DE112009000707T5

DE112009000707T5 - Controller für Hybrid-Baugerät

Info

Publication number: DE112009000707T5
Application number: DE112009000707T
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Kawasaki; Masahiro Egawa
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: CN101981259A; DE112009000707B4; KR20110009079A; JP2009236190A; US20110082610A1; US8577560B2; JP5078693B2; CN101981259B; WO2009119704A1; KR101568441B1

Abstract

Controller für ein Hybrid-Baugerät, umfassend:
einen variablen Verdrängertyp einer Hauptpumpe;
einen Regler zum Steuern eines Neigungswinkels der Hauptpumpe;
einen Auslegerzylinder;
ein betätigtes Auslegerventil, das mit der Hauptpumpe verbunden ist;
einen Sensor, der eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils detektiert;
betätigte Ventile, die mit der Hauptpumpe verbunden sind, sowie das betätigte Auslegerventil;
ein proportionales Magnetventil, das zwischen einer Kolbenkammer des Auslegerzylinders und dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist;
einen variablen Verdrängertyp einer Unterpumpe, die mit einer Auslassseite der Hauptpumpe verbunden ist, wobei ein Neigungswinkel der Unterpumpe durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird;
einen variablen Verdrängertyp eines Hilfsmotors, der mit einer Stromaufwärtsseite des proportionalen Magnetventils in Bezug auf eine Rückströmung vom Auslegerzylinder verbunden ist und durch die Rückströmung betätigt wird, wobei ein Neigungswinkel des Hilfsmotors durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird;
einen Elektromotor, der auch als Generator dient und eine koaxiale...

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Controller zum Steuern einer Leistungsquelle eines Baugeräts wie beispielsweise eines Baggers und dergleichen.
Hintergrund
Eine Hybridstruktur in einem Baugerät wie z. B. einem Bagger verwendet beispielsweise eine überschüssige Ausgangsleistung einer Maschine, um einen Generator für die Erzeugung von elektrischer Energie zu drehen, die dann in einer Batterie gespeichert wird. Dann wird die Energie der Batterie verwendet, um einen Elektromotor anzutreiben, um einen Aktuator zu betätigen. Dann wird die Abgabeenergie vom Aktuator verwendet, um den Generator für die Erzeugung von elektrischer Energie zu drehen, die dann ebenfalls in der Batterie gespeichert wird. Dann wird die Energie der Batterie verwendet, um den Elektromotor für die Betätigung des Aktuators anzutreiben.
[Patentliteratur 1] JP-A 2002-275945
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Controller im vorstehend beschriebenen Stand der Technik besitzt den Nachteil eines großen Energieverlusts, der während eines langen Prozesses auftritt, in dem die überschüssige Ausgangsleistung der Maschine und die abgegebene Energie des Aktuators, der durch Fluiddruck betätigt wird, für die Verwendung zum Betätigen des Aktuators regeneriert werden.
Da der Aktuator durch den Elektromotor betätigt wird, entsteht beispielsweise, wenn ein Ausfall im elektrischen System auftritt, der Nachteil, dass die ganze Vorrichtung unbrauchbar gemacht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Controller für ein Hybrid-Baugerät zu schaffen, der dazu konfiguriert ist, Abgabeenergie eines Auslegerzylinders als Hilfskraft für einen Elektromotor zu verwenden, und diese je nach Anforderung als Energie zu verwenden, die vom Elektromotor verwendet wird, um seine Leistungserzeugungsfunktion auszuüben, um die Probleme im Stand der Technik anzugehen.
Lösung für das Problem
Eine erste Erfindung umfasst: einen variablen Verdrängertyp einer Hauptpumpe; einen Regler zum Steuern eines Neigungswinkels der Hauptpumpe; einen Auslegerzylinder; ein betätigtes Auslegerventil, das mit der Hauptpumpe verbunden ist; einen Sensor, der eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils detektiert; betätigte Ventile, die mit der Hauptpumpe verbunden sind, sowie das betätigte Auslegerventil; ein proportionales Magnetventil, das zwischen einer Kolbenkammer des Auslegerzylinders und dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist; einen variablen Verdrängertyp einer Unterpumpe, die mit einer Auslassseite der Hauptpumpe verbunden ist, wobei ein Neigungswinkel der Unterpumpe durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird; einen variablen Verdrängertyp eines Hilfsmotors, der mit einer Stromaufwärtsseite des proportionalen Magnetventils in Bezug auf eine Rückströmung vom Auslegerzylinder verbunden ist und durch die Rückströmung betätigt wird, wobei ein Neigungswinkel des Hilfsmotors durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird; einen Elektromotor, der auch als Generator dient und eine koaxiale Drehung der Unterpumpe und des Hilfsmotors ermöglicht; und eine Steuereinheit zum Steuern des Sensors, der in dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist, des proportionalen Magnetventils, der Neigungswinkel-Steuereinheiten und des Elektromotors.
Die Steuereinheit besitzt eine Funktion zum Empfangen eines Signals, das vom Sensor ausgegeben wird, der in dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist, und eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils bestimmt, und eine Funktion zum Steuern eines Öffnungsgrades des proportionalen Magnetventils und zum Betätigen der Neigungswinkel-Steuereinheiten gemäß der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable, um die Neigungswinkel der Unterpumpe und des Hilfsmotors zu steuern. Eine Ausgangsleistung des Hilfsmotors wird verwendet, um eine Ausgangsleistung der Unterpumpe und eine Ausgangsleistung des Elektromotors zu unterstützen.
Eine zweite Erfindung ist dazu konfiguriert, zu ermöglichen, dass die Steuereinheit eine Last am Hilfsmotor aus einem Neigungswinkel des Hilfsmotors berechnet und einen Öffnungsgrad des proportionalen Magnetventils gemäß der berechneten Last und der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable des betätigten Auslegerventils steuert.
Eine dritte Erfindung umfasst ein Rückschlagventil, das in einem Durchgang vorgesehen ist, der die Unterpumpe mit der Hauptpumpe verbindet, und nur eine Strömung von der Unterpumpe zur Hauptpumpe ermöglicht, und ein Ein/Aus-Magnetventil, das in einem Durchgang vorgesehen ist, der den Auslegerzylinder mit dem Hilfsmotor verbindet, und durch eine Federkraft einer Feder in seiner normalen Position gehalten wird, welche eine Schließposition ist.
