maximum engine speed 352 can be compared to the instantaneous torque vs. engine speed 354. The hydraulic machine controller may apply an instantaneous torque limit less than the constant torque capability of the engine. This is advantageous when an engine has a turbocharger, since a turbocharger will have some inertia which, in turn, causes an increase in the time it takes for the engine to increase its output torque.

La Figura 16 es un gráfico del par 362 en función del tiempo 360 que indica un ejemplo de respuesta del par a un límite de par constante 364, un límite de par instantáneo 366 y un límite de velocidad de giro 368.Figure 16 is a graph of torque 362 versus time 360 indicating an example of torque response to constant torque limit 364, instantaneous torque limit 366, and slew rate limit 368.

Las Figuras 17A y 17B son gráficos del par 362 en función del tiempo 360 que indican la respuesta de par asociada a una primera y segunda salida de una máquina hidráulica sin exceder un límite de giro de par predeterminado 368. 370 es el par real asociado a la primera salida de la máquina hidráulica y 372 es el par real asociado a la segunda salida de la máquina hidráulica. 374 es la demanda de par asociada a la primera salida de la máquina hidráulica. 376 es la cantidad garantizada de par asociada a la primera salida. Como se entiende en la técnica, estas salidas son simplemente conexiones de fluido a (una o más cámaras de trabajo de) la máquina hidráulica que actúan como salidas cuando la máquina que opera en un modo de bombeo y como entradas cuando la máquina hidráulica operada en un modo de motor. En un ejemplo, la demanda de par de un segundo actuador puede estar restringida y sin prioridad porque el primer actuador es de mayor importancia y, como tal, el par total se divide de forma que hay más par disponible para el primer actuador que para el segundo.Figures 17A and 17B are graphs of torque 362 as a function of time 360 indicating the torque response associated with a first and second output of a hydraulic machine without exceeding a predetermined torque slewing limit 368. 370 is the actual torque associated with the first output of the hydraulic machine and 372 is the actual torque associated with the second output of the hydraulic machine. 374 is the torque demand associated with the first output of the hydraulic machine. 376 is the guaranteed amount of torque associated with the first output. As understood in the art, these outputs are simply fluid connections to (one or more working chambers of) the hydraulic machine that act as outputs when the machine is operating in a pumping mode and as inputs when the hydraulic machine is operated in pump mode. an engine mode. In one example, the torque demand of a second actuator may be restricted and de-prioritized because the first actuator is of greater importance and as such the total torque is split so that more torque is available to the first actuator than to the second. second.

La Figura 18 es un gráfico que indica un ejemplo de cómo una señal de demanda continua 380 puede ser cuantificada 382 en etapas discretas. Aunque las etapas cuantificadas pueden estar igualmente espaciadas en la cantidad de demanda (por ejemplo, el desplazamiento) esto no es necesario. Figure 18 is a graph indicating an example of how a continuous demand signal 380 can be quantized 382 in discrete steps. Although the quantized steps may be equally spaced in the amount of demand (eg, displacement) this is not necessary.

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Un aparato que comprende un motor primario y una pluralidad de actuadores hidráulicos (6), una máquina hidráulica (32) que tiene un eje giratorio (42) accionado por el motor primario y que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo (84) con un volumen (36) que varía cíclicamente con la rotación del eje giratorio, un circuito hidráulico que se extiende entre un grupo de una o más cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y uno o más de los actuadores hidráulicos,An apparatus comprising a prime mover and a plurality of hydraulic actuators (6), a hydraulic machine (32) having a rotating shaft (42) driven by the prime mover and comprising a plurality of working chambers (84) with a volume (36) that varies cyclically with the rotation of the rotary axis, a hydraulic circuit that extends between a group of one or more working chambers of the hydraulic machine and one or more of the hydraulic actuators, cada cámara de trabajo de la máquina hidráulica comprende una válvula de baja presión (52) que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de baja presión (54) y una válvula de alta presión (64) que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión (58), la máquina hidráulica está configurada para controlar activamente al menos las válvulas de baja presión del grupo de una o más cámaras de trabajo para seleccionar el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda (94, 380), el aparato comprende un controlador (14) configurado para calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores, en el que la señal de demanda está cuantificada (382), que tiene uno de una pluralidad de valores discretos.each working chamber of the hydraulic machine comprises a low-pressure valve (52) that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a low-pressure manifold (54) and a high-pressure valve (64) that regulates the hydraulic fluid flow between the working chamber and a high pressure manifold (58), the hydraulic machine is configured to actively control at least the low pressure valves of the group of one or more working chambers to select the net displacement of fluid hydraulic fluid for each working chamber in each working chamber volume cycle, and therefore the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more working chambers, in response to a demand signal (94, 380) , the apparatus comprises a controller (14) configured to calculate the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, wherein the demand signal is quantized (382), which e has one of a plurality of discrete values. 