本申請(qǐng)?jiān)?015年6月10日作為PCT國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)峤徊⑶乙笤?014年6月10日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)62/010,446的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。

背景技術(shù)：

已研發(fā)出混合式液壓系統(tǒng)以改善非公路用機(jī)械(即，非公路用車)的燃料經(jīng)濟(jì)性并且減少排放。這種混合式液壓系統(tǒng)通常包括能量存儲(chǔ)裝置，該能量存儲(chǔ)裝置可儲(chǔ)存來(lái)自原動(dòng)機(jī)的過(guò)剩能量和/或當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(致動(dòng)器)處于超越運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)儲(chǔ)存來(lái)自該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的能量。能量存儲(chǔ)裝置也可向執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給能量并因此避免使用來(lái)自原動(dòng)機(jī)的能量。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可包括用于致動(dòng)和/或驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)具的液壓缸和/或泵/馬達(dá)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可包括用于推進(jìn)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的泵/馬達(dá)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可包括用于使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)向的一個(gè)或多個(gè)液壓缸和/或泵/馬達(dá)。能量存儲(chǔ)裝置可包括液壓蓄能器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的一個(gè)方面涉及一種提供液壓混合系統(tǒng)的用于移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械(例如非公路用車)的液壓回路架構(gòu)。該液壓混合系統(tǒng)可改善移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的燃料經(jīng)濟(jì)性、降低其排放和/或提高其生產(chǎn)率。該液壓混合系統(tǒng)可比本領(lǐng)域中已知的相當(dāng)?shù)碾娀旌舷到y(tǒng)便宜。液壓混合系統(tǒng)可適合供輪式裝載機(jī)和/或反鏟裝載機(jī)使用。

本公開(kāi)的另一方面涉及將液壓變換器、流量控制閥子系統(tǒng)和高壓液壓蓄能器組合。液壓變換器使得能夠在擴(kuò)展的壓力范圍內(nèi)供給和/或回收能量，并且液壓蓄能器可既儲(chǔ)存又釋放能量。在某些實(shí)施例中，液壓回路架構(gòu)在重力輔助下在提升缸和/或傾斜缸向下移動(dòng)時(shí)從提升缸和/或傾斜缸回收能量。在某些實(shí)施例中，可回收來(lái)自移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)系的制動(dòng)能量。該能量可儲(chǔ)存在液壓蓄能器中并且以后用于提高生產(chǎn)率、提高燃料經(jīng)濟(jì)性或兩者的各種功能。當(dāng)提高生產(chǎn)率時(shí)，儲(chǔ)存的能量可用于增強(qiáng)原動(dòng)機(jī)并因此用作輔助動(dòng)力源以通過(guò)提高各種工作回路服務(wù)的速率來(lái)減少循環(huán)時(shí)間。儲(chǔ)存的能量可用于提高移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械傳動(dòng)系的加速度。在液壓回路架構(gòu)提高燃料經(jīng)濟(jì)性的實(shí)施例中，可既儲(chǔ)存又釋放能量以拉平(level)發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求。通過(guò)拉平發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求，發(fā)動(dòng)機(jī)就燃料效率而言可在最佳配置下(例如，以針對(duì)燃料效率優(yōu)化的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出)運(yùn)行。

液壓變換器可實(shí)現(xiàn)直接的發(fā)動(dòng)機(jī)拉平。在工作循環(huán)的具有低平均功率需求的部分期間，變換器的第一泵-馬達(dá)可作為泵運(yùn)轉(zhuǎn)并因此加載蓄能器。液壓回路包括蓄能器隔離閥并且還可包括蓄能器放泄閥，在蓄能器的加載期間，蓄能器隔離閥是打開(kāi)的，而蓄能器放泄閥是關(guān)閉的。在工作循環(huán)的具有高平均功率的部分期間，儲(chǔ)存在蓄能器中的能量可通過(guò)使用變換器的第一泵-馬達(dá)作為馬達(dá)而直接供給到取力軸(即，PTO軸)。通過(guò)接收并向PTO軸傳送能量，原動(dòng)機(jī)可在原動(dòng)機(jī)的工作范圍的最佳效率區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)。直接的發(fā)動(dòng)機(jī)拉平可允許縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，從而允許節(jié)約液壓系統(tǒng)的至少一部分成本。發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸縮小還可允許原始設(shè)備制造商(即，OEM)遵從各種排放和/或效率標(biāo)準(zhǔn)(例如，四級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。

為了實(shí)現(xiàn)實(shí)用的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，可能需要精確的流量共享。精確的流量共享可提供移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)和/或滿足操作員對(duì)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的預(yù)期。操作員的預(yù)期可基于操作員操作常規(guī)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的經(jīng)驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)精確的流量共享，可從該液壓回路架構(gòu)的方向控制閥和/或模式閥實(shí)現(xiàn)位置反饋。位置反饋可由線性可變差動(dòng)變壓器(即，LVDT)提供。在某些實(shí)施例中，LVDT可結(jié)合在方向控制閥和/或模式閥中并與其一體化。在某些實(shí)施例中，可為常規(guī)方向控制閥增設(shè)LVDT。在某些實(shí)施例中，混合系統(tǒng)電子控制單元(即，ECU)通過(guò)調(diào)節(jié)供給到方向控制閥的控制先導(dǎo)壓力來(lái)直接控制方向控制閥的位置。

該液壓系統(tǒng)架構(gòu)可包括在混合系統(tǒng)控制器計(jì)算出蓄能器內(nèi)的儲(chǔ)存能量可供給以滿足液壓系統(tǒng)架構(gòu)的一部分或全部流量需求的情況下對(duì)一個(gè)主泵或多個(gè)主泵減行程的權(quán)限。這種連通的形式可取決于移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的基礎(chǔ)(基線，baseline)液壓系統(tǒng)架構(gòu)。某些常規(guī)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械包括通向一個(gè)或多個(gè)主泵的先導(dǎo)壓力。某些更新近的常規(guī)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械可使用傳遞到電子控制的主泵的模擬或數(shù)字電信號(hào)。該信號(hào)可利用負(fù)荷感測(cè)壓力測(cè)量值、過(guò)剩流量壓力測(cè)量值和/或工作壓力(例如，傾斜缸和/或提升缸的工作壓力)來(lái)計(jì)算。各種壓力測(cè)量值可經(jīng)由控制器局域網(wǎng)總線(即，CAN總線)傳送到混合系統(tǒng)ECU。