Eine vierte Erfindung ist dazu konfiguriert, zu bewirken, dass die Hauptpumpe durch eine Antriebskraft einer Maschine, die mit einem Generator verbunden ist, gedreht wird, und besitzt eine Batterie zum Speichern von elektrischer Leistung, die zum Elektromotor geliefert werden soll. Die Batterie ist mit einer Batterieaufladeeinrichtung verbunden, die mit dem Generator verbunden ist und mit einer anderen unabhängigen Leistungsquelle wie z. B. einer Haushaltsleistungsquelle als dem Controller verbindbar ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der ersten Erfindung wird die abgegebene Energie des Auslegerzylinders verwendet, um den Hilfsmotor anzutreiben, und diese Antriebskraft des Hilfsmotors wird wiederum verwendet, um den Elektromotor zu unterstützen, der die Antriebsquelle der Unterpumpe ist, oder die Unterpumpe zu unterstützen. Folglich kann die abgegebene Energie des Auslegerzylinders effizient genutzt werden.
Da die Neigungswinkel der Unterpumpe und des Hilfsmotors gemäß der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable des betätigten Auslegerventils gesteuert werden können, ist es möglich, eine breitere Vielfalt von Steuermodi für verschiedene Zwecke vorzusehen. Das Drehmoment des Hilfsmotors kann beispielsweise verwendet werden, um zu ermöglichen, dass der Elektromotor seine Leistungserzeugungsfunktion ausübt, oder das Drehmoment des Hilfsmotors kann verwendet werden, um die Unterpumpe zu drehen.
Da die Steuereinheit den Öffnungsgrad des proportionalen Magnetventils gemäß der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable des betätigten Auslegerventils steuert, ist es gemäß der zweiten Erfindung möglich, zu veranlassen, dass die Betätigungsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders einer beeinflussten Variable des betätigten Auslegerventils entspricht, das heißt dem Bediengefühl des Arbeiters.
Wenn ein Ausfall oder dergleichen im Kreislaufsystem der Unterpumpe oder des Hilfsmotors auftritt, kann gemäß der dritten Erfindung das Kreislaufsystem, das unter dem Ausfall oder dergleichen leidet, vom Kreislaufsystem der Hauptpumpe getrennt werden.
Gemäß der vierten Erfindung kann die Leistung des Elektromotors von irgendeiner von verschiedenen Quellen bezogen werden.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 stellt einen Controller eines Baggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, der einen variablen Verdrängertyp einer ersten und zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 aufweist. Die erste Hauptpumpe MP1 ist mit einem ersten Kreislaufsystem verbunden, während die zweite Hauptpumpe MP2 mit einem zweiten Kreislaufsystem verbunden ist.
Mit dem ersten Kreislaufsystem sind in der Reihenfolge von stromaufseitig zu stromabseitig ein betätigtes Drehmotorventil 1 zum Steuern eines Drehmotors RM, ein betätigtes Ventil 2 für einen Arm im ersten Gang zum Steuern eines Armzylinders (nicht dargestellt), ein betätigtes Ventil 3 für einen Ausleger im zweiten Gang zum Steuern eines Auslegerzylinders BC, ein betätigtes Hilfsventil 4 zum Steuern einer Hilfsbefestigung (nicht dargestellt) und ein betätigtes Ventil 5 für einen linken Fahrmotor zum Steuern eines linken Fahrmotors (nicht dargestellt) verbunden.
Jedes der betätigten Ventile 1 bis 5 ist mit der ersten Hauptpumpe MP1 über einen neutralen Strömungsdurchgang 6 und einen parallelen Durchgang 7 verbunden.
Ein Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 ist am neutralen Strömungsdurchgang 6 stromabwärts des betätigten Ventils 5 für den linken Fahrmotor angeordnet. Der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 erzeugt einen höheren Steuerdruck bei einer höheren Durchflussrate, die durch den Mechanismus 8 strömt, und einen niedrigeren Steuerdruck bei einer niedrigeren Durchflussrate.
Wenn alle betätigten Ventile 1 bis 5 sich in einer neutralen Position oder um eine neutrale Position befinden, führt der neutrale Strömungsdurchgang 6 alles oder einen Teil des aus der ersten Hauptpumpe MP1 ausgelassenen Fluids zu einem Tank T. In dieser Stufe wird die Durchflussrate, die durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 strömt, erhöht, so dass ein hoher Steuerdruck erzeugt wird, wie vorstehend beschrieben.
Wenn andererseits die betätigten Ventile 1 bis 5 in eine Position mit vollem Hub umgeschaltet werden, wird der neutrale Strömungsdurchgang 6 geschlossen, um die Strömung von Fluid zu blockieren. In diesem Fall ist folglich die Durchflussrate, die durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 strömt, fast null, was bedeutet, dass ein Steuerdruck von null aufrechterhalten wird.
In Abhängigkeit von den beeinflussten Variablen für die betätigten Ventile 1 bis 5 wird jedoch ein Teil der Pumpenauslassströmung zu einem Aktuator geführt, und ein anderer Teil wird vom neutralen Strömungsdurchgang 6 zum Tank T geführt. Folglich erzeugt der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 einen Steuerdruck gemäß der Durchflussrate, die durch den neutralen Strömungsdurchgang 6 strömt. Mit anderen Worten, der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 erzeugt einen Steuerdruck gemäß einer beeinflussten Variable für die betätigten Ventile 1 bis 5.
Ein Steuerströmungsdurchgang 9 ist mit dem Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 verbunden und auch mit einem Regler 10 zum Steuern des Neigungswinkels der ersten Hauptpumpe MP1 verbunden. Der Regler 10 steuert die Auslassrate der ersten Hauptpumpe MP1 im umgekehrten Verhältnis zum Steuerdruck. Wenn die betätigten Ventile 1 bis 5 vollständig ausgefahren sind und die Durchflussrate im neutralen Strömungsdurchgang 6 sich auf null ändert, mit anderen Worten, wenn der durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 erzeugte Steuerdruck null erreicht, wird folglich die Auslassrate der ersten Hauptpumpe MP1 auf einem Maximum gehalten.
Ein erster Drucksensor 11 ist mit dem Steuerströmungsdurchgang 9 verbunden, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, und detektiert ein Drucksignal, das dann an eine Steuereinheit C angelegt wird.
Mit dem zweiten Kreislaufsystem sind wiederum in der Reihenfolge von stromaufseitig zu stromabseitig ein betätigtes Ventil 12 für einen rechten Fahrmotor zum Steuern eines rechten Fahrmotors (nicht dargestellt), ein betätigtes Becherventil 13 zum Steuern eines Becherzylinders (nicht dargestellt), ein betätigtes Ventil 14 für einen Ausleger im ersten Gang zum Steuern des Auslegerzylinders BC und ein betätigtes Ventil 15 für einen Arm im zweiten Gang zum Steuern des Armzylinders (nicht dargestellt) verbunden. Es ist zu beachten, dass das betätigte Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang mit einem Sensor 14a zum Detektieren einer beeinflussten Richtung und einer beeinflussten Variable des betätigten Ventils 14 versehen ist.
