DE60126081T2

DE60126081T2 - Hybridmaschine mit hydraulischem antrieb

Info

Publication number: DE60126081T2
Application number: DE60126081T
Authority: DE
Inventors: Hikosaburo Komatsu Ltd. System Dev. Kawasaki-shi HIRAKI; Koichiro Komatsu Ltd. System Dev. Ce Kawasaki-shi ITOW; Hiroaki Komatsu Ltd. System Dev. Cen Kawasaki-shi INOUE
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: EP1288505A1; US6962050B2; WO2001088381A1; EP1288505B1; JP3862256B2; EP1288505A4; US20030097837A1; DE60126081D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridmaschine mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung.
Stand der Technik
Eine Hybridmaschine weist allgemein gesagt einen Motor, einen Generator mit dem Motor als eine Antriebsquelle, einen Elektromotor, und eine Sekundärbatterie zum Speichern von elektromotorischer Kraft des Elektromotors, die durch Umkehrantrieb des Elektromotors durch eine äußere Belastung erzeugt wird, bei welcher der Elektromotor elektrische Energie von dem Generator und der Sekundärbatterie aufnimmt, um angetrieben zu werden. Die Hybridisierung trägt zur Einsparung von Energie und zu einer Reduzierung der Umweltverschmutzung bei, und in den letzten Jahren wurde sie bei der praktischen Verwendung in einem normalen Fahrzeug eingesetzt und erreicht günstige Resultate. Die Einsparung von Energie resultiert aus der Regenerierung von elektromotorischer Kraft, die basierend auf dem Umkehrantrieb des Elektromotors als Antrieb von elektrischer Energie für den Elektromotor erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug gebremst wird und bergab fährt, und einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs des Motors infolge dieser Regenerierung. Währenddessen resultiert die Reduzierung der Umweltverschmutzung aus der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs des Motors, das heißt, einer Reduzierung des Abgases.
Im Übrigen kann die Energierückgewinnung aus der Speicherung der elektromotorischen Kraft basierend auf dem Umkehrantrieb des Elektromotors in der Sekundärbatterie in dem normalen Fahrzeug bei Stadtfahrten erwartet werden, die von häufigem Bremsen begleitet sind, jedoch ist es schwierig, die Energierückgewinnung bei Autobahnfahrten zu erwarten, die von seltenem Bremsen begleitet sind. Das heißt, bei diesem normalen Hybridfahrzeug kann die Energierückgewinnung nicht ständig durchgeführt werden.
Jedoch weist bei einer Baumaschine, wie einem Hydrauliklöffelbagger oder einem Radlader, einer Bergbaumaschine, einer mechanischen Fördereinrichtung, wie einem Gabelstapler, oder dergleichen, die mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung versehen ist, welche ständig einen wiederholten Vorgang durchführt, die Hydraulikantriebsvorrichtung Hydraulikzylinder auf, welche nicht nur gegen äußere Belastungen, sondern auch durch die äußeren Belastungen wiederholt ausgefahren/eingefahren werden können. Ferner weist die Maschine, wie ein Hydrauliklöffelbagger mit einem Drehmechanismus, Drehmotoren auf, welche normale/umgekehrte Drehungen wiederholen und eine Drehträgheitskraft als eine äußere Belastung aufnehmen, wenn sie gebremst werden. Das heißt, bei diesen Maschinen kann die Energierückgewinnung von den Hydraulikzylindern und/oder den Drehmotoren ständig durchgeführt werden.
Dementsprechend kann, wenn eine solche Maschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung hybridisiert ist, diese die Einsparung von Energie und die Reduzierung der Umweltverschmutzung zumindest konstanter als das normale Hybridfahrzeug erreichen, wodurch die Hybridisierung einer solchen Maschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung erwünscht ist.
Die US 4,961,316 offenbart eine Hydraulikhubanordnung für ein Hebezeug, wobei die Anordnung eine Arbeitskolben-Zylindervorrichtung aufweist, welche ein Zylindergehäuse hat, das darin axial bewegbar einen Kolben zum Anheben und Absenken der Hubanordnung aufweist, und ferner eine Pumpenanordnung, welche mit einem System von Rohren zum Betreiben der Kolben-Zylindervorrichtung zusammenwirkt, und einen Elektromotor zum Antreiben der Pumpenanordnung aufweist; wobei die Kolben-Zylindervorrichtung eine doppelt wirkende Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Arbeitskammer ist, welche abdichtend voneinander isoliert sind, und ein Rohr aufweist, welches sich in den Kolbenkopf der Kolbenstange hinein erstreckt und eine Druckkammer abdichtend begrenzt, die angeordnet ist, um als eine integrierte Gasfeder zum Vorspannung der Kolben-Zylindervorrichtung zu dienen; wobei die Pumpenanordnung eine erste und eine zweite Hydraulikpumpe aufweist, von welchen zumindest die erste Pumpe eine Umkehrpumpe ist, und die Pumpen parallel miteinander verbunden sind.
Die DE 39 18 118 A1 offenbart eine Maschine mit den folgenden Merkmalen des Anspruchs 1:
Eine Maschine mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung, aufweisend eine Energiequelle und Elektromotoren, wobei die Elektromotoren elektrische Energie von der Energiequelle aufnehmen, um angetrieben zu werden, aufweisend:
Hydraulikzylinder, die gegen und durch äußere Belastungen aus- und eingefahren werden können;
erste Hydraulikpumpen, die mit ihren einen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen über kopfseitige Ölpassagen mit kopfseitigen Druckaufnahmekammern der Hydraulikzylinder und mit ihren anderen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen über bodenseitige Ölpassagen mit bodenseitigen Druckaufnahmekammern der Hydraulikzylinder verbunden sind, um dadurch jeweils einen geschlossenen ersten Kreislauf mit diesen zu bilden; und
zweite Hydraulikpumpen, die mit ihren einen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen mit den bodenseitigen Druckaufnahmekammern über die bodenseitigen Ölpassagen und mit einem Druckspeicher verbunden sind, um dadurch jeweils einen offenen zweiten Kreislauf zu bilden, wobei die ersten und zweiten Hydraulikpumpen mit den Elektromotoren verbunden sind, um angetrieben zu werden, und der Druckspeicher von einem Typ des variablen maximalen Betriebsdrucks ist.
Offenbarung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung mit hydraulischen Stellgliedern für den Betrieb gegen und durch äußere Belastungen zweckmäßig zu hybridisieren und eine erhöhte Steuerungsflexibilität in der Hybridmaschine zu schaffen.
Dies wird durch eine Hybridmaschine mit den Merkmalen aus Anspruch 1 erreicht.
Gemäß der Erfindung saugen, wenn die ersten Hydraulikpumpen Öl in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern saugen und dieses in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern auslassen, die zweiten Hydraulikpumpen Öl in den Druckspeicher und lassen dieses in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern aus. Dementsprechend werden die Hydraulikzylinder ausgefahren. Umgekehrt saugen, wenn die ersten Hydraulikpumpen Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern saugen und dieses in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern auslassen, die zweiten Hydraulikpumpen das Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern und lassen dieses zu dem Druckspeicher aus. Dementsprechend werden die Hydraulikzylinder eingefahren.
Wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen durch äußere Belastungen umgekehrt angetrieben werden, werden die Elektromotoren gedreht, um elektrischen Strom zu erzeugen (elektrischen Strom generieren). Diese elektromotorische Kraft wird in der Sekundärbatterie gespeichert und als Energie zurückgewonnen, und zusammen mit elektrischer Energie von dem Generator oder durch Umschalten wird sie elektrische Antriebsenergie der Elektromotoren. Mit anderen Worten tritt eine Energierückgewinnung auf.
Im Übrigen haben die ersten und zweiten Hydraulikpumpen die Funktion eines Umschaltventils in offenen Kreisläufen. Das Umschaltventil steuert die Strömungsrate mit einem Drosselvorgang zusätzlich zu dem Umschalten der Strömungsrichtung des Öls, was daher einen Drosselverlust (Wärmeverlust) zur Folge hat. Jedoch wird die Strömungsratensteuerung durch die ersten und zweiten Hydraulikpumpen in der ersten Ausführung nur durch Antreiben der ersten und zweiten Pumpen durchgeführt, wodurch kein Drosselverlust auftritt, so dass ein Energieeinsparungseffekt erzeugt wird. Selbstverständlich wird, da es kein Umschaltventil gibt, ein wirtschaftlicher Effekt dementsprechend erzeugt.
Darüber hinaus hängt die Ölmenge jedes der Hydraulikzylinder zu der Zeit des Ausfahrens/Einfahrens von dem Auslassen/Ansaugen von Öl durch die ersten und zweiten Pumpen ab. Dementsprechend sind, selbst wenn sie äußeren Belastungen ausgesetzt sind, die Hydraulikzylinder durch sich selbst schwierig auszufahren/einzufahren, wenn die ersten und zweiten Pumpen gestoppt werden. Im Übrigen wird, wenn die Hydraulikzylinder immer einer äußeren Belastung ausgesetzt sind, nach dem Stand der Technik das Ausfahren/Einfahren (Wegziehen) der Hydraulikzylinder durch die äußere Belastung durch Vorsehen eines Gegendruckventils verhindert, jedoch hängt in der wie oben beschriebenen ersten Ausführung die Ölmenge jedes der Hydraulikzylinder zu der Zeit des Ausfahren/Einfahrens von dem Auslassen/Ansaugen von Öl durch die beiden Pumpen ab, wodurch das Ausfahren/Einfahren der Hydraulikzylinder unter die Kontrolle der Bedienperson gestellt wird, ohne dass die Hydraulikzylinder durch sich selbst ausfahren/einfahren. Dementsprechend ist das Gegendruckventil in der ersten Ausführung nicht vorgesehen. Als Beispiele einer Energiequelle können ein Motor, eine Brennstoffzelle und so weiter genannt werden.
Es ist erwünscht, dass die ersten und zweiten Hydraulikpumpen eine Beziehung von etwa „A1 : A2 = Q1 : (Q1 + Q2)" haben, wobei A1 eine Kolbendruckaufnahmefläche der kopfseitigen Druckaufnahmekammer ist, A2 eine Kolbendruckaufnahmefläche der bodenseitigen Druckaufnahmekammer ist, Q1 eine Auslassmenge pro Zeiteinheit der ersten Hydraulikpumpe ist, und Q2 eine Auslassmenge pro Zeiteinheit der zweiten Hydraulikpumpe ist.
Gemäß einer solchen Ausführung kann, da die Beziehung von etwa „A1 : A2 = Q1 : (Q1 + Q2)" gebildet wird, das Ausfahren/Einfahren der Hydraulikzylinder mit einer gerade ausreichenden Ölmenge durchgeführt werden.
Gemäß der Erfindung saugen, wenn die ersten Hydraulikpumpen Öl in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern saugen und dieses in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern auslassen, die zweiten Hydraulikpumpen Öl in den Druckspeicher und lassen dieses zu den bodenseitigen Druckaufnahmekammern aus. Dementsprechend werden die Hydraulikzylinder ausgefahren. Umgekehrt saugen, wenn die ersten Hydraulikpumpen Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern saugen und dieses in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern auslassen, die zweiten Hydraulikpumpen das Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern und lassen dieses zu dem Druckspeicher aus. Dementsprechend werden die Hydraulikzylinder eingefahren. Darüber hinaus führt der Druckspeicher den Druckspeicherseiten der zweiten Hydraulikpumpen direkt Druck zu und führt den zweiten Hydraulikpumpenseiten der ersten Hydraulikpumpen indirekt Druck zu. Daher wird das Auftreten von grundlegenden Nachteilen in den Hydraulikkreisen, wie Luftaufnahme, Kavitation, Lochfraß und dergleichen, in den ersten und zweiten Hydraulikpumpen reduziert.
Es ist erwünscht, dass in der zuvor genannten dritten Ausführung die ersten und zweiten Hydraulikpumpen Kolbenpumpen des Typs mit schrägliegender Welle sind, der Elektromotor vom Typ der doppelseitigen Abtriebswelle ist, und dass die erste Pumpe mit einer von einer doppelseitigen Abtriebswelle verbunden ist und die zweite Pumpe mit der anderen von diesen verbunden ist.
Gemäß einer solchen Ausführung ist, obwohl es verschiedene Typen von Hydraulikpumpen gibt, wie einen Zahnradtyp, einen Flügeltyp, einen Kolbentyp und dergleichen, ein Kolbentyp aus dem Gesichtspunkt einer Erhöhung des Auslassdrucks erwünscht. Darüber hinaus ist im Falle des Kolbentyps aus dem Gesichtspunkt des Widerstandes gegen hohe Drehzahlen und der Robustheit ein Typ der schrägliegenden Welle wünschenswerter als ein Taumelscheibentyp. Das heißt, da der Typ der schrägliegenden Welle, der ausgezeichnet im Widerstand gegen hohe Drehzahlen und in der Robustheit ist, in der vierten Ausführung verwendet wird, kann eine kleine Pumpe mit dem Elektromotor ohne einer Drehzahlreduziereinrichtung zwischen diesen direkt gekuppelt sein, selbst wenn der Strömungsbedarf groß ist. Im Übrigen sind aus einem ersten Grund, dass die ersten und zweiten Hydraulikpumpen in der dritten Ausführung verwendet werden, und einem zweiten Grund, dass anders als bei Pumpen des Taumelscheibentyps und der anderen Typen bei der Pumpe des Typs der schrägliegenden Welle die beiden Pumpen nicht in Reihe mit dem Elektromotor verbunden werden können, in der zweiten Ausführung die beiden Pumpen jeweils mit der doppelseitigen Abtriebswelle des Elektromotors verbunden. Das heißt, ein Elektromotor/Pumpen anordnungskörper kann vorgesehen sein, welcher durch Weglassen einer Drehzahlreduziereinrichtung eine Kompaktifizierung erreicht hat. Natürlich kann diese in einer Maschine, welche für die Reihenschaltung ungeeignet ist, ohne eine Zulassung zweckmäßig angeordnet werden.
Gemäß der Erfindung bedeutet der maximale Betriebsdruck der obere Grenzdruck bei der Beendigung der Speicherung von Druck durch den Druckspeicher. Indem dieser variabel gestaltet ist, erhöht sich die Steuerflexibilität in der Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung selbst. Mit anderen Worten können die Einsparung von Energie und andere Vorteile erhöht werden (im Übrigen werden das ausführliche Beispiel des Betriebs und die Wirkungen in den unten erwähnten Ausführungsformen beschrieben).
Es ist erwünscht, dass
in Bezug auf eine erste Passage, welche die erste Hydraulikpumpe und die kopfseitige Druckaufnahmekammer verbindet,
ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors, das gleich einem Produktwert eines im Voraus für die erste Passage bestimmten ersten Ausgleichsdrucks und
einer Summe der jeweiligen Verdrängungen pro einer Umdrehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen ist,
ein maximales Antriebsdrehmoment des Elektromotors ist, und
in Bezug auf eine zweite Passage, welche die ersten und zweiten Hydraulikpumpen und die bodenseitige Druckaufnahmekammer verbindet,
ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors, das gleich einem Produktwert eines im Voraus für die zweite Passage bestimmten zweiten Ausgleichsdrucks und
der Summe der jeweiligen Verdrängungen pro einer Umdrehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen ist,
ein maximales Antriebsdrehmoment des Elektromotors ist.
Gemäß einer solchen Ausführung ist das Pumpendrehmoment „Verdrängung pro einer Umdrehung x Auslassdruck" und gleich dem Antriebsdrehmoment des Elektromotors. „Die Verdrängung pro einer Umdrehung einer Pumpe" ist bereits im Falle einer Konstantpumpe bekannt, und im Falle einer Verstellpumpe ist sie auch bekannt, da die Verdrängung gesteuert wird. Währenddessen wird „der Ausgleichsdruck" im Voraus als „die ersten und zweiten Ausgleichsdrücke" in der sechsten Ausführung bestimmt, und daher ist er auch bekannt. Daher ist das Antriebsdrehmoment des Elektromotors aus „der Summe von Verdrängungen pro einer Umdrehung der beiden Pumpen x Ausgleichsdruck" ein steuerbarer Wert. Wenn der Elektromotor mit einem Drehmoment gedreht wird, das dieses Antriebsdrehmoment überschreitet, werden in den ersten bzw. zweiten Passagen Öldrücke verursacht, die gleich oder höher als die ersten und zweiten Ausgleichsdrücke sind. Daher ist in dieser Ausführung das Antriebsdrehmoment des Elektromotors aus „der Summe von Verdrängungen pro einer Umdrehung der beiden Pumpen x Ausgleichsdruck" als das maximale Antriebsdrehmoment des Elektromotors festgelegt. Mit anderen Worten werden während der Drehung des Elektromotors in den ersten und zweiten Passagen keine Öldrücke erzeugt, die gleich oder höher als die ersten und zweiten Ausgleichsdrücke sind. Konkreter kann gemäß dieser Ausführung durch Überwachung des Antriebsdrehmoments des Elektromotors die Ausgleichsfunktion während der Drehung des Elektromotors erfüllt werden, ohne ein Ausgleichsventil vorzusehen, welches in einem Hydraulikkreis üblicherweise vorgesehen ist. Ferner ist der Maximalwert des Antriebsdrehmoments des Elektromotors frei festgelegt, das heißt, veränderbar. Daher kann, wenn eine Steuereinrichtung, wie ein Micon, verwendet wird, eine variable Ausgleichssteuerung lediglich durch Einrichten eines einfachen Steuerprogramms und einer Änderung des maximalen Antriebsdrehmoments leicht, frei und wirtschaftlich durchgeführt werden.
Im Übrigen tritt, wenn eine „Ausgleichssteuerung" und „variable Ausgleichssteuerung" basierend auf dieser Ausführung durchgeführt werden, kein wie oben erwähnter Ausgleich auf, da diese Steuerungen Steuerungen zum Verhindern des Auftretens von Ausgleich sind (jedoch tritt diese Ausgleichsfunktion nur während der Drehung des Elektromotors auf).
Im Übrigen haben, obwohl der erste Ausgleichsdruck für die erste Passage und der zweite Ausgleichsdruck für die zweite Passage in dieser Ausführung vorgesehen sind, üblicherweise die ersten und zweiten Ausgleichsdrücke denselben Wert. Daher können in dieser Ausführung diese Drücke denselben Wert haben. Alternativ können sie voneinander abweichen. Mit anderen Worten wird mit einem ersten maximalen Antriebsdrehmoment des Elektromotors aus „der Summe von Verdrängungen pro einer Umdrehung der beiden Pumpen x dem ersten Ausgleichsdruck" für die erste Passage und einem zweiten maximalen Antriebsdrehmoment des Elektromotors aus „der Summe von Verdrängungen pro einer Umdrehung der beiden Pumpen x dem zweiten Ausgleichsdruck" für die zweite Passage eine individuelle Steuerung durchgeführt. Eine solche individuelle Steuerung ist für die wirksame Gestaltung und Verwendung der Maschine geeignet.
Es ist erwünscht, dass, wenn beide oder eine der ersten und zweiten Hydraulikpumpen eine Kolbenpumpe ist, Ölsümpfe, welche Außenleckage von Öl aus der Kolbenpumpe auffangen, eine dritte Hydraulikpumpe, welche das Öl in die Ölsümpfe saugt, und ein erstes Schaltventil vorgesehen sind, welches ausgelassenes Öl von der dritten Hydraulikpumpe wahlweise zu entweder einem des Druckspeichers oder der Ölsümpfe führt.
Gemäß einer solchen Ausführung ist es, da Außenleckage von Öl in der Kolbenpumpe auftritt, notwendig, die beiden Passagen oder den Druckspeicher mit einer Ölmenge äquivalent zu der Leckage aufzufüllen. Das Leckageöl kann zu jeder Niederdruckseite der ersten und zweiten Passagen herausgelassen werden, jedoch hat die Niederdruckseite auch Hochdruck in Abhängigkeit von der Maschine, und dieser Druck wird Gegendruck eines Kolbens der Kolbepumpe, was die Drehmomenteffizienz der Pumpe vermindert. Im Übrigen ist es grundlegend erforderlich, dass die Kapazität des Druckspeichers größer als eine Volumendifferenz zwischen der kopfseitigen Druckaufnahmekammer und der bodenseitigen Druckaufnahmekammer ist, jedoch muss tatsächlich in Anbetracht dessen, dass Wärme gekühlt wird, die in der Pumpe, dem Stellglied und so weiter während des Antriebs erzeugt wird, der Druckspeicher erheblich groß sein. Daher sind in der siebten Ausführung die Ölsümpfe und die dritte Hydraulikpumpe vorgesehen, so dass das Äquivalent von Leckageöl zu den ersten und zweiten Passagen oder dem Druckspeicher zurückgeführt werden kann. Es wird angemerkt, dass in dieser Ausführung das erste Schaltventil derart vorgesehen ist, dass der Druck in dem Druckspeicher nicht in die Ölsümpfe unbedingt durch die Hinzufügung der Ölsümpfe entweicht und umgekehrt kein Öl in den Druckspeicher ohne Beschränkung durch die Hinzufügung der dritten Hydraulikpumpe zugeführt wird. Der Druckspeicher entspricht dem Ölsumpf in den ersten und zweiten Ausführungen, und daher entspricht von dem Ölsumpf in den ersten und zweiten Ausführungen betrachtet der Ölsumpf in der siebten Ausführung einem zweiten Ölsumpf.
Es ist erwünscht, dass in der zuvor genannten Ausführung ein variables Ausgleichsventil in den ersten und zweiten Passagen vorgesehen ist, und dass ein zweites Schaltventil zum wahlweisen Abführen von Abflussöl zu entweder einem des Druckspeichers oder der Ölsümpfe an der Abflussseite des variablen Ausgleichsventils vorgesehen ist.
Gemäß einer solchen Ausführung unterscheidet sich dieses variable Ausgleichsventil von „der variablen Ausgleichssteuerung durch variables Gestalten des maximalen Antriebsdrehmoments des Elektromotors, bei welchem kein Ausgleich auftritt", die in der zuvor genannten sechsten Ausführung beschrieben ist, und ist ein variables Ausgleichsventil grundsätzlich als „ein Gegenstand", in welchem der Ausgleich tatsächlich auftritt. Das variable Ausgleichsventil selbst als „der Gegenstand" ist allgemein bekannt, jedoch in der achten Ausführung ist das zweite Schaltventil an der Abflussseite des variablen Ausgleichsventils vorgesehen. Das zweite Schaltventil führt umschaltbar Abflussöl zu dem Druckspeicher oder den Ölsümpfen. Dementsprechend hat es zum Beispiel den folgenden Nutzen (Gebrauch).
Wenn der festgelegte Ausgleichsdruck des variablen Ausgleichsventils abgesenkt wird und das zweite Schaltventil geschaltet wird, um Öl an den Druckspeicher abzulassen, steigt die Temperatur des Betriebsöls automatisch durch den Ausgleichsverlust (welcher Wärmeerzeugung ist), ohne die Hydraulikzylinder und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen einer hohen Belastung auszusetzen. Daher kann durch Auswählen des festgelegten Ausgleichsdrucks ein Anstieg der Temperatur von hochviskosem Öl beim Starten des Betriebs einer Maschine, wenn sie kalt und in einem sehr kalten Gebiet ist (ein sogenannter Warmlaufvorgang), effizient durchgeführt werden.
Darüber hinaus entweichen in dem Hydraulikkreis Blasen, die einmal durch Kavitation und Luftaufnahme erzeugt werden, nicht leicht natürlich, jedoch in der sechsten Ausführung steigt, wenn der festgelegte Ausgleichsdruck des variablen Ausgleichsventils abgesenkt wird und das zweite Schaltventil geschaltet wird, um das Öl an die Ölsümpfe abzulassen, der Druck des Kreislaufs nicht an, wodurch, wenn die erste und zweite Hydraulikpumpe Außenzahnradpumpen sind, eine Differenz zwischen einem Anstieg und einer Absenkung des eingeschlossenen Drucks in einem Eingriffsabschnitt der Zähne reduziert werden kann, und daher können Lochfraß und dergleichen in einer Zahnfläche verhindert werden. Im Übrigen werden, selbst wenn Abflussöl, das Blasen enthält, an den Druckspeicher abgeleitet wird, die Blasen nicht an die Atmosphäre freigegeben, und daher entweichen die Blasen nicht leicht (oder entweichen nicht). Anderenfalls, wenn das Abflussöl, das Blasen enthält, an die Ölsümpfe abgeleitet wird, werden die Blasen aus den Ölsümpfen an die Atmosphäre freigegeben, und somit entweichen sie aus dem Öl.
Es ist erwünscht, dass bei einer der zuvor genannten Ausführungen, wenn ein vorbestimmter Abschnitt der ersten Passage, welche die erste Hydraulikpumpe und die kopfseitige Druckaufnahmekammer verbindet, als ein erster Verbindungspunkt definiert ist, und
ein vorbestimmter Abschnitt der zweiten Passage, welche die ersten und zweiten Hydraulikpumpen und die bodenseitige Druckaufnahmekammer verbindet, als ein zweiter Verbindungspunkt definiert ist,
eine Passage vorgesehen ist, welche den Druckspeicher und den ersten Verbindungspunkt verbindet, und ein erstes Rückschlagventil, welches nur die Ölströmung zu dem ersten Verbindungspunkt ermöglicht, in diese Passage vorgesehen ist, und
eine Passage vorgesehen ist, welche den Druckspeicher und den zweiten Verbindungspunkt verbindet, und ein zweites Rückschlagventil, welches nur die Ölströmung zu dem zweiten Verbindungspunkt ermöglicht, in dieser Passage vorgesehen ist.
Gemäß einer solchen Ausführung wird ein Unterdruck in den ersten und zweiten Passagen erzeugt, wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen in der gemeinsamen Variabilität des Füllungsgrades der ersten und zweiten Hydraulikpumpen gedreht werden, und wenn der Hydraulikzylinder durch die äußere Belastung ausgefahren/eingefahren wird, wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen gestoppt werden. Jedoch werden, wenn die Öldrücke der ersten und zweiten Passagen gleich oder geringer als ein Druck in dem Druckspeicher werden, die ersten und zweiten Rückschlagventile geöffnet, um zu ermöglichen, dass die ersten und zweiten Passagen mit dem Druckspeicher kommunizieren, und um zu ermöglichen, dass die jeweiligen Öldrücke der ersten und zweiten Passagen dieselben wie der Druck in dem Druckspeicher werden. Dementsprechend kann das Auftreten von Kavitation und Luftaufnahme in den ersten und zweiten Passagen verhindert werden.
Es ist erwünscht, das in einer der zuvor genannten Ausführungen ein Ein/Aus-Ventil, welches ermöglicht, dass die zweite Hydraulikpumpe und der Druckspeicher voneinander getrennt werden können, in einer Passage von der zweiten Hydraulikpumpe zu dem Druckspeicher vorgesehen ist.
Gemäß einer solchen Ausführung stoppt, selbst wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen zum Beispiel Zahnradpumpen mit einer großen Leckagemenge sind, das Ein/Aus-Ventil die Ölströmung durch Schließen des Ein/Aus-Ventils (oder eines ersten und eines zweiten Ein/Aus-Ventils). Daher wird der Hydraulikzylinder niemals durch die äußere Belastung durch sich selbst ausgefahren/eingefahren. Im Übrigen wird, wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen gleichzeitig mit der Öffnung des Ein/Aus-Ventils gedreht werden, der Hydraulikzylinder auf diese Drehung ausgefahren/eingefahren.