在某些實(shí)施例中，變換器、傾斜服務(wù)和提升服務(wù)之間的流量控制由閥子系統(tǒng)的電子控制單元控制。包括適當(dāng)?shù)奈恢梅答伜土髁靠刂颇芰Φ囊粋€(gè)這樣的閥系統(tǒng)是由俄亥俄州Cleveland的伊頓公司(Eaton Corporation)售賣的ZTS16子系統(tǒng)。該閥子系統(tǒng)可包括具有位置反饋和流量控制能力的一對(duì)先導(dǎo)操作的比例閥。該閥子系統(tǒng)允許同時(shí)向傾斜和提升兩種服務(wù)供給流量，或允許同時(shí)從傾斜和提升兩種服務(wù)回收流量，或允許向傾斜服務(wù)和提升服務(wù)中的僅一者供給流量或從其回收流量。該閥子系統(tǒng)可用作模式閥。該閥子系統(tǒng)可確定這些閥的位置。此外，確定傾斜服務(wù)和提升服務(wù)的方向控制閥的位置。因此可計(jì)算等價(jià)流量孔板面積并且流量可在不同路徑之間被分割成共計(jì)與操作員的請(qǐng)求流量相等。

可通過(guò)操縱桿信號(hào)測(cè)量操作員的請(qǐng)求流量，所述操縱桿信號(hào)通過(guò)液壓先導(dǎo)壓力或電信號(hào)操作，這取決于移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械如何構(gòu)成?；诓倏v桿指令和系統(tǒng)壓力兩者由液壓系統(tǒng)ECU計(jì)算流量請(qǐng)求?？墒褂貌僮髅}譜圖來(lái)解決來(lái)自操縱桿指令和系統(tǒng)壓力的流量需求。操作脈譜圖可以是存儲(chǔ)在液壓系統(tǒng)ECU存儲(chǔ)器中的查詢表?？赏ㄟ^(guò)利用基于流量跟蹤、轉(zhuǎn)矩跟蹤和能量回收的目標(biāo)函數(shù)來(lái)優(yōu)化能量回收的控制算法來(lái)計(jì)算流量路線。

可使用離合器來(lái)將取力輸出軸與原動(dòng)機(jī)或連接到原動(dòng)機(jī)的變速器分離。通過(guò)分離離合器，當(dāng)能量回收系統(tǒng)未使用時(shí)可避免使用液壓變換器的機(jī)械損失。該離合器可由液壓系統(tǒng)電子控制單元指揮。液壓系統(tǒng)ECU可根據(jù)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的構(gòu)型來(lái)發(fā)送電子或液壓信號(hào)。變速器可以是機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)。俄亥俄州Cleveland的伊頓公司售賣這種AMT。

AMT可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系控制以便由液壓系統(tǒng)吸取和回收功率。AMT可加入離合器。AMT可提供簡(jiǎn)化的變速器控制。AMT還可通過(guò)允許來(lái)自液壓變換器的第二動(dòng)力源有效地卸載原動(dòng)機(jī)的功率需求來(lái)進(jìn)一步提高移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的燃料經(jīng)濟(jì)性。在常規(guī)輪式裝載機(jī)中，常規(guī)變矩器不允許第二動(dòng)力源有效地使原動(dòng)機(jī)卸載。AMT允許原動(dòng)機(jī)由液壓變換器以簡(jiǎn)單和可控的方式卸載和加載。

可使用常開(kāi)式兩位兩通閥來(lái)放泄蓄能器。放泄閥可由液壓系統(tǒng)ECU控制。液壓放泄閥可通過(guò)在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械停機(jī)時(shí)和/或在出現(xiàn)某些緊急動(dòng)力損失狀況的情況下排泄蓄能器來(lái)提供安全服務(wù)。

可使用常閉式兩位兩通閥來(lái)隔離蓄能器。通過(guò)隔離蓄能器，當(dāng)正在將能量?jī)?chǔ)存在蓄能器內(nèi)時(shí)可防止從蓄能器泄漏。蓄能器隔離閥可在需要流量進(jìn)入或離開(kāi)蓄能器的任何時(shí)間打開(kāi)。當(dāng)蓄能器隔離閥關(guān)閉時(shí)，安全閥可限制通過(guò)第一泵-馬達(dá)的壓力。

本公開(kāi)的另一方面包括以駕駛控制模式配置液壓系統(tǒng)架構(gòu)。可增設(shè)駕駛控制模式閥，并且可使用該液壓回路架構(gòu)實(shí)現(xiàn)常規(guī)駕駛控制系統(tǒng)的功能。由于該液壓回路架構(gòu)已經(jīng)包括壓力相當(dāng)高的蓄能器，所以不需要用于駕駛控制模式的單獨(dú)的蓄能器?？稍鲈O(shè)駕駛控制模式，不會(huì)額外增加常規(guī)駕駛控制蓄能器的費(fèi)用，而是共享液壓系統(tǒng)的液壓蓄能器。由于液壓系統(tǒng)的液壓蓄能器大于常見(jiàn)的駕駛控制蓄能器，所以與常規(guī)駕駛控制系統(tǒng)相比可改善駕駛控制系統(tǒng)的性能。此外，可使用第一泵-馬達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)蓄積的壓力。通過(guò)調(diào)節(jié)蓄積的壓力，可對(duì)駕駛控制實(shí)現(xiàn)主動(dòng)減震。這種主動(dòng)減震的駕駛控制可顯著提高駕駛控制性能。

本公開(kāi)的再另一方面涉及通過(guò)液壓系統(tǒng)的模式閥來(lái)提供大部分進(jìn)入和離開(kāi)傾斜缸和/或提升缸的流量。具體地，該液壓系統(tǒng)包括能量回收系統(tǒng)，該能量回收系統(tǒng)包括液壓蓄能器和液壓變換器。該方向控制閥可完全關(guān)閉并因此防止從提升缸和/或傾斜缸的桿側(cè)到儲(chǔ)罐的液壓流動(dòng)路徑?；旌舷到y(tǒng)的液壓系統(tǒng)的模式閥可用于提供代替從方向控制閥通過(guò)的流動(dòng)路徑的流動(dòng)路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用常規(guī)兩位兩通閥。在另一實(shí)施例中，可使用三位三通閥。各閥可與傾斜缸和/或提升缸的桿側(cè)連接。在某些實(shí)施例中，常規(guī)兩位兩通閥與提升缸的桿側(cè)連接，而三位三通閥與傾斜缸的桿側(cè)連接。在另一些實(shí)施例中，類似的兩位兩通閥和/或三位三通閥可采用其它組合與傾斜缸和/或提升缸一起使用。由于可使用兩通閥和/或三通閥來(lái)將傾斜缸和/或提升缸的桿側(cè)與儲(chǔ)罐連接，因此由方向控制閥提供的相同桿-儲(chǔ)罐功能也可由兩通閥和/或三通閥提供。