Jedes der betätigten Ventile 12 bis 15 ist mit der zweiten Hauptpumpe MP2 über den neutralen Strömungsdurchgang 16 verbunden. Das betätigte Becherventil 13 und das betätigte Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang sind durch einen parallelen Durchgang 17 mit der zweiten Hauptpumpe MP2 verbunden.
Ein Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 18 ist am neutralen Strömungsdurchgang 16 stromabwärts vom betätigten Ventil 15 für den Arm im zweiten Gang vorgesehen. Der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 18 ist in der Funktion mit dem vorher beschriebenen Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 exakt identisch.
Ein Steuerströmungsdurchgang 19 ist mit dem Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 18 verbunden und auch mit einem Regler 20 zum Steuern des Neigungswinkels der zweiten Hauptpumpe MP2 verbunden. Der Regler 20 steuert die Auslassrate der zweiten Hautpumpe MP2 im umgekehrten Verhältnis zum Steuerdruck. Wenn die betätigten Ventile 12 bis 15 vollständig ausgefahren sind und sich die Durchflussrate im neutralen Strömungsdurchgang 16 auf null ändert, mit anderen Worten, wenn der durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 18 erzeugte Steuerdruck null erreicht, wird folglich eine maximale Auslassrate der zweiten Hauptpumpe MP2 aufrechterhalten.
Ein zweiter Drucksensor 21 ist mit dem Steuerströmungsdurchgang 19 verbunden, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, und detektiert ein Drucksignal, das dann an die Steuereinheit C angelegt wird.
Die erste und die zweite Hauptpumpe MP1, MP2, die wie vorstehend beschrieben angeordnet sind, drehen sich koaxial durch eine Antriebskraft einer Maschine E. Die Maschine E ist mit einem Generator 22 ausgestattet, so dass der Generator 22 durch eine überschüssige Ausgangsleistung der Maschine E für die Stromerzeugung gedreht wird. Die durch den Generator 22 erzeugte elektrische Energie strömt durch eine Batterieaufladeeinrichtung 23, um die Batterie 24 wieder aufzuladen.
Die Batterieaufladeeinrichtung 23 ist dazu ausgelegt, die Batterie 24 selbst dann wieder aufzuladen, wenn sie mit einer gewöhnlichen Haushaltsleistungsquelle 25 verbunden ist. Das heißt, die Batterieaufladeeinrichtung 23 ist mit einer anderen unabhängigen Leistungsquelle als dem Controller verbindbar.
Eine Aktuatoröffnung des betätigten Drehmotorventils 1, das mit dem ersten Kreislaufsystem verbunden ist, ist mit Durchgängen 26, 27 verbunden, die mit dem Drehmotor RM in Verbindung stehen. Bremsventile 28, 29 sind jeweils mit den Durchgängen 26, 27 verbunden. Wenn das betätigte Drehmotorventil 1 in seiner neutralen Position (nicht dargestellt) gehalten wird, wird die Aktuatoröffnung geschlossen, so dass der Drehmotor RM seinen Stoppzustand aufrechterhält.
Das betätigte Drehmotorventil 1 wird von dieser Position in beispielsweise eine rechte Position in 1 umgeschaltet, woraufhin ein Durchgang 26 der Durchgänge 26, 27 mit der ersten Hauptpumpe MP1 verbunden wird, während der andere Durchgang 27 mit dem Tank T verbunden wird. Folglich wird ein Druckfluid durch den Durchgang 26 zugeführt, um den Drehmotor RM zu drehen, während das Rücklauffluid vom Drehmotor RM durch den Durchgang 27 zum Tank T zurück strömt.
Wenn andererseits das betätigte Drehmotorventil 1 in eine linke Position umgeschaltet wird, strömt das Pumpenauslassfluid in den Durchgang 27, während der Durchgang 26 mit dem Tank T verbunden wird, so dass sich der Drehmotor RM in der entgegengesetzten Richtung dreht.
In dieser Weise fungiert während des Betriebs des Drehmotors RM das Bremsventil 28 oder 29 als Entlastungsventil. Wenn der Druck im Durchgang 26, 27 einen Solldruck überschreitet, dann wird das Bremsventil 28, 29 geöffnet, um das Fluid von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite zu führen. Wenn das betätigte Drehmotorventil 1 in die neutrale Position zurück bewegt wird, während sich der Drehmotor RM dreht, wird die Aktuatoröffnung des betätigten Ventils 1 geschlossen. Selbst wenn die Aktuatoröffnung des betätigten Ventils 1 in dieser Weise geschlossen wird, dreht sich der Drehmotor RM weiterhin durch seine Trägheitsenergie. Durch Drehen durch seine Trägheitsenergie wirkt der Drehmotor RM als Pumpe. In dieser Stufe bilden die Durchgänge 26, 27, der Drehmotor RM und das Bremsventil 28 oder 29 einen geschlossenen Kreislauf. Das Bremsventil 28 oder 29 setzt die Trägheitsenergie in Wärmeenergie um.
Wenn andererseits das betätigte Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang von der neutralen Position in eine rechte Position in 1 umgeschaltet wird, wird das Druckfluid, das aus der zweiten Hauptpumpe MP2 strömt, durch einen Durchgang 30 einer Kolbenkammer 31 des Auslegerzylinders BC zugeführt und das Rücklauffluid strömt aus einer Stangenkammer 32 des Auslegerzylinders BC durch einen Durchgang 33 zum Tank T, was zum Ausfahren des Auslegerzylinders BC führt.
Beim Umschalten des betätigten Ventils 14 für den Ausleger im ersten Gang in der linken Richtung in 1 wird dagegen ein Druckfluid, das aus der zweiten Hauptpumpe MP2 strömt, durch den Durchgang 33 der Stangenkammer 32 des Auslegerzylinders BC zugeführt, während das Rücklauffluid von der Kolbenkammer 31 durch den Durchgang 30 zum Tank T zurück strömt, was zum Einziehen des Auslegerzylinders BC fuhrt. Es ist zu beachten, dass das betätigte Ventil 3 für den Ausleger im zweiten Gang in Verbindung mit dem betätigten Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang umgeschaltet wird.
