DE102011115650A1

DE102011115650A1 - Method for diagnosing the state of a hydrostatic displacement machine and hydraulic arrangement with hydrostatic displacement machine

Info

Publication number: DE102011115650A1
Application number: DE102011115650A
Authority: DE
Inventors: Daniel Hast
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: WO2013045184A1; DE102011115650B4

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zur Diagnose, insbesondere zur Zustands- und/oder Fehlerdiagnose, einer hydrostatischen Verdrängermaschine. Die Diagnose erfolgt dabei erfindungsgemäß in Abhängigkeit einer Sprungantwort eines Gehäusedruckes, die aus einer Verstellung einer Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß einer Sprungfunktion resultiert. Offenbart ist weiterhin eine hydraulische Anordnung mit einer hydrostatischen Verdrängermaschine zur Versorgung eines Verbrauchers und mit einer Steuereinheit, wobei erfindungsgemäß über die Steuereinheit eine Last der Verdrängermaschine gemäß einer Sprungfunktion verstellbar und eine Diagnose der hydrostatischen Verdrängermaschine in Abhängigkeit einer Sprungantwort eines Gehäusedrucks durchführbar ist.Disclosed is a method for diagnosis, in particular for condition and / or fault diagnosis, of a hydrostatic displacement machine. The diagnosis is carried out according to the invention in response to a step response of a housing pressure resulting from an adjustment of a load of the hydrostatic displacement machine according to a jump function. Disclosed is also a hydraulic arrangement with a hydrostatic displacement machine for supplying a consumer and with a control unit, according to the invention via the control unit, a load of the displacement machine according to a jump function adjustable and a diagnosis of the hydrostatic displacement machine in response to a step response of a housing pressure is feasible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose des Zustandes einer hydraulischen Verdrängermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im Bezug auf Fehler und Verschleißvorgänge und eine hydraulische Anordnung mit einer hydraulischen Verdrängermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a method for diagnosing the state of a hydraulic displacement machine according to the preamble of patent claim 1 with respect to errors and wear processes and a hydraulic arrangement with a hydraulic displacement machine according to the preamble of patent claim 10.

Mit dem Ausfall einer hydrostatischen Verdrängermaschine, beispielsweise einer Verdrängerpumpe oder eines Verdrängermotors, über die in einem bestimmungsgemäßen Betrieb ein Verbraucher mit hydraulischer oder mechanischer Leistung versorgt wird, geht häufig eine Störung oder sogar ein Ausfall des Verbrauchers oder eines gesamten Systems einher. Die Folge kann eine Produktionsunterbrechung oder die Unterbrechung von Arbeitsprozessen sein. Kosten die mit dieser Unterbrechung verbunden sind, sind meist um ein vielfaches höher als Kosten, die zur Behebung des eigentlichen Schadens an der Verdrängermaschine anfallen. Es ist daher von Bedeutung, den Zustand, insbesondere den Verschleiß- beziehungsweise Fehlerzustand von Verdrängermaschinen diagnostizieren zu können, so dass eine Wartung oder ein Austausch der Verdrängermaschine rechtzeitig vor deren Ausfall möglich ist.With the failure of a hydrostatic displacement machine, such as a positive displacement pump or a positive displacement motor over which a consumer is supplied with hydraulic or mechanical power in normal operation, often a fault or even a failure of the consumer or an entire system is accompanied. The consequence can be a production interruption or the interruption of work processes. Costs associated with this interruption are usually many times higher than costs incurred to repair the actual damage to the positive displacement machine. It is therefore important to be able to diagnose the condition, in particular the wear or fault condition of displacement machines, so that maintenance or replacement of the displacement machine is possible in good time before its failure.

Neben der Verhinderung des Ausfalls ist eine frühzeitige Erkennung eines verschleißbedingten Wirkungsgradverlustes von Vorteil. Ohne die Diagnose der Verdrängermaschine bleibt dieser Wirkungsgradverlust in der Regel unerkannt. So wird der fortschreitend abnehmende Wirkungsgrad, beispielsweise einer Verdrängerpumpe, von der Pumpenregelung einfach über eine Erhöhung der Drehzahl kompensiert. Ein derart schleichend zunehmender Verschleiß bleibt ohne Diagnose unentdeckt und führt zu einem kontinuierlich steigenden Energiebedarf. Gelingt es dagegen, die Verdrängermaschine beziehungsweise deren Verschleißzustand geeignet und mit wenig Aufwand zu diagnostizieren, können beträchtliche Energiekosten eingespart werden.In addition to preventing the failure, early detection of a wear-related loss of efficiency is advantageous. Without the diagnosis of the displacement machine this loss of efficiency usually remains unrecognized. Thus, the progressively decreasing efficiency, for example a positive displacement pump, is compensated by the pump control simply by increasing the speed. Such creeping increasing wear remains undetected without diagnosis and leads to a continuously increasing energy requirement. On the other hand, if it is possible to diagnose the displacement machine or its state of wear appropriately and with little effort, considerable energy costs can be saved.

Aus dem Stand der Technik sind hierfür mobile Diagnosegeräte mit implementierten Diagnoseverfahren – sogenannte Werkstatt-Tester – bekannt. Ein derartiges Gerät ist beispielsweise der Hydraulik-Tester SCLV-PTQ des Herstellers Parker Hannifin gemäß dessen Katalog 4054-2 des Jahres 2010. Dessen Diagnoseverfahren führt eine modellgestützte Bestimmung des Wirkungsgrades der Verdrängermaschine auf Basis einer Vermessung einer Vielzahl von Prozessgrößen der Verdrängermaschine aus.For this purpose, mobile diagnostic devices with implemented diagnostic methods - so-called workshop testers - are known from the prior art. Such a device, for example, the hydraulic tester SCLV-PTQ the manufacturer Parker Hannifin according to its catalog 4054-2 of 2010. Its diagnostic method performs a model-based determination of the efficiency of the positive displacement machine based on a survey of a variety of process variables of the positive displacement machine.

Nachteilig an diesem wirkungsgradbasierten Verfahren ist, dass vor einer möglichen Diagnose zur Absicherung des mathematischen Modells für eine Vielzahl von Arbeitspunkten der Verdrängermaschine Feldmessungen durchgeführt werden müssen. Dabei sind die Prozessgrößen Druckmittelvolumeneingangsstrom, Druckmittelvolumenausgangsstrom, Eingangsdruck, Ausgangsdruck, Drehzahl und Drehmoment der Antriebswelle (bei einer Pumpe) beziehungsweise Drehmoment der Abtriebswelle (bei einem Motor) der Verdrängermaschine zu ermitteln. Bereits dies stellt einen erheblichen Aufwand dar. Zum diesem Aufwand für die Modellbildung beziehungsweise Absicherung kommt hinzu, dass für jede Diagnose beziehungsweise Vermessung der Verdrängermaschine das Diagnosegerät aufwändig an der Verdrängermaschine montiert werden muss, um die genannten Volumenströme und Drücke zu bestimmen und eine Aussage über die Leistung beziehungsweise den Wirkungsgrad machen zu können. Dabei kann es zu Produktions- beziehungsweise Betriebsunterbrechungen mit dem damit verbundenen Aufwand für Personal und Material kommen oder es müssen zu dessen Vermeidung redundante Verdrängermaschinen bereitgehalten werden.A disadvantage of this efficiency-based method is that prior to a possible diagnosis to secure the mathematical model for a plurality of operating points of the positive displacement machine field measurements must be performed. The process variables pressure medium volume input flow, pressure medium volume output flow, inlet pressure, outlet pressure, speed and torque of the drive shaft (in a pump) or torque of the output shaft (in a motor) of the positive displacement machine to be determined. Already this represents a considerable effort. In addition to this expenditure for modeling or safeguarding, for each diagnosis or measurement of the displacement machine, the diagnosis device must be laboriously mounted on the displacement machine in order to determine the stated volume flows and pressures and provide information about the To make performance or efficiency. This can lead to production or business interruptions with the associated cost of personnel and material or it must be kept ready to avoid redundant displacement machines.

Jerome J. Palazzolo et al. beschreiben in Ihrer Veröffentlichung „Leakage Fault Detection Method for Axial-Piston Variable Displacement Pumps” ein Diagnoseverfahren, dass eine Signalform von Messsignalen bezogen auf periodische Abweichungen ermittelt. Dadurch können zwar Schäden oder Montagefehler einzelner Kolben detektiert werden, nicht aber ein auf die gesamte Verdrängermaschine bezogener Verschleiß diagnostiziert werden. Jerome J. Palazzolo et al. describe in their publication "Leakage Fault Detection Method for Axial-Piston Variable Displacement Pumps" a diagnostic method that determines a waveform of measurement signals related to periodic deviations. As a result, damage or assembly errors of individual pistons can be detected, but not a wear related to the entire displacement machine can be diagnosed.

Die Aufgabe des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens zur Diagnose und der vorliegenden erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung ist es daher, ein Verfahren beziehungsweise eine hydraulische Anordnung bereitzustellen, bei dem beziehungsweise bei der ein Aufwand zur Diagnose einer hydraulischen Verdrängermaschine verringert ist.The object of the present inventive method for diagnosis and the present hydraulic arrangement according to the invention is therefore to provide a method or a hydraulic arrangement in which an effort for the diagnosis of a hydraulic displacement machine is reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine hydraulische Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a hydraulic arrangement having the features of patent claim 10.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Verfahren zur Diagnose, insbesondere zur Zustands- und/oder zur Fehlerdiagnose, einer hydrostatischen Verdrängermaschine, über die ein Verbraucher je nach Betriebsart der Maschine mit hydraulischer oder mechanischer Energie versorgbar ist, und die ein Gehäuse und zumindest einen darin angeordneten hydrostatischen Arbeitsraum hat, der insbesondere in einem bestimmungsgemäßen Betrieb der hydrostatischen Verdrängermaschine eine Leckage in das Gehäuse aufweist, weist erfindungsgemäß folgende Schritte auf: „Verstellung, insbesondere Erhöhung, einer Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß einer Sprungfunktion”; und „Diagnose beziehungsweise „Condition Monitoring” der hydrostatischen Verdrängermaschine in Abhängigkeit einer Sprungantwort eines Gehäusedrucks der hydrostatischen Verdrängermaschine”.A method for diagnosis, in particular for state and / or fault diagnosis, of a hydrostatic displacement machine, via which a consumer can be supplied with hydraulic or mechanical energy depending on the operating mode of the machine, and which has a housing and at least one hydrostatic working space arranged therein In particular, in a normal operation of the hydrostatic displacement machine has a leakage into the housing, according to the invention has the following steps: "adjustment, in particular increase, a load of the hydrostatic Displacement machine according to a jump function "; and "diagnosis or" condition monitoring "of the hydrostatic displacement machine as a function of a step response of a housing pressure of the hydrostatic displacement machine".