利用該三位三通閥，可進(jìn)行與傾斜和/或提升服務(wù)的壓力供給源的連接。通過(guò)將桿側(cè)與提升和/或傾斜供給源連接并且還將傾斜和/或提升供給源與液壓缸的頭側(cè)連接，液壓缸以與桿面積相等的有效活塞面積變換為快速作用的單向缸。此構(gòu)型允許缸利用最低流量快速延伸。此構(gòu)型還可允許在使液壓缸延伸時(shí)花費(fèi)更少能量并因此允許進(jìn)一步的燃料經(jīng)濟(jì)性提高。

本公開(kāi)的又一方面涉及通過(guò)監(jiān)督控制算法來(lái)協(xié)調(diào)液壓系統(tǒng)的混合系統(tǒng)功能。在某些實(shí)施例中，監(jiān)督控制算法存儲(chǔ)在液壓系統(tǒng)ECU中。監(jiān)督控制算法可由監(jiān)督控制器執(zhí)行并且使用預(yù)測(cè)性功率管理和最佳控制算法來(lái)使各種混合功能的時(shí)間安排適合移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械當(dāng)前正在執(zhí)行的特定工作循環(huán)?；旌舷到y(tǒng)ECU包含工作循環(huán)識(shí)別算法以確定正在執(zhí)行什么類別的工作。混合系統(tǒng)ECU因此根據(jù)工作循環(huán)的類別而從一組控制主題中選擇。在某些實(shí)施例中，機(jī)械操作員可通過(guò)選擇性能模式來(lái)影響工作循環(huán)的分類。具體地，“高功率”模式實(shí)現(xiàn)針對(duì)最大生產(chǎn)率調(diào)整的一組控制主題。“經(jīng)濟(jì)+”模式將在維持基礎(chǔ)的“經(jīng)濟(jì)”模式的平均生產(chǎn)率的同時(shí)著重于燃料經(jīng)濟(jì)性的提高。通過(guò)實(shí)時(shí)適合工作循環(huán)，并且通過(guò)使機(jī)器操作員能夠選擇性能模式，混合系統(tǒng)可針對(duì)任何工作狀態(tài)將其控制主題自動(dòng)定制為最佳。

在某些實(shí)施例中，監(jiān)督控制器可使用一組測(cè)量值來(lái)正確地表征混合系統(tǒng)的狀態(tài)?？蓮臋C(jī)械通信總線(例如，機(jī)械CAN總線、CAN J1939總線等)直接讀取包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速器踏板狀態(tài)、制動(dòng)踏板狀態(tài)和前進(jìn)檔-空檔-倒檔指示的變量。

將在下文的描述中闡述各種其它方面。這些方面會(huì)涉及單獨(dú)的特征和特征的組合。應(yīng)理解，前文的總體描述和下文的詳細(xì)描述只是示例性和說(shuō)明性的，且并非對(duì)文中公開(kāi)的實(shí)施例所基于的寬泛概念加以限制。

附圖說(shuō)明

參考以下附圖說(shuō)明非限制性的和非窮盡的實(shí)施例，其中在全部各圖中同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的部件，除非另有說(shuō)明。

圖1是具有作為根據(jù)本公開(kāi)的原理的示例的特征的液壓系統(tǒng)的示意圖；

圖2是圖1的示意圖的放大部位；

圖3是根據(jù)本公開(kāi)的原理的可完全或部分地在其上使用圖1的液壓系統(tǒng)的輪式裝載機(jī)的透視圖；

圖4是圖3的輪式裝載機(jī)的側(cè)視圖；以及

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的原理的可完全或部分地在其上使用圖1的液壓系統(tǒng)的另一輪式裝載機(jī)的透視圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明各種實(shí)施例，其中在全部若干視圖中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件、同樣的組件和/或同樣的構(gòu)件。對(duì)各種實(shí)施例的討論不限制在此所附的權(quán)利要求的范圍。另外，本說(shuō)明書中闡述的任何示例并非旨在為限制性的，而僅僅闡述用于所附權(quán)利要求的許多可行的實(shí)施例中的一部分。

本公開(kāi)總體上涉及在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械中使用的液壓回路架構(gòu)。根據(jù)本公開(kāi)的原理，液壓回路架構(gòu)可包括推進(jìn)回路、轉(zhuǎn)向回路和/或作業(yè)回路。在常見(jiàn)的現(xiàn)代移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械中，對(duì)某些關(guān)鍵的液壓動(dòng)力控制回路(例如，轉(zhuǎn)向回路)賦予優(yōu)先權(quán)。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，液壓系統(tǒng)10可包括在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'中。在圖3和4所示的實(shí)施例中，示出了根據(jù)本公開(kāi)的原理的第一輪式裝載機(jī)800。在圖5所示的實(shí)施例中，示出了根據(jù)本公開(kāi)的原理的輪式裝載機(jī)800'。盡管在圖3-5中提供的示例涉及輪式裝載機(jī)800、800'，但液壓系統(tǒng)10可適合于根據(jù)本公開(kāi)的原理的其它移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械。

如圖1和2所示，液壓系統(tǒng)10包括各種構(gòu)件、子系統(tǒng)和控制單元。在某些實(shí)施例中，這些構(gòu)件、控制單元和子系統(tǒng)可如圖1和2所示一起使用。在另一些實(shí)施例中，僅某些構(gòu)件、子系統(tǒng)和/或控制單元可用于提供根據(jù)本公開(kāi)的原理的其它實(shí)施例。某些實(shí)施例可從圖1和2所示的液壓系統(tǒng)中移除一個(gè)或多個(gè)控制單元、構(gòu)件和/或子系統(tǒng)。某些實(shí)施例可對(duì)圖1和2所示的液壓系統(tǒng)增加一個(gè)或多個(gè)附加的控制單元、構(gòu)件和/或子系統(tǒng)。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，液壓系統(tǒng)10為移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'提供液壓混合系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)10包括帶端口52的蓄能器50，其在加壓的液壓流體在壓力下被壓入端口52中時(shí)接收能量。蓄能器50也可從端口52釋放液壓流體并因此向液壓系統(tǒng)10提供能量。移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'還包括原動(dòng)機(jī)90。如圖所示，原動(dòng)機(jī)90可以是諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示，原動(dòng)機(jī)90可供給基本上全部提供給移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的能量。蓄能器50可從移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)回收一些能量并且還可從移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的減速回收能量。蓄能器50因此可將慣性能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在蓄能器50內(nèi)的勢(shì)能。液壓系統(tǒng)10還可將從移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'得到的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在蓄能器50內(nèi)的勢(shì)能。移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的這種勢(shì)能可包括由重力作用的由移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'承載的負(fù)載。移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'自身可以處于升高的位置(例如，處于山頂)。通過(guò)允許重力作用在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的負(fù)載上或作用在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'自身上，負(fù)載和/或移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的勢(shì)能可轉(zhuǎn)化為蓄能器50內(nèi)的勢(shì)能。