Es ist zweckmäßig, dass in einer der zuvor genannten Ausführungen ein erstes Ein/Aus-Ventil in der ersten Passage vorgesehen ist, und dass ein zweites Ein/Aus-Ventil in der zweiten Passage vorgesehen ist.
Es ist zweckmäßig, dass in der zuvor genannten Ausführung ein erstes Ein/Aus-Ventil zwischen der ersten Hydraulikpumpe und dem ersten Verbindungspunkt in der ersten Passage vorgesehen ist, und ein zweites Ein/Aus-Ventil zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen und dem zweiten Verbindungspunkt in der zweiten Passage vorgesehen ist, und ein drittes Schaltventil vorgesehen ist, welches eine erste Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu dem Druckspeicher führt, eine zweite Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen der ersten Hydraulikpumpe und dem ersten Ein/Aus-Ventil der ersten Passage führt, und eine dritte Öffnung aufweist, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen und dem zweiten Ein/Aus-Ventil der zweiten Passage führt, das Öldruck Pa der ersten Passage als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der einen Endseite aufnimmt, und andererseits Druck Pb der zweiten Passage als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der anderen Endseite aufnimmt, und welches eine erste Position, welche ermöglicht, dass nur die ersten und zweiten Öffnungen an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pa < Pb", eine zweite Position, welche ermöglicht, dass nur die ersten und dritten Öffnungen an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pb < Pa", und eine dritte Position aufweist, welche ermöglicht, dass alle der ersten bis dritten Öffnungen an der Innenseite voneinander getrennt werden können, wenn „Pa = Pb".
In dieser Ausführung ist kein Rückschlagventil, wie die ersten und zweiten Rückschlagventile, in der Passage, die zu der Stelle zwischen der ersten Hydraulikpumpe und dem ersten Ein/Aus-Ventil der ersten Passage führt, und in der Passage vorgesehen, die zu der Stelle zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen und dem zweiten Ein/Aus-Ventil der zweiten Passage führt. Sofern nicht das Starten und Stoppen der Drehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen und das öffnen und Schließen des ersten oder zweiten Ein/Aus-Ventils synchronisiert sind, liegt an den Saugseiten der ersten und zweiten Hydraulikpumpen Unterdruck an, und Kavitation und Luftaufnahme können auftreten. Selbst wenn eine synchrone Steuerung leicht durch elektrische Signale gehandhabt werden kann, kann eine feine mechanische Synchronisationsabweichung auftreten, da mechanische Elemente, wie der Elektromotor und das erste oder das zweite Ein/Aus-Ventil, durch die Steuerung betrieben werden. Jedoch ermöglicht das dritte Schaltventil der zwölften Ausführung, dass die Öldrücke an den Saugseiten der ersten und zweiten Hydraulikpumpen denselben Druck haben, wodurch kein Unterdruck erzeugt wird, und daher treten Kavitation und Luftaufnahme nicht mehr auf.
Es ist erwünscht, dass in der zuvor genannten Ausführung eine Steuereinrichtung zum Drehen des Elektromotors für nur eine vorbestimmte Zeit in einer Richtung umgekehrt zu einer bestimmten Drehrichtung, wenn die Drehung des Elektromotors gestartet wird, und zum Drehen des Elektromotors nach der vorbestimmten Zeit in der bestimmten Drehrichtung vorgesehen ist.
In der Erläuterung des Betriebs und der Wirkungen dieser Ausführung ist beschrieben, dass eine synchrone Steuerung durch elektrische Signale durchgeführt wird, und eine bevorzugte Ausführung verkörpert diese Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Schaufelladers, der mit einer ersten Ausführungsform ausgerüstet ist;
2 ist ein Blockdiagramm der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Seitenansicht eines Tieflöffelbaggers, der mit einer zweiten Ausführungsform ausgerüstet ist;
4 ist ein Blockdiagramm der zweiten Ausführungsform;
5 ist eine Ansicht einer Kolbenpumpe des Typs der schrägliegenden Welle, die in einem Elektromotor des Typs der doppelseitigen Abtriebswelle vorgesehen ist;
6 ist ein Hydraulikantriebskreisdiagramm, in welchem ein erstes und drittes Schaltventil, ein variables Überdruckventil und ein Ölsumpf zusätzlich vorgesehen sind;
7 ist ein Diagramm, in welchem das dritte Schaltventil in einer unteren Position ist;
8 ist ein Diagramm, in welchem das dritte Schaltventil in einer oberen Position ist;
9 ist ein Diagramm, in welchem das dritte Schaltventil in einer mittleren Position ist;
10 ist ein Diagramm, in welchem ein anderes drittes Schaltventil in einer unteren Position ist;
11 ist ein Diagramm, in welchem das andere dritte Schaltventil in einer oberen Position ist;
12 ist ein Diagramm, in welchem das andere dritte Schaltventil in einer mittleren Position ist;
13 ist ein Diagramm, in welchem ein Zylinder gegen eine äußere Belastung ausgefahren ist;
14 ist ein Diagramm, in welchem der Zylinder durch die äußere Belastung ausgefahren ist;
15 ist ein Diagramm, in welchem der Zylinder gegen die äußere Belastung eingefahren ist;
16 ist ein Diagramm, in welchem der Zylinder durch die äußere Belastung eingefahren ist;
17 ist ein Diagramm, das einen Neutralzustand eines Betätigungshebels zeigt;
18 ist ein Diagramm, in welchem ein Elektromotor aus dem Zustand in 17 umgekehrt gedreht wird;
19 ist ein Diagramm, das denselben Steuerungszustand wie den in 18 zeigt;
20 ist ein Diagramm, in welchem der Elektromotor aus dem Zustand in 19 normal gedreht wird;
21 ist ein Diagramm, in welchem ein zweites Ein/Aus-Ventil geöffnet ist;
22 ist ein Diagramm, in welchem der Elektromotor gedreht wird, nachdem das zweite Ein/Aus-Ventil geöffnet ist;
23 ist ein Diagramm, in welchem der Elektromotor gedreht wird;
24 ist ein Diagramm, in welchem das zweite Ein/Aus-Ventil geöffnet ist, nachdem der Elektromotor gedreht wird;
25 zeigt ein normales Betriebsmuster zwischen dem Schwenkwinkel des Betätigungshebels und der Pumpendrehzahl;
26 zeigt ein Schnellbetriebsmuster zwischen dem Schwenkwinkel des Betätigungshebels und der Pumpendrehzahl;
27 zeigt ein Feinbetriebsmuster zwischen dem Schwenkwinkel des Betätigungshebels und der Pumpendrehzahl;
28 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anbringung eines zweiten und eines dritten Hydraulikdetektors zeigt; und
29 ist ein Diagramm der offenen/geschlossenen Hysterese des Ein/Aus-Ventils,
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen eines Hydraulikkreises zum Antreiben eines Hydraulikzylinders gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf 1 bis 29 erläutert.
Eine Maschine als ein Beispiel, die mit einer ersten Ausführungsform ausgerüstet ist, ist ein Schaufellader in 1. Dieser Schaufellader weist einen Aufbau 2 auf, der auf einem Fahrwerk 1 drehbar ist und einen Motor 3, eine Fahrerkabine 4 und eine Arbeitsmaschine 5 an dem Aufbau 2 auf. Das Fahrwerk 1 kann durch Hydraulikmotoren 6 und 6 (nachfolgend als „Fahrmotoren 6" bezeichnet), die jeweils an beiden Seiten vorgesehen sind, nach vorn und nach hinten bewegt, gestoppt und betrieben werden. Im Allgemeinen kann herkömmlich der Aufbau 2 durch die Hydraulikmotoren normal und umgekehrt gedreht und gestoppt werden, jedoch kann die Maschine nach dem Beispiel durch einen Elektromotor MS normal und umgekehrt gedreht und gestoppt werden. Die Arbeitsmaschine 5 kann durch die Gelenkverbindung eines Auslegers 5A, eines Armes 5B und einer Schaufel 5C der Reihe nach mit dem Aufbau 2 und das Ausfahren/Einfahren von Hydraulikauslegerzylindern 7A, eines Armzylinders 7B und eines Schaufelzylinders 7C betrieben (angehoben und abgesenkt, und geschwenkt) werden. Im Übrigen wird der Motor 3 als die Antriebsquelle 3 in dieser Ausführungsform verwendet, jedoch ist die Antriebsquelle nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Als Beispiele der Antriebsquelle 3 können eine Brennstoffzelle, eine externe Energieversorgung, eine Batterie und so weiter genannt werden.
Die erste Ausführungsform ist wie in 2 gezeigt. In 2 sind der zuvor genannte Aufbau 2, der Motor 3 und einer der Fahrmotoren 6, der Elektromotor MS, die Auslegerzylinder 7A, der Armzylinder 7B und der Schaufelzylinder 7C einbezogen. Sofern sie sich nicht anderweitig unterscheiden, wird jeder der Zylinder 7A bis 7C nachfolgend nur als „ein Hydraulikzylinder 7" bezeichnet.
Die Hydraulikzylinder 7 sind jeweils ein doppeltwirkender Zylinder des Einzelstangentyps, in welchem das eine Ende einer Stange 71 nach außen vorsteht, und in der ersten Ausführungsform, in welcher sie in der Größe voneinander abweichen, werden sie mit gleichen Antriebshydraulikkreisen angetrieben, wie in 2 gezeigt ist. Daher wird, sofern er sich nicht anderweitig unterscheidet, ein Antriebshydraulikkreis des Auslegerzylinders 7A als ein Beispiel erläutert, und hinsichtlich der Antriebshydraulikkreise der anderen Zylinder 7B und 7C werden nur die unterschiedlichen Punkte beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, ist jede von kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S, welche in einem Rohr des Auslegerzylinders 7A untergebracht ist und eine kleine Druckaufnahmefläche A1 eines Kolbens 72 hat, der an dem anderen Ende der Kolbenstange 71 fest vorgesehen ist, über eine Ölpassage 81, eine Auslassöffnung und eine Saugöffnung einer ersten Hydraulikpumpe P1 und eine Ölpassage 82 mit einer bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L verbunden, welche eine große Druckaufnahmefläche A2 hat. Darüber hinaus ist die Ölpassage 82 über eine Ölpassage 83, eine Auslassöffnung und eine Saugöffnung einer zweiten Hydraulikpumpe P2, eine Ölpassage 84, ein Ein/Aus-Ventil 9A und eine Ölpassage 85 mit einem Druckspeicher 10 verbunden. Das heißt, die erste Hydraulikpumpe P1 ist durch einen geschlossenen Kreis mit den kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S und den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L der Auslegerzylinder 7A verbunden, während die zweite Hydraulikpumpe P2 durch einen offenen Kreis mit den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L verbunden ist.
Das Ein/Aus-Ventil 9A ist von einem Solenoidtyp. Ein Solenoid 9a ist mit einer Steuereinrichtung 20 elektrisch verbunden und öffnet auf die Aufnahme eines Erregerstromes von der Steuereinrichtung 20 das Ein/Aus-Ventil 9A gegen die Vorspannkraft einer Feder 9b, und ermöglicht, dass die Ölpassagen 84 und 85 miteinander kommunizieren. Andererseits, wenn ein Erregerstrom nicht aufgenommen wird (umfassend einen Fall, wo die Maschine als das Beispiel nicht verwendet wird), wird das Ein/Aus-Ventil 9A durch die Vorspannkraft der Feder 9b geschlossen, und die Ölpassagen 84 und 85 kommunizieren nicht miteinander. Im Übrigen weisen die Antriebshydraulikkreise der anderen Zylinder 7B und 7C gleichermaßen Ein/Aus-Ventile 9B und 9C auf. Sofern sie sich nicht anderweitig unterscheiden, wird jedes der Ein/Aus-Ventile 9A bis 9C nachfolgend nur als „ein Ein/Aus-Ventil 9" bezeichnet.
Der Druckspeicher 10 ist mit der Steuereinrichtung 20 elektrisch signalverbunden und weist ein solenoidbetätigtes Stellglied 10a auf, welches den Erregerstrom von der Steuereinrichtung 20 aufnimmt und den maximalen Betriebsdruck (welcher „der obere Grenzdruck bei der Beendigung der Speicherung des Drucks ist") von einem hohen Druck von 3 MPa (≒ 30 kg/cm²) auf einen niedrigen Druck von 2 MPa (≒ 20 kg/cm²) senkt, wenn der Erregerstrom ansteigt. Es wird angemerkt, dass der minimale Betriebsdruck (welcher „der untere Grenzdruck zu Beginn der Speicherung des Drucks" ist) des Druckspeichers 10 etwa 1,7 MPa (≒ 17 kg/cm²) unabhängig von Änderungen des maximalen Betriebsdrucks ist.
Im Übrigen ist die Ölpassage 81 über ein erstes Sicherheitsventil 11S und ein erstes Rückschlagventil 12S, welche parallel angeordnet sind, mit der Ölpassage 85 verbunden. Gleichermaßen ist die Ölpassage 82 über ein zweites Sicherheitsventil 11L und ein zweites Rückschlagventil 12L, welche parallel angeordnet sind, mit der Ölpassage 85 verbunden.
Das erste Sicherheitsventil 11S öffnet, wenn der Öldruck in der Ölpassage 81 auf einen festgelegten Druck von 34 MPa (≒ 350 kg/cm²) des ersten Sicherheitsventils 11S ansteigt, und ermöglicht, dass die Ölpassage 81 mit der Ölpassage 85 kommuniziert, wodurch das Auftreten von abnormalem Druck (Druck höher als 34 MPa (≒ 350 kg/cm²)) in der Ölpassage 81 verhindert wird.
Gleichermaßen öffnet das zweite Sicherheitsventil 11L, wenn der Öldruck in der Ölpassage 82 auf einen festgesetzten Druck von 34 MPA (≒ 350 kg/cm²) des zweiten Sicherheitsventils 11L ansteigt, und ermöglicht, dass die Ölpassage 82 mit der Ölpassage 85 kommuniziert, wodurch das Auftreten von abnormalem Druck (Druck höher als 34 MPA (≒ 350 kg/cm²)) in der Ölpassage 82 verhindert wird.
Das erste Rückschlagventil 12S erlaubt nur die Ölströmung von der Ölpassage 85 zu der Ölpassage 81, und das zweite Rückschlagventil 12L erlaubt nur die Ölströmung von der Ölpassage 85 zu der Ölpassage 82. Das heißt, die beiden Rückschlagventile 12S und 12L verhindern das Auftreten von Unterdruck und ein Vakuum in den beiden Ölpassagen 81 und 82.
Darüber hinaus weist die Ölpassage 81 einen ersten Öldruckdetektor 13a auf, und die Ölpassage 82 weist einen zweiten Öldruckdetektor 13b auf. Die beiden Öldruckdetektoren 13a und 13b sind mit der Steuereinrichtung 20 elektrisch signalverbunden und erfassen Öldruckinformationen an den beiden Ölpassagen 81 und 82 und geben diese an die Steuereinrichtung 20 ab. Es wird angemerkt, dass die Antriebshydraulikkreise der anderen jeweiligen Zylinder 7B und 7C ebenfalls die ersten und zweiten Öldruckdetektoren 13a und 13b (deren Einzelheiten nicht gezeigt sind) aufweisen.
Die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 sind von einem Konstantpumpentyp und sind beide mit einer Abtriebswelle eines Elektromotors MA direkt gekuppelt (oder sind beide über eine nicht gezeigte Drehzahlreduziereinrichtung mit dieser direkt gekuppelt), und drehen sich durch normale und umgekehrte Drehungen des Elektromotors MA normal und umgekehrt. Im Übrigen weisen, wie in 2 gezeigt, die Antriebshydraulikkreise der anderen Hydraulikzylinder 7B und 7C gleichermaßen Elektromotoren MB und MC auf. Sofern sie sich nicht anderweitig unterscheiden, wird jeder der Elektromotoren MS und MA bis MC nachfolgend nur als „ein Elektromotor M" bezeichnet.
Die Elektromotoren M verwenden einen Generator G, der von dem Motor 3 angetrieben wird, als einen Hauptgenerator. Der Generator G und die Elektromotoren M sind von einem Dreiphasenwechselstromtyp. Der Generator G erzeugt eine Spannung, welche proportional zu der Motordrehzahl und der Größe eines Erregerstromes an einer Rotorwicklung (nicht gezeigt) des Generators G ist. In der ersten Ausführungsform regelt ein erster Spannungsregler (nicht gezeigt), welchen der Generator G immer aufweist, den Erregerstrom, um dadurch zu ermöglichen, dass der Generator G eine vorbestimmte Spannung erzeugt. Ein erzeugter Dreiphasenwechselstrom wird durch einen ersten Gleichrichter 30 in eine konstante Gleichstromspannung V1 umgewandelt, und diese Spannung V1 wird an jeweilige Wechselrichter 32S und 32A bis 32C angelegt, die über Stromleitungen 31 in den Elektromotoren M vorgesehen sind. Im Übrigen wird, sofern sie sich nicht anderweitig unterscheiden, jeder der Wechselrichter 32S und 32A bis 32C nachfolgend nur als „ein Wechselrichter 32" bezeichnet.
Der Wechselrichter ist einfach „ein Wandler von Gleichstrom in Wechselstrom", jedoch in den letzten Jahren führt er verschiedenen Funktionen aus. Daher führen die Wechselrichter 32 in der ersten Ausführungsform die folgenden Funktionen bei der Synchronisation mit der Steuereinrichtung 20 durch.
Als eine erste Funktion wandeln die Wechselrichter 32 den Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom um, und als eine zweite Funktion sind die Wechselrichter 32 mit der Steuereinrichtung 20 elektrisch signalverbunden und führen eine Frequenzsteuerung, Größensteuerung, Richtungssteuerung und so weiter für einen elektrischen Strom an Statorwicklungen (nicht gezeigt) der Elektromotoren M entsprechend den Befehlssignalen von der Steuereinrichtung 20 durch, was die normalen und umgekehrten Drehungen, die Motordrehzahl und das Stoppen der Elektromotoren M basierend auf den Befehlssignalen von der Steuereinrichtung 20 ermöglicht.
Im Übrigen weist die Steuereinrichtung 20 einen sogenannten Micon und einen Stromgenerator zum Erzeugen eines Solenoidantriebsstromes, der an jedes von Solenoiden abzugeben ist, welche später ausführlich beschrieben sind, in Reaktion auf einen Befehl von dem Micon. Es wird angemerkt, dass, da die Wechselrichter 32 jeweils eine Art von Steuereinrichtung sind, die Wechselrichter 32 in der Steuereinrichtung 20 integriert ausgebildet sein können. In dieser Ausführungsform sind, um die bestehende Steuereinrichtung 20 und die bestehenden Wechselrichter 32 für die Maschine als das Beispiel zu verwenden und eine Kommunikation zwischen ihnen zu ermöglichen, diese verbessert. Im Übrigen ist ein Betriebsprogramm, welches später ausführlich beschrieben und in der Steuereinrichtung 20 und den Wechselrichtern 32 gespeichert ist, zum Betätigen verschiedener Arten von Stellgliedern, wie eines Solenoids, eine Besonderheit dieser Ausführungsform.
Eine dritte und vierte Funktion sind wie folgt. Das heißt, die Elektromotoren M weisen jeweils einen zweiten Spannungsregler (nicht gezeigt) zum Regeln eines Erregerstroms an seiner Rotorwicklung (nicht gezeigt) wie bei dem ersten Spannungsregler des Generators G auf. Obwohl deren Einzelheiten später beschrieben sind, erzeugen unter der Annahme, dass die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 durch äußere Belastungen umgekehrt angetrieben werden und dass sich der Aufbau 2 durch Bremsen des Aufbaus 2 bis zu einem Anschlag dreht, die Elektromotoren M elektrischen Strom. Dann erfassen als die dritte Funktion die Wechselrichter 32 die Erzeugung von elektrischem Strom. Als die vierte Funktion regeln, damit die Elektromotoren M jeweils einen Dreiphasenwechselstrom erzeugen, die zweiten Spannungsregler der Elektromotoren M jeweils einen zu erzeugenden Erregerstrom.
Die Einzelheiten davon sind wie folgt.
Die Wechselrichter 32 weisen jeweils einen Schaltkreis (nicht gezeigt) zum Umwandeln von Gleichstrom in einen Dreiphasenwechselstrom auf, um die erste Funktion zu erfüllen, und weisen einen zweiten Gleichrichter (nicht gezeigt) parallel zu dem Schaltkreis auf. Die Stromleitungen 31 weisen eine Speicherbatterie 33 als eine Sekundärbatterie parallel zu dem ersten Gleichrichter 30 und dem zweiten Gleichrichter auf. Es wird angemerkt, dass die beiden Gleichrichter jeweils ein wohlbekanntes Kombinationssystem von sechs Dioden sind und nur den Fluss eines elektrischen Stromes in den Stromleitungen 31 ermöglichen.
Insbesondere ermöglichen als eine fünfte Funktion die Wechselrichter 32 jeweils, dass der zweite Gleichrichter den Dreiphasenwechselstrom gleichrichtet, der erzeugt wird, wenn die Elektromotoren M elektrischen Strom mit einer konstanten Gleichstromspannung V2 erzeugen, und diese Spannung V2 wird über die Stromleitungen 31 an die Speicherbatterie 33 angelegt. Hier sind die Ladungsbedingungen der Speicherbatterie 33 „V2 > V1" an der ersten Stelle, und „die Speicherbatterie 33 ist unzureichend geladen" an der zweiten Stelle. Wenn diese Ladungsbedingungen erfüllt sind, wird elektrischer Strom, der von den Elektromotoren erzeugt wird, in die Speicherbatterie 33 geladen.
Das heißt, wenn irgendein Wechselrichter 32 die Erzeugung von elektrischem Strom durch seinen Elektromotor M mittels der dritten Funktion erfasst, ermöglicht die vierte Funktion des Wechselrichters 32, dass der zweite Spannungsregler des Elektromotors M einen Erregerstrom an der Rotorspule des Elektromotors M regelt, damit der zweite Gleichrichter die konstante Gleichstromspannung V2 abgibt, was „V2 > V1" erfüllt (zum Beispiel, wenn „V1 = 100 V", „V2 = 200 V"), um die fünfte Funktion des zweiten Gleichrichters zu erfüllen.
Insbesondere kann, wie oben beschrieben, die Steuereinrichtung 20 die jeweiligen Erregerströme an das Solenoid 9a jedes der Ein/Aus-Ventile 9 und das solenoidbetätigte Stellglied 10a des Druckspeichers 10 frei abgeben und die jeweiligen Teile der Öldruckinformationen von den ersten und zweiten Hydraulikdetektoren 13a (drei) und 13b (drei) frei abgeben und die Befehlssignale an die Wechselrichter 32 abgeben. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 20 mit einem Schwenkwinkeldetektor (nicht gezeigt), der in jeder Schwenkrichtung F, B, L und R (F ist Vorwärtsschwenken, B ist Rückwärtsschwenken, L ist Linksschwenken, und R ist Rechtsschwenken) eines linken Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WL und eines rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR vorgesehen ist, welche in der Fahrerkabine 4 platziert sind, und mit einem Schwenkwinkeldetektor (nicht gezeigt), der in jeder Schwenkrichtung F und B eines linken Fahrbetätigungshebels 21SL und eines rechten Fahrbetätigungshebels 21SR vorgesehen ist, elektrisch signalverbunden und gibt Betätigungssignale (Signale der Schwenkrichtungen und Schwenkwinkel θ) der jeweiligen Betätigungshebel ab. Sofern sie sich nicht anderweitig unterscheiden, wird jeder der Betätigungshebel nachfolgend nur als „ein Betätigungshebel 21" bezeichnet.
Der linke Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WL führt eine Rechtsdrehung (normale Drehung des Elektromotors MS und Drehung des Aufbaus 2 nach rechts von der Fahrerseite betrachtet) durch das Vorwärtsschwenken F, eine Linksdrehung (umgekehrte Drehung des Elektromotors MS und Drehung des Aufbaus 2 nach links von der Fahrerseite betrachtet) durch das Rückwärtsschwenken B, einen Armaushub (Armanheben durch das Ausfahren des Armzylinders 7B) durch das Rechtsschwenken R, einen Armabwurf (Armabsenken durch das Einfahren des Armzylinders 7B) durch das Linksschwenken L, und ein Stoppen des Elektromotors MS und des Armzylinders 7B in seiner Neutralposition durch.
Der rechte Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR führt eine Auslegerabwärtsbewegung (Auslegerabsenken durch das Einfahren der Auslegerzylinder 7A) durch das Vorwärtsschwenken F, eine Auslegeraufwärtsbewegung (Auslegeranheben durch das Ausfahren der Auslegerzylinder 7A) durch das Rückwärtsschwenken B, einen Schaufelabwurf (Abwärtsdrehung der Schaufel durch das Einfahren des Schaufelzylinders 7C) durch das Rechtsschwenken R, einen Schaufelaushub (Aufwärtsdrehung der Schaufel durch das Ausfahren des Schaufelzylinders 7C) durch das Linksschwenken L, und ein Stoppen der Auslegerzylinder 7A und des Schaufelzylinders 7C in seiner Neutralposition durch.
Der linke Fahrbetätigungshebel 21SL führt eine linke Vorwärtsbewegung (normale Drehung des linken Fahrmotors 6) durch das Vorwärtsschwenken F, eine linke Rückwärtsbewegung (umgekehrte Drehung des linken Fahrmotors 6) durch das Rückwärtsschwenken B, und ein Stoppen des linken Fahrmotors 6 in seiner Neutralposition durch. Der rechte Fahrbetätigungshebel 21SR führt eine rechte Vorwärtsbewegung (normale Drehung des rechten Fahrmotors 6) durch das Vorwärtsschwenken F, eine rechte Rückwärtsbewegung (umgekehrte Drehung des rechten Fahrmotors 6) durch das Rückwärtsschwenken B, und ein Stoppen des rechten Fahrmotors 6 in seiner Neutralposition durch.
Dann speichert die Steuereinrichtung 20 zuvor in einem Speicher (nicht gezeigt)
„das Betriebsprogramm", welches später ausführlich beschrieben ist,
„die Solenoide 9a der Ein/Aus-Ventile 9 (9A bis 9C) entsprechend den jeweiligen Schwenkwinkeldetektoren und dem Wechselrichter 32S",
„die Wechselrichter 32 entsprechend den jeweiligen Schwenkrichtungen F, B, L und R der jeweiligen Schwenkwinkeldetektoren und ihren Normal/Umkehrdrehungsbefehlssignalen",
„eine Matrix (und/oder entsprechende Funktionen) von Größen der Normal/Umkehrdrehungsbefehlssignale entsprechend den jeweiligen Größen von Schwenkwinkeln θ, die von den jeweiligen Schwenkwinkeldetektoren erfasst werden,
„jede Matrix (und/oder jede Funktion) der Größe eines Erregerstroms an dem solenoidbetätigten Stellglied 10a des Druckspeichers 10, welche mit einem Anstieg der Größen der jeweiligen Schwenkwinkel θ des Linksschwenkens L (Armabsenken) des linken Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WL und des Vorwärtsschwenkens F (Auslegerabsenken) und des Rechtsschwenkens R (Abwärtsdrehung der Schaufel) des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR ansteigt", und
„einen äquivalenten Ausgleichsdruck von 32 MPa (≒ 325 kg/cm²), welcher später ausführlich beschrieben ist".
Das zuvor genannte „Betriebsprogramm" wird erläutert. Im Übrigen wiederholt die Maschine als das Beispiel in einem Betriebszustand des Motors 3 die Vorgänge Stoppen nach dem Selbstfahren in einer Position gerade gegenüber einer Steinwand oder dergleichen, Ausheben der Steinwand oder dergleichen, während sie mit der Arbeitsmaschine 5 aufgeschaufelt wird, und Abwerfen (was bedeutet „Fallenlassen und Beladen") von Aushub zum Beispiel auf einen Kipper oder dergleichen, welcher neben der Maschine als das Beispiel steht, während die Stellung der Arbeitsmaschine 5 genau eingestellt wird (führt einen sogenannten „Beladebetrieb" durch). Das Betriebsprogramm, das nur die Auslegerzylinder 7A (Aufwärtsbewegung (Anheben), Halten (Stoppen) und Abwärtsbewegung (Absenken) des Auslegers 5A) betrifft, wird als ein Beispiel unten gezeigt.
Zuerst betätigt der Fahrer den Motor 3. Dadurch beginnt, wenn die Speicherbatterie 33 ungenügend geladen ist, die Speicherbatterie 33 das Laden basierend auf der konstanten Gleichstromspannung V1.