Gegenüber dem herkömmlichen wirkungsgradbasierten Verfahren aus dem Stand der Technik, bei dem zur Vermessung von Kenngrößen des Wirkungsgrades für eine Vielzahl von Arbeits- oder Betriebspunkten der Verdrängermaschine eine Vermessung der Prozessgrößen Druckmittelvolumenausgangsstrom, Druckmittelvolumeneingangsstrom, Eingangsdruck, Ausgangsdruck, Drehzahl und Drehmoment der Antriebswelle (bei einer als Pumpe ausgebildeten Verdrängermaschine) beziehungsweise Drehmoment der Abtriebswelle (bei einer als Motor ausgebildeten Verdrängermaschine) erfolgen muss, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass sowohl zur Anpassung des Modells als auch für die Diagnose lediglich die Sprungantwort des Gehäusedrucks zu messen ist. Die Anzahl der Messgrößen, und damit ein verfahrenstechnischer und ein vorrichtungstechnischer Aufwand des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist somit vor und während der Diagnose deutlich verringert. Die Messgröße Gehäusedruck bietet zudem den großen Vorteil, dass sie verglichen mit dem beim herkömmlichen Verfahren zu bestimmenden Hochdruck der Verdrängermaschine niedrig ist und dadurch günstige Druckbestimmungseinheiten beziehungsweise Drucksensoren Verwendung finden können. Dies stellt eine bedeutende Möglichkeit zur Verringerung eines vorrichtungstechnischen Aufwandes dar. Gegenüber dem leckagebasierten Verfahren des Standes der Technik ( Palazzolo et al. ) weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass ein Verschleißzustand der gesamten Verdrängermaschine und nicht nur einzelner Bauteile der Maschine diagnostizierbar ist. So kann eine stetige Abnutzung beziehungsweise Veränderung hydrostatisch entlasteter oder volumenstromführender Kontaktstellen der Maschine auf einfache Weise erkannt beziehungsweise diagnostiziert werden.Compared to the conventional efficiency-based method of the prior art, in which for measuring characteristics of the efficiency for a variety of operating or operating points of the displacement machine, a measurement of the process variables Druckmittelvolumenausgangsstrom, pressure medium volume input current, input pressure, output pressure, speed and torque of the drive shaft (at one as Pump trained displacer) or torque of the output shaft (in a trained as a motor displacement machine) must be made, the inventive method has the advantage that is to measure both the adaptation of the model and for the diagnosis, only the step response of the housing pressure. The number of measured variables, and thus a procedural and a device complexity of the method according to the invention, is thus significantly reduced before and during the diagnosis. The measured variable casing pressure also offers the great advantage that it is low compared to the high pressure of the positive displacement machine to be determined in the conventional method, and thus favorable pressure determination units or pressure sensors can be used. This represents a significant possibility for reducing a device complexity. Compared to the leakage-based method of the prior art ( Palazzolo et al. ), the inventive method has the advantage that a state of wear of the entire displacement machine and not just individual components of the machine can be diagnosed. Thus, a steady wear or change hydrostatically relieved or volume flow leading contact points of the machine can be easily detected or diagnosed.

Der Gehäusedruck ist dabei insbesondere ein Gehäuseinnendruck beziehungsweise ein Leckagedruck. Unter der Sprungfunktion ist eine zeitlich zumindest abschnittsweise schnelle Verstellung der Last zu verstehen. Die Verstellung der Last kann dabei über eine Verstellung eines Betriebsparameters eines Verbrauchers der Verdrängermaschine oder über eine Verstellung eines Betriebsparameters der hydrostatischen Verdrängermaschine selbst erfolgen.The housing pressure is in particular a housing internal pressure or a leakage pressure. The jump function is to be understood as a temporally at least partially rapid adjustment of the load. The adjustment of the load can take place via an adjustment of an operating parameter of a consumer of the displacement machine or via an adjustment of an operating parameter of the hydrostatic displacement machine itself.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens, die eine verstellbare hydrostatische Verdrängermaschine voraussetzt, erfolgt der Schritt „Verstellung der Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß der Sprungfunktion” durch einen Schritt „Verstellung eines geometrischen Volumens des zumindest einen oder zumindest eines hydrostatischen Arbeitsraums” gemäß der Sprungfunktion.In a particularly advantageous embodiment of the method, which requires an adjustable hydrostatic displacement machine, the step "adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function" by a step "adjustment of a geometric volume of at least one or at least one hydrostatic working space" according to the jump function.

Für den Fall, dass die verstellbare hydrostatische Verdrängermaschine als Pumpe arbeitet beziehungsweise als Pumpe ausgebildet ist, wird das geometrische Volumen des Arbeitsraums bei dessen Verstellung bevorzugt vergrößert. Insbesondere bei konstanter Drehzahl der Pumpe und konstantem Verbraucher führt dies gemäß der Sprungfunktion zu einer entsprechenden Vergrößerung eines Druckmittelvolumenstroms der Pumpe, worauf hin sich ein höherer Druck im Arbeitsraum der Pumpe ergibt. Dieser höhere Druck führt in Folge zu einer verstärkten Leckage aus dem Arbeitsraum in das Gehäuse der Pumpe. Wird die Leckage nicht in gleicher Weise direkt abgeführt, kommt es zu einer Erhöhung des Gehäusedrucks in Form der Sprungantwort. Diese wird zur Diagnose als Maß für die Leckage beziehungsweise für den Verschleiß der Pumpe ausgewertet. Wird die verstellbare hydrostatische Verdrängermaschine als Motor betrieben beziehungsweise ist sie als Motor ausgebildet, wird das geometrische Volumen des Arbeitsraums bei dessen Verstellung bevorzugt verkleinert. insbesondere bei einem konstanten Eingangs-Druckmittelvolumenstrom des Motors und konstantem Verbraucher resultieren daraus ebenso eine Erhöhung des Druckes im Arbeitsraum und die verstärkte Leckage des Druckmittels aus dem Arbeitsraum in das Gehäuse des Motors. Auch in diesem Fall ergibt sich die Sprungantwort des Gehäusedruckes, die zur Diagnose ausgewertet wird.In the event that the adjustable hydrostatic displacement machine operates as a pump or is designed as a pump, the geometric volume of the working space is preferably increased during its adjustment. In particular, at constant speed of the pump and constant load this leads according to the jump function to a corresponding increase in a pressure medium volume flow of the pump, which results in a higher pressure in the working space of the pump. This higher pressure results in increased leakage from the working space into the housing of the pump. If the leakage is not dissipated directly in the same way, there is an increase in the housing pressure in the form of the step response. This is evaluated for diagnosis as a measure of the leakage or for the wear of the pump. If the adjustable hydrostatic displacement machine is operated as a motor or if it is designed as a motor, the geometric volume of the working space is preferably reduced during its adjustment. In particular, with a constant input-pressure fluid flow rate of the engine and constant load resulting from it also an increase in the pressure in the working space and the increased leakage of pressure fluid from the working space in the housing of the engine. Also in this case results in the step response of the housing pressure, which is evaluated for diagnosis.

Ist die verstellbare hydrostatische Verdrängermaschine beispielsweise als Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben- oder Schrägachsenbauweise oder in Tilting-Cup-Bauweise ausgeführt, kann der Schritt „Verstellung des geometrischen Volumens des Arbeitsraums” vorrichtungstechnisch besonders einfach durch einen Schritt „Verstellung eines Schwenkwinkels” gemäß der Sprungfunktion erfolgen.If the adjustable hydrostatic displacement machine is designed, for example, as an axial piston machine in a swashplate or oblique-axis design or in a tilting cup design, the step "adjustment of the geometric volume of the working space" can be carried out in a particularly simple manner by a step "adjustment of a swivel angle" according to the step function.

Für den Fall, dass die hydrostatische Verdrängermaschine als Konstantpumpe ausgebildet ist, so dass ihr Arbeitsraum beziehungsweise dessen geometrisches Volumen nicht verstellbar ist, erfolgt der Schritt Verstellung der Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß der Sprungfunktion” bevorzugt durch einen Schritt „Drosselung eines Hochdruckmittelvolumenstroms der Konstantpumpe gemäß der Sprungfunktion”. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit auch unabhängig von einer Verstellbarkeit der hydrostatischen Verdrängermaschine durchführbar.In the event that the hydrostatic displacement machine is designed as a fixed displacement pump, so that their working space or its geometric volume is not adjustable, the step is carried out adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function "preferably by a step" throttling a Hochdruckmittelvolumenstroms the constant pump according to jump function ". The method according to the invention can thus also be carried out independently of an adjustability of the hydrostatic displacement machine.