液壓系統(tǒng)10可釋放儲(chǔ)存在蓄能器50內(nèi)的勢(shì)能。通過(guò)釋放儲(chǔ)存在蓄能器50內(nèi)的勢(shì)能，液壓系統(tǒng)10可驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，可驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的傳動(dòng)系并因此使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'運(yùn)動(dòng)，可起動(dòng)原動(dòng)機(jī)90(例如，為液壓起動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力)，可使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'升高至更高的高度，可使由移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'承載的負(fù)載升高至更高的高度，等等。

在某些實(shí)施例中，液壓系統(tǒng)10可提供用于移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的駕駛控制系統(tǒng)。具體地，承載有移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的負(fù)載的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可在移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'穿過(guò)不平整的地形和/或以其他方式經(jīng)歷動(dòng)態(tài)負(fù)荷時(shí)被緩沖?；旌舷到y(tǒng)和駕駛控制系統(tǒng)兩者可使用同一蓄能器50來(lái)儲(chǔ)存液壓能量和將其釋放到液壓系統(tǒng)10中。

現(xiàn)在來(lái)看圖3和4，詳細(xì)示出了示例性移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800。具體地，移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800由原動(dòng)機(jī)90提供動(dòng)力。原動(dòng)機(jī)90為液壓系統(tǒng)10提供動(dòng)力并因此推進(jìn)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800的傳動(dòng)系890。如圖1所示，原動(dòng)機(jī)90與變速器100連接。在圖示的實(shí)施例中，變速器100是機(jī)械式自動(dòng)變速器(即，AMT)。在另一些實(shí)施例中，變速器100可以是多種常規(guī)變速器中的一種。這些常規(guī)變速器可包括靜液壓變速器、帶變矩器的自動(dòng)變速器或在原動(dòng)機(jī)90與變速器的輸入軸之間帶離合器的常規(guī)換擋式變速器。

在圖示的實(shí)施例中，變速器100包括通向后傳動(dòng)系892的第一輸入/輸出軸102和通向前傳動(dòng)系894的第二輸入/輸出軸104。在另一些實(shí)施例中，變速器100可經(jīng)由單個(gè)輸入/輸出軸與移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械的傳動(dòng)系連接。

操作員可使用變速器選擇裝置106來(lái)控制移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800的方向。具體地，可通過(guò)變速器選擇裝置106選擇前進(jìn)構(gòu)型、后退構(gòu)型、空檔構(gòu)型和/或駐車構(gòu)型。在某些實(shí)施例中，變速器選擇裝置106還可用于選擇變速器100的各種傳動(dòng)比。在某些實(shí)施例中，變速器選擇裝置106可用于取消選擇輸入/輸出軸102、104中的一個(gè)或多個(gè)并因此取消選擇傳動(dòng)系892、894中的一者。

如圖1所示，原動(dòng)機(jī)90還為基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270提供動(dòng)力。如圖所示，基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270可包括電子控制單元272(即，ECU)?；A(chǔ)液壓系統(tǒng)270還可包括由電子控制單元272使用的存儲(chǔ)器274。在某些實(shí)施例中，基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270中包括一個(gè)或多個(gè)優(yōu)先控制液壓回路(例如，轉(zhuǎn)向回路)。

基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270可為移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的第一液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'和/或移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的第二液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)860、860'提供動(dòng)力。在某些實(shí)施例中，第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'和第二液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)860、860'不包括在優(yōu)先控制液壓回路中，而是以作為基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270中的非優(yōu)先回路被提供動(dòng)力。在圖示的實(shí)施例中，第一液壓缸830、830'是提升缸，而第二液壓缸860、860'是傾斜缸。在圖示的實(shí)施例中，提升缸830、830'包括并列接合在一起的一對(duì)液壓缸，傾斜缸860、860'是單個(gè)液壓缸。在另一些實(shí)施例中，液壓缸830、830'、860、860'可包括多個(gè)液壓缸和/或單個(gè)液壓缸。在圖示的實(shí)施例中，提升缸830、830'用于經(jīng)由動(dòng)臂使鏟斗826、826'在上側(cè)位置與下側(cè)位置之間移動(dòng)并因此改變鏟斗826、826'的高度。在圖示的實(shí)施例中，傾斜缸860、860'用于使鏟斗826、826'傾斜。當(dāng)由操作員一起使用時(shí)，提升缸830、830'、傾斜缸860、860'和傳動(dòng)系890可用于將鏟斗826、826'定位在各種挖掘、搬運(yùn)和傾倒構(gòu)型下。輪式裝載機(jī)800、800'因此可用于移動(dòng)物料和/或提供其它有用功能。

如圖1所示，原動(dòng)機(jī)90、基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270和/或變速器100可由混合系統(tǒng)電子控制單元250控制。具體地，液壓系統(tǒng)電子控制單元250接收傳感器輸入252并且可提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出262。如圖所示，傳感器輸入252和執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出262可與特定傳感器和/或特定執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器直接連接?；旌舷到y(tǒng)電子控制單元250還可經(jīng)由信號(hào)線256從原動(dòng)機(jī)接收輸入和輸出。同樣，液壓系統(tǒng)電子控制單元250可經(jīng)由信號(hào)線254向變速器100發(fā)送輸入信號(hào)和從變速器100接收輸出信號(hào)。此外，液壓系統(tǒng)電子控制單元250可經(jīng)由信號(hào)線258向基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270發(fā)送輸入信號(hào)和/或從基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270接收輸出信號(hào)?；旌舷到y(tǒng)電子控制單元250可將可執(zhí)行程序、系統(tǒng)信息和/或各種系統(tǒng)狀態(tài)信息儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器260中。如圖1所示，混合系統(tǒng)電子控制單元250可經(jīng)由移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的控制器局域網(wǎng)總線264(即，CAN總線)通信。在某些實(shí)施例中，混合系統(tǒng)電子控制單元250也可經(jīng)由單獨(dú)的控制器局域網(wǎng)總線266通信。在該示例性實(shí)施例中，控制器局域網(wǎng)總線266向和/或從流量控制閥子系統(tǒng)150傳遞信息?；旌舷到y(tǒng)電子控制單元250還可從和/或向加速器控制接口296和/或制動(dòng)器控制接口298接收信號(hào)和/或發(fā)送信號(hào)?；A(chǔ)液壓系統(tǒng)電子控制單元272和混合系統(tǒng)電子控制單元250可一起工作以接收各種信號(hào)，包括來(lái)自加速器296和制動(dòng)器298的信號(hào)。各種其它信號(hào)可包括負(fù)載感測(cè)壓力信號(hào)280、非優(yōu)先回路P_EF壓力信號(hào)282、儲(chǔ)罐壓力信號(hào)284、操縱桿提升信號(hào)276(即，提升信號(hào))、操縱桿傾斜信號(hào)278(即，傾斜信號(hào))和/或其它信號(hào)。如圖1所示，混合系統(tǒng)電子控制單元250具有對(duì)原動(dòng)機(jī)90、基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270和/或變速器100的監(jiān)督控制。在另一些實(shí)施例中，可使用其它架構(gòu)。

