DE69431276T2

DE69431276T2 - Hydraulischer antrieb für hydraulische arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE69431276T2
Application number: DE69431276T
Authority: DE
Inventors: Toichi Hirata; Koji Ishikawa; Genroku Sugiyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: EP0644335A1; EP0644335A4; KR950701042A; WO1994021925A1; JP3434514B2; US5447027A; EP0644335B1; DE69431276D1; KR0145144B1

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen, wie hydraulische Bagger, und insbesondere ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen mit einem Wegeventil mit mittigem Bypass.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Herkömmlich bekannte hydraulische Antriebssysteme des vorstehend beschriebenen Typs sind beispielsweise in der JP,B,47-3927 und JP,B,50-5354 beschrieben. Jedes dieser bekannten hydraulischen Antriebssysteme umfaßt eine Hydraulikpumpe mit veränderlichem Verdrängungsvolumen, mindestens ein durch von der Hydraulikpumpe gefördertes Hydraulikfluid angetriebenes Stellglied, ein Wegeventil mit mittigem Bypass mit einem Einlaßdosierkanal mit einer verstellbaren Einlaßdosierdrossel und einem mittigen Bypass- Kanal mit einer verstellbaren Ablaufdrossel zur Steuerung des Stroms des dem Stellglied von der Hydraulikpumpe zugefuhrten Hydraulikfluids, einen Niederdruckkreis, eine mittige Bypass-Leitung zum Verbinden des mittigen Bypass-Kanals mit dem Niederdruckkreis an einem Punkt stromabseitig der verstellbaren Ablaufdrossel, einen in der mittigen Bypass-Leitung angeordneten Druckerzeuger, beispielsweise eine feste Drossel, und einen Pumpenregler zur Steuerung des Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe unter Verwendung des von der festen Drossel erzeugten Drucks als Steuerdruck.
Der Pumperegler führt auf der Grundlage des von der festen Drossel erzeugten Drucks eine allgemein bekannte negative Steuerung aus. Genauer steuert der Pumpenregler das Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe so, daß das Verdrängungsvolumen bei einer Verringerung des Steuerdrucks zu- und bei einem Anstieg des Steuerdrucks abnimmt.
Wenn bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Stand der Technik das Wegeventil mit der Absicht, das Stellglied anzutreiben, durch seinen Hub allmählich aus einer neutralen Stellung verschoben wird, wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Ablaufdrossel des Wegeventils allmählich verringert, wogegen der Öffnungsgrad seiner verstellbaren Einlaßdosierdrossel allmählich gesteigert wird.
Wenn sich das Wegeventil in der neutralen Stellung oder am Anfangspunkt seines Hubs befindet, d. h. wenn die verstellbare Ablaufdrossel beginnt, sich zu schließen, ist der von der festen Drossel erzeugte Steuerdruck hoch, und die Hydraulikpumpe wird auf einem vorgegebenen, geringen Verdrängungsvolumen gehalten, wodurch sie das Hydraulikfluid in einer Bereitschaftsströmungsmenge fördert, die entsprechend dem vorgegebenen geringen Verdrängungsvolumen klein ist. Wird die verstellbare Ablaufdrossel dann allmählich geschlossen, nimmt der Druck des von der Hydraulikpumpe geförderten Hydraulikfluids, d. h. der Pumpendruck, zu. Wird nun davon ausgegangen, daß der Lastdruck des Stellglieds Pa ist, beginnt das Stellglied zu dem Zeitpunkt, sich zu bewegen, zu dem der Pumpendruck Pa übersteigt. Wenn das Stellglied beginnt, sich zu bewegen, und die Hydraulikpumpe beginnt, dem Stellglied Hydraulikfluid zuzuführen, wird die Strömungsmenge des durch den mittleren Bypass-Kanal strömenden Hydraulikfluids entsprechend verringert. Eine derartige Verringerung der durch den mittleren Bypass-Kanal strömenden Strömungsmenge verringert den von der festen Drossel in der mittleren Bypass-Leitung erzeugten Steuerdruck. Dementsprechend wird der Pumpenregler so angetrieben, daß das Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe gesteigert wird. Dadurch wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe allmählich gesteigert, wodurch eine vorgegebene Strömungsmengenkennlinie, d. h. eine vorgegebene Dosierkennlinie, erzeugt wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Wenn der Lastdruck des Stellglieds bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ein verhältnismäßig kleiner Druck P2 ist, wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe bei einer Steigerung des Steuerschieberhubs des Wegeventils verhältnismäßig moderat gesteigert, und die Strömungsmenge des dem Stellglied zugefuhrten Hydraulikfluids wird entsprechend einer derartigen Steigerung des Steuerschieberhubs verhältnismäßig moderat gesteigert, wodurch eine gute Dosierkennlinie erzeugt wird.
Wenn der Lastdruck des Stellglieds jedoch ein Druck P1 ist, der größer als P2 ist, beginnt das Stellglied nicht, sich zu bewegen, bis die verstellbare Ablaufdrossel so weit geschlossen ist, daß der Pumpendruck auf mehr als P1 erhöht wird. Bei einem Pumpendruck von nicht mehr als P1 wird die durch den mittleren Bypass-Kanal strömende Strömungsmenge daher nicht verringert, und damit wird die Fördermenge der Pumpe nicht gesteigert. Wenn die verstellbare Ablaufdrossel so weit geschlossen ist, daß der Pumpendruck P1 übersteigt, wird die durch den mittleren Bypass-Kanal strömende Strömungsmenge verringert, und die Fördermenge der Pumpe wird abrupt gesteigert. Dementsprechend wird die dem Stellglied zuge führte Fördermenge abrupt gesteigert, wodurch die Dosierkennlinie erheblich verschlechtert wird.
Wird ein hydraulischer Bagger als Beispiel herangezogen, wird die vorstehend beschriebene Verschlechterung der Dosierkennlinie bemerkenswerter, insbesondere wenn das Stellglied ein Armzylinder zum Antreiben eines Arms oder ein Auslegerzylinder zum Antreiben eines Auslegers ist. Wenn die Last beispielsweise bei leerer Schaufel gering ist, ist der Lastdruck des Armzylinders bzw. des Auslegerzylinders so gering, daß der Arm bzw. der Ausleger ausreichend zufriedenstellend betätigt werden kann. Bei der Arbeit des Aufhebens einer schweren Last, wie eines Steingutrohrs, wird der Lastdruck jedoch so gesteigert, daß der Arm bzw. der Ausleger nicht durch eine geringfügige Manipulation des Steuerhebels zum Verschieben eines Armwegeventils bzw. eines Auslegerwegeventils bewegt werden kann, und er beginnt erst, sich zu bewegen, nachdem der Steuerhebel nahe an das Hubende gelangt. Dann wird die Betatigungsgeschwindigkeit des Arms bzw. des Auslegers bei einer nur geringfügigen Betätigung des Steuerhebels in dem vorstehend beschriebenen Zustand rasch gesteigert. Dementsprechend muß ein Bediener bei der Arbeit erhebliche Sorgfalt aufwenden, was dazu führt, daß keine Verbesserung der Bedienungseffizienz zu erwarten ist und der Bediener sich stark ermüdet fühlt.
Zur Lösung des vorstehend erwähnten Problems hat der Anmelder in der PCT/JP93/01188 (Datum der internationalen Anmeldung: 25. August 1993) und der WO 94/04828 (Datum der internationalen Veröffentlichung: 3. März 1994) ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen mit einer ersten Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Steuersignals, das unter Verwendung eines von einer in einer mittleren Bypass-Leitung angeordneten ersten Druckerzeugungseinrichtung erzeugten Drucks ein erstes Sollverdrängungsvolumen einer Hydraulikpumpe bestimmt, einer zweiten Signalerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Steuersignals, das ein zweites Sollverdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe bestimmt, einer Auswahleinrichtung zum Aufbringen desjenigen unter dem ersten Steuersignal und dem zweiten Steuersignal, das das größere Sollverdrängungsvolumen erzeugt, als drittes Steuersignal auf einen Pumpenregler und dem Pumpenregler zum Steuern des Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe entsprechend dem dritten Steuersignal vorgeschlagen. Bei der vorgeschlagenen Erfindung ist das durch das zweite Steuersignal der zweiten Signalerzeugungseinrichtung bestimmte zweite Sollverdrängungsvolumen vorab so eingestellt, daß es kleiner als das durch das erste Steuersignal bestimmte erste Sollverdrängungsvolumen ist, wenn der Lastdruck des Stellglieds verhältnismäßig gering ist, und daß es größer als das erste Sollverdrängungsvolumen ist, wenn der Lastdruck des Stellglieds verhältnismäßig hoch ist. Durch eine derartige Einstellung wird von der Auswahleinrichtung das erste Steuersignal ausgewählt und auf den Pumpenregler aufgebracht, wenn das Stellglied einer leichten Last ausgesetzt ist, wodurch die Hydraulikpumpe so gesteuert wird, daß das durch das erste Steuersignal erste Sollverdrängungsvolumen bereitgestellt wird, wodurch eine ebenso gute Dosier kennlinie wie gemäß dem Stand der Technik erzielt wird. Ist das Stellglied einer schweren Last ausgesetzt, wird von der Auswahleinrichtung das zweite Steuersignal ausgewählt und auf den Pumpenregler aufgebracht, wodurch die Hydraulikpumpe so gesteuert wird, daß sie das durch das zweite Steuersignal bestimmte zweite Sollverdrängungsvolumen erreicht, das größer als das durch das erste Steuersignal bestimmte erste Sollverdrängungsvolumen ist. Dadurch wird die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge bei einer Steigerung des Ausmaßes der Betätigung des Wegeventils verhältnismäßig moderat gesteigert, wodurch eine gute Dosierkennlinie erzielt wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Anmeldung gemäß dem Stand der Technik so beschaffen, daß die Dosierkennlinie durch Steigern der Fördermenge der Hydraulikpumpe bei einer schweren Last verbessert wird. Da die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge jedoch nicht als solche gesteuert wird, verändert sie sich bei Veränderungen des Lastdrucks. Anders ausgedrückt wird die Dosierkennlinie bei einer schweren Last verbessert, doch die Tatsache, daß die Dosierkennlinie aufgrund der Wirkung von Veränderungen des Lastdrucks schwankt, bleibt die gleiche, wie beim Stand der Technik.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisches Antriebssystem für eine hydraulische Arbeitsmaschine mit einem Wegeventil mit mittlerem Bypass zu schaffen, das so beschaffen ist, daß es selbst bei einer schweren Last eine gute Dosierkennlinie bietet, ohne von der Last beeinflußt zu werden.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen mit einer variablen hydraulischen Verdrängerpumpe, einem ersten Aktuator, der durch ein von der Hydraulikpumpe geliefertes hydraulisches Fluid angetrieben ist, einem ersten Wegeventil in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zulaufkanälen, die variable Zulaufdrosseln und einen mittleren Bypass-Kanal aufweisen, der zum Steuern einer Strömung des von der Hydraulikpumpe zu dem ersten Aktuator geförderten hydraulischen Fluids mit variablen Auslaufdrosseln ausgestattet ist, einer ersten Betätigungsemrichtung zum Steuern des Hubs des ersten Wegeventils, einem Niederdruckkreis, einer mittleren Bypass-Leitung zum Verbinden des mittleren Bypass-Kanals mit dem Niederdruckkreis an einem Punkt stromabwärts der variablen Auslaufdrosseln und einer Regeleinrichtung zum Steuern des Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe geschaffen, das durch eine erste Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betätigungsbetrags der ersten Betätigungseinrichtung, eine erste Soll- Strömungsraten-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer ersten Sollströmungsrate des ersten Aktuators entsprechend dem erfaßten Betätigungsbetrag, eine Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer tatsächlichen Aktuator-Strömungsrate, die dem ersten Aktuator zugeführt wird, und eine Regler-Steuereinrichtung zum derartigen Steuern des Antriebs der Regeleinrichtung gekennzeichnet ist, daß sich die tatsächliche Aktuator-Strömungsrate der ersten Sollströmungsrate annähert.
Bei der so konstruierten vorliegenden Erfindung erfaßt die erste Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße die Betätigungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung, und die erste Einrichtung zur Einstellung der Strömungsmenge stellt die erste Sollströmungsmenge des ersten Aktuators bzw. Stellglieds entsprechend der erfaßten Betätigungsgröße ein. Andererseits bestimmt die Einrichtung zur Bestimmung der Strömungsmenge die dem ersten Stellglied tatsächlich zugeführte Stellgliedströmungsmenge. Dann steuert die Reglersteuereinrichtung den Antrieb des Reglers so, daß sich die tatsächliche Stellgliedströmungsmenge der ersten Sollströmungsmenge nähert. Wenn daher die Stellgliedströmungsmenge kleiner als die erste Sollströmungsmenge ist, wird die Funktion des Reglers so gesteuert, daß die Stellgliedströmungsmenge gesteigert wird, und wenn die Stellgliedströmungsmenge größer als die erste Sollströmungsmenge ist, wird die Funktion des Reglers so gesteuert, daß die Stellgliedströmungsmenge verringert wird. Dementsprechend kann dem Stellglied die von der Betätigungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung ab hängige Stellgliedströmungsmenge zugeführt werden, und dadurch kann die Dosierkennlinie verbessert werden. Da die Stellgliedströmungsmenge, anders als bei der vorherigen Anmeldung, zu diesem Zeitpunkt selbst gesteuert wird, wird die Dosierkennlinie durch Veränderungen des Lastdrucks nicht beeinträchtigt. Dadurch kann unabhängig davon, ob die Last leicht oder schwer ist, stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem für Arbeitsmaschinen umfaßt die Reglersteuereinrichtung vorzugsweise eine erste Sollverdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines ersten Sollverdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe, um eine Pumpförderrate zu gewährleisten, bei der sich die Aktuator-Strömungsrate der ersten Soll-Strömungsrate annähert, und eine Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung entsprechend dem ersten Soll-Verdrängungsvolumen.
Wenn die Aktuator-Strömungsrate bzw. die dem Stellglied zugefuhrte Strömungsmenge bei einem derartigen Aufbau kiemer als die erste Soll-Strömungsrate bzw. Sollströmungsmenge ist, steigert die Reglersteuereinrichtung die Pumpenfördermenge, um die dem Stellglied zugefuhrte Strömungsmenge zu steigern, und wenn die dem Stellglied zugefuhrte Strömungsmenge größer als die erste Sollströmungsmenge ist, verringert die Reglersteuereinrichtung die Pumpenfördermenge, um die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge zu verringern, so daß die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge an die erste Sollströmungsmenge angenähert werden kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen umfaßt die Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung eine erste Strömungsraten-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer ersten Strömungsrate, die durch den mittleren Bypass-Kanal gelangt, eine zweite Strömungsraten-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer zweiten Strömungsrate, die durch die Hydraulikpumpe gefördert wird, und eine Einrichtung zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten Strömungsrate und der zweiten Strömungsrate als Aktuator strömungsrate.
Durch eine derartige Anordnung kann die dem ersten Aktuator bzw. Stellglied tatsächlich zugeführte Aktuatorströmungsrate bzw. Stellgliedströmungsmenge bestimmt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem für hydraulische Antriebsmaschinen umfaßt die erste Strömungsraten-Erfassungseinrichtung vorzugsweise eine Druckerzeugungseinrichtung, die in der mittleren Bypass-Leitung angeordnet ist, eine Differenzdruck-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Differenzdrucks über der Druckerzeugungseinrichtung und eine Einrichtung zum Berechnen der ersten Strömungsrate entsprechend dem erfaßten Differenzdruck.