Für den Fall, dass die hydrostatische Verdrängermaschine als Konstantmotor ausgebildet ist erfolgt der Schritt „Verstellung der Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß der Sprungfunktion” bevorzugt durch einen Schritt „Abbremsung des Konstantmotors”. Dabei erfolgt die Abbremsung insbesondere durch eine Erhöhung eines Abtriebswiderstands des Motors und dessen Diagnose ist somit ebenso unabhängig von der Verstellbarkeit der hydrostatischen Verdrängermaschine durchführbar.In the event that the hydrostatic displacement machine is designed as a constant motor the step "adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function" is preferably carried out by a step "deceleration of the constant motor". In this case, the deceleration takes place, in particular, by an increase in an output resistance of the motor and its diagnosis is therefore equally independent of the adjustability of the hydrostatic displacement machine feasible.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erfolgt vor dem Schritt „Diagnose in Abhängigkeit der Sprungantwort des Gehäusedrucks” ein Schritt „Ermittlung einer Abweichung der Sprungantwort von einer Sollsprungantwort”.In a particularly preferred development of the method, a step "determination of a deviation of the step response from a desired step response" is performed before the step "Diagnosis as a function of the step response of the housing pressure".

Zur Bereitstellung der Sollsprungantwort weist das erfindungsgemäße Verfahren vor dem Schritt „Ermittlung einer Abweichung der Sprungantwort von einer Sollsprungantwort” vorteilhafterweise einen Schritt „Modellbasierte Berechnung der Sollsprungantwort in Abhängigkeit der Sprungfunktion” auf.In order to provide the desired jump response, the method according to the invention advantageously has a step "model-based calculation of the desired step response as a function of the step function" before the step "determining a deviation of the step response from a desired step response".

Eine Bestimmung beziehungsweise Messung des Gehäusedrucks liefert ein analoges Signal. Um die Verarbeitung dieses Signals durch das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren zu ermöglichen, weist dieses in einer bevorzugten Weiterbildung vor dem Schritt „Modellbasierte Berechnung der Sollsprungantwort in Abhängigkeit der Sprungfunktion” einen Schritt „Digitalisierung der Sprungantwort” auf.A determination or measurement of the housing pressure provides an analog signal. In order to enable the processing of this signal by means of the diagnostic method according to the invention, in a preferred development this has a step "Digitizing the step response" before the step "Model-based calculation of the desired step response as a function of the step function".

Um eine Qualität des Signals der erfassten Sprungantwort und damit die Diagnose der hydrostatischen Verdrängermaschine zu verbessern, weist das erfindungsgemäße Verfahren in einer vorteilhaften Weiterbildung nach dem Schritt „Digitalisierung der Sprungantwort” einen Schritt „Filterung der Sprungantwort” auf.In order to improve a quality of the signal of the detected step response and thus the diagnosis of the hydrostatic displacement machine, the inventive method in an advantageous development after the step "digitizing the step response" a step "filtering the step response" on.

Um eine Robustheit des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens gegen Einflüsse des von der hydrostatischen Verdrängermaschine versorgten Verbrauchers zu erhöhen, weist das Verfahren in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung vor dem Schritt „Verstellung der Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß der Sprungfunktion” einen Schritt „Entkopplung der hydrostatischen Verdrängermaschine vom Verbraucher” und „Kopplung der hydrostatischen Verdrängermaschine mit einem Diagnoseverbraucher” auf. Der Diagnoseverbraucher ist dabei im Falle der als Pumpe ausgebildeten hydrostatischen Verdrängermaschine bevorzugt ein hydraulischer Verbraucher und im Falle der als Motor ausgebildeten hydrostatischen Verdrängermaschine bevorzugt ein Verbraucher mechanischer Energie mit einem gemäß der Sprungfunktion steuerbaren Verbrauchs- beziehungsweise Lastverhalten.In order to increase the robustness of the diagnostic method according to the invention against influences of the consumer supplied by the hydrostatic displacement machine, the method has, in a particularly advantageous development, before the step "adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function", a step "decoupling of the hydrostatic displacement machine from the consumer" and "coupling the hydrostatic displacement machine with a diagnostic consumer" on. In the case of the hydrostatic displacement machine designed as a pump, the diagnostic consumer is preferably a hydraulic consumer and, in the case of the hydrostatic displacement machine designed as a motor, preferably a consumer of mechanical energy with a consumption or load behavior controllable according to the step function.

Auf diese Weise ist es möglich, einen Verbrauchs- beziehungsweise Nutzungszyklus, in dem die Verdrängermaschine den Verbraucher bestimmungsgemäß versorgt, zu unterbrechen. Diese Unterbrechung ist dann für die Durchführung eines vom Verbraucher unbeeinflussten Diagnosezyklus des Verfahrens nutzbar, wodurch eine Robustheit des Diagnoseverfahrens beziehungsweise des Diagnoseergebnisses gegenüber Einflüssen des Verbrauchers gegeben ist. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren gemäß dem Stand der Technik, wie sie in kombinierten Sensoreinheiten mit Mediendurchfluss durch das gesamte System genutzt werden. In diesen Verfahren ist keine Entkopplung des Verbrauchers von der Verdrängermaschine vorgesehen, so dass die Diagnosefähigkeit und das Diagnoseergebnis immer auch vom Einfluss des Verbrauchers abhängen oder mit erheblichem Aufwand rechnerisch zu kompensieren sind. Durch zumindest je eine Diagnose mit entkoppeltem und gekoppeltem Verbraucher ist zudem eine Isolierung von Fehlern der hydrostatischen Verdrängermaschine von Fehlern einer die hydrostatische Verdrängermaschine und den Verbraucher umfassenden hydraulischen Anordnung ermöglicht. Auf diese Weise kann das Diagnoseverfahren auch zur Diagnose der hydraulischen Anordnung eingesetzt werden. Die Unterbrechung des Verbrauchs- beziehungsweise Nutzungszyklus kann zudem bei einer Initialisierung oder einer Anpassung des für den Verfahrensschritt „Modellbasierte Berechnung der Sollsprungantwort in Abhängigkeit der Sprungfunktion” benötigten mathematischen Modells genutzt werden. Besonders bevorzugt weist das Verfahren diesen Entkopplungsschritt auf, wenn der Betrieb des Verbrauchers eine kurze Unterbrechung, insbesondere eine wiederholt oder sogar periodisch eintretende Unterbrechung, zur Durchführung der Diagnose erlaubt.In this way, it is possible to interrupt a consumption or use cycle in which the displacement machine supplies the consumer as intended. This interruption can then be used to carry out a diagnosis cycle of the method which is not affected by the consumer, which renders the diagnostic method or the diagnosis result robust to consumer influences. This is a major advantage over conventional prior art methods utilized in combined sensor units with media flow throughout the system. In this method, no decoupling of the consumer is provided by the positive displacement machine, so that the diagnostic capability and the diagnosis result always depend on the influence of the consumer or can be computationally compensated with considerable effort. In addition, at least one diagnosis with a decoupled and coupled consumer makes it possible to isolate errors of the hydrostatic displacement machine from errors in a hydraulic arrangement comprising the hydrostatic displacement machine and the consumer. In this way, the diagnostic method can also be used to diagnose the hydraulic arrangement. The interruption of the consumption or use cycle can also be used in an initialization or adaptation of the mathematical model required for the method step "model-based calculation of the desired step response as a function of the step function". The method particularly preferably has this decoupling step if the operation of the consumer permits a brief interruption, in particular a repeated or even periodically occurring interruption, to carry out the diagnosis.

Eine hydraulische Anordnung umfasst eine hydrostatische Verdrängermaschine, die zur Versorgung eines Verbrauchers mit diesem insbesondere mechanisch oder hydraulisch koppelbar ist. Die hydraulische Anordnung hat weiterhin eine Steuereinheit, über die eine Last der hydrostatischen Verdrängermaschine, insbesondere über ein von der Steuereinheit ansteuerbares Stellelement, verstellbar ist. Des Weiteren hat sie eine Druckbestimmungseinheit, insbesondere einen Drucksensor, über die beziehungsweise den ein Gehäusedruck der hydrostatischen Verdrängermaschine bestimmbar ist. Dieser Gehäusedruck ist insbesondere über eine Signalverbindung der hydraulischen Anordnung an die Steuereinheit meldbar. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dabei derart ausgestaltet, dass die Last gemäß einer Sprungfunktion verstellbar, insbesondere vergrößerbar ist, und eine Diagnose der hydrostatischen Verdrängermaschine, insbesondere eine Zustands- oder Fehlerdiagnose, in Abhängigkeit einer Sprungantwort des Gehäusedrucks durchführbar ist.A hydraulic arrangement comprises a hydrostatic displacement machine, which can be coupled to supply a consumer with this in particular mechanically or hydraulically. The hydraulic arrangement further has a control unit, via which a load of the hydrostatic displacement machine, in particular via a controllable by the control unit actuator is adjustable. Furthermore, it has a pressure determination unit, in particular a pressure sensor, via which or a housing pressure of the hydrostatic displacement machine can be determined. This housing pressure can be reported to the control unit in particular via a signal connection of the hydraulic arrangement. According to the invention, the control unit is designed in such a way that the load is adjustable, in particular enlargeable, according to a jump function, and a diagnosis of the hydrostatic displacement machine, in particular a state or fault diagnosis, can be carried out as a function of a step response of the housing pressure.