(a) Auslegeraufwärtsbewegung (Auslegeranheben) ist wie folgt. Der Fahrer stellt Rückwärtsschwenken B an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR ein, der Schwenkwinkeldetektor des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR gibt den Rückwärtsschwenkwinkel θ an die Steuereinrichtung 20 ab. Die Steuereinrichtung 20 liest „das Solenoid 9a des Ein/Aus-Ventils 9A entsprechend dem Schwenkwinkeldetektor des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR" aus dem Speicher und führt einen Erregerstrom zu dem Solenoid 9a, um das Ein/Aus-Ventil 9A zu öffnen, um zu ermöglichen, dass die Ölpassagen 84 und 85 miteinander kommunizieren. Gleichzeitig liest die Steuereinrichtung 20 „der Wechselrichter 32A entsprechend dem Rückwärtsschwenken B und seinem Normaldrehungsbefehlssignal" aus dem Speicher und liest „die Größe des Normaldrehungsbefehlssignals entsprechend der Größe des Rückwärtsschwenkwinkels θ" aus der Matrix (und/oder entsprechenden Funktionen) des Speichers und gibt das Normaldrehungsbefehlssignal mit der Größe entsprechend dem Rückwärtsschwenkwinkel θ an den Wechselrichter 32A ab. Auf den Empfang des Normaldrehungsbefehlssignals führt der Wechselrichter 32A eine Frequenzsteuerung, Stromgrößensteuerung und/oder Stromrichtungssteuerung entsprechend dem Normaldrehungsbefehlssignal und seiner Größe für den Dreiphasenwechselstrom durch, der aus Gleichstrom umgewandelt ist (die erste Funktion), um den Elektromotor MA mit einer Drehzahl entsprechend der Größe des Normaldrehungsbefehlssignals normal zu drehen (die zweite Funktion). Durch die normale Drehung des Elektromotors MA drehen sich die beiden ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 normal, die mit dem Elektromotor MA direkt gekuppelt sind (oder über die nicht gezeigte Drehzahlreduziereinrichtung mit diesem direkt gekuppelt sind). Daher saugt die erste Hydraulikpumpe P1 Öl in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S der Auslegerzylinder 7A aus der Ölpassage 81 und lässt dieses zu der Ölpassage 82 aus. Gleichzeitig saugt die zweite Hydraulikpumpe P2 Drucköl über die Ölpassage 85, das Ein/Aus-Ventil 9A und die Ölpassage 84 in den Druckspeicher 10 und lässt dieses an die Ölpassage 83 aus. Das an die Ölpassage 83 ausgelassene Öl vermischt sich mit dem aus der ersten Hydraulikpumpe P1 ausgelassenen Öl in der Ölpassage 82 und strömt in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L. Daher werden die Auslegerzylinder 7A ausgefahren, und der Ausleger 5A bewegt sich nach oben.
(b) Auslegerhalten (Auslegerstoppen) ist wie folgt. Wenn der Fahrer den rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR in eine Neutralposition stellt, stoppt der Schwenkwinkeldetektor die Eingabe von Signalen an die Steuereinrichtung 20. Da der Wechselrichter 32A kein Signal von der Steuereinrichtung 20 empfängt, wird ein Erregerstrom zu der Rotorwicklung des Elektromotors MA unterbrochen, so dass sich der Elektromotor MA frei drehen kann (im Übrigen kann ein Antriebsstrom zu der Statorwicklung (nicht gezeigt) des Elektromotors MA unterbrochen werden). Gleichzeitig wird ein Erregerstrom zu dem Solenoid 9a unterbrochen, und das Ein/Aus-Ventil 9A wird geschlossen, wodurch eine Unterbrechung zwischen den Ölpassagen 84 und 85 bewirkt wird. Wegen der Unterbrechung zwischen diesen Ölpassagen 84 und 85 (ein erster Grund) und darüber hinaus dem Nichtauftreten von Einströmen/Ausströmen von Öl zwischen den beiden Kammern 7S und 7L infolge von „(Volumen der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S) < (Volumen der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L)" in jedem der Auslegerzylinder 7A (ein zweiter Grund) wird die Strömung von Öl in den Ölpassagen 81 und 82 gestoppt. Dementsprechend stoppen die Auslegerzylinder 7A, und ein natürliches Absenken des Auslegers 5A basierend auf einer inneren Leckage von Öl infolge eines Eigengewichts WA der Arbeitsmaschine 5 tritt nicht mehr auf. Das heißt, der Ausleger 5A stoppt.
(c) Auslegerabwärtsbewegung (Auslegerabsenken) ist wie folgt. Wenn der Fahrer das Vorwärtsschwenken F an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR einstellt, gibt der Schwenkwinkeldetektor des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR den Vorwärtsschwenkwinkel θ an die Steuereinrichtung 20 ab. Die Steuereinrichtung 20 liest „das Solenoid 9a des Ein/Aus-Ventils 9A entsprechend dem Schwenkwinkeldetektor des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR„ aus dem Speicher und führt einen Erregerstrom zu dem Solenoid 9a, um das Ein/Aus-Ventil 9A zu öffnen, um zu ermöglichen, dass die Ölpassagen 84 und 85 miteinander kommunizieren. Gleichzeitig liest die Steuereinrichtung 20 „der Wechselrichter 32A entsprechend dem Vorwärtsschwenken F und seinem Umkehrdrehungsbefehlssignal" aus dem Speicher, und liest „die Größe des Umkehrdrehungsbefehlssignals entsprechend der Größe des Vorwärtsschwenkwinkels θ" aus der Matrix (und/oder entsprechenden Funktionen) des Speichers und gibt das Umkehrdrehungsbefehlssignal mit der Größe entsprechend dem Vorwärtsschwenkwinkel θ an den Wechselrichter 32A ab. Auf den Empfang des Umkehrdrehungsbefehlssignals führt der Wechselrichter 32A eine Frequenzsteuerung, Stromgrößensteuerung und/oder Stromrichtungssteuerung entsprechend dem Umkehrdrehungsbefehlssignal und seiner Größe für den Dreiphasenwechselstrom durch, der aus Gleichstrom umgewandelt ist (die erste Funktion), um den Elektromotor MA mit einer Drehzahl entsprechend der Größe des Umkehrdrehungsbefehlssignals umgekehrt zu drehen (die zweite Funktion). Durch die umgekehrte Drehung des Elektromotors MA drehen sich die beiden ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 umgekehrt, die mit dem Elektromotor MA direkt gekuppelt sind (oder über die nicht gezeigte Drehzahlreduziereinrichtung mit diesem direkt gekuppelt sind). Daher saugt die erste Hydraulikpumpe P1 Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L der Auslegerzylinder 7A aus der Ölpassage 82 und lässt dieses zu der Ölpassage 81 aus und führt dieses zu den kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S. Gleichzeitig saugt die zweite Hydraulikpumpe P2 Öl über die Ölpassage 82 und die Ölpassage 83 aus den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L, lässt dieses zu der Ölpassage 84 aus, führt dieses über das Ein/Aus-Ventil 9A und die Ölpassage 85 zu dem Druckspeicher 10, und ermöglicht, dass der Druckspeicher 10 dieses darin speichert. Daher werden die Auslegerzylinder 7A eingefahren, und der Ausleger 5A bewegt sich nach unten. Es wird angemerkt, dass zur Vereinfachung der folgenden Erläuterung dieses (c) als „Auslegerabsenken, das durch elektrisches Antreiben des Elektromotors MA durchgeführt wird" definiert ist. Im Übrigen ist die Maschine als das Beispiel ein Schaufellader. Dementsprechend wird die Auslegerabwärtsbewegung (Absenken) während eines Aushubbetriebs durch das Einfahren der Auslegerzylinder 7A zuerst durch das Eigengewicht WA der Arbeitsmaschine 5 und ein Gewicht w von Aushub auf der Schaufel 5c erbracht. Somit ist „Auslegerabsenken, das durch elektrisches Antreiben des Elektromotors MA durchgeführt wird" in dem zuvor genannten (c) auf einen Fall, wo die Auslegerzylinder 7A mit einer Geschwindigkeit eingefahren werden, die höher als die Einfahrgeschwindigkeit der Auslegerzylinder 7A durch das Eigengewicht WA der Arbeitsmaschine 5 und das Gewicht w des Aushubs in der Schaufel 5C ist (jedoch tritt ein solcher Fall tatsächlich fast niemals auf), oder auf einen Fall beschränkt, wo die leichte Durchführung eines Wartungsvorgangs zum Beispiel für den unteren Abschnitt der Maschine als das Beispiel zum Beispiel durch Anheben der Arbeitsmaschinenseite der Maschine als das Beispiel durch Berühren der Schaufel 5C am Boden und Einfahren der Auslegerzylinder 7A versucht wird. Dies betrifft den Fall des Einfahrens des Armzylinders 7B (Armabsenken) durch den Arm 5B, die Schaufel 5C und ein Eigengewicht WB des Schaufelzylinders 7C und das Gewicht w des Aushubs in der Schaufel 5C, und den Fall des Einfahrens des Schaufelzylinders C (Schaufelabsenken) durch ein Eigengewicht WC der Schaufel 5C und das Gewicht w des Aushubs in der Schaufel 5C. Es wird angemerkt, dass jedes der zuvor genannten „WA + w", „WB + w" und „WC + w" nachfolgend als „ein Arbeitsmaschineneigengewicht W" bezeichnet wird.
(d) Insbesondere wird, wie oben beschrieben, tatsächlich das Auslegerabsenken während des Aushubbetriebs durch die Maschine als das Beispiel zuerst durch das Einfahren der Auslegerzylinder 7A durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W erbracht. Daher werden die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 durch das Einfahren der Auslegerzylinder 7A umgekehrt angetrieben, und der Elektromotor MA wird ebenfalls umgekehrt angetrieben. Mit anderen Worten, selbst wenn der Fahrer das Vorwärtsschwenken F an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR einstellt und dadurch der Elektromotor MA mit einer Drehzahl entsprechend der Größe des Umkehrdrehungsbefehlssignals von der Steuereinrichtung 20 umgekehrt gedreht wird, wie in dem zuvor genannten (c) erläutert ist, da der Elektromotor MA von den ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 umgekehrt angetrieben wird, fließt kein Antriebsstrom basierend auf der Gleichstromspannung V1 zu dem Elektromotor MA, selbst wenn die Gleichstromspannung V1 von der Seite des Generators G aufgebracht wird, und umgekehrt erzeugt der Elektromotor MA elektrischen Strom.