2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la señal de demanda (94, 380) se recibe y se cuantifica (382), opcionalmente por medio de la selección del valor discreto, de la pluralidad de valores discretos, más cercano a la demanda recibida.An apparatus according to claim 1, wherein the demand signal (94, 380) is received and quantized (382), optionally by selecting the discrete value, from the plurality of discrete values, plus close to the demand received. 3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la señal de demanda (94, 380) se recibe y se cuantifica (382), siendo dicha señal de demanda indicativa de una fracción de desplazamiento máximo de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo a desplazar por revolución del eje giratorio, opcionalmente en el que un intervalo de valores aceptables de la señal de demanda se selecciona para comprender un número finito de fracciones enteras del desplazamiento máximo de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo a desplazar por revolución del eje giratorio.An apparatus according to claim 1, wherein the demand signal (94, 380) is received and quantized (382), said demand signal being indicative of a fraction of maximum displacement of hydraulic fluid by the group. of one or more working chambers to be displaced per revolution of the rotary axis, optionally wherein a range of acceptable values of the demand signal is selected to comprise a finite number of integer fractions of the maximum displacement of hydraulic fluid by the group of one or more working chambers to move per revolution of the rotary axis. 4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la pluralidad de valores discretos varía con la velocidad de rotación del eje giratorio (42).An apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the plurality of discrete values varies with the speed of rotation of the rotary shaft (42). 5. Un aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que hay menos de 1.000 valores discretos.An apparatus according to one of the preceding claims, wherein there are fewer than 1,000 discrete values. 6. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los valores discretos representan menos del 10% de los valores digitales que podría tener la señal de demanda (94, 380), dada su longitud de bits.An apparatus according to any preceding claim, wherein the discrete values represent less than 10% of the digital values the demand signal (94, 380) could have, given its bit length. 7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está configurado para determinar una frecuencia mínima admisible y, a continuación, para crear una lista cuantificada de la pluralidad de valores discretos de la demanda, dichos valores seleccionados para causar uno o más patrones de activación del cilindro, en el que dichos patrones sólo tienen contenido de frecuencia por encima de la frecuencia mínima admisible.An apparatus according to any of the preceding claims, wherein the controller is configured to determine a minimum allowable frequency and then to create a quantized list of the plurality of discrete demand values, said values selected for cause one or more cylinder firing patterns, wherein said patterns only have frequency content above the minimum allowable frequency. 8. Un procedimiento de funcionamiento de un aparato, que comprende un motor principal y una pluralidad de actuadores hidráulicos (6), una máquina hidráulica (32) que tiene un eje giratorio (42) accionado por el motor principal y que comprende una pluralidad de cámaras de trabajo (84) con un volumen (36) que varía cíclicamente con la rotación del eje giratorio, un circuito hidráulico que se extiende entre un grupo de una o más cámaras de trabajo de la máquina hidráulica y uno o más de los actuadores hidráulicos,8. A method of operating an apparatus, comprising a main motor and a plurality of hydraulic actuators (6), a hydraulic machine (32) having a rotating shaft (42) driven by the main motor and comprising a plurality of work chambers (84) with a volume (36) that varies cyclically with the rotation of the rotary axis, a hydraulic circuit that extends between a group of one or more work chambers of the hydraulic machine and one or more of the hydraulic actuators , cada cámara de trabajo de la máquina hidráulica comprende una válvula de baja presión (52) que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de baja presión (54) y una válvula de alta presión (64) que regula el flujo de fluido hidráulico entre la cámara de trabajo y un colector de alta presión (58), la máquina hidráulica está configurada para controlar activamente al menos las válvulas de baja presión del grupo de una o más cámaras de trabajo para seleccionar el desplazamiento neto de fluido hidráulico por cada cámara de trabajo en cada ciclo de volumen de la cámara de trabajo, y por lo tanto el desplazamiento neto de fluido hidráulico por el grupo de una o más cámaras de trabajo, en respuesta a una señal de demanda (94, 380),each working chamber of the hydraulic machine comprises a low-pressure valve (52) that regulates the flow of hydraulic fluid between the working chamber and a low-pressure manifold (54) and a high-pressure valve (64) that regulates the hydraulic fluid flow between the working chamber and a high pressure manifold (58), the hydraulic machine is configured to actively control at least the low pressure valves of the group of one or more working chambers to select the net displacement of fluid hydraulic fluid for each working chamber in each working chamber volume cycle, and therefore the net displacement of hydraulic fluid through the group of one or more working chambers, in response to a demand signal (94, 380) , el procedimiento incluye la etapa de calcular la señal de demanda en respuesta a una propiedad medida del circuito hidráulico o de uno o más actuadores, en el que el procedimiento comprende una etapa de cuantificación, la etapa de cuantificación comprende el cálculo de una señal de demanda cuantificada que tiene uno o una pluralidad de valores discretos.the method includes the step of calculating the demand signal in response to a measured property of the hydraulic circuit or one or more actuators, wherein the method comprises a quantization step, the quantization step comprises calculating a demand signal quantized that has one or a plurality of discrete values. 