Die derart ausgestaltete Steuereinheit der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung ermöglicht eine bedeutende vorrichtungstechnische Vereinfachung zur Diagnose der Verdrängermaschine: Anstatt gemäß dem vorbeschriebenen Stand der Technik eine Diagnose der Verdrängermaschine über eine Bestimmung ihres Wirkungsgrades und einer dafür nötigen Vermessung einer Vielzahl von Prozessgrößen vorzunehmen, müssen erfindungsgemäß nun nur noch zwei Messgrößen – der zeitliche Verlauf der Last und des Gehäusedruck – erfasst werden. Dieser Vorteil kommt sowohl bei der Bildung eines in der Steuereinheit zu implementierenden mathematischen Modells der Sprungantwort als Funktion der Sprungfunktion, als auch bei der eigentlichen Diagnose zum Tragen. Von großem Vorteil ist dabei, dass ein Heranziehen der Sprungantwort des Gehäusedrucks vorrichtungstechnisch besonders einfach umsetzbar ist. Im Gegensatz zur gemäß dem Stand der Technik notwendigen Messung des Hochdrucks der Verdrängermaschine kann zur Bestimmung des Gehäusedrucks eine Bestimmungseinheit beziehungsweise ein Drucksensor des Niederdrucksegments gewählt werden. Somit sind günstige Drucksensoren mit einem Messbereich von beispielsweise 5 bis 30 bar einsetzbar. Ein großer Vorteil ist, dass diese bereits häufig in der Verdrängermaschine vorinstalliert sind, so dass ein Teil der notwendigen Vorrichtungen zur Diagnose der Verdrängermaschine bereits „on board” vorhanden sind. In diesem Fall ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Diagnose der Verdrängermaschine weiter verringert. The thus configured control unit of the hydraulic arrangement according to the invention allows a significant device simplification for the diagnosis of Verdrängermaschine: Instead of according to the above-described prior art to make a diagnosis of Verdrängermaschine via a determination of their efficiency and a necessary measurement of a variety of process variables, according to the invention now only two measured variables - the time course of the load and the housing pressure - are detected. This advantage comes into play both in the formation of a mathematical model of the step response to be implemented in the control unit as a function of the step function and in the actual diagnosis. It is of great advantage here that drawing on the step response of the housing pressure is particularly easy to implement in terms of device technology. In contrast to the measurement of the high pressure of the displacement machine necessary according to the prior art, a determination unit or a pressure sensor of the low pressure segment can be selected to determine the housing pressure. Thus, inexpensive pressure sensors with a measuring range of for example 5 to 30 bar can be used. A great advantage is that they are already frequently pre-installed in the displacement machine, so that some of the necessary devices for diagnosing the displacement machine are already "on board" available. In this case, the device complexity for diagnosis of the displacement machine is further reduced.

In einer bevorzugten Weiterbildung der hydraulischen Anordnung ist die hydrostatische Verdrängermaschine verstellbar. In diesem Fall ist die Verstellung der Last gemäß der Sprungfunktion vorrichtungstechnisch besonders einfach über eine Verstellung beziehungsweise Änderung eines geometrischen Volumens eines hydrostatischen Arbeitsraums der hydrostatischen Verdrängermaschine möglich. Die erfolgt bevorzugt über eine beispielsweise als Stellzylinder oder als Linearantrieb ausgebildete Stellvorrichtung der hydrostatischen Verdrängermaschine. Die Verdrängermaschine ist bevorzugt eine verstellbare Axialkolbenmaschine in Schrägscheiben oder Schrägachsen oder in Tilting Cup Bauweise oder eine verstellbare Radialkolbenmaschine. Da in den genannten Maschinen häufig bereits eine Vorrichtung zur Aufnahme des Verstellwinkels oder zur Messung der Verstellung des geometrischen Volumens des Arbeitsraum vorgesehen ist, ergibt sich auch hier der Vorteil, dass ein Teil der zur Diagnose notwendigen Vorrichtungen häufig bereits „on board” vorhanden sind. In diesem Fall ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Diagnose der Verdrängermaschine weiter verringert. Sollte dies nicht der Fall sein, ist die Verdrängermaschine mit wenig Aufwand entsprechend nachrüstbar.In a preferred development of the hydraulic arrangement, the hydrostatic displacement machine is adjustable. In this case, the adjustment of the load according to the jump function device technology is particularly simple about an adjustment or change of a geometric volume of a hydrostatic working space of the hydrostatic displacement machine possible. This preferably takes place via an adjusting device of the hydrostatic displacement machine designed, for example, as an actuating cylinder or as a linear drive. The displacement machine is preferably an adjustable axial piston machine in swash plates or oblique axes or in Tilting Cup design or an adjustable radial piston machine. Since a device for receiving the adjustment angle or for measuring the adjustment of the geometric volume of the working space is often already provided in the said machines, there is also the advantage here that part of the devices necessary for the diagnosis are often already present "on board". In this case, the device complexity for diagnosis of the displacement machine is further reduced. If this is not the case, the displacement machine can be retrofitted with little effort.

In einer dazu alternativen Weiterbildung der hydraulischen Anordnung ist die hydrostatische Verdrängermaschine vorrichtungstechnisch einfacher als Konstantmaschine ausgebildet, so dass die Verstellung der Last nicht über eine Verstellung des geometrischen Volumens der Verdrängermaschine, sondern bevorzugt über eine Verstellung der Verbrauchslast erfolgt.In an alternative development of the hydraulic arrangement, the hydrostatic displacement machine device is simpler designed as a constant machine, so that the adjustment of the load is not via an adjustment of the geometric volume of the positive displacement machine, but preferably via an adjustment of the consumption load.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der hydraulischen Anordnung ist die hydrostatische Verdrängermaschine eine Pumpe. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die hydraulische Anordnung ein Wegeventil, insbesondere ein 3/2-Wegeventil, mit einer Verbraucherschaltstellung und einer Diagnoseschaltstellung aufweist. Über die Verbraucherschaltstellung des Wegeventils ist dann ein Hochdruckanschluss der Pumpe mit einem Druckmittelanschluss des Verbrauchers verbindbar. Über die Diagnoseschaltstellung des Wegeventils hingegen ist der Hochdruckanschluss der Pumpe – bei gleichzeitiger Entkopplung vom Verbraucher – mit einem Druckmittelanschluss eines Diagnoseverbrauchers verbindbar. Dies ermöglicht auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine Robustheit der Diagnose der Verdrängermaschine gegen Einflüsse des Verbrauchers. Zusätzlich kann eine Isolierung von Fehlern der gesamten hydraulischen Anordnung von den Fehlern der hydrostatischen Verdrängermaschine beziehungsweise der Pumpe erfolgen. Somit kann die Diagnose auch zur Diagnose der hydraulischen Anordnung eingesetzt werden. Der Diagnoseverbraucher ist dabei zur Beaufschlagung der Pumpe mit einer definierten Last gemäß der Sprungfunktion bevorzugt als Drossel, Blende oder Düse ausgebildet oder weist eine solche auf. Ist die Verdrängermaschine eine Verstellpumpe, so ist die Drossel, Blende oder Düse bevorzugt vorrichtungstechnisch einfach fest ausgebildet. Ist die hydrostatische Verdrängermaschine hingegen eine Konstantpumpe, so ist die Drossel, Blende oder Düse des Diagnoseverbrauchers bevorzugt verstellbar, so dass die Last gemäß der Sprungfunktion über die Verstellung der Drossel, Blende oder Düse verstellbar ist.In a particularly preferred development of the hydraulic arrangement, the hydrostatic displacement machine is a pump. In this case, it is particularly advantageous if the hydraulic arrangement has a directional control valve, in particular a 3/2-way valve, with a consumer switching position and a diagnosis switching position. Via the consumer switching position of the directional control valve, a high-pressure connection of the pump can then be connected to a pressure medium connection of the consumer. By contrast, the high-pressure connection of the pump - with simultaneous decoupling from the consumer - can be connected to a pressure medium connection of a diagnostic consumer via the diagnostic switching position of the directional control valve. This allows device-simple manner a robustness of the diagnosis of the positive displacement machine against influences of the consumer. In addition, insulation of faults of the entire hydraulic arrangement can take place from the faults of the hydrostatic displacement machine or of the pump. Thus, the diagnosis can also be used to diagnose the hydraulic arrangement. The diagnostic consumer is designed to act on the pump with a defined load according to the step function preferably as a throttle, aperture or nozzle or has such. If the displacement machine is a variable displacement pump, then the throttle, orifice or nozzle is preferably designed to be simply fixed in terms of device technology. On the other hand, if the hydrostatic displacement machine is a fixed displacement pump, the throttle, orifice or nozzle of the diagnostic consumer is preferably adjustable, so that the load can be adjusted according to the step function via the adjustment of the throttle, orifice or nozzle.

In einer alternativen bevorzugten Weiterbildung der hydraulischen Anordnung ist die hydrostatische Verdrängermaschine ein Motor. Zudem verfügt die hydraulische Anordnung eine über die Steuereinheit steuerbare Bremse, über die der Motor, insbesondere eine Abtriebswelle des Motors oder eine mit dieser gekoppelte Welle, mit einem Bremsmoment gemäß der Sprungfunktion beaufschlagbar ist. Besonders bevorzugt umfasst die hydraulische Anordnung diese Bremse, wenn der Motor als Konstantmotor ausgebildet ist. Um den Motor, ähnlich wie bereits vorbeschrieben die Pumpe, von seinem Verbraucher entkoppeln zu können, weist die hydraulische Anordnung in einer vorteilhaften Weiterbildung zudem eine Kupplungseinheit mit einer Betriebsschaltstellung und einer Diagnoseschaltstellung auf. Über die Betriebsschaltstellung ist dabei die Abtriebswelle des Motors mit einer Welle des Verbrauchers koppelbar. Über die Diagnoseschaltstellung hingegen ist die Abtriebswelle des Motors von dieser Welle entkoppelbar. Auf diese Weise kann eine Bremsung der Abtriebswelle unabhängig von der Last des Verbrauchers erfolgen. Die Bremse fungiert somit als Diagnoseverbraucher.In an alternative preferred development of the hydraulic arrangement, the hydrostatic displacement machine is a motor. In addition, the hydraulic arrangement has a controllable via the control unit brake, via which the engine, in particular an output shaft of the motor or coupled to this shaft, with a braking torque according to the jump function can be acted upon. Particularly preferably, the hydraulic arrangement comprises this brake, when the motor is designed as a constant motor. In order to be able to decouple the motor from its consumer, as already described above, the hydraulic arrangement also has, in an advantageous development, a coupling unit with an operating switching position and a diagnostic switch. About the operating switching position while the output shaft of the engine with a shaft of the consumer can be coupled. By contrast, the output shaft of the motor can be decoupled from this shaft via the diagnostic switch position. In this way, a braking of the output shaft can be independent of the load of the consumer. The brake thus acts as a diagnostic consumer.