Wird hierbei angenommen, dass die Speicherbatterie 33 ungenügend geladen ist (im Übrigen bezieht sich das Maß der Ladung der Speicherbatterie 33 auf eine Ladezeit, bezieht sich jedoch nicht direkt auf die Ladespannung), ist die konstante Gleichstromspannung V2 basierend auf der Erzeugung von elektrischem Strom durch den Elektromotor MA höher als die konstante Gleichstromspannung V1, welche durch den ersten Gleichrichter 30 gelaufen ist (V2 > V1), und daher beginnt die Speicherbatterie 33 das Laden durch die konstante Gleichstromspannung V2. Das heißt, die Speicherbatterie 33 wird durch die Spannung V1 basierend auf dem Generator G geladen und zusätzlich durch die Spannung V2 von dem Elektromotor M geladen.
Im Übrigen kann, wenn das Auslegerabsenken nur von dem Einfahren der Auslegerzylinder 7A durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W wie in dem zuvor genannten (d) abhängt, der Fahrer nicht die Einfahrgeschwindigkeit steuern, selbst wenn die Speicherbatterie 33 genügend geladen ist (was ein sogenanntes „Wegziehen" bewirkt). Daher ist die Auslegerabsenkgeschwindigkeit in der ersten Ausführungsform wie später beschrieben steuerbar, und dadurch wird das Auftreten des Wegziehens verhindert. Im Übrigen bedeutet das Wegziehen, wie allgemein bekannt ist, dass das Stellglied durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W und die Trägheitskraft selbst unter der Steuerung des Fahrers arbeitet (nachfolgend dasselbe wie oben).
Insbesondere weist der Druckspeicher 10 das solenoidbetätigte Stellglied 10a auf, welches mit der Steuereinrichtung 20 elektrisch signalverbunden ist, einen Erregerstrom von der Steuereinrichtung 20 aufnimmt und den maximalen Betriebsdruck von einem hohen Druck von 3 MPa (≒ 30 kg/cm²) auf einen niedrigen Druck von 2 MPa (≒ 20 kg/cm²) senkt, wenn der Erregerstrom ansteigt. Das heißt, die Auslegerabsenkgeschwindigkeit ist basierend auf der manipulierten Variable (Vorwärtsschwenkwinkel θ) des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR durch den Fahrer wie folgt steuerbar.
Wenn der Fahrer das Vorwärtsschwenken F an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR einstellt und dessen Vorwärtsschwenkwinkel θ erhöht, liest die Steuereinrichtung 20 „die Größe des Erregerstromes an dem solenoidbetätigten Stellglied 10a, welche mit einem Anstieg der Größe des Schwenkwinkels θ ansteigt" aus der Matrix und/oder der Funktion des Speichers und erhöht den Erregerstrom an dem solenoidbetätigten Stellglied 10a. Daher ändert sich der maximale Betriebsdruck von dem hohen Druck von 3 MPa (≒ 30 kg/cm²) auf den niedrigen Druck von 2 MPa (≒ 20 kg/cm²). Je größer der Vorwärtsschwenkwinkel θ ist, desto kleiner ist der maximale Betriebsdruck des Druckspeichers 10 gegen die Einfahrkraft des Auslegerzylinders 7A durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W. Dementsprechend kann Öl in den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L der Auslegerzylinder 7A leicht über die zweite Hydraulikpumpe P2 und das Ein/Aus-Ventil 9A in den Druckspeicher 10 strömen (darüber hinaus kann Öl in den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L auch leicht über die erste Hydraulikpumpe P1 in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S strömen). Das heißt, die Auslegerabsenkgeschwindigkeit wird basierend auf der manipulierten Variable (Vorwärtsschwenkwinkel θ) des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR durch den Fahrer gesteuert.
Es wird angemerkt, dass eine solche Steuerung der Auslegerabsenkgeschwindigkeit gleichermaßen bei der Steuerung der Absenkgeschwindigkeit des Arms 5B und der Schaufel 5C in der ersten Ausführungsform angewendet wird. Dies ist ersichtlich aus „jede Matrix (und/oder jede Funktion) der Größe des Erregerstromes an dem solenoidbetätigten Stellglied 10a des Druckspeichers 10, welche mit einem Anstieg der Größen der jeweiligen Schwenkwinkel θ durch das Linksschwenken L (Armabsenken) des linken Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WL und das Rechtsschwenken R (Abwärtsdrehung der Schaufel) des rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WR ansteigt".
Im Übrigen treten während des Aushubbetriebs ein abnormaler Druck, Unterdruck und ein Vakuum häufig in den kopfseitigen und bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7S und 7L der Hydraulikzylinder 7 auf. Zum Beispiel tritt, wenn ein abnormaler Druck in den kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S (oder den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L) der Hydraulikzylinder 7 auftritt, ein Unterdruck (oder ein Vakuum) in den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L (oder den kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S) an der gegenüberliegenden Seite auf. Zu dieser Zeit verhindern die ersten und zweiten Rückschlagventile 12S und 12L den Unterdruck (oder das Vakuum), während die Sicherheitsventile 11S und 11L das Auftreten des abnormalen Drucks (34 MPa oder höher (≒ 350 kg/cm² oder höher)) verhindern.
Im Übrigen gibt, wenn Informationen über den Öldruck gleich oder höher als der äquivalente Ausgleichsdruck von 32 MPa (≒ 325 kg/cm²), welche zuvor in dem Speicher gespeichert werden, von den ersten Öldruckdetektoren 13a oder den zweiten Öldruckdetektoren 13b während des Schwenkens der Betätigungshebel 21 empfangen werden, die Steuereinrichtung 20 der Maschine als das Beispiel ein Schaltsignal (welches „ein Unterbrechungssignal” ist) auf das zuvor erläuterte „Halten" in dem zuvor genannten (b) an die entsprechenden Wechselrichter 32 unabhängig von dem Betrieb (System) der Betätigungshebel 21 und ihrer manipulierten Variablen (Schwenkwinkel θ) ab. Es wird angemerkt, dass die Sicherheitsventile 11S und 11L arbeiten, selbst wenn die Betätigungshebel 21 nicht betätigt werden, obwohl der festgelegte Druck von 34 MPa (≒ 350 kg/cm²) der zuvor genannten Sicherheitsventile 11S und 11L zusätzlich zu dem äquivalenten Ausgleichsdruck von 32 MPa (≒ 325 kg/cm²) in der ersten Ausführungsform vorgeschrieben ist. Darüber hinaus absorbieren die Sicherheitsventile 11S und 11L eine unbeabsichtigte Reaktionsverzögerung in Bezug auf ein Schalten von Drehung auf Halten des Elektromotors MA durch die Steuereinrichtung.
Die Fahrmotoren 6 und 6 bilden einen geschlossenen Schaltkreis mit Hydraulikverstellpumpen 61 und 61 des Normal/Umkehrwechseltyps. Das heißt, wenn der linke Fahrbetätigungshebel 21SL und/oder der rechte Fahrbetätigungshebel 21SR auf das Vorwärtsschwenken F oder das Rückwärtsschwenken B gestellt wird, steuert der Schwenkwinkel θ von dem Schwenkwinkeldetektor ein Servoventil zur Änderung des Volumens seiner Hydraulikpumpe 61 über die Steuereinrichtung 20, wodurch die Hydraulikpumpe 61 Öl mit einer Verdrängung entsprechend der Größe des Schwenkwinkels θ in einer Auslassrichtung entsprechend der Schwenkrichtung F (oder B), um die Fahrmotoren 6 und 6 mit einer freien Drehzahl normal oder umgekehrt zu drehen.
Der Betrieb und die Wirkungen der zuvor genannten Ausführungsform werden in Punkten aufgelistet. Es wird angemerkt, dass der Betrieb und die Wirkungen, die zuvor erläutert sind, mit Ausnahme von gewissen Notwendigem weggelassen werden, um eine wiederholte Erläuterung zu vermeiden.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird, wenn der Ausleger 5A, der Arm 5B und die Schaufel 5C abgesenkt werden, hydraulische Energie basierend auf dem Arbeitsmaschineneigengewicht W als hydraulische Energie in dem Druckspeicher 10 gespeichert und als elektrische Energie in der Speicherbatterie 33 gespeichert. Darüber hinaus wird gemäß der zuvor genannten ersten Ausführungsform Energie zurückgewonnen, die bisher frei war. Die zurückgewonnene Energie wird wieder verwendet, wenn einer oder beide oder mehrere des Auslegers 5A, des Arms 5B und der Schaufel 5C angehoben werden (eine sogenannte „Energieregenerierung" tritt auf). Im Übrigen ist, da die Maschine als das Beispiel der Schaufellader ist, deren Aushubbetriebsmodus ein wiederholter Vorgang von Anheben zu Absenken und Absenken zu Anheben des Auslegers 5A, des Arms 5B und der Schaufel 5C. Das heißt, bei dem Aushubbetrieb treten die Rückgewinnung und Wiederverwendung wechselweise auf, und daher kann die Regenerierung von Energie ohne Verlust durchgeführt werden. Die Einzelheiten davon sind wie folgt.