Durch eine derartige Anordnung kann die durch den mittigen Bypass strömende erste Strömungsmenge bestimmt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen weist die Regler-Steuereinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung für den Antrieb des Reglers auf, damit die Aktuator-Strömungsrate gleich der ersten Sollströmungsrate wird.
Durch einen derartigen Aufbau kann eine Einrichtung realisiert werden, durch die die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge weiter an die erste Soll-Strömungsmenge angenähert werden kann.
Vorzugsweise umfaßt der vorstehend beschriebene hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen femer eine Druckerzeugungseinrichtung, die in der mittleren Bypass-Leitung angeordnet ist, eine Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen eines von der Druckerzeugungseinrichtung erzeugten Druckes, eine zweite Soll-Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe, um eine Pumpenförderrate zu gewährleisten, die von dem erfaßten Druck abhängt, und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen des größeren aus den ersten und zweiten Soll-Verdrängungsvolumina und zur Ausgabe des Ausgewählten an die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung, wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.
Mit einer derartigen Anordnung ist es beispielsweise möglich, abhängig von dem bei einer leichten Last erfaßten Druck das zweite Sollverdrängungsvolumen auszuwählen, und bei einer schweren Last das erste Sollverdrängungsvolumen, um die dem Stellglied zugeführte Strömungsmenge so einzustellen, daß sie sich der ersten Sollströmungsmenge nähert. Anders ausgedrückt können abhängig davon, ob die Last groß oder klein ist, wahlweise die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge und die sogenannte negative Steuerung verwendet werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen umfaßt die erste Betätigungseinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zum Ausgeben eines ersten Signals, um das erste Wegeventil in einer Richtung aus der Neutralstellung zu bewegen, und zum Ausgeben eines zweiten Signals, um das erste Wegeventil in die andere Richtung aus dessen Neutralstellung zu bewegen, und die erste Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen durch das erste Signal gegebenen des Betätigungsbetrags.
Durch einen derartigen Aufbau ist es selbst für das gleiche Stellglied möglich, die Steuerung in einer Betätigungsrichtung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge auszuführen und diese Steuerung in der anderen Betätigungsrichtung nicht anzuwenden. In bezug auf den Auslegerzylinder kann das System beispielsweise so beschaffen sein, daß die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge nur in der Richtung verwendet wird, in der der Auslegerzylinder ausgefahren wird (der Auslegerheberichtung), d. h. bei einer schweren Last, und daß diese Steuerung nicht in der Richtung verwendet wird, in der der Auslegerzylinder zusammengezogen wird (der Auslegersenkrichtung), d. h. bei einer leichten Last. Anders ausgedrückt können abhängig von der Betätigungsrichtung wahlweise die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge und die sogenannte negative Steuerung verwendet werden.
Vorzugsweise umfaßt der vorstehend beschriebene hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen femer einen zweiten Aktuator und ein zweites Wegeventil in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zulaufkanälen, die mit variablen Zulaufdrosseln und einem mittleren Bypass-Kanal versehen sind, der variable Auslaufdrosseln zum Steuern einer Strömung des Hydraulikfluids aufweist, das von der Hydraulikpumpe dem zweiten Aktuator zugeführt wird.
Durch einen derartigen Aufbau ist es bei der kombinierten Betätigung, bei der mehrere Stellglieder angetrieben werden, möglich, die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge entweder für das erste oder für das zweite Stellglied zu verwenden und diese Steuerung für das andere Stellglied nicht zu verwenden. Anders ausgedrückt können die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge und die sogenannte herkömmliche negative Steuerung abhängig von den Stellgliedern wahlweise verwendet werden.
Vorzugsweise umfaßt der vorstehend beschriebene hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen femer ein zweites Stellglied, ein zweites Wegeventil in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zulaufkanälen, die variable Zulaufdrosseln und einen mittleren Bypass- Kanal aufweisen, der mit variablen Auslaufdrosseln versehen ist zum Steuern einer Strömung des Hydraulikfluids, das von der Hydraulikpumpe dem zweiten Aktuator zugeführt wird, eine zweite Betätigungseinrichtung zum Steuern des Hubs des zweiten Wegeventils, eine zweite Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betätigungsbetrags der zweiten Betätigungseinrichtung, eine zweite Soll-Strömungsraten-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer zweiten Soll-Strömungsrate des zweiten Aktuators entsprechend dem erfaßten Betätigungsbetrag und eine Bestimmungseinrichtung, die eine Gesamt-Soll-Strömungsrate bestimmt, wie sie durch die Summe der ersten Soll-Strömungsrate und der zweiten Sollströmungsrate gegeben ist, wobei die Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen einer Gesamt-Aktuator-Strömungsrate enthält, wie sie durch die Summe der tatsächlichen Aktuatorströmungsraten gegeben ist, die dem ersten und zweiten Aktuator zugeführt wird, und die Reglersteuereinrichtung Steuermittel enthält zum Steuern des Antriebs der Regeleinrichtung derart, daß sich die Gesamt-Aktuator-Strömungsrate der Gesamt-Soll-Strömungsrate annähert.
Durch einen derartigen Aufbau kann selbst bei der kombinierten Betätigung zum Antreiben mehrerer Stellglieder die Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge sowohl für das erste als auch für das zweite Stellglied verwendet werden.
Vorzugsweise umfaßt der vorstehend beschriebene hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen ferner eine dritte Soll- Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines dritten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe, um eine Pumpförderrate zu gewährleisten, die vom Betätigungsbetrag abhängt, der durch die erste Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, und eine Einrichtung zum Auswählen des größeren aus den ersten und dritten Soll-Verdrängungsvolumina und zum Ausgeben des Ausgewählten an die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung, wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.
Durch einen derartigen Aufbau wird beispielsweise während einer Übergangsperiode zu Beginn der Betätigung das hoch reaktionsfähige dritte Sollverdrängungsvolumen entsprechend der Betätigungsgröße der ersten Betätigungseinrichtung ausgewählt, und beim stabilen Betrieb wird das erste Sollverdrängungsvolumen zur Annäherung der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge an die erste Sollströmungsmenge ausgewählt. Anders ausgedrückt kann durch eine Kombination der Steuerung entsprechend der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge mit der sogenannten positiven Steuerung die Reaktion der Stellglieder zu Beginn der Betätigung verbessert werden.
Vorzugsweise umfaßt der hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen femer eine Förderdruckerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Förderdrucks der Hydraulikpumpe und eine Ausgleichseinrichtung zum Ausgleichen der zweiten Strömungsrate, die von dem erfaßten Förderdruck abhängt.
Durch einen derartigen Aufbau kann die dem ersten Stellglied tatsächlich zugeführte Stellgliedzufuhrmenge mit größerer Genauigkeit bestimmt werden.
Vorzugsweise umfaßt der vorstehend beschriebene hydraulische Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen femer eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Hydraulikpumpe, eine vierte Soll- Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines vierten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe, um so ein Eingangsdrehmoment der Hydraulikpumpe zu begrenzen, daß es nicht größer wird, als ein Ausgangsdrehmoment der Antriebseinrichtung, und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen des kleineren aus den ersten und vierten Soll-Verdrängungsvolumina und zum Ausgeben des Ausgewählten an die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung, wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.
Durch einen derartigen Aufbau ist es möglich, zu verhindern, daß das Eingangsdrehmoment der Hydraulikpumpe das Ausgangsdrehmoment des Primärantriebs übersteigt und dadurch der Primärantrieb abstirbt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitmaschinen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Übergangsstellung eines Auslegerwegeventils zeigt;
Fig. 3A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub des Wegeventils und den Öffnungsgraden einer verstellbaren Ablaufdrossel und einer verstellbaren Einlaßdosierdrossel zeigt;
Fig. 3B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub des Wegeventils und dem Förderdruck einer Hydraulikpumpe zeigt;
Fig. 3C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub des Wegeventils und der Fördermenge einer Hydraulikpumpe zeigt;
Fig. 3D ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub des Wegeventils und der Strömungsmenge eines Auslegerzylinders zeigt;
Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Aufbau eines in Fig. 1 gezeigten Reglers darstellt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das eine Steuerkennlinie des in Fig. 4 dargestellen Reglers zeigt;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen einer in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit zeigt;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Steuerkennlinie der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit zeigt;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das Steuerungsmodi der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit zeigt;
Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Aufbau eines Reglers gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist ein Schaltungsdiagramm eines hydraulischen Antriebssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen einer in Fig. 10 dargestellten Steuereinheit zeigt;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das Steuerungsmodi der in Fig. 10 dargestellten Steuereinheit zeigt;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen einer Steuereinheit gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das Steuerungsmodi der in Fig. 13 dargestellten Steuereinheit zeigt;
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen einer Steuereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Pumpenforderdruck und der Verdrängungseffizienz der Hydraulikpumpe zeigt;
Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm eines hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das Steuerfunktionen einer in Fig. 17 dargestellten Steuereinheit zeigt.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 wird nun eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen gemäß dieser Ausführungsform.
Gemäß Fig. 1 ist das hydraulische Antriebssystem gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise in einen hydraulischen Bagger eingebaut und umfaßt einen Primärantrieb 50, eine durch den Primärantrieb 50 angetriebene Hydraulikpumpe 2 mit verstellbarem Verdrängungsvolumen, ein durch von der Hydraulikpumpe 2 gefordertes Hydraulikfluid angetriebenes Stellglied, beispielsweise einen Auslegerzylinder 3, ein Auslegerwegeventil 1 mit mittlerem Bypass zur Steuerung des dem Auslegerzylinder 3 von der Hydraulikpumpe 2 zugeführten Hydraulikfluids, eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Steuerhebel 8, zur Steuerung einer Hubgröße des Auslegerwegeventils 1, eine durch den Primärantrieb 50 angetriebene Hilfshydraulikpumpe 46, die als Hydraulikquelle für einen durch den Steuerhebel 8 erzeugten Steuerdruck dient, und eine mittlere Bypass-Leitung 51.
Das Auslegerwegeventil 1 ist ein durch einen Steuerdruck angetriebenes Ventil, das durch einen über eine Steuerleitung 53a, 53b aufgebrachten Steuerdruck angetrieben wird und, wie in Fig. 2 gezeigt, einen mittleren Bypaß-Kanal 1a, Einlaßdosierkanäle 1b&sub1;, 1b&sub2; und Auslaßdosierkanäle 1c&sub1;, 1c&sub2; enthält. Der mittlere Bypaß-Kanal 1a ist mit verstellbaren Ablaufdrosseln 54a, 54b versehen, die Einlaßdosierkanäle 1b&sub1; , 1b&sub2; weisen verstellbare Einlaßdosierdrosseln 55a, 55b auf, und die Auslaßdosierkanäle 1c&sub1;, 1c&sub2; weisen verstellbare Auslaßdosierdrosseln 56a, 56b auf. Stromabseitig der verstellbaren Ablaufdrosseln 54a, 54b ist der mittlere Bypaß-Kanal über die mittlere Bypaß-Leitung 51 mit einem Niederdruckkreis, beispielsweise einem Reservoir 45, verbunden. Zwischen dem Reservoir 52 und einem (später beschriebenen) Drosselventil 4 ist ein Filter 40 zum Reinigen des durch den Kreis strömenden Hydraulikfluids angeordnet.
Wenn das Auslegerwegeventil 1 durch seinen Hub allmählich aus einer neutralen Stellung verschoben wird, zeigt die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad der verstellbaren Ablaufdrosseln 54a, 54b und dem Öffnungsgrad der verstellbaren Einlaßdosierdrosseln 55a, 55b die in Fig. 3A gezeigten Kennlinien. Genauer wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Ablaufdrosseln 54a, 54b bei einer Steigerung des Steuerschieberhubs allmählich verringert, wogegen der Öffnungsgrad der verstellbaren Einlaßdosierdrosseln 55a, 55b bei einer Steigerung des Steuerschieberhubs allmählich vergrößert wird.
Gemäß Fig. 1 umfaßt das hydraulische Antriebssystem gemäß dieser Ausführungsform femer eine in der mittleren Bypaß-Leitung angeordnete Druckerzeugungseinrichtung, beispielsweise ein Drosselventil 4, Leitungen 5a, 5b zum jeweiligen Aufbringen von Drücken stromaufseitig und stromabseitig des Drosselventils 4, Drucksensoren 9, 10 zum jeweiligen Erfassen der Größen der über die Leitungen 5a, 5b aufgebrachten Drücke und zur Ausgabe den erfaßten Größen entsprechender elektrischer Erfassungssignale, einen Drucksensor 11 zur Erfassung der Größe eines über die Steuerleitung 53b aufgebrachten Steuerdrucks und zur Ausgabe eines der erfaßten Größe entsprechenden elektrischen Erfassungssignals, einen Pumpenneigungswinkelsensor 15 zur Erfassung des Neigungswinkels einer Taumelscheibe der Hydraulikpumpe 2 und zur Ausgabe eines dem erfaßten Winkel entsprechenden elektrischen Erfassungssignals, einen Pumpendrehzahlmesser 16 zur Erfassung der Drehzahl der Hydraulikpumpe 2 und zur Ausgabe eines der erfaßten Drehzahl entsprechenden elektrischen Erfassungssignals, einen Förderdrucksensor 35 zur Erfassung des Förderdrucks der Hydraulikpumpe 2 und zur Ausgabe eines dem erfaßten Förderdruck entsprechenden elektrischen Erfassungssignals, eine Steuereinheit 12 zum Empfangen der vorstehend aufgeführten Erfassungssignale, zum Ausführen einer arithmetischen Operation auf der Grundlage der empfangenen Signale und zur Ausgabe eines elektrischen Antriebssignals, ein durch das von der Steuereinheit 12 ausgegebene Antriebssignal angetriebenes elektromagnetisches Proportionalventil 13 zum Erzeugen eines Steuerdrucks unter Verwendung von Hydraulikfluid von der Hilfshydraulikpumpe 46 zur Steuerung der Größe des dem Antriebsabschnitt des Reglers 6 zugeführten Steuerdrucks, eine Drucksignalleitung 58 zum Aufbringen des von dem elektromagnetischen Proportionalventil 13 erzeugten Steuerdrucks und einen Regler 6 zur Steuerung des Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe 2 entsprechend dem an die Drucksignalleitung 58 ausgegebenen Steuerdruck.