如圖1所示，液壓系統(tǒng)10包括液壓變換器20。液壓變換器20包括第一旋轉(zhuǎn)組22和第二旋轉(zhuǎn)組32。在圖示的實(shí)施例中，第一旋轉(zhuǎn)組22是第一泵-馬達(dá)，第二旋轉(zhuǎn)組32是第二泵-馬達(dá)。第一旋轉(zhuǎn)組22和第二旋轉(zhuǎn)組32通過(guò)軸30旋轉(zhuǎn)連接在一起。第一旋轉(zhuǎn)組22包括第一端口24、第二端口26和可變旋轉(zhuǎn)斜盤28。同樣，第二旋轉(zhuǎn)組32包括第一端口34、第二端口36和可變旋轉(zhuǎn)斜盤38。在某些實(shí)施例中，可變旋轉(zhuǎn)斜盤28、38可偏心運(yùn)行。在某些實(shí)施例中，可變旋轉(zhuǎn)斜盤28和38中的一個(gè)或兩個(gè)分別配備有排量傳感器29和39(例如，LVDT)。

第一旋轉(zhuǎn)組22和第二旋轉(zhuǎn)組32還與軸40旋轉(zhuǎn)連接。軸40圖示為輸入/輸出軸并與取力裝置(即，PTO)80連接。取力裝置80包括與離合器84連接的軸82。當(dāng)離合器84接合時(shí)，取力裝置80和因此軸40與變速器100旋轉(zhuǎn)連接。當(dāng)離合器84分離時(shí)，取力裝置80和因此變速器100彼此旋轉(zhuǎn)地分離。液壓變換器20因此與變速器100并且還與原動(dòng)機(jī)90旋轉(zhuǎn)連接。

取力裝置80因此選擇性地將液壓變換器20與變速器100連接。能量因此可向/從液壓變換器20和變速器100傳送。能量因此可從液壓蓄能器50和傳動(dòng)系890轉(zhuǎn)移。蓄能器50因此可從移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'收集慣性能和勢(shì)能并且將該能量作為勢(shì)能儲(chǔ)存在蓄能器50內(nèi)。液壓系統(tǒng)10還可將勢(shì)能從蓄能器50傳送到傳動(dòng)系890并因此推進(jìn)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'。

原動(dòng)機(jī)90可經(jīng)由液壓變換器20向蓄能器50供給能量。具體地，原動(dòng)機(jī)90可經(jīng)由變速器100和取力裝置80與變換器20連接。第一旋轉(zhuǎn)組22因此可將液壓流體從液壓儲(chǔ)罐500轉(zhuǎn)移到液壓蓄能器50并且將蓄能器50內(nèi)的液壓流體加壓。

能量還可在變速器100與提升缸830、830'和/或傾斜缸860、860'之間轉(zhuǎn)移。具體地，第二旋轉(zhuǎn)組32可經(jīng)由流量控制閥子系統(tǒng)150與提升缸830、830'和/或傾斜缸860、860'液壓地連接。液壓變換器20因此可向/從移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'以及移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的鏟斗826、826'和動(dòng)臂824、824'轉(zhuǎn)移慣性能和/或勢(shì)能。

液壓系統(tǒng)10還可在蓄能器50與提升缸830、830'和/或傾斜缸860、860'之間轉(zhuǎn)移能量。具體地，來(lái)自蓄能器50的能量可用于提升動(dòng)臂824、824'和鏟斗826、826'，并且動(dòng)臂824、824'和鏟斗826、826'的勢(shì)能可轉(zhuǎn)移到液壓蓄能器50(例如，當(dāng)重力作用在動(dòng)臂824、824'和鏟斗826、826'上并且提升缸830、830'沿超越(overrunning)方向847移動(dòng)時(shí)，如圖5所示)。

如圖1所示，液壓系統(tǒng)10包括第一方向控制閥(即，DCV)110和第二方向控制閥130。如圖所示，方向控制閥110可用于致動(dòng)提升缸830、830'，方向控制閥130可用于致動(dòng)傾斜缸860、860'?；A(chǔ)液壓系統(tǒng)270可經(jīng)由非優(yōu)先回路P_EF的高壓側(cè)將加壓的液壓流體供給到方向控制閥110、130，并且方向控制閥110、130可相應(yīng)地將加壓的液壓流體轉(zhuǎn)移到液壓缸830、830'、860、860'。根據(jù)本公開(kāi)的原理，方向控制閥110、130可在液壓變換器20接合的(例如，PTO離合器84接合)的狀態(tài)下致動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'并且還可在液壓變換器20分離的狀態(tài)下(例如，在PTO離合器84分離的狀態(tài)下)致動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'。液壓缸830、830'、860、860'可同時(shí)由基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270的非優(yōu)先回路P_EF和液壓變換器20兩者(例如，當(dāng)PTO離合器84接合時(shí))提供動(dòng)力。非優(yōu)先回路P_EF和液壓變換器20可共同為執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'供給加壓的液壓流體。混合系統(tǒng)電子控制單元250可協(xié)調(diào)該供給共享活動(dòng)(例如，匹配液壓壓力、分配流量等)。

第一方向控制閥110包括第一端口112、第二端口114、第三端口116和第四端口118。方向控制閥110內(nèi)的閥芯根據(jù)該閥芯的位置而配置端口112、114、116、118之間的連接和/或斷開(kāi)。具體地，第一構(gòu)型122阻塞各端口112、114、116、118。第二構(gòu)型124將第一端口112與第三端口116連接并且還將第二端口114與第四端口118連接。第三構(gòu)型126將第一端口112與第四端口118連接并且還將第二端口114與第三端口116連接。在某些實(shí)施例中，閥芯可改變位置并且因此根據(jù)閥芯的位置而以另外的液壓阻力將各種端口連接在一起。第一方向控制閥110包括與閥芯連接的位置傳感器120。在圖示的實(shí)施例中，位置傳感器120是線性可變差動(dòng)變壓器(即，LVDT)。位置傳感器120的輸出傳輸?shù)交旌舷到y(tǒng)電子控制單元250和/或基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270。