(A) Regenerierung von hydraulischer Energie, die in dem Druckspeicher 10 gespeichert ist. Das Pumpendrehmoment ist proportional zu dem Differenzdruck (Auslassdruck – Saugdruck) zwischen dem Auslassdruck und dem Saugdruck. Der „Saugdruck" entspricht hier dem Druck, der in dem Druckspeicher 10 gespeichert ist, und daher kann das Pumpendrehmoment durch den Innendruck in dem Druckspeicher 10 zum Zeitpunkt des Anhebens reduziert werden. Das heißt, der Ausgleich wird entsprechend dem Drehmomentwiderstand (mechanisch gesagt, „Festigkeit") der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 und der Elektromotoren M erzeugt, und darüber hinaus können der Motor 3 und dergleichen im Abtrieb reduziert werden (in der Größe reduziert).
(B) Regenerierung (das heißt „Abgeben") von elektrischer Energie, die in der Speicherbatterie 33 gespeichert ist. Die Spannung V2 in der Speicherbatterie 33, die zu der Zeit des Absenkens gespeichert wird, ist höher als die Spannung V1 von dem Generator G (V2 > V1). Dementsprechend gibt zu Beginn des Anhebens im Falle des Anhebens der Speicher 33 elektrischen Strom ab, um die Elektromotoren M anzutreiben. Während die Spannung durch Abgeben von elektrischem Strom von der Spannung V2 auf die Spannung V1 gesenkt wird, erzeugt der Generator G nur die Spannung V1, und dessen Strom fließt nicht. Mit anderen Worten läuft während dieser Zeit der Motor 3 ohne eine Belastung in Bezug auf das Anheben des Auslegers 5A, des Arms 5B und der Schaufel 5C. Ferner bedeutet der Beginn des Anhebens die Zeit des Startens, bei welcher ein hohes Drehmoment (hoher Strom) für die Elektromotoren M erforderlich ist. Das heißt, der Generator G (das heißt, der Motor 3) bringt den Bereich des mittleren/niedrigen Drehmoments (mittlerer/niedriger Strom) des Elektromotors M nach oder fast bei der Beendigung des Startens. Dementsprechend kann nicht nur der Generator G, sondern auch der Motor 3 und dergleichen im Abtrieb reduziert werden (das heißt, in der Größe reduziert).
(C) Herkömmlich wird durch Vorsehen eines zusätzlichen Gegendruckventils für ein Stellglied (Hydraulikzylinder, Hydraulikmotor), welches das Arbeitsmaschineneigengewicht W und die Trägheitskraft aufnimmt, ein Wegziehen infolge des Arbeitsmaschineneigengewichts W und der Trägheitskraft verhindert. Wie allgemein bekannt, ist das Gegendruckventil ein Ventil, welches ermöglicht, das Stellglied zu betreiben, wenn der Gegendruck des Stellgliedes höher als der Öldruck basierend auf dem Arbeitsmaschineneigengewicht W und der Trägheitskraft ist. In der zuvor genannten ersten Ausführungsform kann jedoch, da die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 ihrerseits selbst die Strömung des Öls resultierend aus dem Wegziehen unterbrechen können, die Absenkgeschwindigkeit nur durch die Steuerung der Drehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 gesteuert werden, ohne zusätzlich das Gegendruckventil vorzusehen, wodurch kein Wegziehen auftritt (jedoch ist in dieser ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, der maximale Betriebsdruck des Druckspeichers 10 veränderbar gestaltet, wodurch die Absenkgeschwindigkeit gesteuert wird). Darüber hinaus ist die für das Gegendruckventil erforderliche Drucksteuerung derart, dass „der Gegendruck des Stellgliedes höher als der Öldruck basierend auf dem Arbeitsmaschineneigengewicht W und der Trägheitskraft" gestaltet ist", unnötig, und dementsprechend kann ein Verlust von hydraulischer Energie reduziert werden. Selbstverständlich wird dementsprechend ein wirtschaftlicher Effekt beachtlich erzeugt, da das Gegendruckventil nicht erforderlich ist.
(D) Wenn Informationen über den Öldruck gleich oder höher als der zuvor gespeicherte äquivalente Ausgleichsdruck von 32 MPa (ungefähr gleich 325 kg/cm² oder höher) von den ersten Öldruckdetektoren 13a oder den zweiten Öldruckdetektoren 13b während des Schwenkens der Betätigungshebel 21 empfangen werden, gibt die Steuereinrichtung 20 das Schaltsignal auf einen Zustand „Halten", der in dem zuvor genannten (b) erläutert ist, an die betreffenden Wechselrichter 32 unabhängig von den manipulierten Variablen (Schwenkwinkel θ) der Betätigungshebel 21 ab. Daher wird, während die Betätigungshebel 21 betrieben werden, kein Druckverlust erzeugt oder kann ignoriert werden. Mit anderen Worten wird die Wirtschaftlichkeit des Motors 3 verbessert, und die Temperatur des Öls steigt nicht mehr einfach an, wodurch die Maschine als das Beispiel mit einer geringen Ölmenge betrieben werden kann.
(D1) Kein Druckverlust wird während des Betriebs der Betätigungshebel 21 erzeugt. Das heißt, wenn zum Beispiel ein Kranfahrzeug oder dergleichen, in welchem ein Druckverlust selten auftritt, als die Maschine als das Beispiel verwendet wird, können die beiden Öldruckdetektoren 13a und 13b und die Steuerprogrammbeziehung in der Steuereinrichtung 20 betreffend die beiden Öldruckdetektoren 13a und 13b entfernt werden. Im Übrigen bedeutet die Steuerprogrammbeziehung das Streichen von „der äquivalente Ausgleichsdruck von 32 MPa 325 kg/cm²)" aus dem Speicher, das Streichen des Vergleichs des äquivalenten Ausgleichsdrucks von 32 MPa (≒ 325 kg/cm²) und der Öldruckinformation von den ersten und zweiten Öldruckdetektoren 13a und 13b und der Abgabe des Schaltsignals zu „dem Halten" an die Wechselrichter 32 basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs, und dergleichen.
(D2) Ferner können auch in der Maschine als das Beispiel die beiden Öldruckdetektoren 13a und 13b und die Steuerprogrammbeziehung in der Steuereinrichtung 20 entfernt werden. In diesem Falle können die Sicherheitsventile 11S und 11L als Ausgleichsventile dienen. Selbstverständlich können in diesem Falle die Ausgleichsventile mit Drücken geringer als die festgelegten Drücke der Sicherheitsventile 11S und 11L jeweils parallel zu den Sicherheitsventilen 11S und 11L vorgesehen sein.
(D3) Ferner kann die Ausgleichsdruckfunktion nur durch das Steuerprogramm in der Steuereinrichtung 20 oder die Wechselrichter 32 ohne die ersten und zweiten Öldruckdetektoren 13a und 13b erreicht werden. Mit anderen Worten wird empfohlen, dass die Antriebsdrehmomente der Elektromotoren M, die jeweils gleich dem Produktwert der vorbestimmten Ausgleichsdrücke für die Passagen 81 und 82 und der Summe der jeweiligen Verdrängungen pro Umdrehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 sind, die maximalen Antriebsdrehmomente sind. Das heißt, wenn die Antriebsdrehmomente der Elektromotoren M die maximalen Antriebsdrehmomente erreichen, stoppen die Steuereinrichtung 20 oder die Wechselrichter 32 die Elektromotoren M. Auf diese Weise tritt, selbst wenn der Ausgleichsdruck in den Passagen 81 und 82 auftreten soll, der Ausgleichsdruck nicht auf, da die Elektromotoren M gestoppt sind. Im Übrigen wird bei diesem Ereignis empfohlen, zusätzlich einen Melder vorzusehen, welcher einen Alarm gibt oder ein Leuchtzeichen darstellt und den Fahrer an der Außenseite informiert, dass der momentane Zustand in einem Zustand gerade vor dem Auftreten des Ausgleichsdrucks ist. Im Übrigen erfüllt dieses Programm zum Verhindern des Auftretens des Ausgleichsdruckes seine Funktion nur während der Drehung der Elektromotoren M. Daher kann die Ausgleichssteuerung während des Stoppens der Elektromotoren M durch die Sicherheitsventile 11S und 11L durchgeführt werden. Im Übrigen kann, da die Maximalwerte der Antriebsdrehmomente der Elektromotoren M frei festgelegt werden können, das heißt, veränderbar sind, auch die variable Ausgleichssteuerung leicht, flexibel und wirtschaftlich durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der Ausgleichsdruck nur durch das Steuerprogramm festgelegt werden, und daher ist es möglich, die Passagen 81 auf einen dafür geeigneten ersten Ausgleichsdruck festzulegen und die Passagen 82 auf einen dafür geeigneten zweiten Ausgleichsdruck mit einem von dem ersten Ausgleichsdruck abweichenden Wert festzulegen. Natürlich können entweder einer oder beide der ersten und zweiten Ausgleichsdrücke variabel gestaltet werden. Die einzelne Steuerung für die ersten und zweiten Ausgleichsdrücke ist auch flexibel, wodurch die Flexibilität erhöht wird, dass diese Ausführungsform die unbekannte zukünftige Konfiguration und Verwendung der Maschine bewältigen kann.

Eine zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 3 und 4 erläutert. Es wird angemerkt, dass die Erläuterung mit besonderem Nachdruck auf Punkte gegeben wird, die sich von der zuvor genannten ersten Ausführungsform unterscheiden.
Eine Maschine als ein Beispiel, die mit einer zweiten Ausführungsform in 4 ausgerüstet ist, ist ein Tieflöffelbagger in 3, welcher sich von dem Schaufellader unterscheidet, der mit der zuvor genannten ersten Ausführungsform ausgerüstet ist. In der zweiten Ausführungsform sind die Ein/Aus-Ventile 9B und 9C entfernt, die zwischen den Ölpassagen 84 und 85 in 2 in der zuvor genannten ersten Ausführungsform vorgesehen sind, und stattdessen ist, wie in einen Rahmen gezeigt, der von einer Strichpunktlinie in 4 umschlossen wird, jedes Ein/Aus-Ventil 9 (9B, 9B, 9C, 9C) in der Ölpassage 81 und der Ölpassage 82 des Antriebshydraulikkreises jedes der Hydraulikzylinder 7B und 7C vorgesehen. Ausführlicher ist das eine Ein/Aus-Ventil (9B, 9C) an der Seite der ersten Hydraulikpumpe P1 des ersten Rückschlagventils 12S in jeder Ölpassage 81 vorgesehen, und das eine Ein/Aus-Ventil (9B, 9C) ist an der Seite der zweiten Hydraulikpumpe P2 des zweiten Rückschlagventils 12L in jeder Ölpassage 82 vorgesehen. Der Grund, warum sie so vorgesehen sind (das heißt, Betrieb und Wirkungen) ist wie folgt.
Wie in 3 gezeigt, ist ein Basisendabschnitt des Arms 5B der Tieflöffelbaggers als die Maschine als das Beispiel mit dem vorderen Ende des Auslegers 5A durch einen horizontalen Bolzen (Bolzen in einer Vertikalrichtung in der Zeichnung) gekuppelt, und der Arm 5B führt einen abwechselnden Schwenkvorgang in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen (Richtungen nach rechts und links in der Zeichnung) in Bezug auf eine senkrechte Linie Z durch, die durch die Mitte des Bolzens hindurch verläuft. Das heißt, wenn der Arm 5B an der Vorderseite (an der linken Seite in der Zeichnung) der senkrechten Linie Z liegt, wirkt das Arbeitsmaschineneigengewicht W (W = WB + w in diesem Falle) in der Ausfahrrichtung (Richtung, die durch einen Pfeil A mit Volllinie gezeigt ist) des Armzylinders 7B. Andererseits wirkt, obwohl nicht gezeigt, wenn der Arm 5B an der Rückseite (an der rechten Seite in der Zeichnung) der senkrechten Linie Z liegt, das Arbeitsmaschineneigengewicht W (= WB + w) in der Einfahrrichtung (Richtung, die durch einen Pfeil B mit gestrichelter Linie gezeigt ist) des Armzylinders 7B. Im Übrigen ist dieser wechselweise Schwenkvorgang auch bei der Schaufel 5C derselbe, deren Basisendabschnitt mit dem vorderen Ende des Armes 5B durch einen horizontalen Bolzen (Bolzen in einer Vertikalrichtung in der Zeichnung) gekuppelt ist und welcher den abwechselnden Schwenkvorgang in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen (Richtungen nach rechts und links in der Zeichnung) in Bezug auf die senkrechte Linie Z durchführt, die durch die Mitte des Bolzens hindurch verläuft. Dementsprechend ist die Schaufel 5C so zu betrachten, wie in der Erläuterung des Arms 5B ausgeführt wurde, und ihre wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
Insbesondere wirkt, wenn in dem Armzylinder 7B des Tieflöffelbaggers das Ein/Aus-Ventil 9B zwischen den Ölpassagen 84 und 85 wie in der zuvor genannten ersten Ausführungsform vorgesehen ist, das Arbeitsmaschineneigengewicht W derart, dass der Armzylinder 7B in der Richtung, die durch den in 4 gezeigten Pfeil A mit Volllinie gezeigt ist, ausgefahren werden kann, wenn der Arm 5B an der Vorderseite der senkrechten Linie Z liegt. Das heißt, es dient zum Führen von Öl in der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S über die Ölpassage 81, die erste Hydraulikpumpe P1 und die Ölpassage 82 in dieser Reihenfolge zu der zweiten Hydraulikkammer 7L, damit der Armzylinder 7B ausgefahren werden kann.
Da das „(Volumen der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S) < (Volumen der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L)" hier hält, wird das Öl in der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L knapp und beabsichtigt, sich zu der Unterdruckseite zu verlagern, jedoch öffnet zu dieser Zeit das zweite Rückschlagventil 12L und führt Drucköl in dem Druckspeicher 10 zu der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L, um die Fehlmenge an Öl auszugleichen, wodurch die Verlagerung zu der Unterdruckseite zurückgehalten wird. Genauer gesagt fahren, wenn die jeweiligen Ein/Aus-Ventile 9B und 9C zwischen den Ölpassagen 84 und 85 wie in der zuvor genannten ersten Ausführungsform in dem Armzylinder 7B und dem Schaufelzylinder 7C des Tieflöffelbaggers vorgesehen sind und der Arm 5B und die Schaufel 5C an den Vorderseiten der senkrechten Linien Z liegen, der Armzylinder 7B und der Schaufelzylinder 7C durch sich selbst aus, bis die Schwerpunkte des Arms 5B und der Schaufel 5C Positionen an den senkrechten Linien Z erreichen, wodurch sie nicht in feststehenden Positionen an den Vorderseiten der senkrechten Linien Z gehalten werden können (ein sogenanntes „natürliches Absenken des Armes 5B und der Schaufel 5C" tritt auf).
Im Übrigen liegt der Arm 5B und/oder die Schaufel 5C an der Rückseite der senkrechten Linie Z, und das Arbeitsmaschineneigengewicht W wirkt in der Einfahrrichtung (Richtung, die durch den Pfeil B mit gestrichelter Linie gezeigt ist) des Armzylinders 7B und/oder des Schaufelzylinders 7C, jedoch fährt in diesem Falle, selbst wenn die Ein/Aus-Ventile 9B und 9C zwischen den Ölpassagen 84 und 85 wie in der zuvor genannten ersten Ausführungsform vorgesehen sind, der Armzylinder 7B und/oder der Schaufelzylinder 7C nicht ein, da es keinen Platz gibt, wo das Öl in der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L einströmen kann, und demzufolge können der Arm 5B und/oder die Schaufel 5C in einer feststehenden Position an der Rückseite der senkrechten Linie Z gehalten werden. Mit anderen Worten, wenn der Arm 5B und/oder die Schaufel 5C an der Rückseite der senkrechten Linie Z liegen, tritt das sogenannte „natürliche Absenken des Arms 5B und der Schaufel 5C" niemals auf.
Eine ergänzende Erläuterung gebend, wirkt in dem Auslegerzylinder 7A in der zweiten Ausführungsform und allen Hydraulikzylindern 7 (7A, 7B und 7C) des Schaufelladers in der ersten Ausführungsform das Arbeitsmaschineneigengewicht W nur in der Einfahrrichtung jedes dieser Hydraulikzylinder 7. Darüber hinaus fahren sie in diesem Falle nicht ein, selbst wenn sie einzufahren beabsichtigen, da es keinen Platz gibt, wo das erforderliche Öl in den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L für das Einfahren einströmt. Dementsprechend sind das Ein/Aus-Ventil 9A in der zweiten Ausführungsform und alle Ein/Aus-Ventile 9 (9A, 9B und 9C) in der zuvor genannten ersten Ausführungsform zwischen den beiden Ölpassagen 84 und 85 vorgesehen.
Selbstverständlich ist es möglich, die Ein/Aus-Ventile 9 des Auslegerzylinders 7A in der zweiten Ausführungsform und alle Hydraulikzylinder 7 des Schaufelladers in derselben Weise wie die Ein/Aus-Ventile 9 des Armzylinders 7B und des Schaufelzylinders 7C in der zweiten Ausführungsform vorzusehen. Wenn die Ein/Aus-Ventile 9 (9A-9A, 9B-9B, 9C-9C) derart vorgesehen sind, erhöht sich die Steuerungsflexibilität für die Ein/Aus-Ventile 9, und daher können verschiedene Betriebsmodi mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchgeführt werden.
Der Betrieb und die Wirkungen der zuvor genannten zweiten Ausführungsform werden erläutert. Bei dem Schaufellader, der mit der ersten Ausführungsform ausgerüstet ist, tritt eine Ladung von elektrischem Strom an die Speicherbatterie 33 durch den Umkehrantrieb der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 basierend auf einem Arbeitsmaschineneigengewicht W nur zu der Zeit des „Absenkens" aller Hydraulikzylinder 7 auf, wie oben beschrieben ist. Bei dem Tieflöffelbagger in der zuvor genannten zweiten Ausführungsform tritt jedoch der Umkehrantrieb der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 basierend auf dem Arbeitsmaschineneigengewicht W nur zu der Zeit des „Absenkens" in dem Falle des Auslegers 5C auf, um die Regenerierung von Energie durch Aufladen der Speicherbatterie 33 wie bei der Erläuterung in (d) in der ersten Ausführungsform zu bewirken, während im Falle des Arms 5B und der Schaufel 5C Energie durch Aufladen der Speicherbatterie 33 nicht nur zu der Zeit des „Absenkens" regeneriert wird, sondern auch zu der Zeit des „Anhebens". Die Einzelheiten davon sind wie folgt.
Im Übrigen sind die jeweiligen Aktionen des Fahrwerks 1, des Aufbaus 2 und der Arbeitsmaschine 5 basierend auf den jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsschwenkungen F und B der Betätigungshebel 21 des Tieflöffelbaggers dieselben wie die des Schaufelladers, jedoch unterscheiden sich die Links- und Rechtsschwenkungen L und R des linken und rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebels 21WL und 21WR von denen des Schaufelladers wie folgt. Das heißt, der linke Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WL führt einen Armaushub (Armabsenken durch das Ausfahren des Armzylinders 7B) durch das Rechtsschwenken R und ein Armkippen (Armanheben durch das Einfahren des Armzylinders 7B) durch das Linksschwenken L durch, und andererseits führt der rechte Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR ein Schaufelkippen (Aufwärtsdrehung der Schaufel durch das Einfahren des Schaufelzylinders 7C) durch das Rechtsschwenken R und einen Schaufelaushub (Abwärtsdrehung der Schaufel durch das Ausfahren des Schaufelzylinders 7C) durch das Linksschwenken L durch.
Insbesondere tritt, wenn der Fahrer das Rechtsschwenken R an dem linken Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WL einstellt, wenn der Arm 5B an der Vorderseite der senkrechten Linie Z liegt, das Ausfahren des Armzylinders 7B (das heißt, „Absenken" des Arms 5B) durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W auf, und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 des Armzylinderantriebshydraulikkreises werden umgekehrt angetrieben, um den Elektromotor MB umgekehrt anzutreiben, wodurch der Elektromotor MB elektrischen Strom erzeugt und seine elektromotorische Kraft in die Speicherbatterie 33 geladen wird.
Andererseits tritt, wenn der Fahrer das Linksschwenken L an dem linken Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WL einstellt, wenn der Arm 5B an der Rückseite der senkrechten Linie Z liegt, das Einfahren des Armzylinders 7B (das heißt, „Anheben" des Arms 5B) durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W auf, und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 des Armzylinderantriebshydraulikkreises werden umgekehrt angetrieben, um den Elektromotor MB umgekehrt anzutreiben, wodurch der Elektromotor MB elektrischen Strom erzeugt und seine elektromotorische Kraft in die Speicherbatterie 33 geladen wird.
Gleichermaßen tritt, wenn der Fahrer das Linksschwenken L an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR einstellt, wenn die Schaufel 5C an der Vorderseite der senkrechten Linie Z liegt, das Ausfahren des Schaufelzylinders 7C (das heißt, „Abwärtsdrehung" der Schaufel 5C) durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W auf, und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 des Schaufelzylinderantriebshydraulikkreises werden umgekehrt angetrieben, um den Elektromotor MC umgekehrt anzutreiben, wodurch der Elektromotor MC elektrischen Strom erzeugt und seine elektromotorische Kraft in die Speicherbatterie 33 geladen wird.
Andererseits tritt, wenn der Fahrer das Rechtsschwenken R an dem rechten Arbeitsmaschinenbetätigungshebel 21WR einstellt, wenn die Schaufel 5C an der Rückseite der senkrechten Linie Z liegt, das Einfahren des Schaufelzylinders 7C (das heißt, „Aufwärtsdrehung" der Schaufel 5C) durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W auf, und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 des Schaufelzylinderantriebshydraulikkreises werden umgekehrt angetrieben, um den Elektromotor MC umgekehrt anzutreiben, wodurch der Elektromotor MC elektrischen Strom erzeugt und seine elektromotorische Kraft in die Speicherbatterie 33 geladen wird.
Im Übrigen werden, wenn eine Belastung, wie ein Stein oder dergleichen, entsprechend der Kraft mit einer Größe, die das Arbeitsmaschineneigengewicht W überschreitet, zum Beispiel auf die Schaufel 5C bei dem zuvor genannten Absenken basierend auf dem Arbeitsmaschineneigengewicht W des Auslegers 5A und dem Anheben und Absenken basierend auf den Arbeitsmaschineneigengewichten W des Arms 5B und der Schaufel 5C ausgeübt wird, wie bei dem in der zuvor genannten ersten Ausführungsform erläuterten (c) „das Absenken des Auslegers, das Anheben und Absenken des Arms und der Schaufel, die durch elektrisches Antreiben der Elektromotoren MA, MB und MC durchgeführt werden" durchgeführt, und die Elektromotoren MA, MB und MC werden automatisch in den Aushubbetrieb mit entweder der Speicherbatterie 33 oder dem Generator G als eine Energiequelle geschaltet.
Andere Ausführungsformen werden anhand der Erläuterung unten aufgelistet.