Der genaue Aufbau des Reglers 6 ist in Fig. 4 gezeigt. Der Regler 6 umfaßt einen Kolben 6a, eine Kammer 6b mit kleinem Durchmesser und eine Kammer 6c mit großem Durchmesser zur jeweiligen Unterbringung der einander gegenüberliegenden Enden des Kolbens 6a und einen entsprechend dem über die Drucksignalleitung 58 aufgebrachten Steuerdruck betätigten Steuerschieber 6d zur Strömungssteuerung. Die Kammer 6b mit kleinem Durchmesser ist mit einer Förderleitung der Hilfshydraulikpumpe 46 verbunden, und die Kammer 6c mit großem Durchmesser kann abhängig von der Betätigung des Steuerschiebers 6d zur Strömungssteuerung selektiv mit der Kammer 6b mit kleinem Durchmesser oder mit dem Reservoir 45 verbunden werden.
Der Regler 6 hat die folgenden Merkmale. Wenn der Steuerdruck hoch ist, wird das Wegeventil 6d gemäß Fig. 4 nach links bewegt, worauf die Kammer 6b mit kleinem Durchmesser und die Kammer 6c mit großem Durchmesser miteinander verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck der Hilfshydraulikpumpe 46 sowohl der Kammer 6b mit kleinem Durchmesser als auch der Kammer 6c mit großem Durchmesser zugeführt, um den Kolben 6a aufgrund einer Differenz zwischen den Druckaufnahmebereichen der Kammer 6b mit kleinem Durchmesser und der Kammer 6c mit großem Durchmesser gemäß Fig. 4 nach links zu bewegen. Dadurch wird die Hydraulikpumpe 2 so gesteuert, daß sie auf einer verhältnismäßig kleinen, vorgegebenen Kapazität (Verdrängungsvolumen) 10a gehalten wird, wie in Fig. 5 gezeigt.
Wenn der Steuerdruck dann auf einen Wert sinkt, der kiemer als der in Fig. 5 gezeigte Wert Pc&sub1; ist, wird der in Fig. 4 gezeigte Steuerschieber 6d zur Strömungssteuerung gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt, worauf die Kammer 6c mit dem großen Durchmesser mit dem Reservoir 45 verbunden wird. Daher wird der Kolben 6a durch den auf die Kammer 6b mit dem kleinen Durchmesser aufgebrachten Pumpendruck gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt. Dadurch wird die Hydraulikpumpe 2, wie in Fig. 5 gezeigt, so gesteu ert, daß sie eine Kapazität 1 Ob aufweist, die von der vorstehend erwähnten Kapazität 10a progressiv zunimmt.
Sinkt femer der Steuerdruck auf einen Wert, der kleiner als der in Fig. 5 gezeigte Wert Pc&sub2; ist, wird die Hydraulikpumpe 2 so gesteuert, daß sie eine in Fig. 5 gezeigte, vorgegebene maximale Kapazität 10c aufweist.
Einzelheiten der von der Steuereinheit 12 ausgeführten Steuerung sind in Fig. 6 gezeigt.
Zunächst liest ein in einem Abschnitt zur Bestimmung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge vorgesehener Abschnitt zur Erfassung der Pumpenfördermenge auf der Grundlage des vom Pumpendrehzahlmesser 16 zugeführten Pumpendrehzahlsignals die Pumpendrehzahl und multipliziert sie mit dem maximalen Pumpenneigungswinkel, der durch Spezifikationswerte der Pumpe bestimmt wird und vorab eingegeben wurde, um die maximale Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 zu erhalten.
Wird dann der Steuerhebel 8 in der Richtung zum Ausfahren des Auslegerzylinders 3 (d. h. in der Auslegerheberichtung) betätigt, wird in der Steuerleitung 53b der Steuerdruck erzeugt und von dem Drucksensor 11 erfaßt, worauf ein entsprechendes Steuerdrucksignal in einen Abschnitt zur Einstellung einer Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers eingegeben wird. In dem Abschnitt zur Einstellung einer Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers wird anhand des Steuerdrucksignals die Betätigungsgröße, mit der der Steuerhebel 8 betätigt wird, erfaßt und dann in eine Hebelbetätigungsrate umgewandelt. Die Hebelbetätigungsrate wird mit der maximalen Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 multipliziert, die von dem Abschnitt zur Erfassung der Pumpenfördermenge zugeführt wird, um die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers zu berechnen. Die Beziehung zwischen der Betätigungsgröße des Steuerhebels 8 und der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers ist bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß, wie in Fig. 7 gezeigt, beispielsweise abhängig von der Pumpendrehzahl gegeben.
Ferner liest der Abschnitt zur Erfassung der Pumpenfördermenge auf der Grundlage des von dem Pumpenneigungswinkelsensor 5 zugeführten Pumpenneigungswinkelsignals den Neigungswinkel der Pumpe und berechnet anhand des Neigungswinkels der Pumpe sowie der zuvor gelesenen Drehzahl der Pumpe die aktuelle Fördermenge der Pumpe.
Anschließend liest ein Differenzdruckerfassungsabschnitt die jeweils von den Drucksensoren 9, 10 zugeführten Drücke stromaufseitig und stromabseitig des Drosselventils 4, und ein Abschnitt zur Berechnung der Strömungsmenge des mittleren Bypass berechnet anhand des Differenzdrucks zwischen ihnen die Strömungsmenge des durch die mittlere Bypass-Leitung 51 fließenden Hydraulikfluids. Die Beziehung zwischen dem Differenzdruck und der Strömungsmenge des mittleren Bypass wird durch eine Kennlinie des Drosselventils 4 bestimmt.
Ein Abschnitt zur Berechnung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge subtrahiert zur Berechnung der dem Auslegerzylinder 3 tatsächlich zugeführten Auslegerzylinderströmungsmenge die Strömungsmenge des mittleren Bypass von der zuvor ermittelten Pumpenfördermenge.
Überdies subtrahiert ein erster Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge von der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers, um eine Strömungsmengendifferenz ΔQ zwischen ihnen zu berechnen.
Als nächstes wird eine der Strömungsmengendifferenz ΔQ entsprechende Änderung Δθ des Neigungswinkels der Pumpe bestimmt. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Totzone so eingestellt werden, daß der Neigungswinkel der Pumpe weder gesteigert noch verringert wird, wenn die Strömungsmengendifferenz ΔQ klein ist. Das liegt daran, daß die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers aufgrund von Meßfehlern der Sensoren nicht immer mit der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge übereinstimmt und die Steuerung dazu tendiert, beispielsweise dahingehend instabil zu werden, daß der Neigungswinkel der Pumpe bei einer kleinen Strömungsmengendifferenz ΔQ pendelt. Dann wird die Veränderung Δθ zu der vorherigen Änderung des Neigungswinkels der Pumpe addiert (d. h. integriert), um einen ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; (d. h. ein erstes Sollverdrängungsvolumen) für die Pumpe zu berechnen.
Während der erste Sollneigungswinkel θ1 der Pumpe wie vorstehend beschrieben ermittelt ist, berechnet ein im Reglersteuerungsabschnitt vorgesehener zweiter Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe abhängig von der zuvor durch den Abschnitt zur Erfassung der Druckdifferenz bestimmten Druckdifferenz einen zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe (d. h. ein zweites Sollverdrängungsvolumen) für die herkömmliche negative Steuerung. Dies entspricht dahingehend einer alternativen Methode, daß der zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe (d. h. das zweite Sollverdrängungsvolumen) abhängig von dem vom Drucksensor 10 erfaßten Druck stromaufseitig des Drosselventils 4 berechnet wird. Das vorstehend beschriebene Verfahren der Verwendung der Druckdifferenz zwischen dem stromaufseitigen und dem stromabseitigen Druck anstelle nur des stromaufseitigen Drucks hat jedoch den Vorteil, daß es das Verhindern eines Pendeleffekts aufgrund der Schwankungen der Strömungsmenge ermöglicht. Wenn keine Be rücksichtigung eines Pendelns erforderlich ist oder zusätzlich zu dem Drosselventil 4 ein Entlastungsventil vorgesehen ist, kann nur der von dem Drucksensor 10 erfaßte stromabseitige Druck verwendet werden. Nach einer derartigen Bestimmung des zweiten Sollneigungswinkels θ&sub2; der Pumpe werden die Größen des ersten Sollneigungswinkels θ&sub1; der Pumpe und des zweiten Sollneigungswinkels θ&sub2; der Pumpe miteinander verglichen, und der größere wird als Sollneigungswinkel θ für die Pumpe ausgewählt.
Als nächstes liest ein Pferdestärkensteuerabschnitt auf der Grundlage des von dem Förderdrucksensor 35 aufgebrachten Pumpenförderdrucksignals den Pumpenförderdruck und bestimmt über die sogenannte Pferdestärkensteuerung, durch die das Eingangsdrehmoment der Hydraulikpumpe 2 auf einem Wert gehalten wird, der nicht größer als das Ausgangsdrehmoment des Primärantriebs 5 ist, eine bei dem gelesenen Pumpenforderdruck verfügbare maximale Fördermenge der Pumpe, d. h. einen maximalen Neigungswinkel θmax der Pumpe. Als endgültiger Sollneigungswinkel der Pumpe wird von einem Abschnitt zur Auswahl eines minimalen Werts aus dem maximalen Neigungswinkel θmax der Pumpe und dem Sollneigungswinkel θ der Pumpe der kleinere ausgewählt.
Überdies berechnet ein in einem Abschnitt zur Erzeugung eines Antriebssignals vorgesehener Abschnitt zur Auswahl eines Ausgangsdrucks entsprechend einer Kennlinie des Reglers 6 den zum Erreichen des ausgewählten Neigungswinkels der Pumpe erforderlichen Ausgangsdruck des elektromagnetischen Proportionalventils 13.
Schließlich berechnet ein Abschnitt zur Berechnung eines Sollstroms entsprechend einer Kennlinie des elektromagnetischen Proportionalventils einen zum Veranlassen der Ausgabe des vorstehend beschriebenen, berechneten Drucks durch das elektromagnetische Proportionalventil 13 erforderlichen Sollstromwert, wobei der Sollstromwert an das elektromagnetische Proportionalventil 13 ausgegeben wird.
Wird der Steuerhebel 8 in einer Richtung betätigt, in der der Auslegerzylinder 3 zusammengezogen wird (d. h. in einer Auslegerabsenkrichtung) entspricht der Druck in der Steuerleitung 53b dem Reservoirdruck, und es wird kein Steuerdruck erzeugt. Daher ist die durch den Abschnitt der Steuereinheit 12 zum Einstellen der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers eingestellte Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers null, und der von dem ersten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe eingestellte erste Sollneigungswinkel θ&sub1; für die Pumpe ist ebenfalls null. Daher wird von dem Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts immer der durch den zweiten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe eingestellte zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; für die Pumpe ausgewählt, und der kleinere unter dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe und dem vom Pferdestärkensteuerabschnitt ausgegebenen maximalen Sollneigungswinkel θmax der Pumpe wird in dem Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts verglichen. Die anschließende Steuerung in dem Abschnitt zur Erzeugung des Antriebssignals stimmt mit der oben beschriebenen überein.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung bilden der Steuerhebel 8 und die Steuerleitungen 53a, 53b eine erste Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Hubgröße des Auslegerwegeventils 1. Der Steuerdruck, der erzeugt wird, wenn der Steuerhebel 8 mit der Absicht, den Ausleger anzuheben, gemäß Fig. 1 nach links bewegt wird, füngiert als erstes Signal zum Bewegen des Auslegerwegeventils 1 aus der neutralen Stellung in eine Richtung, und der Steuerdruck, der erzeugt wird, wenn der Steuerhebel 8 mit der Absicht, den Ausleger zu senken, gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt wird, füngiert als zweites Signal zum Bewegen des Auslegerwegeventils aus der neutralen Stellung in die andere Richtung. Der Steuerhebel 8 bildet auch eine Einrichtung zur Ausgabe des ersten und des zweiten Signals.
Der Drucksensor 11 bildet eine erste Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße zur Erfassung des durch das erste Signal gegebenen Ausmaßes der Betätigung des Steuerhebels 8.
Der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers bildet eine erste Einrichtung zur Einstellung der Sollströmungsmenge zum Einstellen der Sollströmungsmenge für den Auslegerzylinder für das Anheben des Arms entsprechend der erfaßten Betätigungsgröße.
Das in der mittleren Bypass-Leitung 51 angeordnete Drosselventil 4 bildet die Druckerzeugungseinrichtung, die Drucksensoren 9, 10, die Leitungen 5a, 5b und der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erfassung des Differenzdrucks, die gemeinsam eine Differenzdruckerfassungseinrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks über dem Drosselventil 4 bilden, und der Abschnitt zur Berechnung der Strömungsmenge des mittleren Bypass, der eine Einrichtung zur Berechnung der Strömungsmenge des mittleren Bypass bildet, bilden eine erste Einrichtung zur Erfassung der Strömungsmenge zur Erfassung der des durch die mittlere Bypass-Leitung 1a fließenden Strömungsmenge des Hydraulikfluids, d. h. der Strömungsmenge des mittleren Bypass. Der Pumpenneigungswinkelsensor 15, der Pumpendrehzahlmesser 16 und der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe bilden eine zweite Einrichtung zur Erfassung der Strömungsmenge des von der Hydraulikpumpe 2 geförderten Hydraulikfluids, d. h. der Fördermenge der Pumpe. Der Ab schnitt der Steuereinheit 12 zur Berechnung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge bildet eine Einrichtung zur Berechnung der Differenz zwischen der Pumpenfördermenge und der Strömungsmenge des mittleren Bypass als dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge. Sämtliche vorstehend genannten Einrichtung bilden eine Strömungsmengenbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Strömungsmenge des dem Auslegerzylinder 3 zugeführten Hydraulikfluids, d. h. der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge.
Ferner bildet der erste Abschnitt der Steuereinrichtung 12 zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe eine erste Einrichtung zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens zur Berechnung des ersten Sollverdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe 2 zur Bereitstellung der Pumpenfördermenge, bei der sich die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers nähert. Der von dem elektromagnetischen Proportionalventil 13 über die Drucksignalleitung 58 ausgegebene Steuerdruck füngiert als Antriebssignal für den Regler 6. Der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erzeugung des Antriebssignals und das elektromagnetische Proportionalventil 13 bilden eine Antriebssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung des Antriebssignals für den Regler 6 entsprechend dem ersten Sollverdrängungsvolumen. Der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Steuerung des Reglers und das elektromagnetische Proportionalventil 13 bilden eine Reglersteuereinrichtung zur derartigen Steuerung des Antriebs des Reglers 6, daß sich die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers nähert, und ebenso eine Einrichtung zur derartigen Steuerung des Antriebs des Reglers 6, daß die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge gleich der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers wird.