第二方向控制閥130包括第一端口132、第二端口134、第三端口136和第四端口138。方向控制閥130內(nèi)的閥芯根據(jù)該閥芯的位置而配置端口132、134、136、138之間的連接和/或斷開(kāi)。具體地，第一構(gòu)型142阻塞各端口132、134、136、138。第二構(gòu)型144將第一端口132與第三端口136連接并且還將第二端口134與第四端口138連接。第三構(gòu)型146將第一端口132與第四端口138連接并且還將第二端口134與第三端口136連接。在某些實(shí)施例中，閥芯可改變位置并且因此根據(jù)閥芯的位置而以另外的液壓阻力將各種端口連接在一起。第二方向控制閥130包括與閥芯連接的位置傳感器140。在圖示的實(shí)施例中，位置傳感器140是線性可變差動(dòng)變壓器(即，LVDT)。位置傳感器140的輸出傳輸?shù)交旌舷到y(tǒng)電子控制單元250和/或基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270。

如圖1所示，蓄能器放泄閥64與蓄能器50的端口52連接。蓄能器放泄閥64包括第一端口66和第二端口68。蓄能器放泄閥64包括第一構(gòu)型70和第二構(gòu)型72。在第一構(gòu)型70中，蓄能器放泄閥64的閥芯將第一端口66與第二端口68連接。在第二構(gòu)型72中，第一端口66和第二端口68被阻塞。當(dāng)液壓系統(tǒng)10被配置為混合式液壓系統(tǒng)時(shí)，蓄能器放泄閥64通常定位在第二構(gòu)型72。此外，蓄能器放泄閥64由于各種原因可用于排泄蓄能器50。例如，當(dāng)維修液壓系統(tǒng)10時(shí)，可能希望釋放液壓蓄能器50的壓力。當(dāng)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'停機(jī)時(shí)，可能希望釋放液壓蓄能器50的壓力。還可能存在希望釋放液壓蓄能器50的內(nèi)部壓力的其它正常和不正常的狀況，并且蓄能器放泄閥64可配置在第一構(gòu)型70，因此將液壓蓄能器50向儲(chǔ)罐500排泄。

液壓系統(tǒng)10可包括蓄能器隔離閥54。如圖所示，蓄能器隔離閥54包括第一端口56和第二端口58。蓄能器隔離閥54包括第一構(gòu)型60和第二構(gòu)型62。在第一構(gòu)型60中，第一端口56和第二端口58被阻塞。在第二構(gòu)型62中，第一端口56與第二端口58連接。通過(guò)將蓄能器隔離閥54定位在第一構(gòu)型60，蓄能器50有效地與液壓系統(tǒng)10的其它構(gòu)件隔離。當(dāng)液壓系統(tǒng)10以混合模式工作時(shí)，蓄能器隔離閥54通常以第二構(gòu)型62工作。當(dāng)液壓系統(tǒng)10作為被動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)工作時(shí)，蓄能器隔離閥54可配置在第一構(gòu)型60，因此將蓄能器50與液壓變換器20隔離。然而，駕駛控制閥330可將液壓蓄能器50與提升缸830、830'連接。當(dāng)液壓系統(tǒng)10作為主動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)工作時(shí)，蓄能器隔離閥54可配置在第二構(gòu)型62，因此將蓄能器50與液壓變換器20流體連接。駕駛控制閥330還可將液壓蓄能器50與提升缸830、830'連接。

駕駛控制閥330可包括第一端口332和第二端口334。駕駛控制閥330可包括第一構(gòu)型336和第二構(gòu)型338。當(dāng)駕駛控制閥330處于第一構(gòu)型336時(shí)，第一端口332和第二端口334連接。當(dāng)駕駛控制閥330處于第二構(gòu)型338時(shí)，第一端口332和第二端口334被阻塞。當(dāng)駕駛控制閥330處于第一構(gòu)型336時(shí)，液壓系統(tǒng)10可向作業(yè)機(jī)械800、800'提供駕駛控制。具體地，蓄能器50可與提升缸830、830'動(dòng)態(tài)地交換液壓流體。當(dāng)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'經(jīng)歷動(dòng)態(tài)狀況時(shí)，液壓蓄能器50可吸收能量并將其釋放到提升缸830、830'。提升缸830、830'因此可用作吸收能量的彈簧-質(zhì)量塊-減震器系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，蓄能器隔離閥54可設(shè)定為第二構(gòu)型62并且因此將液壓變換器20的第一旋轉(zhuǎn)組22與蓄能器50連接。混合系統(tǒng)電子控制單元250和/或基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)電子控制單元272可監(jiān)視移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的各種動(dòng)態(tài)狀況?；旌舷到y(tǒng)電子控制單元250和/或基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)ECU 272可動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)第一旋轉(zhuǎn)組22的可變旋轉(zhuǎn)斜盤28并因此發(fā)送響應(yīng)信號(hào)以使用第一旋轉(zhuǎn)組22、蓄能器50和提升缸830、830'主動(dòng)動(dòng)態(tài)地提供駕駛控制。

如圖1和2所示，液壓系統(tǒng)10包括流量控制閥子系統(tǒng)150。在某些實(shí)施例中和某些模式中，流量控制閥子系統(tǒng)150可獨(dú)立于方向控制閥110和/或130操作提升缸830、830'和/或傾斜缸860、860'。在另一些實(shí)施例中和/或另一些模式中，流量控制閥子系統(tǒng)150可與第一方向控制閥110和/或第二方向控制閥130配合地操作提升缸830、830'和/或傾斜缸860、860'。

現(xiàn)在來(lái)看圖2，將詳細(xì)描述流量控制閥子系統(tǒng)150。如圖所示，流量控制閥子系統(tǒng)150包括與可用于使液壓流體返回儲(chǔ)罐500的返回管路502的連接。如圖所示，流量控制閥子系統(tǒng)150可包括與管路526的連接，管路526與先導(dǎo)液壓流體壓力源540連接。如圖所示，流量控制閥子系統(tǒng)150還可包括與管路530的連接，管路530與傾斜缸860、860'連接。如圖所示，流量控制閥子系統(tǒng)150還可包括與管路532的連接，管路532與提升缸830、830'連接。流量控制閥系統(tǒng)150包括從液壓系統(tǒng)電子控制單元250接收信號(hào)的第一模式先導(dǎo)閥180。流量控制閥子系統(tǒng)150還包括從混合系統(tǒng)電子控制單元250接收信號(hào)的第二模式先導(dǎo)閥220。第一模式先導(dǎo)閥180所接收的信號(hào)引起第一模式先導(dǎo)閥180將該液壓信號(hào)傳遞到第一模式閥160。第一模式閥160因此向提升缸830、830'轉(zhuǎn)移液壓流體和從提升缸830、830'轉(zhuǎn)移液壓流體。同樣，第二模式先導(dǎo)閥220所接收的信號(hào)引起第二模式先導(dǎo)閥220將液壓信號(hào)傳遞到第二模式閥200。第二模式閥200因此向傾斜缸860、860'轉(zhuǎn)移液壓流體和從傾斜缸860、860'轉(zhuǎn)移液壓流體。