(1) In den zuvor genannten Ausführungsformen wird die Steuerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W jedes der Hydraulikzylinder 7 durch Änderung des maximalen Betriebsdrucks des Druckspeichers 10 durchgeführt, jedoch kann stattdessen die gleiche Geschwindigkeitssteuerung zum Beispiel in der folgenden Weise durchgeführt werden.
(1-1) Während des Betriebs jedes der Hydraulikzylinder 7 durch das Arbeitsmaschineneigengewicht W ist es möglich, dass der Wechselrichter 32 die Anschlüsse der Statorwicklung des Elektromotors M über einen veränderlichen Widerstand durch einen Befehlsstrom von der Steuereinrichtung 20 automatisch miteinander verbinden kann und den Widerstand des veränderlichen Widerstandes mit einer Erhöhung des Befehlsstroms reduziert, um dadurch die Steuerung für eine Reduzierung der umgekehrten Drehzahl des Elektromotors M durchzuführen, um die Arbeitsgeschwindigkeit zu steuern.
(1-2) Es ist möglich, dass Bremsen in den Abtriebsdrehwellen der Elektromotoren M oder den Antriebsdrehwellen der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 vorgesehen sind, und dass der Fahrer die Bremsen steuert. Jedoch ist, da das Abbremsen mit den Bremsen einen Wärmeerzeugungsverlust bewirkt, im Hinblick auf diesen Wärmeverlust eine geringe Reduzierung der Effizienz in Bezug auf die Energieregenerierung unumgänglich.
(2) Obwohl in den zuvor genannten Ausführungsformen die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 von einem Konstanttyp sind, können sie Verstellpumpen sein. In diesem Falle brauchen die Wechselrichter 32 die Elektromotoren M nur normal und umgekehrt drehen. In diesem Falle hat die Steuereinrichtung 20 die Verdrängungen der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 zu steuern.

Darüber hinaus ist es erwünscht, dass die beiden zuvor genannten Hydraulikverstellpumpen P1 und P2 von einem Normal/Umkehrwechseltyp sind, um den Wechsel zwischen einer Auslassöffnung und einer Saugöffnung zu ermöglichen. In diesem Falle müssen die Wechselrichter 32 die Elektromotoren M nur entweder normal drehen oder umgekehrt drehen, und die Steuereinrichtung 20 führt den Wechsel zwischen der Auslassöffnung und der Saugöffnung jeder der Hydraulikverstellpumpen P1 und P2 und eine Änderung der Pumpenverdrängung durch.
Ferner ist es erwünscht, wie in 5 gezeigt, dass Kolbenpumpen des Typs mit schrägliegender Welle als die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 verwendet werden, dass die Elektromotoren M von einem Typ der doppelseitigen Abtriebswelle sind, und dass die erste Pumpe P1 mit einer der doppelseitigen Abtriebswelle verbunden ist und die zweite Hydraulikpumpe P2 mit der anderen davon verbunden ist.
Es gibt verschiedene Typen von Hydraulikpumpen, wie einen Zahnradtyp, einen Flügeltyp, einen Kolbentyp und dergleichen, jedoch ist ein Kolbentyp aus dem Gesichtspunkt einer Erhöhung des Auslassdrucks erwünscht. Darüber hinaus ist im Falle des Kolbentyps aus dem Gesichtspunkt des Widerstandes gegen hohe Drehzahlen und der Robustheit ein Typ der schrägliegenden Welle wünschenswerter als ein Taumelscheibentyp. Das heißt, wenn ein solcher Typ der schrägliegenden Welle verwendet wird, kann eine kleine Pumpe mit einem Elektromotor ohne einer Drehzahlreduziereinrichtung zwischen diesen direkt gekuppelt sein, selbst wenn der Strömungsbedarf groß ist. Im Übrigen können, da zwei der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 in den zuvor genannten Ausführungsformen verwendet werden, anders als bei den Pumpen des Taumelscheibentyps und der anderen Typen bei der Pumpe des Typs der schrägliegenden Welle keine zwei Pumpen des Typs der schrägliegenden Welle in Reihe mit jedem Elektromotor M verbunden werden, und daher sind die beiden Pumpen des Typs der schrägliegenden Welle jeweils mit der doppelseitigen Abtriebswelle des Elektromotors M verbunden. Auf diese Weise kann ein Elektromotor/Pumpenanordnungskörper vorgesehen sein, welcher durch Weglassen einer Drehzahlreduziereinrichtung eine Kompaktifizierung erreicht hat. Natürlich kann diese in einer Maschine, welche für die Reihenschaltung ungeeignet ist, ohne eine Zulassung zweckmäßig angeordnet werden.

(3) Obwohl die Hydraulikzylinder 7 in den zuvor genannten Ausführungsformen jeweils ein doppeltwirkender Zylinder des Einzelstangentyps sind, müssen sie nicht auf dieses Beispiel beschränkt sein, und sie können jeweils „ein Hydraulikzylinder, welcher in einer Kolbenstange feststehend vorgesehen ist, die nach außen vorsteht, und einen Kolben verschiebbar aufnimmt, dessen beide Enden unterschiedliche Druckaufnahmeflächen haben" sein. Insbesondere sind auch ein doppeltwirkender Zylinder des allgemein bekannten Doppelstangentyps (unter der Bedingung, dass die Außendurchmesser beider Stangen voneinander verschieden sind) und ein doppeltwirkender teleskopischer Hydraulikzylinder verwendbar, und entsprechend diesen Zylindern werden, ohne dass eine ausführliche Erläuterung benötigt wird, derselbe Betrieb und dieselbe Wirkung wie bei dem doppeltwirkenden Zylinder des Einzelstangentyps erzeugt.
(4) Obwohl die beiden ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 direkt mit der Abtriebswelle (umfassend die doppelseitige Abtriebswelle) jedes der Elektromotoren M gekuppelt sind (oder über die Drehzahlreduziereinrichtung (nicht gezeigt) direkt mit dieser gekuppelt sind), können die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 unabhängig und einzeln angetrieben angeordnet sein. Um in diesem Falle denselben Betrieb und dieselben Wirkungen wie bei den zuvor genannten Ausführungsformen zu erreichen, ist es jedoch notwendig, „den Antrieb so durchzuführen, dass die zweite Hydraulikpumpe P2 Öl in den Druckspeicher 10 saugt und dieses zu der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L auslässt, wenn die erste Hydraulikpumpe P1 Öl in die kopfseitige Druckaufnahmekammer 7S saugt und dieses zu der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L auslässt, und umgekehrt die zweite Hydraulikpumpe P2 Öl in die bodenseitige Druckaufnahmekammer 7L saugt und dieses zu dem Ölsumpf 10 auslässt, wenn die erste Hydraulikpumpe P1 das Öl in die bodenseitige Druckaufnahmekammer 7L saugt und dieses zu der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S auslässt".

6 ist eine Teilansicht des Antriebshydraulikkreises des Schaufelzylinders 7C in 2, und wie in der Darstellung gezeigt, wird empfohlen, wenn wenigstens einer der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 eine Kolbenpumpe ist, Ölsümpfe T1, welche Außenleckage von Öl aus der Kolbenpumpe auffangen, eine dritte Hydraulikpumpe P3, welche das Öl in die Ölsümpfe T1 saugt, und ein erstes Schaltventil T2 vorzusehen, welches das ausgelassene Öl von der dritten Hydraulikpumpe P3 wahlweise zu entweder dem Druckspeicher 10 oder den Ölsümpfen T1 führt (schaltet zwischen einer Position A1 und einer Position A2).
Zum Beispiel tritt bei den Pumpen des Zahnradtyps und des Flügeltyps eine innere Leckage von Öl auf, jedoch tritt bei der Kolbenpumpe eine Außenleckage auf. Dementsprechend ist es notwendig, Öl zurückzuführen, welches nach außen zu den Passagen 81 und 82 oder dem Druckspeicher 10 entwichen ist. Das Leckageöl kann zu jeder Niederdruckseite aus den Passagen 81 und 82 herausgelassen werden, jedoch in den zuvor genannten Ausführungsformen liegt an der Niederdruckseite auch Druck des Druckspeichers 10 an.
Im Übrigen ist es grundlegend erforderlich, dass die Kapazität des Druckspeichers 10 größer als eine Volumendifferenz zwischen der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S und der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L ist, jedoch muss tatsächlich in Anbetracht dessen, dass Wärme gekühlt wird, die in der Pumpe, dem Stellglied und so weiter während des Antriebs erzeugt wird, der Druckspeicher 10 erheblich groß sein. Daher sind die Ölsümpfe T1 und die dritte Hydraulikpumpe P3 vorgesehen, so dass das Äquivalent von Leckageöl zu den Passagen 81 und 82 oder dem Druckspeicher 10 zurückgeführt werden kann. Es wird angemerkt, dass das erste Schaltventil T2 derart vorgesehen ist, dass der Druck in dem Druckspeicher 10 nicht in die Ölsümpfe T1 unbedingt durch die Hinzufügung der Ölsümpfe T1 entweicht und umgekehrt kein Öl in den Druckspeicher 10 ohne Beschränkung durch die Hinzufügung der dritten Hydraulikpumpe P3 zugeführt wird. Das heißt, die dritte Hydraulikpumpe P3 ist mit dem Motor G verbunden und wird frei angetrieben. Zu diese Zeit ist das erste Schaltventil T2 in der Position A2. Anderenfalls, wenn die Passagen 81 und 82 oder der Druckspeicher 10 mit Öl aufgefüllt werden (in dieser Ausführungsform wird der Druckspeicher 10 mit Öl aufgefüllt), wird das erste Schaltventil T2 in die Position A1 geschaltet. Dann wird ausgelassenes Öl von der dritten Hydraulikpumpe P3 in den Druckspeicher 10 eingeführt. Im Übrigen kann das Schalten des ersten Schaltventils T2 rechtzeitig von dem Fahrer manuell betrieben werden, jedoch in dieser Ausführungsform wird basierend auf dem Betriebsprogramm, welches zuvor durch die Steuereinrichtung 20 gespeichert wird, ein Strom zum Schalten des ersten Schaltventils T2 in die Position A1 an ein Solenoid des ersten Schaltventils T2 periodisch, zum Beispiel für drei Sekunden zugeführt. Es wird angemerkt, dass, obwohl das Symbol und die Nummer T3 ein Ausgleichsventil zum Auslassen von Druck der dritten Hydraulikpumpe P3 ist, dieses entfernt werden kann, wenn die Auffüllmengensteuerung geregelt ist.
Im Übrigen können, wenn das Betriebsprogramm der Steuereinrichtung 20 anzeigt, dass der Antrieb der dritten Hydraulikpumpe P3 zu der Zeit der Einführung von Öl in die Ölsümpfe T1 des ersten Schaltventils T2 gestoppt ist, das erste Schaltventil T2 und das Ausgleichsventil T3 entfernt werden. Welches angewendet wird, kann aus der Spezifikation der gesamten Maschine bestimmt werden.

(7) Darüber hinaus sind in 6 die Sicherheitsventile 11S und 11L von einem Typ des variablen Solenoids (variable Ausgleichsventile). Ferner ist ein zweites Schaltventil T4 zum wahlweisen Ableiten von Abflussöl zu entweder dem Druckspeicher 10 oder den Ölsümpfen T1 (eine Position B1 oder eine Position B2) an der Abflussseite eines variablen Ausgleichsventils 11X vorgesehen.

Im Übrigen können, wenn beide der Sicherheitsventile 11S und 11L an der Seite des Druckspeichers 10 der Rückschlagventile 12S und 12L angeordnet sind, die beiden Sicherheitsventile 11S und 11L durch ein Sicherheitsventil 11 in den zuvor genannten Ausführungsformen, dieser Ausführungsform und anderen Ausführungsformen gestaltet werden. Dementsprechend sind nachfolgend die variablen Sicherheitsventile 11S und 11L als das variable Ausgleichsventil 11X definiert.
Zum Beispiel ist, wenn die Außenlufttemperatur beim Start des Betriebs einer Maschine –20°C ist, wenn sie kalt und in einem streng kalten Gebiet ist, das Öl in einem Kreislauf hochviskos, selbst wenn es einen hohen Viskositätsindex hat (zum Beispiel SAE10W-CD), und der Fahrer ist gezwungen, einen Warmlaufvorgang für eine lange Zeit durchzuführen, was eine ständige Beachtung erfordert. Jedoch steigt, wenn der festgelegte Ausgleichsdruck des variablen Ausgleichsventils 11X reduziert wird und das zweite Schaltventil T4 in die Position B2 geschaltet wird, um Öl an den Druckspeicher 10 abzulassen, die Temperatur des Betriebsöls durch den Ausgleichsverlust automatisch an (was Wärmeerzeugung ist), ohne die Hydraulikzylinder und die ersten und zweiten Hydraulikpumpen einer hohen Belastung auszusetzen. Daher kann durch Auswählen des festgelegten Ausgleichsdrucks die Warmlaufzeit verkürzt werden, und der zuvor genannte schwierige Vorgang, welcher eine ständige Beachtung benötigt, wird ausgeschlossen.
Darüber hinaus treten in dem Hydraulikkreis mitunter Kavitation und Luftaufnahme auf, wie oben erwähnt ist. Einmal erzeugte Blasen verursachen Nachteile, wie Lochfraß. Jedoch steigt, wenn der festgelegte Ausgleichsdruck des variablen Ausgleichsventils 11X reduziert wird und das zweite Schaltventil T4 in die Position B1 geschaltet wird, um das Öl in die Ölsümpfe T1 abzulassen, der Druck des Kreislaufs nicht an, wodurch, wenn die erste und zweite Hydraulikpumpe P1 und P2 Außenzahnradpumpen sind, eine Differenz zwischen einem Anstieg und einer Absenkung des eingeschlossenen Drucks in einem Eingriffsabschnitt der Zähne reduziert werden kann, und daher können Lochfraß und dergleichen in einer Zahnfläche verhindert werden. Im Übrigen werden, selbst wenn Abflussöl, das Blasen enthält, an den Druckspeicher 10 abgeleitet wird, die Blasen nicht an die Atmosphäre freigegeben, und daher entweichen die Blasen nicht leicht (oder entweichen nicht). Anderenfalls, wenn das Abflussöl, das Blasen enthält, an die Ölsümpfe T1 abgeleitet wird, werden die Blasen aus den Ölsümpfen T1 an die Atmosphäre freigegeben, und somit entweichen sie aus dem Öl.
Im Übrigen ist die leichteste Schaltsteuerung des zweiten Schaltventils T4 ein rechtzeitiger manueller Vorgang durch den Fahrer, jedoch wird in dieser Ausführungsform, wenn die Steuereinrichtung 20 eine Öltemperatur eingibt, welche speziell basierend auf dem zuvor gespeicherten Betriebsprogramm vorgesehen ist, und die Öltemperatur gleich oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur oder für einen vorbestimmten Zeitraum periodisch ist, ein Strom zum Schalten des zweiten Schaltventils T4 zwischen den Positionen B1 und B2 zu einem Solenoid des zweiten Schaltventils T4 geführt.