Überdies bildet der Drucksensor 10 eine Druckerfassungseinrichtung zur Erfassung des von dem Drosselventil 4 als Druckerzeugungseinrichtung erzeugten Drucks, und der zweite Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens bildet eine zweite Einrichtung zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe zur Berechnung des zweiten Sollverdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe 2 zur Erzeugung der Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von dem erfaßten Druck. Der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts bildet eine Einrichtung zur Auswahl des größeren unter dem ersten und dem zweiten Sollverdrängungsvolumen und zur Ausgabe des Gewählten an die Einrichtung zur Erzeugung des Antriebssignals.
Zudem bildet der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Steuerung der Pferdestärken eine Einrichtung zur Berechnung eines vierten Sollverdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe 2 zur Begrenzung des Eingangsdrehmoments der Hydraulikpumpe, damit dieses nicht größer als das Ausgangsdrehmoment des Primärantriebs wird. Der Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts bildet eine Einrichtung zur Auswahl des kleineren unter dem ersten und dem vierten Sollverdrängungsvolumen und zur Ausgabe des Gewählten an die Einrichtung zur Erzeugung des Antriebssignals.
Die wie vorstehend beschrieben aufgebaute Ausführungsform arbeitet wie folgt.
Es wird nun beispielsweise davon ausgegangen, daß der Steuerhebel bei leichter Last und leerer Schaufel, d. h. bei einem verhältnismäßig kleinen Lastdruck, wie in Fig. 3B durch P2 angegeben, mit der Absicht, den Auslegerzylinder 3 auszufahren, gemäß Fig. 1 nach links bewegt wird. Bei einer Betätigung des Steuerhebels 8 wird das von der Hilfshydraulikpumpe 46 zugeführte Hydraulikfluid über die Leitung 53b als Steuerdruck auf einen Antriebsabschnitt des Auslegerwegeventils 1 aufgebracht, der, wie gezeigt, auf der linken Seite angeordnet ist, und das Auslegerwegeventil 1 wird durch seinen Hub allmählich in eine in Fig. 1 auf der linken Seite gezeigte, verschobene Stellung (d. h. nach rechts) bewegt.
Am Ausgangspunkt des Hubs des Auslegerwegeventils 1, d. h. in der Stellung, in der die in dem mittleren Bypass-Kanal 1a angeordnete, verstellbare Ablaufdrossel 54a beginnt, sich zu schließen, wird die Hydraulikpumpe 2 auf der vorstehend erwähnten, vorgegebenen, kleinen Kapazität 10 gemäß Fig. 5 gehalten, damit sie das Hydraulikfluid mit einer Bereitschaftsströmungsmenge zuführt, die entsprechend der Kapazität 10a klein ist.
Wenn das Auslegerwegeventil 1 über seinen Hub gemäß Fig. 1 weiter nach rechts bewegt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3A erläutert, wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Ablaufdrossel 54a allmählich verringert, wodurch die Strömungsmenge des durch das Drosselventil 4 strömenden Hydraulikfluids im Vergleich zu vorher verringert und der Öffnungsgrad der verstellbaren Einlaßdosierdrossel 55a allmählich vergrößert werden. Dann wird die Hydraulikpumpe 2 mit der Unterseite des Auslegerzylinders 3 verbunden, und das Reservoir 45 wird mit der Stabseite des Auslegerzylinders 3 verbunden, worauf die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 der Unterseite des Auslegerzylinders 3 zugeführt wird, was eine Rückführung des Hydraulikfluids in das Reservoir 45 veranlaßt.
Gleichzeitig wird, wenn die verstellbare Ablaufdrossel 54a geschossen wird, der Druck des von der Hydraulikpumpe 2 zugeführten Hydraulikfluids, d. h. der Pumpendruck, gesteigert, wie in Fig. 3B gezeigt. Wenn dann der Pumpendruck P2 übersteigt, beginnt der Auslegerzy linder 3, sich allmählich zu bewegen, wodurch der Auslegerzylinder 3 bis dann ausgefahren wird.
Wenn der Auslegerzylinder 3 beginnt, sich zu bewegen, und die Hydraulikpumpe 2 beginnt, dem Auslegerzylinder 3 das Hydraulikfluid auf diese Weise zuzuführen, werden die Strömungsmenge des durch den mittleren Bypass-Kanal 1a strömenden Hydraulikfluids und damit die Differenz zwischen dem Druck stromaufseitig des Drosselventils 4 und dem Druck stromabseitig desselben, die jeweils von den Drucksensoren 9, 10 erfaßt werden, verringert. Auf der Grundlage einer derartigen Verringerung des Differenzdrucks berechnet der zweite Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens für die sogenannte herkömmliche negative Steuerung den zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe.
Da beim Vorgang des Anhebens des Auslegers bei einer leichten Last, wie in diesem Fall, der Lastdruck des Auslegerzylinders 3 normalerweise klein ist, ist der zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe größer als der später beschriebene erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe, der Abschnitt zur Auswählen des maximalen Werts wählt den zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe aus, und der Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts wählt als endgültigen Sollneigungswinkel θ der Pumpe den kleineren unter dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe und dem mit der Pferdestärkensteuerung ermittelten maximalen Neigungswinkel θmax aus. Der Abschnitt zur Erzeugung des Antriebssignals gibt den dem endgültigen Sollneigungswinkel θ der Pumpe entsprechenden Sollstrom an das elektromagnetische Proportionalventil 13 aus, das den Kolben 6a des Reglers 6 gemäß Fig. 4 nach rechts antreibt. Dadurch wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 allmählich erhöht, wodurch eine vorgegebene Strömungsmengenkennlinie, d. h. eine vorgegebene Dosierkennlinie, bereitgestellt wird.
Die Beziehung zwischen dem Hub des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 und der zu diesem Zeitpunkt erhaltenen Fördermenge ist, wie durch die Kennlinie "bei einem Druck P2" gemäß Fig. 3C dargestellt. Dementsprechend ist die Beziehung zwischen dem Hub des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 und der dem Auslegerzylinder 3 zugefügten Strömungsmenge, wie in Fig. 3D durch die Kennlinie "bei einem Druck P2" dargestellt.
Da, anders ausgedrückt, der Lastdruck des Auslegerzylinders 3 durch den verhältnismäßig kleinen Druck P2 erzeugt wird, nimmt die Fördermenge der Pumpe bei einer Steigerung des Hubs des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 verhältnismäßig moderat zu, wie in Fig. 3C durch die Kennlinie "bei einem Druck P2" dargestellt, und dementsprechend nimmt auch die dem Auslegerzylinder 3 zugeführte Strömungsmenge in bezug auf den Steuerschieberhub verhältnismäßig moderat zu, wie in Fig. 3D in einer ähnlichen Beziehung zur Kenlinie der Fördermenge der Pumpe durch die Kenlinie "bei einem Druck P2" dargestellt. Daher kann eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt werden.
Wird, als weiteres Beispiel, der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 1 nach links betätigt, um das Auslegerwegeventil 1 mit der Absicht, den Auslegerzylinder 3, bei einer schweren Last mit einem an der Schaufel hängenden Gewicht, d. h. in einer Situation, in der der Lastdruck erheblich ist, wie in Fig. 3B durch P1 dargestellt, auszufahren, über seinen Hub allmählich in seine in Fig. 1 auf der linken Seite gezeigte verschobene Stellung zu bewegen, wird zunächst wie folgt die Berechnung des ersten Sollneigungswinkels θ1 der Pumpe ausgeführt, auf deren Beschreibung vorstehend verzichtet wurde. Während des vorstehend erwähnten Verschiebungsvorgangs erfaßt der Drucksensor 11 den über die Leitung 53b auf den Antriebsabschnitt des Auslegerwegeventils 1 aufgebrachten Druck, der Drucksensor 10 erfaßt über die Leitung 5b den Druck stromaufseitig des Drosselventils 4, der Drucksensor 9 erfaßt über die Leitung 5a den Druck stromabseitig des Drosselventils 4, der Pumpenneigungswinkelsensor 15 erfaßt den Neigungswinkel der Taumelscheibe der Hydraulikpumpe 2, und der Pumpendrehzahlmesser 16 erfaßt die Drehzahl der Hydraulikpumpe 2, wobei sämtliche resultierenden Erfassungssignale in die Steuereinheit 12 eingegeben werden. Wie vorstehend beschrieben, berechnet die Steuereinheit 12 im Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers anhand der Erfassungssignale des Drucksensors 11 und des Pumpendrehzahlmessers 16 die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers, im Abschnitt zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe anhand der Erfassungssignale des Pumpenneigungswinkelsensors 15 und des Pumpendrehzahlmessers 16 die Fördermenge der Pumpe und im Abschnitt zur Erfassung des Differenzdrucks anhand der Erfassungssignale des Drucksensors 10 und des Drucksensors 9 die Strömungsmenge des mittleren Bypass. Ferner berechnet sie im Abschnitt zur Berechnung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge anhand der Fördermenge der Pumpe und der Strömungsmenge des mittleren Bypass, die beide zuvor berechnet wurden, die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge und im Abschnitt zur Berechnung des ersten Sollverdrängungsvolumens der Pumpe entsprechend der Differenz zwischen der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers und der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge den ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe.
Da der Lastdruck des Auslegerzylinders beim Vorgang des Anhebens des Auslegers bei einer schweren Last, wie in diesem Fall, normalerweise groß ist, ist der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe größer als der vorstehend erwähnte zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts wählt den ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe aus, und der Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts wählt den kleineren unter dem ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und dem mit der Pferdestärkensteuerung ermittelten maximalen Neigungswinkel θmax als endgültigen Sollneigungswinkel θ der Pumpe aus. Der Abschnitt zur Erzeugung des Antriebssignals gibt den dem endgültigen Neigungswinkel der Pumpe entsprechenden Sollstrom an das elektromagnetische Proportionalventil 13 aus, das den Kolben 6a des Reglers 6 gemäß Fig. 4 nach rechts antreibt. Dadurch wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 allmählich gesteigert, wodurch eine vorgegebene Strömungsmengenkennlinie, d. h. Dosierkennlinie erzeugt wird.
Die Beziehung zwischen dem Hub des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 und der zu diesem Zeitpunkt erhaltenen Fördermenge der Pumpe ist, wie in Fig. 3D durch die Kennlinie "bei einem Druck P1" dargestellt. Die resultierende Kennlinie der Fördermenge der Pumpe in bezug auf den Steuerschieberhub stimmt im wesentlichen mit der Kennlinie "bei einem Druck P2" überein oder ist ein wenig größer als diese. Dementsprechend ist die Beziehung zwischen dem Hub des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 und der dem Auslegerzylinder 3 zugeführten Auslegerzylinderströmungsmenge, wie in Fig. 3D durch die Kennlinie "bei einem Druck P1" dargestellt. Daher stimmt die resultierende Kennlinie der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge in bezug auf den Steuerschieberhub im wesentlichen vollständig mit der Kennlinie "bei einem Druck P2" überein. Anders ausgedrückt wird die dem Auslegerzylinder 3 zugeführte Strömungsmenge unabhängig davon, ob die Last leicht oder schwer ist, bei einer Steigerung des Hubs des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 moderat gesteigert, so daß stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie gegeben ist.
Zum Vergleich sind in den Fig. 3(c) und 3(d) die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub und dem Förderdruck der Pumpe und die Beziehung zwischen dem Steuerschieberhub und der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge beim Stand der Technik jeweils durch Punkt-Strich-Linien dargestellt. Da der Regler 6 beim Stand der Technik selbst dann mit dem zweiten Sollneigungswinkel η&sub2; der Pumpe für die negative Steuerung angetrieben wird, wenn der Lastdruck des Auslegerzylinders 3 erheblich ist, wie in Fig. 3B durch P1 dargestellt, beginnt der Auslegerzylinder 3 nicht, sich zu bewegen, solange die verstellbare Ablaufdrossel 54a nicht so weit gedrosselt ist, daß der Pumpendruck unter der Bedingung über P1 steigt, daß die Hydraulikpumpe 2 das Hydraulikfluid mit der Bereitschaftsströmungsmenge fördert. Bei einem Pumpendruck von weniger als P1 wird daher die durch den mittleren Bypass-Kanal 1a strömende Strömungsmenge nicht verringert, und dadurch wird die Fördermenge der Pumpe nicht erhöht. Wenn der Öffnungsbereich der verstellbaren Ablaufdrossel 54a so weit verringert wird, daß der Pumpendruck P1 übersteigt, beginnt die durch den mittleren Bypass-Kanal 1a strömende Strömungsmenge, sich zu verringern, worauf die Fördermenge der Pumpe abrupt gesteigert wird, wie in Fig. 3C durch die Punkt-Strich-Linie dargestellt. Dementsprechend wird in einem ähnlichen Verhältnis wie die Kennlinie der Fördermenge der Pumpe auch die dem Auslegerzylinder 3 zugeführte Strömungsmenge in bezug auf den Hub des Steuerschiebers des Auslegerwegeventils 1 abrupt gesteigert, wie in Fig. 3D durch die Punkt-Strich-Linie dargestellt, was bedeutet, daß die Dosierkennlinie erheblich verschlechtert wird.
Zusätzlich dazu, daß bei dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, eine Dosierkennlinie erzeugt wird, die bei einer leichten Last so gut wie die herkömmliche ist, kann dem Auslegerzylinder 3 bei einer schweren Last eine von der Betätigungsgröße des Steuerhebels 8 abhängige Auslegerzylinderströmungsmenge zugeführt werden, um die gleiche, zufriedenstellende Dosierkennlinie wie bei einer leichten Last zu erhalten. Daher wird unabhängig davon, ob die Last leicht oder schwer ist, stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt. Dadurch kann der Bediener eine hydraulische Arbeitsmaschine bedienen, ohne besonders darauf zu achten zu müssen, ob die Last groß oder klein ist, und insbesondere kann eine bei der Betätigung des Hebels des Auslegerwegeventils 1 bei einer schweren Last erfahrene Unbequemlichkeit beseitigt werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird. Es ist auch möglich, dafür zu sorgen, daß der Bediener bei der Betätigung der Hebel weniger ermüdet.
Obwohl bei der Beschreibung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Auslegerzylinder 3 als Beispiel für ein Stellglied herangezogen wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt, und das Stellglied kann beispielsweise ein Armzylinder sein. Wenn in diesem Fall der Armzylinder in einer Richtung betätigt wird, in der der Armzylinder zusammengezogen wird (d. h. in einer Armanziehrichtung), steht er normalerweise unter einer schweren Last. Die Steuerungsmodi bei der jeweiligen Betätigung des Auslegerzylinders und des Armzylinders sind in Fig. 8 zusammengefaßt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, ist der Regler 6 so konstruiert, daß der Steuerschieber 6d für die Strömungssteuerung betätigt wird, um den Kolben 6a entsprechend dem an die Drucksignalleitung 58 ausgegebenen Steuerdruck zu bewegen. Alter nativ kann der Regler unter Verwendung von zwei elektromagnetischen Verteilventilen statt des Steuerschiebers zur Strömungssteuerung aufgebaut sein. Diese Modifikation wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. In Fig. 9 sind mit den in Fig. 4 gezeigten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der kompensierte Regler gemäß Fig. 9 unterscheidet sich dadurch von dem Regler 6 gemäß Fig. 4, daß er anstelle des Steuerschiebers 6d für die Strömungssteuerung ein in einem ersten Kanal 60, der die Kammer 6b mit kleinem Durchmesser und die Kammer 6c mit großem Durchmesser verbindet, angeordnetes erstes elektromagnetisches Verstellventil 6e zum Öffnen und Schließen des ersten Kanals 60 als Reaktion auf ein erstes Steuerdrucksignal von der Steuereinheit 12 und ein in einem zweiten Kanal 61, der die Kammer 6c mit großem Durchmesser und den ersten Kanal 60 mit dem Reservoir 45 verbindet, angeordnetes zweites elektromagnetisches Verstellventil 6f zum Öffnen und Schließen des zweiten Kanals 61 als Reaktion auf ein zweites Steuerdrucksignal von der Steuereinheit 12 aufweist.