Die Varianten der hydraulischen Anordnung der Pumpe mit Wegeventil und des Motors mit Kupplungseinheit sind besonders bevorzugt, wenn der Betrieb der hydraulischen Anordnung eine kurze Betriebsunterbrechung, insbesondere eine wiederholt oder sogar periodisch eintretende Unterbrechungen, zur Durchführung der Diagnose erlaubt.The variants of the hydraulic arrangement of the pump with directional control valve and the motor with coupling unit are particularly preferred when the operation of the hydraulic arrangement allows a brief stoppage, in particular a repetitive or even periodically occurring interruptions, to carry out the diagnosis.

Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung und zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von zwei schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, two embodiments of a hydraulic arrangement according to the invention and two embodiments of a method according to the invention will be explained in more detail with reference to two schematic drawings. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung zusammen mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung; und 1 a first embodiment of the hydraulic arrangement according to the invention together with a first embodiment of a method according to the invention in a schematic representation; and

2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung zusammen mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. 2 A second embodiment of the hydraulic arrangement according to the invention together with a second embodiment of a method according to the invention in a schematic representation.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Anordnung 1 zusammen mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 2 zur Diagnose einer als verstellbare hydrostatische Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgeführten hydrostatischen Verdrängermaschine 4. 1 shows a first embodiment of a hydraulic arrangement 1 together with a first embodiment of a method according to the invention 2 for the diagnosis of a hydrostatic displacement machine designed as an adjustable hydrostatic axial piston pump in a swashplate design 4 ,

Die hydraulische Anordnung 1 hat die Axialkolbenpumpe 4, einen Verbraucher 6 und eine Steuereinheit 8. In der Steuereinheit 8 ist das erfindungsgemäße Verfahren 2 implementiert. Der Verbraucher 6 beziehungsweise ein Druckmitteleingang 10 des Verbrauchers 6 ist über eine Hochdruckleitung 12 mit einem Hochdruckanschluss 14 der Axialkolbenpumpe 4 verbunden. Ein Niederdruckanschluss 16 der Axialkolbenpumpe 4 ist über eine Niederdruckleitung 18 mit einem Tank 20 verbunden. Ein Gehäuse 22 der Axialkolbenpumpe 4 weist zur Abfuhr eines Leckagestroms einen Leckageanschluss 24 auf. Dieser ist über eine Leckageleitung 26 mit dem Tank 20 verbunden. Über eine Sensorleitung 28 ist eine als Drucksensor ausgebildete Bestimmungseinheit 30 an die Leckageleitung 26 angeschlossen. Das in der Steuereinheit 8 implementierte Verfahren 2 hat die Schritte Konditionierung beziehungsweise Digitalisierung einer Sprungantwort 32, Filterung der Sprungantwort 34, modellbasierte Berechnung einer Sollsprungantwort in Abhängigkeit der Sprungfunktion 36, Ermittlung einer Abweichung der Sprungantwort von der Sollsprungantwort 38, einen Schritt Diagnose in Abhängigkeit der Sprungantwort beziehungsweise der Abweichung 40 und einen Schritt Ausgabe der Diagnose 42. Weiterhin umfasst das Verfahren die Schritte iterative Modelloptimierung 44 und Initialisierung von Fehlergrenzen 46. Als einen zentralen Schritt zur Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 weist das Verfahren 2 einen Schritt Verstellung einer Last der hydrostatischen Axialkolbenpumpe 4 (beziehungsweise der Verdrängermaschine) gemäß einer Sprungfunktion 48 auf.The hydraulic arrangement 1 has the axial piston pump 4 , a consumer 6 and a control unit 8th , In the control unit 8th is the inventive method 2 implemented. The consumer 6 or a pressure medium input 10 of the consumer 6 is via a high pressure line 12 with a high pressure connection 14 the axial piston pump 4 connected. A low pressure connection 16 the axial piston pump 4 is via a low pressure line 18 with a tank 20 connected. A housing 22 the axial piston pump 4 has a leakage connection for removing a leakage current 24 on. This is via a leakage line 26 with the tank 20 connected. Via a sensor cable 28 is a determination unit designed as a pressure sensor 30 to the leakage line 26 connected. That in the control unit 8th implemented procedures 2 has the steps conditioning or digitizing a step response 32 , Filtering the step response 34 , model-based calculation of a desired step response as a function of the step function 36 , Determination of a deviation of the step response from the desired step response 38 , a step diagnosis depending on the step response or the deviation 40 and a step output the diagnosis 42 , Furthermore, the method comprises the steps of iterative model optimization 44 and initialization of error limits 46 , As a central step in the diagnosis of the axial piston pump 4 instructs the procedure 2 a step adjustment of a load of the hydrostatic axial piston pump 4 (or the displacement machine) according to a jump function 48 on.

Es folgt eine Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens 2 zur Diagnose der Axialkolbenpumpe 4: In einem bestimmungsgemäßen Betriebszustand der hydraulischen Anordnung 1 saugt die Axialkolbenpumpe 4 gemäß ihrer Drehzahl und ihres Schwenkwinkels a über die Niederdruckleitung 18 aus dem Tank 20 Druckmittel an und fördert es über den Hochdruckanschluss 14 und die Hochdruckleitung 12 zu einem Druckmitteleingang 10 des Verbrauchers 6. Die Förderung des Druckmittels erfolgt dabei in einem offenen Kreislauf, so dass der Druckmittelvolumenstrom den Verbraucher 6 wieder zum Tank 20 hin verlässt. Die Axialkolbenpumpe 4 läuft dabei mit der konstanten Drehzahl n und mit dem über die Steuereinheit 8 konstant eingestellten Schwenkwinkel a, der in 1 durch einen diagonalen Pfeil des Symbols der Axialkolbenpumpe 4 symbolisiert ist. Es soll nun eine Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 auf Verschleiß erfolgen. Zu diesem Zweck wird der Schritt 48 des Verfahrens (Verstellung der Last der Axialkolbenpumpe 4 gemäß der Sprungfunktion) ausgeführt. Die Steuereinheit 8 übermittelt über eine Signalverbindung 49 die Sprungfunktion des Schwenkwinkels a an einen in 1 nicht dargestellten Stellzylinder der Axialkolbenpumpe 4. Dieser führt die Verstellung des Schwenkwinkels a der Schrägscheibe Axialkolbenpumpe 4 gemäß der Sprungfunktion durch. Die Verstellung des Schwenkwinkels a erfolgt dabei in Richtung einer Vergrößerung eines geometrischen Hubvolumens der Arbeitsräume der Axialkolbenpumpe 4. Bei gleichbleibender Drehzahl der Axialkolbenpumpe 4 und Last des Verbrauchers 6 ergibt sich kurzfristig eine Erhöhung des Drucks in den Arbeitsräumen mit einem zeitlichen Verlauf. In Folge kommt es zu einer verstärkten Leckage aus den Arbeitsräumen in einen Innenraum des Gehäuses 22 der Axialkolbenpumpe 4. Versuche ergeben, dass mit der verstärkten Leckage eine Druckerhöhung im Gehäuse 22 und damit in der Leckageleitung 26 einhergeht. Der Druck in der Leckageleitung 26 beziehungsweise im Gehäuse 22 wird durch den Drucksensor 30 aufgenommen. Da eine „Störung” des Betriebszustandes der Axialkolbenpumpe 4 gemäß der Sprungfunktion erfolgte, zeigt der Druck im Gehäuse 22 beziehungsweise in der Leckageleitung 26 ein Verhalten in Form einer Sprungantwort. Auf die Sprungfunktion beziehungsweise die spezifische zeitliche Änderung des Schwenkwinkels der Axialkolbenpumpe 4 reagiert somit der Leckagedruck mit einem spezifischen zeitlichen Verlauf. Dieser vom Drucksensor 30 aufgenommene Verlauf der Sprungantwort einerseits und die aufgeprägte Sprungfunktion des Schrittes 48 andererseits gehen über Signalverbindungen 31 und 47 zur Diagnose in das Verfahren 2 ein. Zunächst wird die Sprungantwort des Leckagedrucks vom Drucksensor 30 an die Steuereinheit 8 über die Signalverbindung 31 übergeben. Im Verfahrensschritt 32 (Konditionierung beziehungsweise Digitalisierung der Sprungantwort) wird das analoge Messsignal digitalisiert. Es erfolgt eine Weitergabe des digitalen Messsignals beziehungsweise der digitalisierten Sprungantwort an den Schritt 34 des Verfahrens 2, in dem die Sprungantwort gefiltert beziehungsweise von Rauschen befreit wird. Nach der Weitergabe der so aufbereiteten Sprungantwort erfolgt in Schritt 36 die modellbasierte Berechnung einer Sollsprungantwort, die den zeitlichen Verlauf des Leckagedruckes in einem Zustand der Axialkolbenpumpe 4 darstellt, in dem diese keinerlei Verschleiß aufweist, also fehlerfrei ist. Als Input zur Berechnung der Sollsprungantwort erhält der Verfahrensschritt 36 vom Verfahrensschritt 48 über die Signalverbindung 47 die Sprungfunktion. Beide Sprungantworten, also die gemessene, digitalisierte und gefilterte Sprungantwort des Leckagedrucks, und die modellbasiert errechnete Sollsprungantwort werden an den Verfahrensschritt 38 (Ermittlung der Abweichung der Sprungantwort von der Sollsprungantwort) übergeben. Vom Verfahrensschritt 46 (Initialisierung von Fehlergrenzen) gehen dabei die für die Diagnose eines garantierten Fehlers beziehungsweise Verschleißes notwendigen und in einem vorausgehenden Initialisierungsverfahren ermittelten Fehlergrenzen ein (Beschreibung weiter unten). Die Fehlergrenzen und die ermittelte Abweichung der Sprungantwort werden in Schritt 40 (Diagnose) verarbeitet und es erfolgt mit dem Schritt 42 eine Ausgabe des Diagnoseergebnisses.The following is an explanation of the method according to the invention 2 for diagnosis of the axial piston pump 4 : In a normal operating condition of the hydraulic arrangement 1 sucks the axial piston pump 4 according to their speed and their swivel angle a via the low-pressure line 18 from the tank 20 Pressure medium and conveys it via the high pressure port 14 and the high pressure line 12 to a pressure medium input 10 of the consumer 6 , The promotion of the pressure medium takes place in an open circuit, so that the pressure medium flow rate the consumer 6 back to the tank 20 leaves. The axial piston pump 4 runs at the constant speed n and with the via the control unit 8th constant set swivel angle a, in 1 by a diagonal arrow of the symbol of the axial piston pump 4 is symbolized. It will now be a diagnosis of the axial piston pump 4 carried out on wear. For this purpose, the step becomes 48 of the method (adjustment of the load of the axial piston pump 4 according to the jump function). The control unit 8th transmitted via a signal connection 49 the jump function of the swivel angle a to an in 1 not shown actuating cylinder of the axial piston pump 4 , This leads the adjustment of the swivel angle a of the swash plate axial piston pump 4 in accordance with the jump function. The adjustment of the pivot angle a takes place in the direction of increasing a geometric displacement of the working chambers of the axial piston pump 4 , At constant speed of the axial piston pump 4 and load of the consumer 6 results in the short term an increase in pressure in the work spaces with a time course. As a result, there is an increased leakage from the work spaces in an interior of the housing 22 the axial piston pump 4 , Experiments show that with the increased leakage pressure increase in the housing 22 and thus in the leakage line 26 accompanied. The pressure in the leakage line 26 or in the housing 22 is through the pressure sensor 30 added. There a "malfunction" of the operating state of the axial piston pump 4 according to the jump function, the pressure in the housing shows 22 or in the leakage line 26 a behavior in the form of a step response. On the jump function or the specific time change of the swivel angle of the axial piston pump 4 Thus, the leakage pressure reacts with a specific time course. This from the pressure sensor 30 Recorded course of the step response on the one hand and the impressed step function of the step 48 on the other hand go via signal connections 31 and 47 for diagnosis in the procedure 2 one. First, the step response of the leakage pressure from the pressure sensor 30 to the control unit 8th via the signal connection 31 to hand over. In the process step 32 (Conditioning or digitizing the step response), the analog measurement signal is digitized. There is a passing of the digital measurement signal or the digitized step response to the step 34 of the procedure 2 in which the step response is filtered or freed from noise. After passing on the thus prepared step response takes place in step 36 the model-based calculation of a desired jump response, the time profile of the leakage pressure in a state of the axial piston pump 4 represents, in which this has no wear, so is error-free. The method step is given as input for calculating the desired jump response 36 from the process step 48 via the signal connection 47 the jump function. Both step responses, ie the measured, digitized and filtered step response of the leakage pressure, and the model-based calculated target step response, are passed to the method step 38 (Determination of the deviation of the step response from the desired step response). From the process step 46 (Initialization of error limits) enter into the error limits necessary for the diagnosis of a guaranteed fault or wear and determined in a preceding initialization procedure (description below). The error limits and the determined deviation of the step response become in step 40 (Diagnosis) processed and it takes place with the step 42 an output of the diagnosis result.