(8) Wie in 7 bis 9 und 10 bis 12 gezeigt, ist es möglich, ein drittes Schaltventil T5 vorzusehen, welches eine erste Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu dem Druckspeicher 10 führt, eine zweite Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen der ersten Hydraulikpumpe P1 und einem ersten Ein/Aus-Ventil 9S (welches 9B oder 9C in 4 entspricht) der Passage 81 führt, und eine dritte Öffnung aufweist, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 und einem zweiten Ein/Aus-Ventil 9L (welches 9B oder 9C in 4 entspricht) der zweiten Passage 82 führt, Öldruck Pa der Passage 81 als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der einen Endseite aufnimmt, andererseits Druck Pb der Passage 82 als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der anderen Endseite aufnimmt, und eine erste Position (die untere Position in der Zeichnung), welche ermöglicht, dass nur die erste und die zweite Öffnung an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pa < Pb", was in 7 gezeigt ist, eine zweite Position (die obere Position in der Zeichnung), welche ermöglicht, dass nur die erste und die dritte Öffnung an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pb < Pa", was in 8 gezeigt ist, und eine dritte Position (die mittlere Position in der Zeichnung) aufweist, welche ermöglicht, dass alle der ersten bis dritten Öffnung an der Innenseite voneinander getrennt werden können, wenn „Pa = Pb", was in 9 gezeigt ist.

Im Übrigen besteht der einzige Punkt des Unterschiedes zwischen 7 bis 9 und 10 bis 12 darin, dass in 7 bis 9 die Auslassöffnungen der Steuerdrücke Pa und Pb an den Zylinderseiten der ersten und zweiten Auslassventile 9S und 9L sind, während sie in 10 bis 12 an den Seiten der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 der ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L sind, und in jedem Falle können die folgende Funktion und der Betrieb und die Wirkungen erfüllt werden.
Insbesondere ist, wie in 7 bis 12 gezeigt, in der Passage an der Seite der ersten Hydraulikpumpe P1 des ersten Ein/Aus-Ventils 9S und der Passage an der Seite der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 des zweiten Ein/Aus-Ventils 9L kein Rückschlagventil, wie das erste oder zweite Rückschlagventil 12S oder 12L, vorgesehen. Selbst wenn ein solches Rückschlagventil nicht vorgesehen ist, wird Öldruck in dem Druckspeicher 10 zu der niederdruckseitigen Passage geführt, bis das dritte Schaltventil T5 den Zustand „Pa = Pb" erreicht, der in 9 und 11 gezeigt ist, selbst wenn die Drehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpe P1 und P2 gestoppt ist und die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L geschlossen sind, wie in 7 und 8, und 10 und 11 gezeigt ist.
Demzufolge sind Kavitation und Luftaufnahme schwer hervorzurufen, wenn die Drehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 begonnen wird.
Im Übrigen nehmen, wie in 7 bis 12 gezeigt, die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L jeweils darin ein Rückschlagventil auf, welches eine Ölströmung nur zu dem Zylinder 7 ermöglicht. Daher laufen in dieser Ausführungsform die Öldrücke der Passagen 81 und 82, wenn sie geschlossen sind, durch den zusammenwirkenden Betrieb der Rückschlagventile in den ersten und zweiten Ein/Aus-Ventilen 9S und 9L, der ersten und zweiten Rückschlagventile 12S und 12L und des dritten Schaltventils T5 in Druck zusammen, der in dem Druckspeicher 10 gespeichert wird.

(9) Gemäß den Konfigurationen beider Ausführungsformen in 7 bis 9 und 10 bis 12 kann die folgende geeignete Steuerung durchgeführt werden. Ein Beispiel der geeigneten Steuerung wird unter Verwendung der Konfiguration der Ausführungsform in 10 bis 12 und mit Bezug auf 17 bis 29 erläutert. Es wird angemerkt, dass im Voraus der Erläuterung die Funktion des dritten Schaltventils T5 in der Konfiguration der Ausführungsform im Voraus mit Bezug auf 13 bis 16 erläutert wird.

13 zeigt einen Fall, wo der Zylinder 7 gegen eine äußere Belastung t ausgefahren ist, 14 zeigt einen Fall, wo der Zylinder 7 durch die äußere Belastung t ausgefahren ist, 15 zeigt einen Fall, wo der Zylinder 7 gegen die äußere Belastung t eingefahren ist, und 16 zeigt einen Fall, wo der Zylinder 7 durch die äußere Belastung t eingefahren ist.
In dem Fall von 13 öffnet die Steuereinrichtung 20 das erste Ein/Aus-Ventil 9S und dreht die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2, um Drucköl über das Rückschlagventil in dem zweiten Ein/Aus-Ventil 9L zu der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L zu führen. In diesem Falle wird „PS < PL" erreicht, und daher wird das dritte Schaltventil T5 in die untere Position geschaltet, um zu ermöglichen, dass die kopfseitige Druckaufnahmekammer 7S und der Druckspeicher 10 miteinander kommunizieren, was zu „PS = Pa = gespeicherter Druck" führt. Dementsprechend wird der Zylinder 7 mit einer gerade ausreichenden Ölmenge ausgefahren.
In dem Fall von 14 öffnet die Steuereinrichtung 20 das erste Ein/Aus-Ventil 9S und dreht die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2, um Drucköl über das Rückschlagventil in dem zweiten Ein/Aus-Ventil 9L zu der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L zu führen, jedoch wird in diesem Fall „PS > PL" erreicht, und daher wird das dritte Schaltventil T5 in die obere Position geschaltet, um zu ermöglichen, dass die bodenseitige Druckaufnahmekammer 7L und der Druckspeicher 10 miteinander kommunizieren, was zu „PL = Pb = gespeicherter Druck" führt. Dementsprechend wird der Zylinder 7 mit einer gerade ausreichenden Ölmenge ausgefahren.
In dem Fall von 15 öffnet die Steuereinrichtung 20 das zweite Ein/Aus-Ventil 9L und dreht die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2, um Drucköl über das Rückschlagventil in dem ersten Ein/Aus-Ventil 9S zu der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S zu führen, und in diesem Fall wird „PS > PL" erreicht, wodurch das dritte Schaltventil T5 in die obere Position geschaltet wird, um zu ermöglichen, dass die bodenseitige Druckaufnahmekammer 7L und der Druckspeicher 10 miteinander kommunizieren, was zu „PL = Pb = gespeicherter Druck" führt. Dementsprechend wird der Zylinder 7 mit einer gerade ausreichenden Ölmenge eingefahren.
In dem Fall von 16 öffnet die Steuereinrichtung 20 das zweite Ein/Aus-Ventil 9L und dreht die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2, um Drucköl über das Rückschlagventil in dem ersten Ein/Aus-Ventil 9S zu der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S zu führen, und in diesem Fall wird „PL > PS" erreicht, wodurch das dritte Schaltventil T5 in die untere Position geschaltet wird, um zu ermöglichen, dass die bodenseitige Druckaufnahmekammer 7L und der Druckspeicher 10 miteinander kommunizieren, was zu „PL = Pa = gespeicherter Druck" führt. Dementsprechend wird der Zylinder 7 mit einer gerade ausreichenden Ölmenge eingefahren.
Das heißt, das dritte Schaltventil T5 ermöglicht, dass die niederdruckseitige Passage, in welcher Kavitation und Luftaufnahme auftreten können, mit dem Druckspeicher 10 kommuniziert, um die niederdruckseitige Passage auf dem gespeicherten Druck zu halten, und hat dadurch die Funktion der Verhinderung von Kavitation und Luftaufnahme. Es wird angemerkt, dass diese Funktion für das dritte Schaltventil T5 in der Konfiguration der Ausführungsform in 7 bis 9 besteht.
Die Erläuterung wird zu dem geeigneten Steuerungsbeispiel zurückgeführt. Dieses Steuerungsbeispiel ist wie in 17 bis 20 gezeigt. 17 bis 20 zeigen das geeignete Steuerungsbeispiel der Steuereinrichtung 20, wenn der Zylinder 7 durch Schwenken des Betätigungshebels 21 nach vorn (18 bis 20) aus einem Neutralzustand (17) in Bezug auf den Zylinder 7 eingefahren wird, welcher die äußere Belastung t in der Einfahrrichtung aufnimmt. Die Einzelheiten davon sind wie folgt.
17 zeigt den Neutralzustand des Betätigungshebels 21. Bei diesem Ereignis werden die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L durch die Steuereinrichtung 20 geschlossen. Im Übrigen nimmt, obwohl erwähnt ist, dass sie „geschlossen" sind, wie oben beschrieben ist und wie in 2 und 4 gezeigt ist, jede geschlossene Position darin ein Rückschlagventil auf, um die Ölströmung nur in Richtung zu dem Zylinder zu ermöglichen, und daher sind sie für die Ölströmung in Richtung zu dem Zylinder immer offen. „PL > PS" hält hier, und das dritte Schaltventil T5 wird aus dem zuvor genannten Zustand in 10 oder 11 in den zuvor genannten Zustand (Pa = Pb) in 12 gebracht, was zu „PS = Pb = Pa = gespeicherter Druck" führt.
Dann dreht, wenn der Betätigungshebel 21 nach vorn geschwenkt wird, die Steuereinrichtung 20, wie in 18 und 19 gezeigt, nur den Elektromotor M in der Ausfahrrichtung des Zylinders 7, während die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L geschlossen sind. Infolgedessen öffnet, wenn der Druck der Passage 82 überall der Öldruck PS ist oder zu der geeigneten Zeit von der Steuereinrichtung 20 beurteilt wird, die Steuereinrichtung 20, wie in 20 gezeigt, das zweite Ein/Aus-Ventil 9L und dreht den Elektromotor M umgekehrt in der Einfahrrichtung des Zylinders 7. Somit wird der Zylinder 7 eingefahren.
Der Grund der Eignung des zuvor genannten geeigneten Steuerungsbeispiels wird mit Bezug auf 21 bis 24 erläutert. In dem zuvor genannten Steuerungsbeispiel wird mit Bezug auf den Zylinder 7, welcher die äußere Belastung t in der Einfahrrichtung aufnimmt, der Betätigungshebel 21 aus seinem Neutralzustand (17) nach vorn geschwenkt (18 bis 20), und wenn der Zylinder 7 eingefahren wird, führt trotz des Vorwärtsschwenkens des Betätigungshebels 21 die Steuereinrichtung 20 temporär Öldruck in der Ausfahrrichtung des Zylinders 7 für einen Zeitraum zu, was in 18 und 19 gezeigt ist.
Beispiele der üblichen Steuerung, bei welcher eine solche temporäre Ölzuführung in der Ausfahrrichtung des Zylinders 7 ausgeschlossen ist, sind ein erstes und ein zweites Beispiel, die unten beschrieben sind.
21 und 22 zeigen das erste Beispiel und einen Fall, wo das zweite Ein/Aus-Ventil 9L zuerst geöffnet wird (21) und dann der Elektromotor M in der Einfahrrichtung des Zylinders gedreht wird (22). Andererseits zeigen 23 und 24 das zweite Beispiel und einen Fall, wo der Elektromotor M zuerst in der Einfahrrichtung des Zylinders gedreht wird (23) und dann das zweite Ein/Aus-Ventil 9L geöffnet wird (24).
In dem ersten Beispiel treibt, wenn das zweite Ein/Aus-Ventil 9L geöffnet ist, der Öldruck in der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 71 umgekehrt die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 an, wodurch der Zylinder 7 das Einfahren durch sich selbst fortführt (21). Daher ist es, um dies unter Kontrolle zu bringen, notwendig, den Elektromotor M in der Einfahrrichtung des Zylinders schnell zu drehen (22). Das heißt, in dem ersten Beispiel zeigt die Tatsache, dass der Zylinder 7 das Einfahren durch sich selbst fortführt, eine perfekte zufrieden stellende Steuerung aus dem Gesichtspunkt der Energierückgewinnung. Jedoch gibt es ein Problem, dass, selbst wenn die Steuerung der Einfahrgeschwindigkeit oder des Einfahrwertes des Zylinders durch Erzeugen einer gewissen Umkehrdrehkraft in dem Elektromotor M zu dieser Zeit versucht wird, die Steuerung der Einfahrgeschwindigkeit und der Einfahrlänge zwischen der Öffnung des zweiten Ein/Aus-Ventils 9L und der Erzeugung der Umkehrdrehkraft nicht durchgeführt werden kann, und außerdem gibt es ein Problem, dass ein zweistufiges Einfahren auftritt. Im Gegensatz dazu treten bei dem zuvor genannten geeigneten Steuerungsbeispiel solche Probleme nicht auf.
In dem zweiten Beispiel wird, wenn der Elektromotor M in der Einfahrrichtung des Zylinders gedreht wird, das dritte Schaltventil T5 aus der mittleren Position in die obere Position geschaltet, was zu „PL > PB, Pb = Pa = gespeicherter Druck" führt (23). Anschließend wird das zweite Ein/Aus-Ventil 9L geöffnet (24), und dadurch wird das dritte Schaltventil T5 aus der oberen Position über die mittlere Position in die untere Position geschaltet, was zu „PL = Pb, PS = Pb = gespeicherter Druck" führt, wodurch der Zylinder 7 entsprechend der Drehung einfährt.
Dementsprechend fährt, wenn das dritte Schaltventil T5 aus der oberen Position über die mittlere Position in die untere Position geschaltet wird, der Zylinder um eine Länge entsprechend der Ölmenge, die zum Schalten des dritten Schaltventils T5 aus der oberen Position in die untere Position erforderlich ist, etwas ein, wodurch ein unerwünschtes zweistufiges Einfahren des Zylinders 7 auftritt. Im Gegensatz dazu tritt in dem zuvor genannten geeigneten Steuerungsbeispiel das unerwünschte zweistufige Einfahren bei dem Zylinder 7 nicht auf.
Darüber hinaus gelangt das dritte Schaltventil T5 aus der mittleren Position über die obere Position und die mittlere Position in die untere Position. Andererseits gelangt das dritte Schaltventil T5 in dem zuvor genannten geeigneten Steuerungsbeispiel nur aus der mittleren Position in die untere Position. Das heißt, in dem zweiten Beispiel sind im Vergleich zu dem Steuerungsbeispiel die Anzahl von Bewegungen eines Gleitelements, wie eines Schiebers des dritten Schaltelements, und dessen Bewegungsstrecke größer, was dementsprechend die Gefahren des Abriebs des Schiebers des dritten Schaltventils T5 und der Reaktionsverzögerung bewirkt.
In dem zuvor genannten geeigneten Steuerungsbeispiel dreht die Steuereinrichtung 20 den Elektromotor M für nur eine vorbestimmte Zeit (zum Beispiel 0,05 Sekunden bis 0,2 Sekunden) in einer Richtung umgekehrt zu einer bestimmten Drehrichtung, wenn die Drehung des Elektromotors M gestartet wird, und nach der vorbestimmten Zeit dreht sich der Elektromotor M in der bestimmten Drehrichtung, und diese vorbestimmte Zeit kann wie folgt geändert werden. Das heißt, die Steuereinrichtung 20 speichert im Voraus Betriebsmuster, die in 25 bis 27 gezeigt sind. Es wird angemerkt, dass in jeder Zeichnung die horizontale Achse den Schwenkwinkel des Betätigungshebels 21 darstellt und dass die vertikale Achse die Pumpendrehzahl darstellt.
25 zeigt ein Basismuster. Wenn der Betätigungshebel 21 aus seiner Neutralposition allmählich geschwenkt wird, gibt, wenn sich der Schwenkwinkel θ erhöht, zuerst in einem Totzonenerfassungsbereich 80 die Steuereinrichtung 20 nichts an den Wechselrichter 32 ab. Anschließend dreht sie, wenn der Schwenkwinkel θ einen Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 erreicht, den Elektromotor M umgekehrt nur während des Durchgangs dieses Bereichs (bevorzugt die zuvor genannte vorbestimmte Zeit als das Minimum). Danach speichert die Steuereinrichtung 20 einen maximalen Schwenkwinkel θMAX, der durch einen Punkt in der Zeit gebildet wird, wenn der Schwenkwinkel θ das nächste Mal in den Totzonenerfassungsbereich θ0 zurückkehrt. Wenn der Betätigungshebel 21 zurückkehrt und der Schwenkwinkel θ den Totzonenerfassungsbereich θ0 erreicht, prüft die Steuereinrichtung 20, ob der maximale Schwenkwinkel θMAX in dem vorherigen Vorgang „θ2 ≤ θMAX ≤ θ3", „θMAX ≥ θ3", oder „θMAX < θ2" ist.
Wenn „θ2 ≤ θMAX ≤ θ3", führt die Steuereinrichtung 20 den nächsten Vorgang in dem Muster in 25 ohne irgendeine Änderung durch. Wenn „θMAX > θ3", führt die Steuereinrichtung 20 den nächsten Vorgang basierend auf 26 durch. Insbesondere zeigt dieser Fall, wie durch das Muster in 26 gezeigt, dass der Ausfahr/Einfahrvorgang des Zylinders ein schneller Vorgang ist, und daher ist der Totzonenerfassungsbereich θ0 länger gestaltet, und der Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 ist kürzer gestaltet. Selbst bei dem schnellen Vorgang ist eine Totzone für eine Verbesserung des Reaktionsverhaltens der Steuerung unumgänglich, und wegen des schnellen Vorgangs wird die Festlegung der Totzone sichergestellt, indem der Totzonenerfassungsbereich θ0 länger gestaltet wird. Andererseits kann bei dem schnellen Vorgang der Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 eine kurze Zeit sein oder kann ausgeschlossen werden.
Wenn „θMAX < θ2", führt die Steuereinrichtung 20 den nächsten Vorgang basierend auf 27 durch. Das heißt, in diesem Falle wird der Ausfahr/Einfahrvorgang des Zylinders in einem Feinbetriebsmuster durchgeführt. Mit anderen Worten ist eine Steuerung erwünscht, die den Wert des Ausfahrens/Einfahrens des Zylinders 7 mit hoher Genauigkeit sicherstellt. In diesem Falle wird in dem Feinbetriebsmuster in 27 die Beziehung zwischen dem Schwenkwinkel θ und der Pumpendrehzahl in der Steuereinrichtung 20 geändert, wie durch eine Änderung von einer gestrichelten Linie in eine Volllinie in 27 gezeigt ist. Im Übrigen ist es in diesem Feinbetrieb, da der Schwenkwinkel θ häufig in den Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 eilt und der Feinbetrieb vorgesehen ist, erwünscht, den Zustand in 19 (das heißt, „PL = Pb") sicher zu erreichen und das unbeabsichtigte Einfahren des Zylinders in 20 (und das unbeabsichtigte Ausfahren des Zylinders 7, wenngleich nicht gezeigt) zu verhindern. Für diese Vorbeugung ist es notwendig, den ausreichend langen Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 sicherzustellen, das heißt, eine ausreichend lange Umkehrdrehungszeit sicherzustellen, um in den zuvor genannten Zustand in 19 (das heißt, „PL = Pb) zu gelangen. Es wird angemerkt, dass ein Umkehrsignal von 27 bis 25 durch Erfassen des maximalen Schwenkwinkels θMAX in 27 hergestellt werden kann.
Im Übrigen wird, obwohl die zuvor genannte Prüfung „des Zustandes in 19 (das heißt, „PL = Pb")" wichtig ist, wie in 28 gezeigt, diese Prüfung durch Vorsehen eines dritten Öldruckdetektors 13c zum Erfassen des Öldrucks PL von der bodenseitigen Druckaufnahmekammer 7L zusätzlich zu dem zweiten Öldruckdetektor 13b zum Erfassen des Öldrucks Pb, Leiten dieser erfassten Drücke an die Steuereinrichtung 20, und Durchführen der Prüfung sicher durchgeführt. Im Übrigen wird bestimmt, obwohl nicht gezeigt, den dritten Öldruckdetektor 13c zum Erfassen des Öldrucks PS von der kopfseitigen Druckaufnahmekammer 7S zusätzlich zu dem ersten Öldruckdetektor 13a vorzusehen, diese erfassten Drücke an die Steuereinrichtung zu leiten, und eine Prüfung durchzuführen.
Als eine ergänzende Erläuterung ist es, wenn die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L geöffnet sind, erforderlich, den zuvor genannten Totzonenerfassungsbereich θ0 und Umkehrdrehungserfassungsbereich θ1 richtig vorzusehen und ein hochpräzises Ausfahren/Einfahren zu erreichen. Jedoch ist es im Falle des Schließens nicht erforderlich, sich so viel darum zu kümmern, und wenn eine Bemerkung erlaubt ist, wird empfohlen, den Totzonenerfassungsbereich θ0 vorzusehen. Das heißt, wie in 29 gezeigt ist, kann der Schwenkwinkel θ groß sein, wenn die ersten und zweiten Ein/Aus-Ventile 9S und 9L beginnen, sich zu öffnen, und kann klein sein, wenn sie geschlossen werden. Wenn die Zeitsteuerung zum Öffnen/Schließen hysteretisch ist, kann das gesamte Reaktionsverhalten der Öffnungs/Schließzeit verbessert werden.
Der Betrieb und die Wirkungen eines Hauptabschnitts der zuvor genannten Ausführungsformen werden unten beschrieben, obwohl es Überschneidungen gibt.