Wenn bei dem in Fig. 9 gezeigten Regler 6 das erste elektromagnetische Verstellventil 6e geschlossen gehalten und das zweite elektromagnetische Verstellventil 6f durch Energiezufuhr in einen geöffneten Zustand versetzt wird, wird die Verbindung zwischen der Kammer 6a mit kleinem Durchmesser und der Kammer 6c mit großem Durchmesser unterbrochen, und die Kammer mit großem Durchmesser wird mit dem Reservoir verbunden. Daher wird der Kolben 6a nach rechts bewegt, wenn der Pumpendruck auf die Kammer 6a mit kleinem Durchmesser aufgebracht wird, und die Hydraulikpumpe 2 wird so gesteuert, daß ihre Kapazität (ihr Verdrän gungsvolumen) vergrößert wird. Wenn das zweite elektromagnetische Verstellventil 6f geschlossen gehalten und das erste elektromagnetische Verstellventil 6e durch Energiezufuhr in einen geöffneten Zustand versetzt wird, werden sowohl die Kammer 6b mit kleinem Durchmesser als auch auf die Kammer 6c mit großem Durchmesser mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Daher wird der Kolben 6a aufgrund der unterschiedlichen Druckaufnahmebereiche der Kammer 6b mit kleinem Durchmesser und der Kammer 6c mit großem Durchmesser gemäß Fig. 9 nach links bewegt, und die Hydraulikpumpe 2 wird so gesteuert, daß ihre Kapazität (ihr Verdrängungsvolumen) verringert wird.
Bei dieser Modifikation bildet nur der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erzeugung des Antriebssignals die Einrichtung zur Erzeugung des Antriebssignals für den Regler 6. Diese Modifikation bietet ähnliche Vorteile wie die erste Ausführungsform.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Drosselventil 4 als stromabseitig des mittleren Bypass-Kanals 1a angeordnete Druckerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung femer nicht auf die Bereitstellung des Drosselventils 4 begrenzt, statt dessen kann ein Entlastungsventil oder dergleichen vorgesehen sein.
Auch bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden das Drosselventil 4, die Drucksensoren 9, 10, die Leitungen 5a, 5b, der Abschnitt zur Erfassung der Druckdifferenz, wobei die beiden zuletzt genannten zur Steuereinheit 12 gehören, als erste Einrichtung zur Erfassung der durch den mittleren Bypass-Kanal 1a strömenden Strömungsmenge verwendet. Alternativ kann statt dessen ein Strömungsmesser (beispielsweise ein Turbinenströmungsmesser) in der mittleren Bypass-Leitutung 51 vorgesehen sein. Dieser kompensierte Fall bietet ähnliche Vorteile.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform der Drucksensor 11 zur Erfassung der auf den Antriebsabschnitt des Auslegerwegeventils 1 aufgebrachten Drucks als erste Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße des Steuerhebels 8 vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Bereitstellung des Drucksensors 11 beschränkt, und es kann ein Hubsensor oder dergleichen zur direkten Erfassung der Betätigungsgröße des Steuerhebels 8 vorgesehen sein.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden der Pumpenneigungswinkelsensor 15, der Pumpen drehzahlmesser 16 und der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe als zweite Einrichtung zur Erfassung der Strömungsmenge zur Erfassung der Pumpenfördermenge der Hydraulikpumpe 2 verwendet. Es kann jedoch statt dessen ein Strömungsmesser (beispielsweise ein Turbinenströmungsmesser) zwischen der Hydraulikpumpe 2 und dem Auslegerwegeventil 1 vorgesehen sein. Als Alternative kann die zweite Einrichtung zur Erfassung der Strömungsmenge durch ein zwischen der Hydraulikpumpe 2 und dem Auslegerwegeventil 1 angeordnetes Drosselventil und die Drucksensoren zur Erfassung der jeweiligen Drücke stromaufseitig und stromabseitig des Drosselventils gebildet werden, so daß die Fördermenge der Pumpe anhand der Druckdifferenz über dem Drosselventil berechnet werden kann.
Ferner umfaßt die vorstehend beschriebene Ausführungsform den Drucksensor 9 zur Erfassung des Drucks stromabseitig des Drosselventils 4, da das Drosselventil 4 über das Filter 40 mit dem Reservoir 45 verbunden ist. Auf den Drucksensor 9 kann jedoch ver zichtet werden, wenn die Seite stromabseitig des Drosselventils 4 direkt mit dem Reservoir verbunden ist.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das elektromagnetische Proportionalventil 13 zur Erzeugung des Steuerdrucks zur Steuerung der Größe des auf den Antriebsabschnitt des Reglers 6 aufgebrachten Steuerdrucks vorgesehen ist, kann zudem statt dessen ein Schrittmotor oder dergleichen vorgesehen sein, um den Regler 6 direkt anzutreiben.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 14 beschrieben. Diese Ausführungsform betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen, bei dem mehrere Stellglieder gleichzeitig angetrieben werden.
Fig. 10 zeigt ein Schaltungsdiagramm des hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen gemäß dieser Ausführungsform. In Fig. 10 sind mit den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gezeigten identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß Fig. 10 unterscheidet sich das hydraulische Antriebssystem gemäß dieser Ausführungsform dadurch von dem gemäß der ersten Ausführungsform, daß als weiteres, durch von der Hydraulikpumpe 2 gefördertes Hydraulikfluid angetriebenes Stellglied ein Armzylinder 43 hinzukommt und das System dementsprechend ein Armwegeventil 44 mit mittlerem Bypass zur Steuerung des Stroms des dem Armzylinder 43 von der Hydraulikpumpe 2 zugeführten Hydraulikfluids, eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Steuerhe bel 41 zur Steuerung einer Hubgröße des Armwegeventils 44, Steuerleitungen 62a, 62b zum Aufbringen eines Steuerdrucks zum Antreiben des Armwegeventils 44 und einen Drucksensor 42 zur Erfassung der Größe des in die Steuerleitung 62a eingeleiteten Steuerdrucks zum Bewegen des Armwegeventils 44 in eine in Fig. 10 auf der rechten Seite gezeigte, verschobene Position (d. h. nach links) und zur Ausgabe eines der erfaßten Größe entsprechenden Steuerdrucksignals umfaßt.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, umfaßt das Armwegeventil 44, wie das Auslegerwegeventil 1, einen mittleren Bypass-Kanal, Einlaßdosierkanäle und Auslaßdosierkanäle, die jeweils mit verstellbaren Ablaufdrosseln, verstellbaren Einlaßdosierdrosseln und verstellbaren Auslaßdosierdrosseln versehen sind. Die übrige Konstruktion stimmt im wesentlichen mit der der ersten Ausführungsform überein.
Fig. 11 zeigt Einzelheiten der von der Steuereinheit 12 ausgerührten Steuerung.
Ein Punkt, in dem sich der in Fig. 11 gezeigte Steuerungsprozeß von dem in Fig. 6 gezeigten Steuerungsprozeß unterscheidet, ist, daß zusätzlich zu dem Abschnitt zum Einstellen der Sollströmungsmenge für das Anheben des Arms ein Abschnitt zum Einstellen der Sollströmungsmenge für ein Ausfahren des Arms vorgesehen ist. Genauer wird bei einer Betätigung des Steuerhebels 41 gemäß Fig. 11 nach rechts in der Kontraktionsrichtung des Armzylinders 43 (d. h. in der Armausfahrrichtung) der Steuerdruck in der Steuerleitung 62a erzeugt und vom Drucksensor 42 erfaßt, worauf ein entsprechendes Steuerdrucksignal für ein Ausfahren des Arms in den Abschnitt zum Einstellen der Sollströmungsmenge für ein Ausfahren des Arms eingegeben wird. Im Abschnitt zum Einstellen der Sollströmungsmenge für ein Ausfahren des Arms wird die Betätigungsgröße, mit der der Steuerhebel 41 betätigt wird, anhand des Steuerdrucksignals für das Ausfahren des Arms erfaßt und dann in eine Hebelbetätigungsrate umgewandelt. Wie bei dem Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers wird die Hebelbetätigungsrate anschließend im Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für ein Ausfahren des Arms mit der maximalen Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 multipliziert, die von dem Abschnitt zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe angelegt wird, um eine Sollfördermenge zum Ausfahren des Arms zu berechnen.
Dann berechnet ein neu hinzugekommener Abschnitt zur Berechnung der Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder die Summe der vorstehend erwähnten Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms und der durch den Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für ein Anheben des Auslegers eingestellte Sollströmungsmenge für ein Anheben des Auslegers als Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder.
In einem dem Abschnitt zur Bestimmung der dem Ausleger zugeführten Strömungsmenge entsprechenden Abschnitt zur Bestimmung der den Stellgliedern zugeführten Strömungsmenge werden, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, die Fördermenge der Pumpe von dem Abschnitt zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe und die durch den mittleren Bypass strömende Strömungsmenge vom Abschnitt zur Berechnung der durch den mittleren Bypass strömenden Strömungsmenge in einen dem Abschnitt zur Berechnung der dem Ausleger zugeführten Strömungsmenge entsprechenden Abschnitt zur Berechnung der den Stellgliedern zugeführten Strömungsmenge eingegeben. Der Abschnitt zur Berechnung der den Stellgliedern zugeführten Strömungsmenge berechnet die Differenz zwischen der Fördermenge der Pumpe und der durch den mittleren Bypass strömenden Strömungsmenge als den Stellgliedern insgesamt zugeführte Strömungsmenge.
Anschließend werden, wie bei der ersten Ausführungsform, die Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder und die den Stellgliedern insgesamt zugeführte Strömungsmenge in den ersten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe im Abschnitt zur Steuerung des Reglers eingegeben, um eine Differenzströmungsmenge zwischen ihnen zu bestimmen. Die anschließende Steuerung ähnelt der gemäß der ersten Ausführungsform.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau bilden der Steuerhebel 41 und die Steuerleitungen 62a, 62b eine zweite Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Hubgröße des Armwegeventils 44.
Der Drucksensor 42 bildet eine zweite Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße des Steuerhebels 41.
Der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms bildet eine zweite Einrichtung zur Einstellung der Sollströmungsmenge für den Armzylinder 43 für ein Ausfahren des Arms entsprechend der erfaßten Betätigungsgröße.
Ferner bildet der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Berechnung der Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder eine Einrichtung zur Berechnung der durch die Summe der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers und der Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms gegebenen Gesamtsollströmungsmenge. Die wie vorstehend erläutert aufgebaute Ausführungsform funktioniert wie folgt.
Es wird nun beispielsweise davon ausgegangen, daß der Steuerhebel 41 bei leichter Last und leerer Schaufel mit der Absicht, den Armzylinder 43 einzuziehen, gemäß Fig. 10 nach rechts betätigt wird oder daß der Steuerhebel 8 mit der Absicht, den Auslegerzylinder 3 auszufahren, gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird. In diesem Fall wird, wie bei der ersten Ausführungsform, die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; für die herkömmliche negative Steuerung allmählich gesteigert, wodurch eine vorgegebene Strömungsmengenkennlinie, d. h. Dosierkennlinie erzeugt wird.
Wenn, als weiteres Beispiel, mit der Absicht, bei einer schweren Last und einem an der Schaufel hängenden Gewicht den Annzylinder 43 einzuziehen und den Auslegerzylinder 3 auszufahren, der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach rechts und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach links bewegt werden, wird die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform in dem Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers auf der Grundlage der Eingangssignale von dem Pumpen drehzahlmesser 16 und dem Drucksensor 11 eingestellt, und die Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms wird von dem Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms auf der Grundlage der Eingangssignale von dem Pumpendrehzahlmesser 16 und dem Drucksensor 42 eingestellt, worauf von dem Abschnitt zur Berechnung der Gesamtströmungsmenge für die Stellglieder anhand beider Sollströmungsmengen die Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder berechnet wird. Ebenso berechnet der Abschnitt zur Bestimmung der den Stellgliedern zugeführten Strömungsmenge, wie der Abschnitt zur Bestimmung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge bei der ersten Ausführungsform, auf der Grundlage der Eingangssignale von den Drucksensoren 9, 10, dem Pumpenneigungswinkelsensor 15 und dem Pumpendrehzahlmesser 16 die den Stellgliedern insgesamt zugeführte Strömungsmenge. Dann wird in dem ersten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe anhand der Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder und der den Stellgliedern insgesamt zugeführten Strömungsmenge ein erster Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe berechnet. Da bei der der kombinierten Betätigung des Anhebens des Auslegers und des Ausfahrens des Arms bei einer schweren Last, wie in diesem Fall, der Lastdruck sowohl des Auslegerzylinders als auch des Armzylinders normalerweise groß ist, ist der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe größer als der zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts wählt den ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe aus, und der Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts wählt als endgültigen Sollneigungswinkel der Pumpe den kleineren aus dem ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und dem durch die Pferdestärkensteuerung erhaltenen maximalen Neigungswinkel θmax der Pumpe aus. Der Abschnitt zur Erzeugung des Antriebssignals gibt den dem endgültigen Sollneigungswinkel der Pumpe entsprechenden Sollstrom an das elektromagnetische Proportionalventil 13 aus, das den Kolben 6a des Reglers 6 gemäß Fig. 4 nach rechts antreibt. Dadurch wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 allmählich gesteigert, so daß die dem Auslegerzylinder 3 und dem Armzylinder 43 insgesamt zugeführte Strömungsmenge, wie bei der ersten Ausführungsform, bei einer Steigerung des Hubs des Steuerschiebers sowohl des Auslegerwegeventils 1 als auch des Armwegeventils 44 unabhängig davon moderat gesteigert wird, ob die Last leicht oder schwer ist, wodurch stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt wird.
Ebenso ist bei einer Betätigung des Steuerhebels 41 gemäß Fig. 10 nach links zum Ausfahren des Armzylinders 43 und einer Betätigung des Steuerhebels 8 gemäß Fig. 10 nach links zum Einziehen des Auslegerzylinders 3 der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe Null, und daher erfolgt die Steuerung stets entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die vorstehend erwähnte negative Steuerung, wodurch eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt wird.