Ein proportionales Magnetventil 34, dessen Öffnungsgrad durch die Steuereinheit C gesteuert wird, ist am Durchgang 30 vorgesehen, der zwischen der Kolbenkammer 31 des Auslegerzylinders BC und dem betätigten Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang verbunden ist, wie vorstehend beschrieben. Es ist zu beachten, dass das proportionale Magnetventil 34 in der vollständig offenen Position gehalten wird, wenn es sich in seinem normalen Zustand befindet.
Als nächstes wird eine Verstellunterpumpe SP zum Unterstützen der Ausgangsleistung der ersten und der zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 beschrieben.
Die Verstellunterpumpe SP dreht sich durch eine Antriebskraft eines Elektromotors MG, der auch als Generator dient, und ein Verstellhilfsmotor AM dreht sich auch koaxial durch die Antriebskraft des Elektromotors MG. Der Elektromotor MG ist mit einem Wechselrichter I verbunden. Der Wechselrichter I ist mit der Steuereinheit C verbunden. Folglich kann die Steuereinheit C eine Drehzahl und dergleichen des Elektromotors MG steuern.
Neigungswinkel der Unterpumpe SP und des Hilfsmotors AM werden durch Neigungswinkel-Steuereinheiten 35, 36 gesteuert, die durch Ausgangssignale der Steuereinheit C gesteuert werden.
Die Unterpumpe SP ist mit einem Auslassdurchgang 37 verbunden. Der Auslassdurchgang 37 ist in zwei Durchgänge unterteilt, einen ersten Vereinigungsdurchgang 38, der sich mit der Auslassseite der ersten Hautpumpe MP1 vereinigt, und einen zweiten Vereinigungsdurchgang 39, der sich mit der Auslassseite der zweiten Hauptpumpe MP2 vereinigt. Der erste und der zweite Vereinigungsdurchgang 38, 39 sind jeweils mit einem ersten, zweiten proportionalen Drosselmagnetventil 40, 41 versehen, deren Öffnungsgrade durch aus der Steuereinheit C ausgegebene Signale gesteuert werden.
Andererseits ist der Hilfsmotor AM mit einem Verbindungsdurchgang 42 verbunden. Der Verbindungsdurchgang 42 ist durch den Vereinigungsdurchgang 43 und Rückschlagventile 44, 45 mit den Durchgangen 26, 27 verbunden, die mit dem Drehmotor RM verbunden sind. Außerdem ist ein Richtungssteuer-Magnetventil 46, dessen Öffnen/Schließen durch die Steuereinheit C gesteuert wird, am Vereinigungsdurchgang 43 vorgesehen. Ein Drucksensor 47 ist zwischen dem Richtungssteuer-Magnetventil 46 und den Rückschlagventilen 44, 45 zum Detektieren eines Drucks des Drehmotors RM im Drehvorgang oder eines Drucks desselben im Bremsvorgang angeordnet. Ein Drucksignal des Drucksensors 47 wird an die Steuereinheit C angelegt.
Ein Druckentlastungsventil 48 ist am Vereinigungsdurchgang 43 stromabwärts vom Richtungssteuer-Magnetventil 46 für die Strömung vom Drehmotor RM zum Verbindungsdurchgang 42 vorgesehen. Das Druckentlastungsventil 48 hält den Druck in den Durchgängen 26, 27 aufrecht, um ein so genanntes Durchgehen des Drehmotors RM im Fall eines Ausfalls zu verhindern, der beispielsweise in dem System der Verbindungsdurchgänge 42, 43, im Richtungssteuer-Magnetventil 46 oder dergleichen auftritt.
Ein weiterer Durchgang 49 ist außerdem zwischen dem Auslegerzylinder BC und dem proportionalen Magnetventil 34 vorgesehen und steht mit dem Verbindungsdurchgang 42 in Verbindung. Ein Ein/Aus-Magnetventil 50, das durch die Steuereinheit C gesteuert wird, ist am Durchgang 49 angeordnet.
Der Betrieb der Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der Ausführungsform wird die Hilfsdurchflussrate der Unterpumpe SP vorgegeben, wobei die Steuereinheit C bestimmt, wie der Neigungswinkel der Unterpumpe SP, der Neigungswinkel des Hilfsmotors AM, die Drehzahl des Elektromotors MG und dergleichen zu steuern sind, um die effizienteste Steuerung zu erreichen, und dann die Steuerung an jedem von ihnen durchführt.
Wenn die betätigten Ventile 1 bis 5 im ersten Kreislaufsystem in ihren neutralen Positionen gehalten werden, wird nun die Gesamtmenge von Fluid, das von der ersten Hauptpumpe MP1 ausgelassen wird, durch den neutralen Durchgang 6 und den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 in den Tank T eingeführt. Wenn die Gesamtmenge von Fluid, das aus der ersten Hauptpumpe MP1 ausgelassen wird, durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 in dieser Weise strömt, erzeugt der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 einen hohen Steuerdruck und ein relativ hoher Steuerdruck wird in den Steuerdurchgang 9 eingeführt. Dann wirkt der in den Steuerdurchgang 9 eingeführte hohe Steuerdruck zum Betätigen des Reglers 10, so dass der Regler 10 die Auslassrate der ersten Hauptpumpe MP1 auf einem Minimum hält. Ein Drucksignal, das den hohen Steuerdruck in dieser Stufe anzeigt, wird an die Steuereinheit C vom ersten Drucksensor 11 angelegt.
Wenn die betätigten Ventile 12 bis 15 im zweiten Kreislaufsystem in ihren neutralen Positionen gehalten werden, erzeugt in ähnlicher Weise der Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 18 einen relativ hohen Steuerdruck wie im Fall des ersten Kreislaufsystems und der hohe Steuerdruck wirkt auf den Regler 20, so dass der Regler 20 die Auslassrate der zweiten Hauptpumpe MP2 auf einem Minimum hält. Ein Drucksignal, das den hohen Steuerdruck in dieser Stufe anzeigt, wird vom Drucksensor 21 an die Steuereinheit C angelegt.
Beim Empfang des Signals, das den relativ hohen Druck anzeigt, vom ersten und vom zweiten Drucksensor 11, 21, stellt die Steuereinheit C fest, dass die erste und die zweite Hauptpumpe MP1, MP2 eine minimale Auslassrate aufrechterhalten, und steuert die Neigungssteuereinheit 35, 36 zum Verringern der Neigungswinkel der Unterpumpe SP und des Hilfsmotors AM auf null oder auf ein Minimum.
Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit C die Drehung des Elektromotors MG entweder stoppen oder fortsetzen kann, wenn die Steuereinheit C ein Signal empfängt, das eine minimale Auslassrate der ersten, zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 anzeigt, wie vorstehend beschrieben.
Wenn die Drehung des Elektromotors MG gestoppt wird, besteht ein vorteilhafter Effekt von verringertem Energieverbrauch. Wenn die Drehung des Elektromotors MG fortgesetzt wird, drehen sich die Unterpumpe SP und der Hilfsmotor AM weiter. Folglich besteht ein vorteilhafter Effekt, dass eine verringerte Belastung auftritt, wenn die Unterpumpe SP und der Hilfsmotor AM gestartet werden. Ob der Elektromotor MG gestoppt werden sollte oder sich weiterhin drehen sollte, kann in beiden Fällen in Bezug auf eine Verwendung oder Verwendungsumgebung des Baugeräts bestimmt werden.
Durch Umschalten von irgendeinem betätigten Ventil im ersten Kreislaufsystem oder im zweiten Kreislaufsystem unter den Bedingungen, wie vorstehend beschrieben, wird die Durchflussrate, die durch den neutralen Durchgang 6 oder 16 hindurchströmt, gemäß der beeinflussten Variable verringert, was eine Verringerung des durch den Steuerdruck-Erzeugungsmechanismus 8 oder 18 erzeugten Steuerdrucks beinhaltet. Wenn sich der Steuerdruck verringert, erhöht die erste Hauptpumpe MP1 oder die zweite Hauptpumpe MP2 ihren Neigungswinkel, um ihre Auslassrate zu erhöhen.
Wenn die Auslassrate der ersten Hauptpumpe MP1 oder der zweiten Hauptpumpe MP2 zunimmt, wie vorstehend beschrieben, hält die Steuereinheit C den Elektromotor MG jederzeit im Drehzustand. Das heißt, wenn der Elektromotor MG gestoppt wird, wenn die Auslassrate der ersten, zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 ein Minimum erreicht, detektiert die Steuereinheit C eine Verringerung des Steuerdrucks und startet den Elektromotor MG erneut.
Dann steuert die Steuereinheit C die Öffnungsgrade des ersten und des zweiten proportionalen Drosselmagnetventils 40, 41 in Reaktion auf die Drucksignale vom ersten und vom zweiten Drucksensor 11, 21, um die Auslassströmung der Unterpumpe SP für die Zuführung zum ersten und zweiten Kreislaufsystem proportional aufzuteilen.
Da die Steuereinheit C den Neigungswinkel der Unterpumpe SP und die Öffnungsgrade des ersten und des zweiten proportionalen Drosselmagnetventils 40, 41 in Reaktion auf nur zwei Drucksignale vom ersten und vom zweiten Drucksensor 11, 21 steuern kann, kann gemäß der Ausführungsform eine Verringerung der Anzahl von Drucksensoren erreicht werden.
Zum Antreiben des Drehmotors RM, der mit dem ersten Kreislaufsystem verbunden ist, wird andererseits das betätigte Drehmotorventil 1 in entweder die rechte oder linke Position umgeschaltet. Das Umschalten des betätigten Ventils 1 in die rechte Position in 1 bewirkt beispielsweise, dass ein Durchgang 26 der Durchgänge 26, 27 mit der ersten Hauptpumpe MP1 in Verbindung steht und der andere Durchgang 27 mit dem Tank T in Verbindung steht, um den Drehmotor RM zu drehen. Der Drehdruck wird zu diesem Zeitpunkt auf einem Solldruck des Bremsventils 28 gehalten. Wenn das betätigte Ventil 1 in die linke Position in 1 umgeschaltet wird, steht andererseits der Durchgang 27 mit der ersten Hauptpumpe MP1 in Verbindung, während der Durchgang 26 mit dem Tank T in Verbindung steht, um den Drehmotor RM zu drehen. Der Drehdruck wird zu diesem Zeitpunkt auf einem Solldruck des Bremsventils 29 gehalten.
Wenn das betätigte Drehmotorventil 1 während des Drehvorgangs des Drehmotors RM in die neutrale Position umgeschaltet wird, wird ein geschlossener Kreislauf zwischen den Durchgängen 26, 27 gebildet, wie vorher beschrieben, und das Bremsventil 28 oder 29 hält den Bremsdruck im geschlossenen Kreislauf für die Umsetzung von Trägheitsenergie in Wärmeenergie aufrecht.
Der Drucksensor 47 detektiert einen Drehdruck oder einen Bremsdruck und legt ein Signal, das den detektierten Druck anzeigt, an die Steuereinheit C an. Wenn der detektierte Druck niedriger ist als der Solldruck des Bremsventils 28, 29 innerhalb eines Bereichs, in dem er keinen Einfluss auf den Drehvorgang des Drehmotors RM oder den Bremsvorgang hat, schaltet die Steuereinheit C das Richtungssteuer-Magnetventil 46 von der Schließposition in die offene Position um. Durch ein solches Umschalten des Richtungssteuer-Magnetventils 46 in die offene Position strömt das in den Drehmotor RM eingeführte Druckfluid in den Vereinigungsdurchgang 43 und dann durch das Druckentlastungsventil 48 und den Verbindungsdurchgang 42 in den Hilfsmotor AM.
In dieser Stufe steuert die Steuereinheit C den Neigungswinkel des Hilfsmotors AM in Reaktion auf das Drucksignal vom Drucksensor 47 wie folgt.
Insbesondere wenn der Druck im Durchgang 26 oder 27 nicht auf einem Pegel gehalten wird, der für den Drehvorgang oder den Bremsvorgang erforderlich ist, kann der Drehmotor RM nicht für den Drehvorgang oder den Bremsvorgang betrieben werden.
Um den Druck im Durchgang 26 oder 27 so zu halten, dass er gleich dem Drehdruck oder dem Bremsdruck ist, steuert die Steuereinheit C aus diesem Grund die Last am Drehmotor RM, während sie den Neigungswinkel des Hilfsmotors AM steuert. Insbesondere steuert die Steuereinheit C den Neigungswinkel des Hilfsmotors AM derart, dass der durch den Drucksensor 47 detektierte Druck ungefähr gleich dem Drehdruck des Drehmotors RM oder dem Bremsdruck wird.
Wenn der Hilfsmotor AM ein Drehmoment erhält, wie vorstehend beschrieben, dann wirkt das Drehmoment auf den Elektromotor MG, der sich koaxial mit dem Hilfsmotor AM dreht, was bedeutet, dass das Drehmoment des Hilfsmotors AM als Hilfskraft wirkt, die für den Elektromotor MG bestimmt ist. Dies macht es möglich, den Leistungsverbrauch des Elektromotors MG um eine Leistungsmenge zu verringern, die dem Drehmoment des Hilfsmotors AM entspricht.