(1) Wenn die ersten Hydraulikpumpen P1 Öl in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S saugen und dieses zu den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L auslassen, saugen die zweiten Hydraulikpumpen P2 Öl in den Druckspeicher 10 und lassen dieses zu den bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L aus. Demzufolge werden die Hydraulikzylinder 7 ausgefahren. Umgekehrt, wenn die ersten Hydraulikpumpen P1 Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L saugen und dieses in die kopfseitigen Druckaufnahmekammern 7S auslassen, saugen die zweiten Hydraulikpumpen P2 Öl in die bodenseitigen Druckaufnahmekammern 7L und lassen dieses zu dem Druckspeicher 10 aus. Demzufolge werden die Hydraulikzylinder 7 eingefahren. Da die Beziehung von etwa „A1 : A2 = Q1 : (Q1 + Q2)" gebildet wird, kann das Ausfahren und Einfahren der Hydraulikzylinder 7 mit einer gerade ausreichenden Ölmenge durchgeführt werden. Wenn die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 durch äußere Belastungen umgekehrt angetrieben werden, werden die Elektromotoren M gedreht, um elektrischen Strom zu erzeugen (elektrischen Strom zu generieren). Diese elektromotorische Kraft wird in der Sekundärbatterie 33 gespeichert und als Energie zurückgewonnen, und zusammen mit elektrischer Energie von dem Generator G oder durch Umschalten wird sie elektrische Antriebsenergie der Elektromotoren M. Mit anderen Worten tritt eine Energierückgewinnung auf.

Im Übrigen haben die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 die Funktion eines Umschaltventils in offenen Kreisläufen. Das Umschaltventil steuert die Strömungsrate mit einem Drosselvorgang zusätzlich zu dem Umschalten der Strömungsrichtung des Öls, was daher einen Drosselverlust (Wärmeverlust) zur Folge hat. Jedoch wird die Strömungsratensteuerung durch die ersten und zweiten Hydraulikpumpen P1 und P2 in den zuvor genannten Ausführungsformen nur durch Antreiben der beiden Pumpen P1 und P2 durchgeführt, wodurch kein Drosselverlust auftritt, so dass ein Energieeinsparungseffekt auch in diesem Falle erzeugt wird. Selbstverständlich wird, da es kein Umschaltventil gibt, ein wirtschaftlicher Effekt dementsprechend erzeugt.
Darüber hinaus hängt die Ölmenge jedes der Hydraulikzylinder 7 zu der Zeit des Ausfahrens/Einfahrens von dem Auslassen/Ansaugen von Öl durch die beiden Pumpen P1 und P2 ab. Dementsprechend sind, selbst wenn sie äußeren Belastungen ausgesetzt sind, die Hydraulikzylinder 7 durch sich selbst schwierig auszufahren/einzufahren, wenn die beiden Pumpen P1 und P2 gestoppt werden.
Im Übrigen wird, wenn die Hydraulikzylinder immer einer äußeren Belastung ausgesetzt sind, nach dem Stand der Technik das Ausfahren/Einfahren (Wegziehen) der Hydraulikzylinder durch die äußere Belastung durch Vorsehen eines Gegendruckventils verhindert, jedoch hängt in den zuvor genannten Ausführungsformen die Ölmenge jedes der Hydraulikzylinder 7 zu der Zeit des Ausfahren/Einfahrens von dem Auslassen/Ansaugen von Öl durch die beiden Pumpen P1 und P2 ab, wodurch das Ausfahren/Einfahren der Hydraulikzylinder 7 unter die Kontrolle des Fahrers gestellt wird, ohne dass die Hydraulikzylinder 7 durch sich selbst ausfahren/einfahren. Dementsprechend ist das Gegendruckventil nicht vorgesehen.
Währenddessen speichert, wie oben erwähnt, wenn die Hydraulikzylinder 7 durch die äußeren Belastungen eingefahren werden, der Druckspeicher 10 einen Teil der äußeren Belastungen als hydraulische Energie. Die hydraulische Energie, die durch den Druckspeicher 10 gespeichert wird, wird zu der Zeit des Ausfahrens der Hydraulikzylinder 7 regeneriert.
Darüber hinaus führt der Druckspeicher 10 den Druckspeicherseiten der zweiten Hydraulikpumpen P2 direkt Druck zu und führt den Seiten der zweiten Hydraulikpumpe P2 der ersten Hydraulikpumpen P1 indirekt Druck zu. Daher wird das Auftreten von grundlegenden Nachteilen in den Hydraulikkreisen, wie Luftaufnahme, Kavitation, Lochfraß und dergleichen, in den beiden Pumpen P1 und P2 reduziert.
Im Übrigen bedeutet Luftaufnahme, dass mit dem deutlichen Druckabfall eines Fluids aus Luft, welche in dem Fluid aufgelöst wird, Blasen werden, Kavitation bedeutet, dass mit dem deutlichen Druckabfall eines Fluids das Fluid durch Verdampfung selbst zu Blasen wird, und Lochfraß bedeutet zum Beispiel Schaden an einer Zahnfläche einer Zahnradpumpe, der durch das Platzen von Blasen in einem Fluid mit einem extrem hohen Druckanstieg des Fluids und Vibrationen verursacht wird.

(2) Darüber hinaus wird der Energieeinsparungseffekt durch den Druckspeicher 10 basierend auf dem Einfahren der Zylinder 7 nur auf die jeweiligen Antriebshydraulikkreise der Hydraulikzylinder direkt ausgeübt, die mit dem Druckspeicher 10 verbunden sind, während der Energieeinsparungseffekt durch die Speicherbatterie 33 basierend auf dem Einfahren der Hydraulikzylinder 7 auf die jeweiligen Antriebshydraulikkreise der Hydraulikzylinder und den Elektromotor MS zur Drehung ausgeübt wird.

Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist als eine Hybridmaschine mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung mit hydraulischen Stellgliedern für den Betrieb gegen und durch äußere Belastungen verwendbar.

Claims

Hybridmaschine mit einer Hydraulikantriebsvorrichtung, aufweisend eine Energiequelle (3), einen Generator (G), der von Energie der Energiequelle (3) angetrieben wird, Elektromotoren (M), und eine Sekundärbatterie (33) zum Speichern von elektromotorischer Kraft der Elektromotoren (M), die durch Umkehrantrieb der Elektromotoren (M) durch äußere Belastungen erzeugt wird, wobei die Elektromotoren (M) elektrische Energie von dem Generator (G) und der Sekundärbatterie (33) aufnehmen, um angetrieben zu werden, wobei die Hybridmaschine aufweist: Hydraulikzylinder (7), die gegen und durch äußere Belastungen aus- und eingefahren werden können; erste Hydraulikpumpen (P1), die mit ihren einen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen über kopfseitige Ölpassagen (81) mit kopfseitigen Druckaufnahmekammern (7S) der Hydraulikzylinder (7) und mit ihren anderen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen über bodenseitige Ölpassagen (82) mit bodenseitigen Druckaufnahmekammern (7L) der Hydraulikzylinder (7) verbunden sind, um dadurch jeweils einen geschlossenen ersten Kreislauf mit diesen zu bilden; und zweite Hydraulikpumpen (P2), die mit ihren einen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen über die bodenseitigen Ölpassagen (82) mit den bodenseitigen Druckaufnahmekammern (7L) und mit ihren anderen hydraulischen Einlass/Auslassverbindungen mit einem Druckspeicher (10) verbunden sind, um dadurch jeweils einen offenen zweiten Kreislauf mit diesen zu bilden, wobei der Druckspeicher (10) zusätzlich über eine Verbindungsölpassage (85) mit sowohl den kopfseitigen Ölpassagen (81) als auch den bodenseitigen Ölpassagen (82) verbunden ist, um dadurch jeweils den zweiten Kreislauf auch als einen geschlossenen Kreislauf mit diesen zu bilden, wenn ein Unterdruck in der kopfseitigen Ölpassage (81) oder in der bodenseitigen Ölpassage (82) auftritt, wobei die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) mit den Elektromotoren (M) verbunden sind, um angetrieben zu werden, und wobei der Druckspeicher (10) von einem Typ des variablen maximalen Betriebsdrucks ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) eine Beziehung von etwa „A1 : A2 = Q1 : (Q1 + Q2)" haben, wobei A1 eine Kolbendruckaufnahmefläche der kopfseitigen Druckaufnahmekammer (7S) ist, A2 eine Kolbendruckaufnahmefläche der bodenseitigen Druckaufnahmekammer (7L) ist, Q1 eine Auslassmenge pro Zeiteinheit der ersten Hydraulikpumpe (P1) ist, und Q2 eine Auslassmenge pro Zeiteinheit der zweiten Hydraulikpumpe (P2) ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) Kolbenpumpen des Typs mit schrägliegender Welle sind, und der Elektromotor (M) von einem Typ der doppelseitigen Abtriebswelle ist, und wobei die erste Pumpe (P1) mit einer von einer doppelseitigen Abtriebswelle verbunden ist, und die zweite Pumpe (P2) mit der anderen von diesen verbunden ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in Bezug auf die kopfseitige Ölpassage (81), welche die erste Hydraulikpumpe (P1) und die kopfseitige Druckaufnahmekammer (7S) verbindet, ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors (M), das gleich einem Produktwert eines im Voraus für die kopfseitige Ölpassage (81) bestimmten ersten Ausgleichsdrucks und einer Summe der jeweiligen Verdrängungen pro einer Umdrehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) ist, ein maximales Antriebsdrehmoment des Elektromotors (M) ist, und in Bezug auf die bodenseitige Ölpassage (82), welche die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und die bodenseitige Druckaufnahmekammer (7L) verbindet, ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors (M), das gleich einem Produktwert eines im Voraus für die bodenseitige Ölpassage (82) bestimmten zweiten Ausgleichsdrucks und der Summe der jeweiligen Verdrängungen pro einer Umdrehung der ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) ist, ein maximales Antriebsdrehmoment des Elektromotors (M) ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn wenigstens eine der ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) eine Kolbenpumpe ist, Ölsümpfe (T1), welche Außenleckage von Öl aus der Kolbenpumpe auffangen, eine dritte Hydraulikpumpe (P3), welche das Öl in die Ölsümpfe (T1) saugt, und ein erstes Schaltventil (T2) vorgesehen sind, welches ausgelassenes Öl von der dritten Hydraulikpumpe (P3) wahlweise zu entweder einem (A1, A1) des Druckspeichers (10) oder der Ölsümpfe (T1) führt.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein variables Ausgleichsventil (11X) in den kopf- und bodenseitigen Ölpassagen (81, 82) vorgesehen ist, und wobei ein zweites Schaltventil (T4) zum wahlweisen Abführen von Abflussöl zu entweder einem des Druckspeichers (10) oder der Ölsümpfe (T1) an der Abflussseite des variablen Ausgleichsventils (11X) vorgesehen ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn ein vorbestimmter Abschnitt der kopfseitigen Ölpassage (81), welche die erste Hydraulikpumpe (P1) und die kopfseitige Druckaufnahmekammer (7S) verbindet, als ein erster Verbindungspunkt definiert ist, und ein vorbestimmter Abschnitt der bodenseitigen Ölpassage (82), welche die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und die bodenseitige Druckaufnahmekammer (7L) verbindet, als ein zweiter Verbindungspunkt definiert ist, die Verbindungspassage (85) den Druckspeicher (10) und den ersten Verbindungspunkt verbindet, und ein erstes Rückschlagventil (12S), welches nur die Ölströmung zu dem ersten Verbindungspunkt ermöglicht, in der Verbindungspassage (85) vorgesehen ist, und die Verbindung (85) den Druckspeicher (10) und den zweiten Verbindungspunkt verbindet, und ein zweites Rückschlagventil (12L), welches nur die Ölströmung zu dem zweiten Verbindungspunkt ermöglicht, in der Verbindungspassage (85) vorgesehen ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Ein/Aus-Ventil (9), welches ermöglicht, dass die zweite Hydraulikpumpe (P2) und der Druckspeicher (10) voneinander getrennt werden können, in einer Passage (84) von der zweiten Hydraulikpumpe (P2) zu dem Druckspeicher (10) vorgesehen ist.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein erstes Ein/Aus-Ventil (9S) in der kopfseitigen Ölpassage (81) vorgesehen ist, welche die erste Hydraulikpumpe (P1) und die kopfseitige Druckaufnahmekammer (7S) verbindet, und wobei ein zweites Ein/Aus-Ventil (9L) in der bodenseitigen Ölpassage (82) vorgesehen ist, welches die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und die bodenseitige Druckaufnahmekammer (7L) verbindet.
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein vorbestimmter Abschnitt der kopfseitigen Ölpassage (81), welche die erste Hydraulikpumpe (P1) und die kopfseitige Druckaufnahmekammer (7S) verbindet, als ein erster Verbindungspunkt definiert ist, und ein vorbestimmter Abschnitt der bodenseitigen Ölpassage (82), welche die ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und die bodenseitige Druckaufnahmekammer (7L) verbindet, als ein zweiter Verbindungspunkt definiert ist, wobei die Verbindungspassage (85) den Druckspeicher (10) und den ersten Verbindungspunkt verbindet, und ein erstes Rückschlagventil (12S), welches nur die Ölströmung zu dem ersten Verbindungspunkt ermöglicht, in der Verbindungspassage (85) vorgesehen ist, und wobei die Verbindungspassage (85) den Druckspeicher (10) und den zweiten Verbindungspunkt verbindet, und ein zweites Rückschlagventil (12L), welches nur die Ölströmung zu dem zweiten Verbindungspunkt ermöglicht, in der Verbindungspassage (85) vorgesehen ist, ferner ein erstes Ein/Aus-Ventil (9S) zwischen der ersten Hydraulikpumpe (P1) und dem ersten Verbindungspunkt der kopfseitigen Ölpassage (81) vorgesehen ist, und ein zweites Ein/Aus-Ventil (9L) zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und dem zweiten Verbindungspunkt in der bodenseitigen Ölpassage (82) vorgesehen ist, und ein drittes Schaltventil (T5) vorgesehen ist, welches aufweist: eine erste Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu dem Druckspeicher (10) führt; eine zweite Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen der ersten Hydraulikpumpe (P1) und dem ersten Ein/Aus-Ventil (9S) der kopfseitigen Ölpassage (81) führt; und eine dritte Öffnung, die in eine Passage mündet, die zu einer Stelle zwischen den ersten und zweiten Hydraulikpumpen (P1, P2) und dem zweiten Ein/Aus-Ventil (9L) der bodenseitigen Ölpassage (82) führt, das Öldruck Pa der kopfseitigen Ölpassage (81) als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der einen Endseite aufnimmt, und andererseits Druck Pb der bodenseitigen Ölpassage (82) als Steuerdruck in einem Druckaufnahmeabschnitt an der anderen Endseite aufnimmt, und welches aufweist: eine erste Position, welche ermöglicht, dass nur die erste und die zweite Öffnung an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pa < Pb"; eine zweite Position, welche ermöglicht, dass nur die erste und die dritte Öffnung an der Innenseite miteinander kommunizieren, wenn „Pb < Pa"; und eine dritte Position, welche ermöglicht, dass alle der ersten bis dritten Öffnung an der Innenseite voneinander getrennt werden können, wenn „Pa = Pb".
Hybridmaschine mit der Hydraulikantriebsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine Steuereinrichtung (20) zum Drehen des Elektromotors (M) für nur eine vorbestimmte Zeit in einer Richtung umgekehrt zu einer bestimmten Drehrichtung, wenn die Drehung des Elektromotors (M) gestartet wird, und zum Drehen des Elektromotors (M) nach der vorbestimmten Zeit in der bestimmten Drehrichtung vorgesehen ist.