Wenn der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird, um den Annzylinder 43 auszufahren, und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird, um den Auslegerzylinder 3 auszufahren, erfolgt die Steuerung entsprechend dem größeren unter dem auf der dem Auslegerzylinder 3 zugeführten Auslegerzylinderströmungsmenge basierenden ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die negative Steuerung. Daher erfolgt die Steuerung beispielsweise entsprechend dem ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe, wenn der Lastdruck des Auslegerzylinders groß ist, und entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, wenn er klein ist.
Wenn der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach rechts betätigt wird, um den Armzylinder 43 einzuziehen, und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach rechts betätigt wird, um den Auslegerzylinder 3 einzuziehen, erfolgt ferner die Steuerung entsprechend dem größeren unter dem auf der dem Armzylinder 43 zugeführten Armzylinderströmungsmenge basierenden ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und dem zweiten Sollneigungswinkel 82 der Pumpe für die negative Steuerung. Daher erfolgt die Steuerung beispielsweise ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall entsprechend dem ersten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, wenn der Lastdruck des Armzylinders 43 erheblich ist, und entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, wenn es sich anders verhält.
Die vorstehend beschriebenen Steuerungsmodi sind in Fig. 12 zusammengefaßt.
Bei dieser Ausführungsform ergeben sich bei der kombinierten Betätigung des Auslegerzylinders 3 und des Armzylinders 43 durch die Ausführung der Steuerung entsprechend der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge oder der dem Armzylinder zugeführten Strömungsmenge ähnliche Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform. Zudem können diesmal durch die Verwendung der Steuerung entsprechend der dem Ausleger zugeführten Strömungsmenge für den Auslegerzylinder 3 und die Verwendung der herkömmlichen negativen Steuerung für den Armzylinder die beiden Steuerverfahren abhängig von den Stellgliedern selektiv verwendet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wählt der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts den größeren unter dem auf der dem Auslegerzylinder 3 und dem Armzylinder 43 zugeführten Stellgliedströmungsmenge basierenden ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die herkömmliche, negative Steuerung aus. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, und der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts kann so beschaffen sein, daß er beispielsweise den größeren unter dem auf der dem Auslegerzylinder 3 zugeführten Auslegerzylinderströmungsmenge basierenden ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe, dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die herkömmliche negative Steuerung und einem dritten Sollneigungswinkel θ&sub3; der Pumpe für eine sogenannte positive Steuerung entsprechend der Betätigungsgröße des dem Armzylinder 43 zugeordneten Steuerhebels 41 auswählt. Diese Modifikation wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben.
Fig. 13 zeigt Einzelheiten der bei dem hydraulischen Antriebssystem gemäß dieser Modifikation von der Steuereinheit 12 ausgeführten Steuerung. Es wird darauf hingewiesen, daß der Kreis des hydraulischen Antriebssystems bei dieser Modifikation mit dem gemäß Fig. 10 übereinstimmt.
Der in Fig. 13 gezeigte Steuerungsprozeß unterscheidet sich dadurch von dem in Fig. 6 gezeigten gemäß der ersten Ausführungsform, daß zusätzlich zum ersten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe zur Berechnung des ersten Sollneigungswinkels θ&sub1; der Pumpe und dem zweiten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe zur Berechnung des zweiten Sollneigungswinkels θ&sub2; der Pumpe ein dritter Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe zur Berechnung eines dritten Sollneigungswinkels θ&sub3; der Pumpe für eine positive Steuerung vorgesehen ist und der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Drucks den maximalen unter den Winkeln θ&sub1; bis θ&sub3; auswählt. Der übrige Teil der Steuerung stimmt mit der gemäß der ersten Ausführungsform überein.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bildet der dritte Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe eine dritte Einrichtung zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe zur derartigen Berechnung eines dritten Sollverdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe 2, daß die von der vom Drucksensor 42 erfaßten Betätigungsgröße des Steuerhebels 41 abhängige Fördermenge der Pumpe erzeugt wird, und der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts bildet eine Einrichtung zur Auswahl des größeren unter dem ersten und dem dritten Sollverdrängungsvolumen und zur Ausgabe des Ausgewählten an die Einrichtung zur Erzeugung des Antriebssignals.
Die wie vorstehend erläutert konstruierte Ausfuhrungsform arbeitet wie folgt.
Es wird nun beispielsweise davon ausgegangen, daß der Steuerhebel 41 bei leichter Last mit leerer Schaufel mit der Absicht, den Armzylinder 43 einzuziehen, gemäß Fig. 10 nach rechts betätigt wird oder der Steuerhebel 8 mit der Absicht, den Auslegerzylinder 3 auszufahren, gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird. In diesem Fall wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2, wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die herkömmliche negative Steuerung allmählich gesteigert, wodurch eine vorgegebene Strömungsmengenkennlinie, d. h. eine vorgegebene Dosierkennlinie, erzeugt wird.
Wenn als weiteres Beispiel mit der Absicht, bei einer schweren Last mit einem an der Schaufel hängenden Gewicht den Armzylinder 43 einzuziehen und den Auslegerzylinder 3 auszufahren, der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach rechts und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach links betätigt werden, wird die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers von dem Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers auf der Grundlage der Eingangssignale von dem Pumpendrehzahlmesser 16 und dem Drucksensor 11 eingestellt, und die Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers wird, wie bei der ersten Ausführungsform, von dem Abschnitt zur Berechnung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers berechnet. Ebenso berechnet der Abschnitt zur Bestimmung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, auf der Grundlage der Eingangssignale von den Drucksensoren 9, 10, dem Pumpenneigungswinkelsensor 15 und dem Pumpendrehzahlsensor 16 die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge. Dann wird von dem ersten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe anhand der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers und der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe berechnet. Parallel dazu wird vom dritten Abschnitt zur Berechnung des Sollneigungswinkels der Pumpe entsprechend der vom Drucksensor 42 erfaßten Betätigungsgröße des Steuerhebels 41 der dritte Sollneigungswinkel θ&sub3; der Pumpe für die positive Steuerung berechnet, und von dem zweiten Abschnitt zur Berechnung des Sollverdrängungsvolumens der Pumpe wird der zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die negative Steuerung berechnet. Da bei der Betätigung zum Anheben des Auslegers und bei der Betätigung zum Ausfahren des Arms bei einer schweren Last, wie in diesem Fall, die Lastdrücke sowohl des Auslegerzylinders als auch des Armzylinders normalerweise groß sind, ist der zweite Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe unter den drei vorstehend erwähnten Neigungswinkeln der Pumpe kleiner als die beiden anderen. Daher wählt der Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts den ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe oder den zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe aus. Welcher von ihnen ausgewählt wird, hängt von der Größe des Lastdrucks zu diesem Zeitpunkt, der Einstellung einer Verstärkungsfunktion bei der positiven Steuerung, etc. ab. Da der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe jedoch über eine Art von Rückführsteuerung berechnet wird, die ausgeführt wird, während die dem Auslegerzylinder zugeführte Strömungsmenge von dem Abschnitt zur Bestimmung der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge überwacht wird, ist die Reaktion leicht verzögert. Zu Beginn des Vorgangs ist dementsprechend der dritte Sollneigungswinkel θ&sub3; für die positive Steuerung größer als der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe und wird von dem Abschnitt zur Auswahl des maximalen Werts ausgewählt. Dann wählt der Abschnitt zur Auswahl des minimalen Werts den kleineren unter dem dritten Sollverdrängungswinkel θ&sub3; der Pumpe und dem durch die Pferdestärkensteuerung erhaltenen maximalen Neigungswinkel θmax als endgültigen Sollneigungswinkel der Pumpe aus. Der Abschnitt zur Erzeugung des Antriebssignals gibt den dem endgültigen Sollneigungswinkel der Pumpe entsprechenden Sollstrom an das elektromagnetische Proportionalventil 13 aus, das den Kolben 6a des Reglers 6 gemäß Fig. 4 nach rechts antreibt. Dadurch wird die Fördermenge der Hydraulikpumpe 2 allmählich gesteigert, so daß die dem Auslegerzylinder 3 und dem Armzylinder 43 insgesamt zugeführte Strömungsmenge, wie bei der ersten Ausführungsform, bei einer Steigerung des Hubs des Steuerschiebers sowohl des Auslegerwegeventils 1 als auch des Armwegeventils 44 unabhängig davon moderat gesteigert wird, ob die Last leicht oder schwer ist, wodurch stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt wird und die Reaktion zu Beginn des Vorgangs verbessert wird.
Ebenso sind bei einer Betätigung des Steuerhebels 41 gemäß Fig. 10 nach links zum Ausfahren des Armzylinders 43 und des Steuerhebels 8 gemäß Fig. 10 nach rechts zum Zusammenziehen des Auslegerzylinders 3 sowohl der erste Neigungswinkel θ&sub1; der Pumpe als auch der dritte Sollneigungswinkel θ&sub3; der Pumpe Null, und daher erfolgt die Steuerung stets entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die vorstehend erwähnte negative Steuerung, wodurch eine vorgegebene Dosierkennlinie erzielt wird.
Wenn der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird, um den Armzylinder 43 auszufahren, und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach links betätigt wird, um den Auslegerzylinder 3 auszufahren, ist der dritte Sollneigungswinkel θ&sub3; für die positive Steuerung Null, und daher erfolgt die Steuerung entsprechend dem größeren unter dem auf der dem Auslegerzylinder 3 zugeführten Auslegerzylinderströmungsmenge basierenden Sollneigungswinkel θ&sub1; und dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die negative Steuerung. Daher wird die Steuerung beispielsweise entsprechend dem ersten Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe ausgeführt, wenn der Lastdruck des Auslegerzylinders 3 groß ist, und entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe, wenn er klein ist.
Wenn der Steuerhebel 41 gemäß Fig. 10 nach rechts betätigt wird, um den Armzylinder 43 einzuziehen, und der Steuerhebel 8 gemäß Fig. 10 nach rechts bewegt wird, um den Auslegerzylinder 3 einzuziehen, ist femer der erste Sollneigungswinkel θ&sub1; der Pumpe Null, und daher wird die Steuerung entsprechend dem größeren unter dem dritten Sollneigungswinkel θ&sub3; der Pumpe für die für den Armzylinder 43 verwendete positive Steuerung und dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe für die negative Steuerung ausgeführt. Daher erfolgt die Steuerung, ähnlich wie in dem vorstehend beschriebenen Fall, zu Beginn des Vorgangs beispielsweise entsprechend dem dritten Sollneigungswinkel θ&sub3; der Pumpe und anderenfalls entsprechend dem zweiten Sollneigungswinkel θ&sub2; der Pumpe.
Die vorstehend beschriebenen Steuerungsmodi sind in Fig. 14 zusammengefaßt.
Zusätzlich dazu, daß diese Ausführungsform ähnliche Vorteile wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform bietet, kann sie durch eine Kombination der Steuerung entsprechend der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge und der sogenannten positiven Steuerung auch die Reaktion der Stellglieder zu Beginn der Betätigung verbessern.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausfùhrungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 beschrieben. Diese Ausfùhrungsform betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen mit einer Einrichtung zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe.
Fig. 15 zeigt Einzelheiten der von einer Steuereinheit des hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen gemäß dieser Ausführungsform ausgeführten Steuerung. Es wird darauf hingewiesen, daß der Kreislauf des hydraulischen Antriebssystems mit dem der in Fig. 10 gezeigten zweiten Ausfùhrungsform übereinstimmt.
Der in Fig. 15 gezeigte Steuerungsprozeß unterscheidet sich dadurch von dem in Fig. 11 gezeigten gemäß der zweiten Ausfùhrungsform, daß im Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Erfassung der Fördermenge der Pumpe ein Abschnitt zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von dem Förderdruck der Pumpe vorgesehen ist. Der Abschnitt zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe verändert die Fördermenge der Pumpe wie folgt.
Im allgemeinen ist die Beziehung zwischen dem Förderdruck P der Pumpe und der Verdrängungseffizienz der Hydraulikpumpe 2 so, daß die Verdrängungseffizienz bei einem Anstieg des Förderdrucks P der Pumpe abnimmt. Diese Beziehung ist in Fig. 16 gezeigt.
Zur Kompensation der Wirkung der Verringerung der Verdrängungseffizienz auf die Fördermenge der Pumpe empfängt der Abschnitt zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe ein Pumpenförderdrucksignal von dem Förderdrucksensor 35 und stellt einen durch
K = ηP (η ist eine proportionale Kostante)
bestimmten Kompensationswert K ein.
Dann wird anhand der Drehzahl der Pumpe die Fördermenge der Pumpe berechnet, und der Neigungswinkel der Pumpe wird durch Multiplikation des Kompensationswerts K kompensiert.
Anschließend wird die so kompensierte Fördermenge der Pumpe an den Abschnitt zur Berechnung der dem Stellglied zugeführten Strömungsmenge ausgegeben.
Der übrige Aufbau und die weitere Funktionsweise stimmen mit denen gemäß der zweiten Ausführungsform überein.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau bildet der Abschnitt der Steuereinheit 12 zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation der Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von Förderdruck P der Hydraulikpumpe 2. Wenn der Förderdruck P der Pumpe groß ist, ergibt die Kompensation beispielsweise eine größere Fördermenge der Pumpe, auf deren Grundlage die Funktion des Reglers 6 gesteuert wird.
Zusätzlich dazu, daß sie die gleichen Vorteile wie die zweite Ausführungsform bietet, kann bei dieser Ausführungsform die Wirkung einer Verringerung der Verdrängungseffizienz der Hydraulikpumpe durch die Kompensation der Fördermenge der Pumpe unter Verwendung des Kompensationswerts K ausgeschlossen werden. Dementsprechend wird die den Stellgliedern insgesamt zugeführte Strömungsmenge, die die Summe der dem Auslegerzylinder 3 und dem Armzylinder 43 tatsächlich zugeführten Strömungsmengen ist, mit höherer Genauigkeit bestimmt werden.