Das Drehmoment des Hilfsmotors AM kann verwendet werden, um das Drehmoment der Unterpumpe SP zu unterstützen. In diesem Fall werden der Hilfsmotor AM und die Unterpumpe SP miteinander kombiniert, um die Druckumsetzungsfunktion zu erfüllen.
Das heißt, der Druck des Fluids, das in den Verbindungsdurchgang 42 strömt, ist unvermeidlich niedriger als der Pumpenauslassdruck. Für den Zweck der Verwendung des niedrigen Drucks, um einen hohen Auslassdruck der Unterpumpe SP aufrechtzuerhalten, sind der Hilfsmotor AM und die Unterpumpe SP dazu ausgelegt, die Verstärkerfunktion zu erfüllen.
Insbesondere hängt die Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM von einem Produkt eines Verdrängungsvolumens Q₁ pro Drehung und des Drucks P₁ zu diesem Zeitpunkt ab. Ebenso hängt die Ausgangsleistung der Unterpumpe SP von einem Produkt eines Verdrängungsvolumens Q₂ pro Drehung und des Auslassdrucks P₂ ab. Da der Hilfsmotor AM und die Unterpumpe SP sich koaxial drehen, muss in der Ausführungsform die Gleichung Q₁ × P₁ = Q₂ × P₂ aufgestellt werden. Für diesen Zweck ergibt beispielsweise unter der Annahme, dass das Verdrängungsvolumen Q₁ des Hilfsmotors AM dreimal so hoch ist wie das Verdrängungsvolumen Q₂ der Unterpumpe SP, das heißt Q₁ = 3Q₂, die Gleichung Q₁ × P₁ = Q₂ × P₂ 3Q₂ × P₁ = Q₂ × P₂. Wenn beide Seiten dieser Gleichung durch Q₂ dividiert werden, ergibt sich 3P₁ = P₂.
Wenn der Neigungswinkel der Unterpumpe SP geändert wird, um das Verdrängungsvolumen Q₂ zu steuern, kann folglich ein vorbestimmter Auslassdruck der Unterpumpe SP unter Verwendung der Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM aufrechterhalten werden. Mit anderen Worten, der Druck des Fluids vom Drehmotor RM kann aufgebaut werden und dann kann das Fluid von der Unterpumpe SP ausgelassen werden.
In dieser Hinsicht wird der Neigungswinkel des Hilfsmotors AM derart gesteuert, dass der Druck im Durchgang 26, 27 so aufrechterhalten wird, dass er gleich dem Drehdruck oder dem Bremsdruck ist. Aus diesem Grund wird im Fall der Verwendung des Fluids, das vom Drehmotor RM strömt, der Neigungswinkel des Hilfsmotors AM logisch bestimmt. Nachdem der Neigungswinkel des Hilfsmotors AM in dieser Weise bestimmt wurde, wird der Neigungswinkel der Unterpumpe SP gesteuert, um die Druckumsetzungsfunktion zu erfüllen.
Wenn der Druck im System der Verbindungsdurchgänge 42, 43 aus irgendwelchen Gründen unter den Drehdruck oder den Bremsdruck verringert wird, schließt die Steuereinheit C das Richtungssteuer-Magnetventil 46 auf der Basis des vom Drucksensor 47 gesandten Drucksignals, so dass der Drehmotor RM nicht betroffen ist.
Wenn ein Fluidleck im Verbindungsdurchgang 42 auftritt, arbeitet das Druckentlastungsventil 48, um zu verhindern, dass der Druck im Durchgang 26, 27 mehr als erforderlich verringert wird, was folglich ein Durchgehen des Drehmotors RM verhindert.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Steuerung für den Auslegerzylinder durch Umschalten des betätigten Ventils 14 für den Ausleger im ersten Gang und des betätigten Ventils 3 für den Ausleger im zweiten Gang im ersten Kreislaufsystem, das in Verbindung mit dem betätigten Ventil 14 arbeitet, gegeben.
Das betätigte Ventil 14 für den Ausleger im ersten Gang und das betätigte Ventil 3, das in Verbindung mit ihm arbeitet, werden umgeschaltet, um den Auslegerzylinder BC zu betätigen, woraufhin der Sensor 14a die beeinflusste Richtung und die beeinflusste Variable des betätigten Ventils 14 detektiert und das Beeinflussungssignal zur Steuereinheit C sendet.
Die Steuereinheit C bestimmt in Reaktion auf das Beeinflussungssignal des Sensors 14a, ob die Bedienperson gleich den Auslegerzylinder BC aufwärts oder abwärts bewegt. Wenn die Steuereinheit C ein Signal empfängt, das auf eine Aufwärtsbewegung des Auslegerzylinders BC hinweist, hält die Steuereinheit C das proportionale Magnetventil 34 in einem normalen Zustand. Mit anderen Worten, das proportionale Magnetventil 34 wird in seiner vollständig offenen Position gehalten. Zu diesem Zeitpunkt hält die Steuereinheit C das Ein/Aus-Magnetventil 50 in der Schließposition, die in 1 gezeigt ist, und steuert die Drehzahl des Elektromotors MG und den Neigungswinkel der Unterpumpe SP, um eine vorbestimmte Auslassrate der Unterpumpe SP sicherzustellen.
Wenn andererseits die Steuereinheit C das Signal, das auf eine Abwärtsbewegung des Auslegerzylinders BC hinweist, vom Sensor 14a empfängt, berechnet die Steuereinheit C eine Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders BC, die von der Bedienperson gewünscht ist, gemäß der beeinflussten Variable des betätigten Ventils 14, und schließt das proportionale Magnetventil 34 und schaltet das Ein/Aus-Magnetventil 50 in die offene Position um.
Durch Schließen des proportionalen Magnetventils 34 und Umschalten des Ein/Aus-Magnetventils 50 in die offene Position, wie vorstehend beschrieben, wird die gesamte Menge von Rücklauffluid vom Auslegerzylinder BC zum Hilfsmotor AM geliefert. Wenn jedoch die vom Hilfsmotor AM verbrauchte Durchflussrate niedriger ist als die Durchflussrate, die zum Aufrechterhalten der von der Bedienperson gewünschten Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit erforderlich ist, kann der Auslegerzylinder BC die von der Bedienperson gewünschte Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten. In diesem Fall steuert die Steuereinheit C auf der Basis der beeinflussten Variable des betätigten Ventils 14 den Neigungswinkel des Hilfsmotors AM, die Drehzahl des Elektromotors MG und dergleichen, den Öffnungsgrad des proportionalen Magnetventils 34, um eine größere Durchflussrate als die vom Hilfsmotor AM verbrauchte zum Tank T zurück zu lenken, wobei somit die von der Bedienperson gewünschte Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders BC aufrechterhalten wird.