現(xiàn)在將詳細(xì)描述與第一模式閥160和第一模式先導(dǎo)閥180的連接以及它們之間的連接。具體地，第一模式閥160包括第一端口162、第二端口164和第三端口166。第一模式閥160包括第一構(gòu)型172、第二構(gòu)型174和第三構(gòu)型176。位置傳感器170與第一模式閥160的閥芯連接。當(dāng)閥芯處于第一構(gòu)型172時(shí)，第一端口162、第二端口164和第三端口166被阻塞。當(dāng)?shù)谝荒Ｊ介y160的閥芯處于第二構(gòu)型174時(shí)，第一端口162與第三端口166連接，并且第二端口164被阻塞。當(dāng)?shù)谝荒Ｊ介y160的閥芯處于第三構(gòu)型176時(shí)，第二端口164與第三端口166連接，并且第一端口162被阻塞。

第一模式先導(dǎo)閥180包括第一端口182、第二端口184、第三端口186和第四端口188。第一模式先導(dǎo)閥180包括第一構(gòu)型192、第二構(gòu)型194和第三構(gòu)型196。第一模式先導(dǎo)閥180包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)190。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)從混合系統(tǒng)電子控制單元250接收電信號(hào)并且相應(yīng)地致動(dòng)第一模式先導(dǎo)閥180的閥芯。具體地，執(zhí)行機(jī)構(gòu)190可將閥芯定位在第一構(gòu)型192并因此將第二端口184與第三端口186和第四端口188連接。第一端口182在第一模式先導(dǎo)閥180處于第一構(gòu)型192時(shí)被阻塞。當(dāng)?shù)谝荒Ｊ较葘?dǎo)閥180處于第二構(gòu)型194時(shí)，第一端口182與第三端口186連接，并且第二端口184與第四端口188連接。當(dāng)?shù)谝荒Ｊ较葘?dǎo)閥180處于第三構(gòu)型196時(shí)，第一端口182與第四端口188連接，并且第二端口184與第三端口186連接。第一端口182與液壓管路526連接并且因此與先導(dǎo)壓力源540連接。第二端口184與管路502并因此與儲(chǔ)罐500連接。第三端口186與先導(dǎo)管路152連接，先導(dǎo)管路152與第一模式閥160的閥芯的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。具體地，當(dāng)先導(dǎo)管路152被加壓時(shí)，第一模式閥160被朝向第二構(gòu)型174驅(qū)使。第四端口188與先導(dǎo)管路154連接，先導(dǎo)管路154又與第一模式閥160的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。具體地，如果先導(dǎo)管路154被加壓，則第一模式閥160的閥芯被朝向第三構(gòu)型176驅(qū)使。第一模式閥160的第一端口162與管路520連接。管路520還與液壓變換器20的第二旋轉(zhuǎn)組32連接。第一模式閥160的第二端口164與液壓管路502連接并因此與儲(chǔ)罐500連接。第三端口166與管路532連接。管路532還與提升缸830、830'連接?？赏ㄟ^(guò)使用壓力傳感器監(jiān)測(cè)液壓管路532中的壓力來(lái)監(jiān)測(cè)提升缸工作壓力286。

現(xiàn)在將詳細(xì)描述與第二模式閥200和第二模式先導(dǎo)閥220的連接以及它們之間的連接。具體地，第二模式閥200包括第一端口202、第二端204和第三端口206。第一模式閥200包括第一構(gòu)型212、第二構(gòu)型214和第三構(gòu)型216。位置傳感器210與第二模式閥200的閥芯連接。當(dāng)閥芯處于第一構(gòu)型212時(shí)，第一端口202、第二端口204和第三端口206被阻塞。當(dāng)?shù)诙Ｊ介y200的閥芯處于第二構(gòu)型214時(shí)，第一端口202與第三端口206連接，并且第二端口204被阻塞。當(dāng)?shù)诙Ｊ介y200的閥芯處于第三構(gòu)型216時(shí)，第二端口204與第三端口206連接，并且第一端口202被阻塞。

第二模式先導(dǎo)閥220包括第一端口222、第二端口224、第三端口226和第四端口228。第二模式先導(dǎo)閥220包括第一構(gòu)型232、第二構(gòu)型234和第三構(gòu)型236。第二模式先導(dǎo)閥220包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)230。執(zhí)行機(jī)構(gòu)230從混合系統(tǒng)電子控制單元250接收電信號(hào)并且相應(yīng)地致動(dòng)第二模式先導(dǎo)閥220的閥芯。具體地，執(zhí)行機(jī)構(gòu)230可將閥芯定位在第一構(gòu)型232并因此將第二端口224與第三端口226和第四端口228連接。第一端口222在第二模式先導(dǎo)閥220被設(shè)定為第一構(gòu)型232時(shí)被阻塞。當(dāng)?shù)诙Ｊ较葘?dǎo)閥220被設(shè)定為第二構(gòu)型234時(shí)，第一端口222與第三端口226連接，并且第二端口224與第四端口228連接。當(dāng)?shù)谝荒Ｊ较葘?dǎo)閥220處于第三構(gòu)型236時(shí)，第一端口222與第四端口228連接，并且第二端口224與第三端口226連接。第一端口222與液壓管路526連接并且因此與先導(dǎo)壓力源540連接。第二端口224與管路502并因此與儲(chǔ)罐500連接。第三端口226與先導(dǎo)管路156連接，先導(dǎo)管路156與第二模式閥200的閥芯的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。具體地，當(dāng)先導(dǎo)管路156被加壓時(shí)，第二模式閥200被朝向第二構(gòu)型214驅(qū)使。第四端口228與先導(dǎo)管路158連接，先導(dǎo)管路158又與第二模式閥200的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。具體地，如果先導(dǎo)管路158被加壓，則第二模式閥200被朝向第三構(gòu)型216驅(qū)使。第二模式閥200的第一端口202與管路520連接。管路520還與液壓變換器20的第二旋轉(zhuǎn)組32連接。第二模式閥200的第二端口204與液壓管路502連接并因此與儲(chǔ)罐500連接。第三端口206與管路530連接。管路530還與傾斜缸860、860'連接?？赏ㄟ^(guò)使用壓力傳感器監(jiān)測(cè)液壓管路530中的壓力來(lái)監(jiān)測(cè)傾斜缸工作壓力288。