Zur Durchführung der Diagnose benötigt das Verfahren 2 beziehungsweise die Steuereinheit 8 somit als Input die Sprungantwort des Leckagedrucks und die Sprungfunktion des Schwenkwinkels a der Axialkolbenpumpe 4. Diese beiden Größen beziehungsweise deren zeitlichen Verläufe sind vorrichtungstechnisch besonders einfach zu ermitteln. Besonders vorteilhaft ist dabei dass nicht der am Hochdruckanschluss 14 der Axialkolbenpumpe 4 anliegende Hochdruck sondern der bedeutend niedrigere Leckagedruck, der etwa im Bereich des Gehäusedrucks liegt, erfasst werden muss. Der Drucksensor 30 muss dabei lediglich für ein Messintervall von etwa 5 bis 30 bar ausgelegt sein und ist daher vergleichsweise kostengünstig. Die Sprungfunktion kann entweder wie in 1 dargestellt direkt vom Verfahrensschritt 48 als Sollsprungfunktion in den Verfahrensschritt 36 eingehen oder über einen Winkelaufnehmer oder Wegaufnehmer (nicht dargestellt) der Axialkolbenpumpe 4 an den Verfahrensschritt 36 (Berechnung Sollsprungantwort) übermittelt werden. Derartige Winkel- oder Wegaufnehmer sind häufig bereits in verstellbaren Verdrängermaschinen vorgesehen. Ebenso ist in derartigen Maschinen häufig bereits der Drucksensor 30 vorgesehen. An dieser Stelle wird ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens 2 beziehungsweise der Steuereinheit 8 offenkundig: Die Diagnose erfolgt mit vorrichtungstechnisch besonders einfachen Mitteln, die häufig bereits in der Verdrängermaschine beziehungsweise in der Axialkolbenpumpe 4 vormontiert beziehungsweise „on-board” verfügbar sind. Sollten sie dies nicht sein, ist es mit vergleichsweise wenig Aufwand möglich, den Drucksensor 30 und den Winkel- beziehungsweise Wegaufnehmer zu installieren. Gegenüber den mobilen Diagnosegeräten des Standes der Technik hat dies den Vorteil, dass die zur Diagnose notwendige Sensorik an der zu diagnostizierenden Verdrängermaschine vorliegt, sobald sie einmal installiert ist. Weiterhin hat das erfindungsgemäße Verfahren 2 beziehungsweise die erfindungsgemäße hydraulische Anordnung 1 wie weiter oben beschrieben den Vorteil, dass die Diagnose unabhängig von einer Ermittlung des Wirkungsgrades der Verdrängermaschine beziehungsweise Axialkolbenpumpe 4 erfolgen kann. Den in wirkungsgradbasierten Verfahren aufwändig in Feldmessungen zu bestimmenden vier bis sechs Prozessgrößen stehen die nur zwei Prozessgrößen des Leckagedrucks und des Schwenkwinkels des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung gegenüber.To perform the diagnosis requires the procedure 2 or the control unit 8th thus as input the step response of the leakage pressure and the jump function of the swivel angle a of the axial piston pump 4 , These two quantities or their temporal courses are particularly easy to determine in terms of device technology. It is particularly advantageous that not at the high pressure port 14 the axial piston pump 4 applied high pressure but the significantly lower leakage pressure, which is approximately in the range of the housing pressure, must be detected. The pressure sensor 30 must be designed only for a measuring interval of about 5 to 30 bar and is therefore relatively inexpensive. The jump function can either be as in 1 shown directly from the process step 48 as a desired jump function in the process step 36 enter or via an angle sensor or transducer (not shown) of the axial piston pump 4 to the process step 36 (Calculation of target jump response). Such angle or displacement sensors are often already provided in adjustable displacement machines. Likewise, in such machines often already the pressure sensor 30 intended. At this point, a great advantage of the method according to the invention 2 or the control unit 8th Obviously: The diagnosis is carried out with device technology particularly simple means, often already in the displacement machine or in the axial piston pump 4 pre-assembled or "on-board" are available. If they are not, it is possible with relatively little effort, the pressure sensor 30 and to install the angle or displacement transducer. Compared to the mobile diagnostic devices of the prior art, this has the advantage that the sensor necessary for the diagnosis is present on the positive displacement machine to be diagnosed once it is installed. Furthermore, the inventive method 2 or the hydraulic arrangement according to the invention 1 As described above, the advantage that the diagnosis is independent of a determination of the efficiency of the displacement machine or axial piston pump 4 can be done. The four to six process variables to be extensively determined in field measurements in efficiency-based methods are compared with only two process variables of the leakage pressure and the swivel angle of the method according to the invention or the hydraulic arrangement according to the invention.