9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el procedimiento comprende recibir la señal de demanda (94, 380) y cuantificar la señal de demanda, opcionalmente en el que la cuantificación de la señal de demanda comprende seleccionar el valor discreto, de la pluralidad de valores discretos, más cercano a la demanda recibida. A method according to claim 8, wherein the method comprises receiving the demand signal (94, 380) and quantizing the demand signal, optionally wherein quantizing the demand signal comprises selecting the discrete value , of the plurality of discrete values, closest to the demand received. 10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que el procedimiento comprende la ejecución de un algoritmo para determinar si las cámaras de trabajo individuales (84) sufrirán ciclos activos (88) o inactivos. A method according to claim 8 or 9, wherein the method comprises running an algorithm to determine whether individual work chambers (84) will cycle on (88) or off. 11. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el procedimiento comprende recibir una señal de demanda (94, 380) y determinar una serie de valores correspondiente, dicha serie de valores corresponde al patrón de ciclos activos (88) y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo (36) para satisfacer de ese modo la señal de demanda.A method according to any one of claims 8 to 10, wherein the method comprises receiving a demand signal (94, 380) and determining a corresponding set of values, said set of values corresponding to the pattern of active cycles (88) and/or idle the volume of the working chamber (36) to thereby satisfy the demand signal. 12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el patrón de ciclos activos (88) y/o inactivos del volumen de la cámara de trabajo (36) tiene un período finito, en el que el período finito puede variar dentro de un intervalo de valores aceptables con un período máximo de como máximo 0,1 s, el intervalo de valores aceptables se selecciona en función del contenido de frecuencia aceptable,A method according to claim 11, wherein the pattern of on (88) and/or off cycles of the working chamber (36) volume has a finite period, wherein the finite period can vary within from a range of acceptable values with a maximum period of at most 0.1 s, the range of acceptable values is selected based on the acceptable frequency content, y en el que, a partir del período máximo, se selecciona un intervalo finito aceptable de demandas de desplazamiento (316) que depende del número de cilindros (34) y del intervalo de funcionamiento del motor principal,and wherein, from the maximum period, an acceptable finite range of displacement demands (316) is selected depending on the number of cylinders (34) and the main engine operating range, el intervalo aceptable de demandas de desplazamiento que se selecciona para comprender un número finito de fracciones enteras de la demanda de desplazamiento,the acceptable range of displacement demands that is selected to comprise a finite number of integer fractions of the displacement demand, en el que los denominadores del número finito de fracciones enteras de la demanda de desplazamiento se seleccionan en función de la velocidad de rotación del eje de rotación (42),wherein the denominators of the finite number of integer fractions of the displacement demand are selected as a function of the speed of rotation of the axis of rotation (42), opcionalmente, en el que los denominadores se seleccionan de forma que el período sea inferior al período máximo.optionally, where the denominators are selected such that the period is less than the maximum period. 13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que la serie de valores comprende una secuencia repetitiva.A method according to claim 11 or 12, wherein the series of values comprises a repeating sequence. 14. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que el procedimiento comprende la selección de una frecuencia mínima admisible y, a continuación, la creación de una lista cuantificada de la pluralidad de valores discretos de la demanda, dichos valores seleccionados para causar uno o más patrones de activación del cilindro, en el que dichos patrones sólo tienen contenido de frecuencia por encima de la frecuencia mínima admisible.A method according to any of claims 8 to 13, wherein the method comprises selecting a minimum allowable frequency and then creating a quantized list of the plurality of discrete demand values, said values selected to cause one or more cylinder activation patterns, wherein said patterns only have frequency content above the minimum allowable frequency. 15. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que el procedimiento comprende la selección de una frecuencia mínima admisible y la creación de una lista cuantificada de la pluralidad de valores discretos de la demanda, o un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la lista cuantificada de valores de la demanda depende del número de cilindros (34) de la máquina (32) y/o de la velocidad operativa de rotación de los ejes giratorios (42) de la máquina. A method according to any one of claims 8 to 13, wherein the method comprises selecting a minimum allowable frequency and creating a quantized list of the plurality of discrete demand values, or a method of according to claim 14, wherein the quantified list of demand values depends on the number of cylinders (34) of the machine (32) and/or on the operating speed of rotation of the rotary axes (42) of the machine .
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