[发明专利]电动液压的压力调节装置和用于调节压力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节压力介质的压力的电动液压的压力调节装置和一种用于调节压力的方法。电动液压的压力调节装置包括比例压力阀和调节回路结构。调节回路结构具有控制线路，通过该控制线路从压力额定值出发将控制量输送至比例压力阀的控制输入端。压力传感器检测在比例压力阀的接口上的压力实际值。压力阀的系统模型将压力估计值分派给压力额定值并且差分元件作为在压力估计值与压力实际值之间的差值确定调节偏差。

背景技术

这种压力调节装置对于不带有或带有集成的电子设备的比例-限压阀来说由公司文献Rexroth博世集团 RD 29162（2007年八月）是已知的。在这个公司文献中也公开了在接口范围P中的压力与单位为l/min的体积流量之间的用于不同压力等级的不同的特性曲线，其中特性曲线明显表明了，即在实际的比例压力阀中，接口P中的压力取决于经过压力阀的体积流量。在理想化的系统模型中，接口P中的压力与此相反地并不取决于经过阀的体积流量，这表明，即特性曲线与实际的比例压力阀相反在理想情况下水平地走向。

此外，由Friedrich-Alexander大学（Erlangen-Nuernberg）的控制技术教席的学位论文已知了一种利用Daniel Kotzian（2007年）的代数学的方法实现的对压力控制阀的参数的识别，即实际的比例压力阀的额定-压力特性曲线尽管颤动不利地具有压力滞后，这种压力滞后对于比例压力阀的运行是不期望的，因此设有附加控制器，该附加控制器应在不同的体积流量的情况下保持额定压力。然而，当调节偏差很大时，特别是当已知的附加被调节的限压阀中实际达到的压力根据将要提供或将要排出的流体量而与理想的水平的P-Q-特性曲线发生很大偏差时，存在可能发生干扰或振荡激励的危险。这种偏差归因于阀中的流体力学并且可能在极端情况下导致压力调节装置中的振荡的激励和振荡的增大。

这种已知的控制结构实际上仅仅可以优化到小信号特性，因此在大的额定值振幅的情况下经常会出现不利的调节回路特性。这种不利的调节回路特性在大多情况下都随着调节得更小的调节回路动态性出现。另一个可能性是通过相应受限制的导通宽度，掩蔽对于控制器的大的调节偏差。然而问题在于，即对于在整个工作范围中的调节回路的可靠功能来说，需要将导通宽度选择得非常大，由此又削弱了这种导通宽度的原本是正面的作用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种对于比例压力阀具有改进的调节回路特性的电动液压的压力调节装置和一种用于利用电动液压的压力调节装置调节压力的方法。

该目的利用独立权利要求的内容来实现。本发明的有利的改进方案由从属权利要求中给出。

根据本发明提出了一种用于调节压力介质的压力的电动液压的压力调节装置和一种用于调节压力的方法。电动液压的压力调节装置包括比例压力阀和调节回路结构。调节回路结构具有控制线路，通过该控制线路从压力额定值出发将控制量输送至比例压力阀的控制输入端。压力传感器检测在比例压力阀的接口上的压力实际值。压力阀的系统模型将压力估计值分派给压力额定值，并且差分元件确定调节偏差作为在压力估计值与压力实际值之间的差值。加权元件对调节偏差进行加权并且因此确定经过加权的调节偏差。控制器在运行中根据经过加权的调节偏差进行修改并且在经过加权的调节偏差的最小化的意义上修改控制线路上的信号。加权元件这样设定，即较大的调节偏差与较小的调节偏差相比更大程度地削弱。

这种电动液压的压力调节装置的优点在于，控制器通过反馈支路对调节偏差加以补偿并且调节偏差在反馈中借助于加权函数进行加权。在此，加权函数的导通宽度选择性地可以固定地调节，或者自动地取决于体积流量并且通过瞬时的阀流量的体积流量估计而可以从当前的调节输出信号和压力实际值进行更新。利用根据本发明的电动液压的压力调节装置和用于调节压力的方法实现了特别是在具有压力调节的压力阀中的大信号范围中改进调节回路特性。通过在压力估计值与压力实际值之间形成差值以及通过实现的特性曲线族或作为用于需要的导通宽度的控制量的近似的函数实现的加权，实现了一种有利的解决办法，利用该解决办法特别是在大信号范围中避免了例如过冲（Nachschwingung）。对此在导通宽度的匹配中确保了，调节回路函数在持续的尽可能最小的导通宽度中实施，从而出现了调节回路特性的期望的改进。

在本发明的一个优选的实施方式中，体积流量估计作为特性曲线族实现，或者由对特性曲线族逼近的函数实现。这种函数例如可以对于体积估计值Q_S来说通过下面的公式表示：