Ursächlich wird die Reduzierung der zu ermittelnden Prozessgrößen der Verdrängermaschine beziehungsweise der Axialkolbenpumpe 4 durch das im Schritt 36 implementierte mathematische Modell ermöglicht. Anstatt einer Modellierung des Wirkungsgrades in Abhängigkeit der sechs oben genannten Prozessgrößen und der Anpassung des Modells mit Hilfe der Vermessung mehrerer Arbeitspunkte erfolgt im erfindungsgemäßen Modell eine Modellierung des Leckageverhaltens von Volumenstrom führenden Kontaktstellen der Verdrängermaschine beziehungsweise der Axialkolbenpumpe 4. Zur Modellierung wird dabei ein geeignet strukturiertes mathematisches Modell ausgewählt, dessen Parameter durch den Verfahrensschritt 44 (Iterative Modelloptimierung) im Zuge einer geeigneten Anzahl von Versuchsmessungen optimiert werden. Hierzu wird eine Anzahl von zehn Messungen bevorzugt. Die Optimierung der Modellparameter erfolgt dabei in einem Zustand der Verdrängermaschine beziehungsweise Axialkolbenpumpe 4, in dem diese noch keinen Verschleiß aufweist. In diesem Zustand kann von einer 100%igen Modellgüte gesprochen werden, wenn im Verfahrensschritt 36 die durch das mathematische Modell errechnete Sollsprungantwort keine Abweichung von der an diesen Verfahrensschritt übermittelten digitalisierten und gefilterten realen Sprungantwort festgestellt werden kann. Die Optimierung der Modellparameter des Verfahrensschrittes 36 (Berechnung der Sollsprungantwort) wird durch die in 1 gestrichelte Signalverbindung zwischen dem Verfahrensschritt 44 (Iterative Modelloptimierung) und dem diagonalen Pfeil des Verfahrensschritts 36 (Berechnung der Sollsprungantwort) symbolisiert. Für eine tatsächliche Beurteilung, ob die im Verfahrensschritt 38 ermittelte Abweichung der realen Sprungantwort von der Sollsprungantwort einem Fehler der diagnostizierten hydraulischen Verdrängermaschine beziehungsweise Axialkolbenpumpe 4 entspricht, gehen über den Verfahrensschritt 46 (Initialisierung der Fehlergrenzen) aus Sprungantworten fehlerhafter Verdrängermaschinen ermittelte Fehlergrenzen ins Verfahren ein.The cause is the reduction of the process variables to be determined of the displacement machine or the axial piston pump 4 through that in the step 36 implemented mathematical model allows. Instead of modeling the efficiency as a function of the six process variables mentioned above and the adaptation of the model by means of the measurement of several operating points in the model according to the invention a modeling of the leakage behavior of volume flow contact points of the displacement machine or the axial piston pump 4 , For modeling, a suitably structured mathematical model is selected, whose parameters are determined by the method step 44 (Iterative model optimization) can be optimized in the course of a suitable number of experimental measurements. For this purpose, a number of ten measurements is preferred. The optimization of the model parameters takes place in a state of Displacement machine or axial piston pump 4 in which it still has no wear. In this state can be spoken of a 100% model quality, if in the process step 36 the calculated by the mathematical model desired jump response no deviation from the transmitted to this step digitalized and filtered real step response can be determined. The optimization of the model parameters of the process step 36 (Calculation of the desired jump response) is determined by the in 1 dashed signal connection between the process step 44 (Iterative model optimization) and the diagonal arrow of the process step 36 (Calculation of the desired jump response) symbolizes. For an actual assessment, whether in the process step 38 determined deviation of the real step response from the desired step response an error of the diagnosed hydraulic displacement machine or axial piston pump 4 corresponds, go over the procedural step 46 (Initialization of error limits) from error responses of faulty positive displacement machines determined error limits in the process.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung 101 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 102 zur Diagnose des Zustandes der hydrostatischen Verdrängermaschine beziehungsweise der Axialkolbenpumpe 4 im Bezug auf Fehler und auf Verschleißvorgänge. 2 shows a second embodiment of a hydraulic arrangement according to the invention 101 with a second embodiment of a method according to the invention 102 for diagnosing the state of the hydrostatic displacement machine or the axial piston pump 4 in terms of faults and wear processes.

Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel der hydraulischen Anordnung gemäß 1 weist die hydraulische Anordnung 101 gemäß 2 zusätzlich einen Diagnoseverbraucher 150 und ein 3/2-Wegeventil 152 auf. Das 3/2-Wegeventil 152 ist durch eine Signalverbindung 154 mit einer Steuereinheit 108 verbunden. Aufgrund der genannten zusätzlichen Komponenten der hydraulischen Anordnung 101 und einer Steuerung des 3/2-Wegeventils 152 durch die Steuereinheit 108 weicht auch das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens 102 vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ab. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird bei der Beschreibung der 2 überwiegend auf die vorrichtungs- und verfahrenstechnischen Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen gemäß 1 eingegangen.Notwithstanding the first embodiment of the hydraulic arrangement according to 1 has the hydraulic arrangement 101 according to 2 in addition a diagnostic consumer 150 and a 3/2-way valve 152 on. The 3/2-way valve 152 is through a signal connection 154 with a control unit 108 connected. Due to the said additional components of the hydraulic arrangement 101 and a control of the 3/2-way valve 152 through the control unit 108 also dodges that in 2 shown second embodiment of the method 102 according to the first embodiment 1 from. For the sake of clarity, the description of the 2 mainly on the device and procedural differences to the embodiments according to 1 received.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel der hydraulischen Anordnung 1 gemäß 1 ist der Hochdruckanschluss 14 der Axialkolbenpumpe 4 über die Hochdruckleitung 12 mit dem Druckmitteleingang 10 des Verbrauchers 6 verbunden. In dieser Hochdruckleitung 12 ist das 3/2-Wegeventil 152 angeordnet. Dieses hat zwei Schaltstellungen: eine Verbraucherschaltstellung 151, über die der Hochdruckanschluss 14 der Axialkolbenpumpe 4 mit dem Verbraucher 6 verbindbar ist, und eine Diagnoseschaltstellung 153, über die der Verbraucher 6 vom Hochdruckanschluss 14 der Axialkolbenpumpe 4 trennbar ist. Über die letztgenannte Schaltstellung ist der Hochdruckanschluss 14 zudem mit dem Diagnoseverbraucher 150 verbindbar. Eine Ansteuerung des 3/2-Wegeventils 152 erfolgt dabei über die Steuereinheit 108 und die Signalverbindung 154, über die die Steuereinheit 108 auf einen Elektromagneten des 3/2-Wegeventils 152 einwirkt. Es folgt eine Beschreibung der Besonderheiten des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 102 und der hydraulischen Anordnung 101.Similar to the first embodiment of the hydraulic arrangement 1 according to 1 is the high pressure connection 14 the axial piston pump 4 over the high pressure line 12 with the pressure medium input 10 of the consumer 6 connected. In this high pressure line 12 is the 3/2-way valve 152 arranged. This has two switch positions: a consumer switch position 151 over which the high pressure connection 14 the axial piston pump 4 with the consumer 6 is connectable, and a diagnostic switch 153 about which the consumer 6 from the high pressure connection 14 the axial piston pump 4 is separable. About the latter switching position is the high pressure port 14 also with the diagnostic consumer 150 connectable. A control of the 3/2-way valve 152 takes place via the control unit 108 and the signal connection 154 about which the control unit 108 to an electromagnet of the 3/2-way valve 152 acts. The following is a description of the specifics of the second embodiment of the method according to the invention 102 and the hydraulic arrangement 101 ,

Es sei angenommen, dass die hydraulische Anordnung 101 den Verbraucher 6 nach dessen Anforderungen mit einem schwankenden Druckmittelvolumenstrom versorgt. Der Betrieb der Axialkolbenpumpe ist somit instationär. Ein Bediener der Steuereinheit 108 gibt nun über eine nicht dargestellte Benutzerschnittstelle die Anweisung, eine Diagnose durchzuführen. Auf eine Verlässlichkeit beziehungsweise Robustheit der Diagnose beziehungsweise des Diagnoseergebnisses würde sich die zeitlich veränderliche Anforderung von Druckmittel durch den Verbraucher 6 nachteilig auswirken. Bevor die Diagnose durch den Verfahrensschritts „Verstellung gemäß der Sprungfunktion” 148 angestoßen wird, erfolgt daher ein Verfahrensschritt „Entkopplung beziehungsweise Trennung der Axialkolbenpumpe 4 vom Verbraucher 6” durch die Ansteuerung des 3/2-Wegeventils 152, so dass dieses in seine Diagnoseschaltstellung 153 verstellt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 völlig frei von Einflüssen des Verbrauchers 6 erfolgen kann. Eine für die Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 notwendige Last der Axialkolbenpumpe wird dabei über den Diagnoseverbraucher 150 aufgeprägt. Dieser 150 ist als eine feste Drossel konstanten Querschnitts ausgebildet. Direkt im Anschluss an die Entkopplung der Axialkolbenpumpe 4 vom Verbraucher 6 und der Verbindung der Axialkolbenpumpe 4 mit dem Diagnoseverbraucher 150 erfolgt der Verfahrensschritt 148 (Verstellung der Last gemäß der Sprungfunktion). Dazu wird der Schwenkwinkel a der verstellbaren Axialkolbenpumpe 4 in Form einer zeitlichen Sprungfunktion verstellt. Die Verstellung erfolgt dabei schnell und in Richtung eines größeren Hubvolumens. Wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 erhöht sich dadurch der Druck in den Arbeitsräumen was zu einer erhöhten Leckage aus den Arbeitsräumen in den Innenraum des Gehäuses 22 der Axialkolbenpumpe 4 führt. Mit dieser erhöhten Leckage steigt der Gehäuseinnendruck beziehungsweise der Leckagedruck, der in der Leckageleitung 26 von der Druckbestimmungseinheit beziehungsweise dem Drucksensor 30 erfasst wird. Es erfolgt nun analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit dem Verfahrensschritt 32 (Digitalisierung der Sprungantwort), dem Verfahrensschritt 34 (Filterung der digitalisierten Sprungantwort) die Berechnung der Sollsprungantwort im Verfahrensschritt 36. Es wird dabei angenommen, dass die Modellparameter des im Verfahrensschritt 36 implementierten mathematischen Modells der Sprungantwort bereits wie zuvor im Ausführungsbeispiel 1 gemäß 1 beschrieben im Verfahrensschritt 44 (Iterative Modelloptimierung) durchgeführt wurde. Analog dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt im Verfahrensschritt 38 die Ermittlung der Abweichung der Sprungantwort von der berechneten Sollsprungantwort und daraufhin die Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 im Verfahrensschritt 40. Die Ausgabe des Diagnoseergebnisses erfolgt dann im Verfahrensschritt 42. Nach der Durchführung des Diagnoseverfahrens erfolgt automatisch ein Verstellen des 3/2-Wegeventils in dessen Verbraucherschaltstellung 151, so dass einerseits der Diagnoseverbraucher 150 von der Axialkolbenpumpe 4 getrennt beziehungsweise entkoppelt wird und andererseits der bestimmungsgemäße Verbraucher 6 wieder über die Axialkolbenpumpe 4 und die Hochdruckleitung 12 mit Druckmittel versorgt wird.It is assumed that the hydraulic arrangement 101 the consumer 6 supplied according to its requirements with a fluctuating pressure medium flow. The operation of the axial piston pump is thus unsteady. An operator of the control unit 108 Now, via a user interface, not shown, instructs to perform a diagnosis. On a reliability or robustness of the diagnosis or the diagnosis result would be the time-varying requirement of pressure medium by the consumer 6 adversely affect. Before the diagnosis is made by the method step "adjustment according to the jump function" 148 is triggered, therefore, a step "decoupling or separation of the axial piston pump 4 from the consumer 6 "By controlling the 3/2-way valve 152 , so this in its diagnostic position 153 is adjusted. This ensures that the diagnosis of the axial piston pump 4 completely free from influences of the consumer 6 can be done. One for the diagnosis of the axial piston pump 4 necessary load of the axial piston pump is via the diagnostic consumer 150 impressed. This 150 is formed as a fixed throttle constant cross-section. Immediately following the decoupling of the axial piston pump 4 from the consumer 6 and the connection of the axial piston pump 4 with the diagnostic consumer 150 the process step takes place 148 (Adjustment of the load according to the jump function). For this purpose, the pivot angle a of the adjustable axial piston pump 4 adjusted in the form of a temporal jump function. The adjustment takes place quickly and in the direction of a larger displacement. As already in the first embodiment according to 1 increases thereby the pressure in the work spaces resulting in increased leakage from the work spaces in the interior of the housing 22 the axial piston pump 4 leads. With this increased leakage increases the housing internal pressure or the leakage pressure in the leakage line 26 from the pressure determination unit or the pressure sensor 30 is detected. It is now analogous to the first embodiment according to 1 with the process step 32 (Digitization of the step response), the process step 34 (Filtering of digitized step response) the calculation of the desired step response in the method step 36 , It is assumed that the model parameters of the in process step 36 implemented mathematical model of the step response already as before in the embodiment 1 according to 1 described in the process step 44 (Iterative model optimization) was performed. Analogously to the first embodiment takes place in the process step 38 the determination of the deviation of the step response from the calculated desired step response and then the diagnosis of the axial piston pump 4 in the process step 40 , The output of the diagnostic result then takes place in the method step 42 , After carrying out the diagnostic procedure, an adjustment of the 3/2-way valve automatically takes place in its consumer switching position 151 , so that on the one hand the diagnostic consumer 150 from the axial piston pump 4 disconnected or decoupled and on the other hand, the intended consumer 6 again via the axial piston pump 4 and the high pressure line 12 is supplied with pressure medium.

Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann der Schritt Verstellung der Last gemäß einer Sprungfunktion ein bestimmungsgemäßes Stellsignal zur Versorgung des Verbrauchers 6 durch die Axialkolbenpumpe 4 sein, so dass keinerlei Unterbrechung der Druckmittelversorgung des Verbrauchers 6 erfolgen muss. Besonders geeignet sind dafür Verbraucher, die beispielsweise periodische Betriebszyklen aufweisen, wie beispielsweise periodisch arbeitende Maschinen, insbesondere Spritzgussmaschinen. Hier kann ein für den Produktionsbetrieb benötigtes periodisches schnelles Verstellen des Druckmittelvolumenstroms unmittelbar als Sprungfunktion zur Diagnose der Axialkolbenpumpe 4 genutzt werden. Auf diese Weise ist ein Diagnosezyklus elegant in den Verbrauchs- beziehungsweise Nutzungs- beziehungsweise Betriebszyklus integrierbar.Notwithstanding the illustrated embodiments, the step adjustment of the load according to a step function, a designated control signal to supply the consumer 6 through the axial piston pump 4 so that no interruption of the pressure medium supply of the consumer 6 must be done. Consumers who have, for example, periodic operating cycles, such as, for example, periodically operating machines, in particular injection molding machines, are particularly suitable for this purpose. Here, a periodic, fast adjustment of the pressure medium volume flow required for the production operation can be used directly as a jump function for the diagnosis of the axial piston pump 4 be used. In this way, a diagnostic cycle can be elegantly integrated into the consumption or use or operating cycle.

Generell kann die Entkopplung des Verbrauchers von der hydrostatischen Verdrängermaschine zur Onlineadaption fehlertoleranter Regelungskonzepte hydraulischer Maschinen und Systeme genutzt werden.In general, the decoupling of the load from the hydrostatic displacement machine can be used for the online adaptation of fault-tolerant control concepts of hydraulic machines and systems.

Alternativ oder ergänzend zu den gezeigten Ausführungsbeispielen kann das Diagnoseverfahren auf Feldhardware implementiert sein. Beispielsweise ist eine Einbindung der Diagnose und insbesondere der Diagnoseausgabe in ein Feldbussystem denkbar, was eine zentralisierte Überwachung auch mehrerer Verdrängermaschinen und eine optimale Wartungsplanung ermöglicht.As an alternative or in addition to the exemplary embodiments shown, the diagnostic method can be implemented on field hardware. For example, an integration of the diagnosis and in particular the diagnosis output in a fieldbus system is conceivable, which enables centralized monitoring of several displacement machines and optimal maintenance planning.

Offenbart ist ein Verfahren zur Diagnose, insbesondere zur Zustands- und/oder Fehlerdiagnose, einer hydrostatischen Verdrängermaschine. Die Diagnose erfolgt dabei erfindungsgemäß in Abhängigkeit einer Sprungantwort eines Gehäusedruckes, die aus einer Verstellung einer Last der hydrostatischen Verdrängermaschine gemäß einer Sprungfunktion resultiert.Disclosed is a method for diagnosis, in particular for condition and / or fault diagnosis, of a hydrostatic displacement machine. The diagnosis is carried out according to the invention in response to a step response of a housing pressure resulting from an adjustment of a load of the hydrostatic displacement machine according to a jump function.

Offenbart ist weiterhin eine hydraulische Anordnung mit einer hydrostatischen Verdrängermaschine zur Versorgung eines Verbrauchers und mit einer Steuereinheit, wobei erfindungsgemäß über die Steuereinheit eine Last der Verdrängermaschine gemäß einer Sprungfunktion verstellbar und eine Diagnose der hydrostatischen Verdrängermaschine in Abhängigkeit einer Sprungantwort eines Gehäusedrucks durchführbar ist.Disclosed is also a hydraulic arrangement with a hydrostatic displacement machine for supplying a consumer and with a control unit, according to the invention via the control unit, a load of the displacement machine according to a jump function adjustable and a diagnosis of the hydrostatic displacement machine in response to a step response of a housing pressure is feasible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Jerome J. Palazzolo et al. describe in their publication "Leakage Fault Detection Method for Axial-Piston Variable Displacement Pumps" [0006]
Palazzolo et al. [0011]

Claims

Method for diagnosing the state of a hydrostatic displacement machine ( 4 ), which is a housing ( 22 ) and a hydrostatic working space arranged therein, which has a leakage into the housing ( 22 ), characterized by the steps of: - adjusting a load of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) according to a jump function ( 48 ; 148 ); and - diagnosis of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) in response to a step response of a housing pressure ( 40 ).

Method according to claim 1, wherein the hydrostatic displacement machine ( 4 ), and wherein the step - adjusting the load of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) according to the jump function ( 48 ; 148 ) by a step - adjustment of a geometric volume of the hydrostatic working space ( 48 ; 148 ) he follows.

Method according to claim 2, wherein the adjustable hydrostatic displacement machine ( 4 ) a pump ( 4 ) and the geometric volume of the working space via its adjustment ( 48 ; 148 ), or wherein the adjustable hydrostatic displacement machine is a motor and the geometric volume of the working space is reduced by the adjustment thereof.

Method according to one of the claims 2 or 3, wherein the hydrostatic displacement machine ( 4 ) an axial piston machine in swash plate ( 4 ) or bent axis construction, and wherein the step - adjustment of the geometric volume of the working space ( 48 ; 148 ) by a step - adjustment of a swivel angle ( 48 ; 148 ) he follows.

The method of claim 1, wherein the hydrostatic displacement machine is a fixed displacement pump and the step - "Adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function" by a step - "throttling a high pressure Druckmittelvoiumenstroms the constant pump" takes place.

The method of claim 1, wherein the hydrostatic displacement machine is a constant-speed motor and the step - Adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function by a step - Deceleration of the constant motor is done.

Method according to one of the preceding claims, wherein before the step - diagnosis as a function of the step response ( 40 ) a step - determination of a deviation of the step response from a reference step response ( 38 ) he follows.

Method according to claim 7, wherein before the step - determination of the deviation of the step response from the desired step response ( 38 ) one step - model-based calculation of the desired step response as a function of the step function ( 36 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein prior to the step - adjustment of the load of the hydrostatic displacement machine according to the jump function ( 48 ; 148 ) Steps - decoupling of the hydrostatic displacement machine from a consumer and - coupling of the hydrostatic displacement machine done with a diagnostic consumer.

Hydraulic arrangement with a hydrostatic displacement machine ( 4 ) intended to supply a consumer ( 6 ) is coupled with this, and with a control unit ( 8th ; 108 ), via which a load of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) is adjustable, and with a pressure determination unit ( 30 ), via which a housing pressure or a pressure dependent thereon of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) and to the control unit ( 8th ; 108 ), characterized in that the control unit ( 8th ; 108 ) is configured such that over it the load is adjustable according to a jump function, and a diagnosis of the hydrostatic displacement machine ( 4 ) in response to a step response of the housing pressure or the dependent of this pressure is feasible.

Hydraulic arrangement according to claim 10, wherein the hydrostatic displacement machine ( 4 ) constant or adjustable ( 4 ).

Hydraulic arrangement according to one of the claims 10 or 11, wherein the hydrostatic displacement machine comprises a pump ( 4 ), and wherein the hydraulic arrangement ( 101 ) a directional control valve ( 152 ) with a consumer switch position ( 151 ) and a diagnostic switch ( 153 ), and wherein a high pressure port ( 14 ) of the pump ( 4 ) via the consumer switch position ( 151 ) with a pressure medium connection ( 10 ) of the consumer ( 6 ) and via the diagnostic switch ( 153 ) with a pressure medium connection of a diagnostic consumer ( 150 ) is connectable.

Hydraulic arrangement according to one of the claims 10 or 11, wherein the hydrostatic Displacement machine is a motor, and wherein the hydraulic arrangement comprises a controllable via the control unit brake, via which the engine is acted upon by a braking torque.