Wenn das Fluid in den Hilfsmotor AM strömt, dreht sich andererseits der Hilfsmotor AM und dieses Drehmoment wirkt auf den Elektromotor MG, der sich koaxial dreht. Das Drehmoment des Hilfsmotors AM wirkt wiederum als Hilfskraft, die für den Elektromotor MG bestimmt ist. Folglich kann der Leistungsverbrauch um eine Leistungsmenge verringert werden, die dem Drehmoment des Hilfsmotors AM entspricht.
In dieser Hinsicht kann die Unterpumpe SP unter Verwendung nur eines Drehmoments des Hilfsmotors AM ohne Leistungsversorgung für den Elektromotor MG gedreht werden. In diesem Fall erfüllen der Hilfsmotor AM und die Unterpumpe SP die Druckumsetzungsfunktion wie im vorstehend erwähnten Fall.
Als nächstes wird die gleichzeitige Betätigung des Drehmotors RM für den Drehvorgang und des Auslegerzylinders BC für den Abwärtsbewegungsvorgang beschrieben.
Wenn der Auslegerzylinder BC abwärts bewegt wird, während der Drehmotor RM für den Drehvorgang betätigt wird, vereinigen sich das Fluid vom Drehmotor RM und das Rücklauffluid vom Auslegerzylinder BC im Verbindungsdurchgang 42 und strömen in den Hilfsmotor AM.
Wenn der Druck im Verbindungsdurchgang 42 ansteigt, steigt in dieser Hinsicht der Druck im Vereinigungsdurchgang 43 auch mit diesem Druckanstieg an. Selbst wenn der Druck im Vereinigungsdurchgang 43 den Drehdruck oder den Bremsdruck des Drehmotors RM überschreitet, hat er keinen Einfluss auf den Drehmotor RM, da die Rückschlagventile 44, 45 vorgesehen sind.
Wenn der Druck im Verbindungsdurchgang 42 niedriger wird als der Drehdruck oder der Bremsdruck, schließt die Steuereinheit C das Richtungssteuer-Magnetventil 46 auf der Basis eines Drucksignals vom Drucksensor 47.
Wenn der Drehvorgang des Drehmotors RM und der Abwärtsbewegungsvorgang des Auslegerzylinders BC gleichzeitig durchgeführt werden, kann folglich der Neigungswinkel des Hilfsmotors AM mit Bezug auf die erforderliche Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders BC ungeachtet des Drehdrucks oder des Bremsdrucks bestimmt werden.
In jedem Fall kann die Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM verwendet werden, um die Ausgangsleistung der Unterpumpe SP zu unterstützen, und auch die Menge des Fluids, das aus der Unterpumpe SP ausgelassen wird, kann am ersten, zweiten proportionalen Drosselmagnetventil 40, 41 für die Zuführung zum ersten, zweiten Kreislaufsystem proportional aufgeteilt werden.
Für die Verwendung des Hilfsmotors AM als Antriebsquelle und des Elektromotors MG als Generator wird andererseits der Neigungswinkel der Unterpumpe SP auf null geändert, so dass die Unterpumpe SP unter ungefähr lastfreien Bedingungen gesetzt wird, und der Hilfsmotor AM wird auf der Erzeugung einer Ausgangsleistung gehalten, die zum Drehen des Elektromotors MG erforderlich ist. Dadurch kann die Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM verwendet werden, um zu ermöglichen, dass der Elektromotor MG die Generatorfunktion erfüllt.
Bei der Ausführungsform kann die Ausgangsleistung der Maschine E verwendet werden, um zu ermöglichen, dass der Generator 22 elektrische Leistung erzeugt, oder der Hilfsmotor AM kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass der Elektromotor MG elektrische Leistung erzeugt. Dann wird die so erzeugte elektrische Leistung in der Batterie 24 gespeichert. In diesem Zusammenhang kann, da die Haushaltsleistungsquelle 25 verwendet werden kann, um elektrische Leistung in der Batterie 24 zu speichern, bei der Ausführungsform die elektrische Leistung des Elektromotors MG für verschiedene Komponenten verwendet werden.
Bei der Ausführungsform kann andererseits das Fluid vom Drehmotor RM oder vom Auslegerzylinder BC verwendet werden, um den Hilfsmotor AM zu drehen, und die Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM kann auch verwendet werden, um die Unterpumpe SP und den Elektromotor MG zu unterstützen. Dies macht es möglich, den Energieverlust, der erzeugt wird, bis regenerierte Leistung zur Verfügung steht, zu minimieren. Im Stand der Technik wird beispielsweise das Fluid vom Aktuator verwendet, um einen Generator zu drehen, und dann wird die durch den Generator gespeicherte elektrische Leistung verwendet, um den Elektromotor anzutreiben, und dann wird die Antriebskraft des Elektromotors verwendet, um den Aktuator zu betätigen. Im Vergleich zu dieser Anordnung des Standes der Technik kann die regenerierte Leistung des Fluiddrucks direkt verwendet werden.
2 stellt eine andere Ausführungsform dar, bei der das proportionale Magnetventil 34 und das Ein/Aus-Magnetventil 50, die in 1 gezeigt sind, kombiniert sind. Das proportionale Magnetventil 51 wird unter normalen Bedingungen in der offenen Position gehalten, die in 2 gezeigt ist, und beim Empfang eines Signals von der Steuereinheit C wird das proportionale Magnetventil 51 in eine rechte Position in 2 umgeschaltet. Im proportionalen Magnetventil 51, das in die rechte Position in 2 umgeschaltet wird, ist eine Drossel 51a im Verbindungsprozess zwischen dem Auslegerzylinder BC und dem Tank T angeordnet und ein Rückschlagventil 51b ist zwischen dem Auslegerzylinder BC und dem Hilfsmotor AM angeordnet. Der Öffnungsgrad der Drossel 51a wird gemäß dem Ausmaß des Umschaltens des proportionalen Magnetventils 51 gesteuert. Die andere Struktur ist dieselbe wie jene des Magnetventils in 1.
Es ist zu beachten, dass die Bezugszeichen 52, 53 in 1 Rückschlagventile bezeichnen, die stromabwärts des ersten, zweiten proportionalen Drosselmagnetventils 40, 41 angeordnet sind und die ermöglichen, dass Fluid von der Unterpumpe SP nur zur ersten, zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 strömt.