Vierte Ausfuhrungsform

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 18 beschrieben. Diese Ausführungsform betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für hydraulische Arbeitsmaschinen, bei dem elektrische Hebel als Steuerhebel verwendet werden.
Fig. 17 zeigt ein Schaltungsdiagramm des hydraulischen Antriebssystems für hydraulische Arbeitsmaschinen gemäß dieser Ausführungsform. In Fig. 17 sind mit den im Zusammenhang mit der ersten bis dritten Ausführungsform beschriebenen identische Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß Fig. 17 unterscheidet sich das hydraulische Antriebssystem gemäß dieser Ausführungsform dadurch von dem gemäß der zweiten Ausführungsform, daß die Betätigungseinrichtungen für das Auslegerwegeventil 1 und das Armwegeventil 44 jeweils elektrische Hebel 75, 76, Hubsensoren 75a, b und 76a, b zur Erfassung von Verschiebegrößen, um die die elektrischen Hebel bewegt werden, und elektromagnetische Proportionalventile 71 bis 74 zum Empfangen von durch die Steuereinheit 12 abhängig von den durch die Hubsensoren 75a, b und 76a, b erfaßten Verschiebungsgrößen ausgegebenen Signalen umfassen. Der übrige Aufbau stimmt im wesentlichen mit dem gemäß der zweiten Ausführungsform überein.
Fig. 18 zeigt Einzelheiten der von der Steuereinheit 12 ausgeführten Steuerung.
Der in Fig. 18 gezeigte Steuerungsprozeß unterscheidet sich dadurch von dem in Fig. 11 gezeigten gemäß der zweiten Ausführungsform, daß die Steuereinheit 12 entsprechend den vorstehend erwähnten Unterschieden im Aufbau einen Meßwertwandler für das Absenken des Auslegers, einen Meßwertwandler für das Anheben des Auslegers, einen Meßwertwandler für das Ausfahren des Arms und einen Meßwertwandler für das Anziehen des Arms zum jeweiligen Empfangen der Betätigungsgrößensignale von den Hubsensoren 75a, 75b, 76a und 76b zur Umwandlung in elektrische Signale durch die Steuereinheit und einen Verstärker für das Absenken des Auslegers, einen Verstärker für das Anheben des Auslegers, einen Verstärker für das Ausfahren des Arms und einen Verstärker für das Anziehen des Arms zum jeweiligen Verstärken der von den Meßwertwandler umgewandelten elektrischen Signale und zur Ausgabe der verstärkten Signale an die jeweiligen elektromagnetischen Proportionalventile 71 bis 74 umfaßt, wobei die Signale von dem Meßwertwandler für das Anheben des Auslegers und dem Meßwertwandler für das Ausfahren des Arms jeweils in den Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers und den Abschnitt zur Einstellung der Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms eingegeben werden. Der übrige Steuerungsprozeß stimmt mit dem gemäß der zweiten Ausführungsform überein.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau bilden der elektrische Hebel 75, die Hubsensoren 75a, 75b, der Meßwertwandler für das Absenken des Auslegers, der Meßwertwandler für das Anheben des Auslegers, der Verstärker für das Absenken des Auslegers und der Verstärker für das Anheben des Auslegers der Steuereinheit 12, die elektromagnetischen Proportionalventile 72, 73 und die Steuerleitungen 53a, 53b bilden eine erste Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Hubgröße des Auslegerwegeventils 1, wogegen der elektrische Hebel 76, die Hubsensoren 76a, 76b, der Meßwertwandler für das Ausfahren des Arms, der Meßwertwandler für das Anziehen des Arms, der Verstärker für das Ausfahren des Arms und der Verstärker für das Anziehen des Arms der Steuereinheit 12, die elektromagnetischen Proportionalventile 71, 74 und die Steuerleitungen 62a, 62b eine zweite Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Hubgröße des Armwegeventils 44 bilden.
Die Hubsensoren 75a, b bilden eine erste Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße zur Erfassung der Betätigungsgröße, mit der der elektrische Hebel 75 betätigt wird, und die Hubsensoren 76a, b bilden eine zweite Einrichtung zur Erfassung der Betätigungsgröße, mit der der elektrische Hebel 76 betätigt wird.
Ferner bilden der Reglersteuerabschnitt der Steuereinheit 12 und das elektromagnetische Proportionalventil 13 eine Reglersteuereinrichtung zur derartigen Steuerung des Antriebs des Reglers, daß die durch die Summe der dem Auslegerzylinder zugeführten Strömungsmenge und der dem Armzylinder zugeführten Strömungsmenge gegebene, den Stellgliedern insgesamt zugeführte Strömungsmenge weiter an die durch die Summe der Sollströmungsmenge für das Anheben des Auslegers und der Sollströmungsmenge für das Ausfahren des Arms gegebene Gesamtsollströmungsmenge für die Stellglieder angenähert wird.
Die wie vorstehend erläutert aufgebaute Ausführungsform arbeitet wie folgt.
Wenn der elektrische Hebel 76 beispielsweise mit der Absicht, den Armzylinder 43 einzuziehen (d. h. den Arm auszufahren) gemäß Fig. 17 nach rechts bewegt wird, wird die Betätigungsgröße des elektrischen Hebels 76 vom Hubsensor 76a erfaßt und in den Meßgrößenwandler für das Ausfahren des Arms der Steuereinheit 12 eingegeben. Nach der Umwandlung in elektrische Signale wird die Betätigungsgröße an den Verstärker für das Ausfahren des Arms übertragen, der ein entsprechendes Antriebssignal an das elektromagnetische Proportionalventil 74 ausgibt. Dann wird das von der Hilfshydraulikpumpe 46 zugeführte Hydraulikfluid über das elektromagneti sche Proportionalventil 74 und die Steuerleitung 62a als Steuerdruck auf den gemäß der Zeichnung auf der rechten Seite des Armwegeventils 44 angeordneten Antriebsabschnitt aufgebracht. Dadurch wird das Armwegeventil 44 über seinen Hub allmählich in eine gemäß Fig. 17 nach rechts verschobene Stellung (d. h. nach links) bewegt, und der Armzylinder 43 wird in der Einzugsrichtung betätigt.
Wird der elektrische Hebel 76 dagegen mit der Absicht, den Armzylinder 43 auszufahren (d. h. den Arm anzuziehen) gemäß Fig. 17 nach links betätigt, wird der Betätigungsbetrag des elektrischen Hebels 76 von dem Hubsensor 76b erfaßt und in den Meßwertwandler für das Anziehen des Arms der Steuereinheit 12 eingegeben. Nach der Umwandlung in elektrische Signale wird die Betätigungsgröße an den Verstärker für das Anziehen des Arms übertragen, der ein entsprechendes Antriebssignal an das elektromagnetische Proportionalventil 71 ausgibt. Dann wird das von der Hilfshydraulikpumpe 46 zugeführte Hydraulikfluid über das elektromagnetische Proportionalventil 71 und die Steuerleitung 62b als Steuerdruck auf einen gemäß der Zeichnung linken Seite des Armwegeventils 44 angeordneten Antriebsabschnitt aufgebracht. Dadurch wird das Armwegeventil 44 durch seinen Hub allmählich in eine gemäß Fig. 17 nach links verschobene Stellung (d. h. nach rechts) bewegt, und der Armzylinder 43 wird in der Ausfahrrichtung betätigt.
Der vorstehend beschriebene Vorgang gilt äquivalent für den Fall, daß der elektrische Hebel 75 gemäß Fig. 17 nach rechts (oder links) bewegt wird, um das Auslegerwegeventil 1 durch seinen Hub in eine nach rechts (bzw. links) verschobene Stellung zu bewegen, um dadurch den Auslegerzylinder 3 in der Ausfahrrichtung (bzw. Kontraktionsrichtung) zu betätigen.
Der Vorgang einschließlich des Steuerungsprozesses stimmt mit Ausnahme der Manipulation der elektrischen Hebel und der Erfassung ihrer Verschiebungsgrößen mit dem gemäß der zweiten Ausführungsform überein.
Auch diese Ausführungsform bietet die gleichen Vorteile wie die zweite Ausführungsform.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Da erfindungsgemäß die den Stellgliedern zugeführte Strömungsmenge selbst gesteuert wird, wird die Dosierkennlinie nicht von Schwankungen des Lastdrucks beeinträchtigt, und es kann unabhängig davon, ob die Last leicht oder schwer ist, stets eine zufriedenstellende Dosierkennlinie erzielt werden. Daher kann ein Bediener die hydraulische Arbeitsmaschine bedienen, ohne besonders darauf achten zu müssen, ob die Last groß oder klein ist, und die Arbeitseffizienz kann im Vergleich zum Stand der Technik erhöht werden, während der Bediener weniger ermüdet.