Da die Rückschlagventile 52, 53 vorgesehen sind und das Richtungssteuer-Magnetventil 46 und das Ein/Aus-Magnetventil 50 oder das proportionale Magnetventil 51 vorgesehen sind, wie vorstehend beschrieben, kann beispielsweise, wenn ein Ausfall im System der Unterpumpe SP und des Hilfsmotors AM auftritt, das System der ersten und der zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 vom System der Unterpumpe SP und des Hilfsmotors AM getrennt werden. Insbesondere wenn das Richtungssteuer-Magnetventil 46, das proportionale Magnetventil 51 und das Ein/Aus-Magnetventil 50 unter normalen Bedingungen stehen, wird jedes von ihnen durch eine Federkraft einer Feder in seiner normalen Position gehalten, die die Schließposition ist, wie in den Zeichnungen dargestellt, und das proportionale Magnetventil 34 und das proportionale Magnetventil 51 werden auch in ihren normalen Positionen gehalten, die die vollständig offene Position sind. Aus diesem Grund kann, selbst wenn ein Ausfall im elektrischen System auftritt, das System der ersten und der zweiten Hauptpumpe MP1, MP2 vom System der Unterpumpe SP und des Hilfsmotors AM getrennt werden, wie vorstehend beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Schaltungsdiagramm, das teilweise eine andere Ausführungsform eines proportionalen Magnetventils darstellt.
Bezugszeichenliste
Zeichnungen[Fig. 1]

5: LINKS FAHREN
4: HILFE
3: AUSLEGER 2
2: ARM 1
1: DREHMOTOR
12: RECHTS FAHREN
13: BECHER
14: AUSLEGER 1
15: ARM 2
E: MOTOR
C: STEUEREINHEIT
25: ENERGIEQUELLE
23: BATTERIEAUFLADEEINRICHTUNG (HOCHSPANNUNG)
24: BATTERIE (HOCHSPANNUNG)
I: WECHSELRICHTER

Zusammenfassung
Eine effiziente Verwendung von abgegebener Energie eines Auslegerzylinders wird geschaffen. Eine Steuereinheit C besitzt eine Funktion zum Empfangen eines Ausgangssignals von einem Sensor 14a, der in einem betätigten Auslegerventil 14 vorgesehen ist und eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils 14 bestimmt, und eine Funktion zum Steuern des Öffnungsgrades eines proportionalen Magnetventils 34 und zum Betätigen der Neigungswinkel-Steuereinheiten 35, 36 gemäß der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable, um die Neigungswinkel einer Unterpumpe SP und eines Hilfsmotors AM zu steuern. Eine Ausgangsleistung des Hilfsmotors AM wird verwendet, um eine Ausgangsleistung der Unterpumpe SP und eine Ausgangsleistung des Elektromotors MG zu unterstützen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-275945 [0002]

Claims

Controller für ein Hybrid-Baugerät, umfassend: einen variablen Verdrängertyp einer Hauptpumpe; einen Regler zum Steuern eines Neigungswinkels der Hauptpumpe; einen Auslegerzylinder; ein betätigtes Auslegerventil, das mit der Hauptpumpe verbunden ist; einen Sensor, der eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils detektiert; betätigte Ventile, die mit der Hauptpumpe verbunden sind, sowie das betätigte Auslegerventil; ein proportionales Magnetventil, das zwischen einer Kolbenkammer des Auslegerzylinders und dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist; einen variablen Verdrängertyp einer Unterpumpe, die mit einer Auslassseite der Hauptpumpe verbunden ist, wobei ein Neigungswinkel der Unterpumpe durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird; einen variablen Verdrängertyp eines Hilfsmotors, der mit einer Stromaufwärtsseite des proportionalen Magnetventils in Bezug auf eine Rückströmung vom Auslegerzylinder verbunden ist und durch die Rückströmung betätigt wird, wobei ein Neigungswinkel des Hilfsmotors durch eine Neigungswinkel-Steuereinheit gesteuert wird; einen Elektromotor, der auch als Generator dient und eine koaxiale Drehung der Unterpumpe und des Hilfsmotors ermöglicht; und eine Steuereinheit zum Steuern des Sensors, der in dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist, des proportionalen Magnetventils, der Neigungswinkel-Steuereinheiten für die Unterpumpe und des Hilfsmotors und des Elektromotors, wobei die Steuereinheit umfasst: eine Funktion zum Empfangen eines Signals, das aus dem Sensor ausgegeben wird, der in dem betätigten Auslegerventil vorgesehen ist und eine beeinflusste Richtung und eine beeinflusste Variable des betätigten Auslegerventils bestimmt, und eine Funktion zum Steuern eines Öffnungsgrades des proportionalen Magnetventils und Betätigen der Neigungswinkel-Steuereinheiten gemäß der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable, um die Neigungswinkel der Unterpumpe und des Hilfsmotors zu steuern, wobei eine Ausgangsleistung des Hilfsmotors verwendet wird, um eine Ausgangsleistung der Unterpumpe und eine Ausgangsleistung des Elektromotors zu unterstützen.
Controller für ein Hybrid-Baugerät nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Last am Hilfsmotor aus einem Neigungswinkel des Hilfsmotors berechnet und einen Öffnungsgrad des proportionalen Magnetventils gemäß der berechneten Last und der beeinflussten Richtung und der beeinflussten Variable des betätigten Auslegerventils steuert.
Controller für ein Hybrid-Baugerät nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: ein Rückschlagventil, das in einem Durchgang vorgesehen ist, der die Unterpumpe mit der Hauptpumpe verbindet, und nur eine Strömung von der Unterpumpe zur Hauptpumpe ermöglicht, und ein Ein/Aus-Magnetventil, das in einem Durchgang vorgesehen ist, der den Auslegerzylinder mit dem Hilfsmotor verbindet, und durch eine Federkraft einer Feder in seiner normalen Position gehalten wird, die eine Schließposition ist.
Controller für ein Hybrid-Baugerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hauptpumpe durch eine Antriebskraft einer Maschine, die mit einem Generator verbunden ist, gedreht wird, ferner umfassend eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie, die zum Elektromotor geliefert werden soll, wobei die Batterie mit einer Batterieaufladeeinrichtung verbunden ist, die mit dem Generator verbunden ist und mit einer anderen unabhängigen Energiequelle, wie z. B. einer Haushaltsenergiequelle, als dem Controller verbindbar ist.