Claims

1. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen, mit einer variablen hydraulischen Verdrängerpumpe (2), einem ersten Aktuator (3), der durch ein von der Hydraulikpumpe (2) geliefertes hydraulisches Fluid angetrieben ist, einem ersten Wegeventil (1) in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zulaufkanälen (b&sub1;, b&sub2;) die variable Zulaufdrosseln (55a, 55b) und einen mittleren Bypass-Kanal (1a) aufweisen, der zum Steuern einer Strömung des von der Hydraulikpumpe (2) zu dem ersten Aktuator (3) geförderten hydraulischen Fluids mit variablen Auslaufdrosseln (54a, 54b) ausgestattet ist, einer ersten Betätigungsemrichtung (8; 75, 75a, 75b, 12, 72, 73; 53a, 53b) zum Steuern des Hubes des ersten Wegeventils (1), einem Niederdruckkreis (45), einer mittleren Bypass-Leitung (51) zum Verbinden des mittleren Bypass-Kanals (1a) mit dem Niederdruckkreis (45) an einem Punkt stromabwärts der variablen Auslaufdrosseln (54a, 54b) und einer Regeleinrichtung (6) zum Steuern des Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe (2), gekennzeichnet durch:

eine erste Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung (11; 75a, 75b) zum Erfassen eines Betätigungsbetrags der ersten Betätigungsemrichtung (8; 75, 75a, 75b, 12, 72, 73; 53a, 53b);

eine erste Soll-Strömungsraten-Einstelleinrichtung (12) zum Einstellen einer ersten Soll-Strömungsrate des ersten Aktuators (3) entsprechend dem erfaßten Betätigungsbetrag;

eine Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung (15, 16; 4, 9, 10, 5a, 5b; 12) zum Bestimmen einer tatsächlichen Aktuator-Strömungsrate, die dem ersten Aktuator (3) zugeführt wird; und

eine Regler-Steuereinrichtung (12, 13) zum Steuern des Antriebs der Regeleinrichtung (6) derart, daß sich die tatsächliche Aktuator-Strömungsrate der ersten Soll-Strömungsrate annähert.

2. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler-Steuereinrichtung eine erste Soll-Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen eines ersten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe (2), um eine Pumpförderrate zu gewährleisten, bei der sich die Aktuator-Strömungsrate der ersten Soll-Strömungsrate annähert, und eine Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13) zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung (6) entsprechend dem ersten Soll-Verdrängungsvolumen aufweist.

3. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung eine erste Strömungsraten-Erfassungseinrichtung (4; 9, 10, 5a, 5b, 12) zum Erfassen einer ersten Strömungsrate, die durch den mittleren Bypass-Kanal (1a) gelangt, eine zweite Strömungsraten-Erfassungseinrichtung (15, 16, 12) zum Erfassen einer zweiten Strömungsrate, die durch die Hydraulikpumpe (2) gefördert wird, und eine Einrichtung (12) zum Berechnen, wie die Aktuator strömungsrate, der Differenz zwischen der ersten Strömungsrate und der zweiten Strömungsrate aufweist.

4. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsraten-Erfassungseinrichtung eine Druckerzeugungseinrichtung (4), die in der mittleren Bypass-Leitung (51) angeordnet ist, eine Differenzdruck-Erfassungseinrichtung (9, 10, 5a, 5b, 12) zum Erfassen eines Differenzdruckes über der Druckerzeugungseinrichtung (4), und eine Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen der ersten Strömungsrate entsprechend dem erfaßten Differenzdruck aufweist.

5. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler-Steuereinrichtung (12, 13) eine Steuereinrichtung für den Antrieb des Reglers enthält, damit die Aktuator-Strömungsrate gleich der ersten Soll-Strömungsrate wird.

6. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 2, die weiter eine Druckerzeugungseinrichtung (4) aufweist, die in der mittleren Bypass-Leitung (51) angeordnet ist, eine Druckerfassungseinrichtung (5a, 10, 12) zum Erfassen eines von der Druckerzeugungseinrichtung (4) erzeugten Druckes aufweist, eine zweite Soll-Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen eines zweiten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe (2) aufweist, um eine Pumpenförderrate zu gewährleisten, die von dem erfaßten Druck abhängt, und eine Auswahleinrichtung (12) aufweist zum Auswählen des größeren aus den ersten und zweiten Soll-Verdrängungsvolumina und zur Ausgabe des Ausgewählten zu der Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13), wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung (6) entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.

7. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betätigungseinrichtung Ausgabemittel (8, 53b; 75, 75b, 12, 72, 53b) enthält zum Ausgeben eines ersten Signals um das erste Wegeventil (1) in eine Richtung aus der Neutralstellung zu bewegen und zum Ausgeben eines zweiten Signals um das erste Wegeventil in die andere Richtung aus dessen Neutralstellung zu bewegen, und die Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung Erfassungsmittel (11; 75b) aufweist zum Erfassen des Betätigungsbetrags, wie er von dem ersten Signal bekannt ist.

8. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 6, der weiter einen zweiten Aktuator (43) aufweist und ein zweites Wegeventil (44) in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zulaufkanälen, die mit variablen Zulaufdrosseln und einem mittleren Bypass-Kanal versehen sind, der variable Auslaufdrosseln zum Steuern einer Strömung des Hydraulikfluids aufweist, das von der Hydraulikpumpe (2) dem zweiten Aktuator (43) zugeführt wird.

9. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 1, der weiter einen zweiten Aktuator (43) aufweist, ein zweites Wegeventil (44) in Mittel-Bypass-Ausführung mit Zu laufkanälen, die variable Zulaufdrosseln und einen mittleren Bypass-Kanal aufweisen, der mit variablen Auslaufdrosseln versehen ist zum Steuern einer Strömung des Hydraulikfluids, das von der Hydraulikpumpe (2) dem zweiten Aktuator (43) zugeführt wird, eine zweite Betätigungseinrichtung (41; 76, 76a, 76b, 12, 71, 74; 62a, 62b) zum Steuern des Hubes des zweiten Wegeventils (44) aufweist, eine zweite Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung (42; 76a, 76b) zum Erfassen eines Betätigungsbetrags der zweiten Betätigungseinrichtung (41; 76, 76a, 76b, 12, 71, 74; 62a, 62b) aufweist, eine zweite Soll-Strömungsraten-Einstelleinrichtung (12) aufweist zum Einstellen einer zweiten Soll-Strömungsrate des zweiten Aktuators (43) entsprechend dem erfaßten Betätigungsbetrag, und eine Bestimmungseinrichtung (12) aufweist, die eine Gesamt-Soll-Strömungsrate bestimmt, wie sie durch die Summe der ersten Soll-Strömungsrate und der zweiten Soll-Strömungsrate gegeben ist, wobei die Strömungsraten-Bestimmungseinrichtung (15, 16; 4, 9, 10, 5a, 5b; 12) eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Gesamt-Aktuator-Strömungsrate enthält, wie sie durch die Summe der tatsächlichen Aktuatorströmungsraten gegeben ist, die dem ersten und zweiten Aktuator (3; 43) zugeführt wird, und die Reglersteuereinrichtung (12, 13) Steuermittel enthält zum Steuern des Antriebs der Regeleinrichtung (6) derart, daß die Gesamt-Aktuator-Strömungsrate der Gesamt-Soll-Strömungsrate annähert.

10. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 2, der weiter eine dritte Soll-Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen eines dritten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe (2) aufweist, um eine Pumpförderrate zu gewährleisten, die vom Betätigungsbetrag abhängt, der durch die erste Betätigungsbetrags-Erfassungseinrichtung (11; 75a, 75b) erfaßt wird, und Auswahlmittel (12) aufweist, zum Auswählen des größeren aus den ersten und dritten Soll-Verdrängungsvolumina und zum Ausgeben des Ausgewählten an die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13), wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13) ein Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung (6) entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.

11. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 3, der weiter eine Förderdruckerfassungseinrichtung (35) zum Erfassen eines Förderdrucks der Hydraulikpumpe (2) aufweist, und eine Ausgleicheinrichtung (12) aufweist zum Ausgleichen der zweiten Strömungsrate, die von dem erfaßten Förderdruck abhängt.

12. Hydraulischer Antrieb für hydraulische Arbeitsmaschinen nach Anspruch 2, der weiter eine Antriebseinrichtung (50) zum Antreiben der Hydraulikpumpe (2) aufweist, eine vierte Soll-Verdrängungsvolumen-Berechnungseinrichtung (12) zum Berechnen eines vierten Soll-Verdrängungsvolumens der Hydraulikpumpe (2) aufweist, um so ein Eingangsdrehmoment der Hydraulikpumpe (2) zu begrenzen, daß es nicht größer wird, als ein Ausgangsdrehmoment der Antriebseinrichtung (50), und eine Auswahleinrichtung (12) aufweist zum Auswählen des kleineren aus den ersten und vierten Soll-Verdrängungsvolumina und zum Ausgeben des Ausgewählten an die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13), wobei die Antriebssignal-Erzeugungseinrichtung (12, 13) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Antriebssignals für die Regeleinrichtung (6) entsprechend dem ausgewählten Soll-Verdrängungsvolumen enthält.