如圖1所示，提升缸830、830'包括與第一腔室842(例如，頭部腔室)連接的第一端口832(例如，頭側(cè)端口)和與第二腔室844(例如，桿側(cè)腔室)連接的第二端口834(例如，桿側(cè)端口)。提升缸830、830'包括將第一腔室842與第二腔室844分離的活塞846。桿840、840'與活塞846連接并且延伸穿過(guò)第二腔室844。同樣，傾斜缸860、860'包括與第一腔室872(例如，頭部腔室)連接的第一端口862(例如，頭側(cè)端口)和與第二腔室874(例如，桿側(cè)腔室)連接的第二端口864(例如，桿側(cè)端口)。傾斜缸860、860'包括將第一腔室872與第二腔室874分離的活塞876。桿870、870'與活塞876連接并且延伸穿過(guò)第二腔室874。

如圖1所示，流量控制閥子系統(tǒng)150可由信號(hào)線266控制并因此經(jīng)由專用控制器局域網(wǎng)控制。在圖示的實(shí)施例中，流量控制閥子系統(tǒng)150是模型號(hào)為ZTS16并由俄亥俄州Cleveland的伊頓公司售賣的閥。在另一些實(shí)施例中，可使用另一些閥。

如圖1所示，兩位兩通閥300連接在提升缸830、830'與儲(chǔ)罐500之間。具體地，閥300包括第一端口302和第二端口304。閥300包括第一構(gòu)型306和第二構(gòu)型308。當(dāng)處于第一構(gòu)型306時(shí)，兩通閥300阻塞第一端口302和第二端口304。當(dāng)處于第二構(gòu)型308時(shí)，兩通閥300將第一端口302與第二端口304連接。

如圖1所示，三位三通閥310連接在傾斜缸860、860'與儲(chǔ)罐500或非優(yōu)先回路P_EF的高壓側(cè)之間。具體地，三位三通閥310包括第一端口312、第二端口314和第三端口316。閥310包括第一構(gòu)型318、第二構(gòu)型320和第三構(gòu)型322。如圖所示，當(dāng)閥310處于第一構(gòu)型318時(shí)，第一端口312、第二端口314和第三端口316被阻塞。在第二構(gòu)型320中，第一端口312與第二端口314連接，而第三端口316被阻塞。當(dāng)閥310處于第三構(gòu)型322時(shí)，第一端口312與第三端口316連接，而第二端口314被阻塞。第三端口316與管路508連接并因此與儲(chǔ)罐500連接。端口314與管路528、528B連接并因此與非優(yōu)先回路P_EF的高壓側(cè)連接。

現(xiàn)在將聯(lián)系對(duì)其進(jìn)行連接的各種流體管路詳細(xì)描述圖1所示的各種連接。流體管路可均被視為液壓系統(tǒng)10的節(jié)點(diǎn)。液壓流體管路502與儲(chǔ)罐500、第一旋轉(zhuǎn)組22的第二端口26、第二旋轉(zhuǎn)組32的第二端口36、放泄閥74的第二端口78、蓄能器放泄閥64的第二端口68和如上所述的流量控制閥子系統(tǒng)150內(nèi)的各種端口連接。液壓管路504還與儲(chǔ)罐500連接。液壓管路504還與方向控制閥130的第二端口134和方向控制閥110的第二端口114連接。液壓管路506與儲(chǔ)罐500連接并且還與閥300的第二端口304連接。液壓管路508與儲(chǔ)罐500和閥310的第三端口316連接。

液壓管路520與第二旋轉(zhuǎn)組32的端口34連接并且還與如上所述的流量控制閥子系統(tǒng)150內(nèi)的各種端口連接。在液壓管路520處測(cè)量壓力292。液壓管路522與第一旋轉(zhuǎn)組22的第一端口24和放泄閥74的第一端口76連接并且還與蓄能器隔離閥54的第二端口58連接。液壓管路524可與蓄能器隔離閥54的第一端口56、蓄能器50的端口52、蓄能器放泄閥64的第一端口66和閥330的第二端口334連接。可在液壓管路524處取得壓力290。液壓管路526可與先導(dǎo)壓力源540連接并與如上所述的流量控制閥子系統(tǒng)150內(nèi)的各種連接部連接。

液壓管路528、528A可與非優(yōu)先回路P_EF的高壓側(cè)以及止回閥128連接并且還與止回閥148連接。止回閥128定位在方向控制閥110的第一端口112處。同樣，止回閥148定位在方向控制閥130的第一端口132處。止回閥128允許來(lái)自液壓管路528、528A的流量流入第一端口112中，但阻止流量從第一端口112流出到液壓管路528、528A中。止回閥148允許來(lái)自液壓管路528、528A的流量流入第一端口132中，但阻止流量從第一端口132流出到液壓管路528、528A中。液壓管路528、528B將閥310的第二端口314與非優(yōu)先回路P_EF的高壓側(cè)連接。

液壓管路530與方向控制閥130的第四端口138、傾斜缸860、860'的第一端口862和第二模式閥200的第三端口206連接。液壓管路532與方向控制閥110的第四端口118、兩通閥330的第一端口332、提升缸830、830'的端口832和第一模式閥160的第三端口166連接。液壓管路534與方向控制閥130的第三端口136、傾斜缸860、860'的第二端口864和閥310的第一端口312連接。液壓管路536與方向控制閥110的第三端口116、提升缸830、830'的第二端口834和閥300的第一端口302連接。

現(xiàn)在來(lái)看圖3和4，將詳細(xì)描述示例性輪式裝載機(jī)800的各種特征。輪式裝載機(jī)800包括操作站818。提升缸830(例如，一對(duì)液壓缸)在第一端附裝在輪式裝載機(jī)800的底盤816上。如圖所示，第一端對(duì)應(yīng)于液壓缸的頭端。一對(duì)第一附接件856因此形成在液壓缸的圓柱形殼體與底盤816之間。一對(duì)第二附接件858形成在提升缸830的桿840與輪式裝載機(jī)800的動(dòng)臂824之間。動(dòng)臂824因此可由提升缸830致動(dòng)。

如圖5所示，提升缸830'(例如，一對(duì)液壓缸)在第一端附裝在輪式裝載機(jī)800'的底盤816'上。如圖所示，第一端對(duì)應(yīng)于液壓缸的頭端。一對(duì)第一附接件856'因此形成在液壓缸的圓柱形殼體與底盤816'之間。一對(duì)第二附接件858'形成在提升缸830'的桿840'與輪式裝載機(jī)800'的動(dòng)臂824'之間。動(dòng)臂824'因此可由提升缸830'致動(dòng)。輪式裝載機(jī)800'包括操作員室818'。

如圖3和4所示，傾斜缸860在第一端附裝在輪式裝載機(jī)800的底盤816上。如圖所示，第一端對(duì)應(yīng)于液壓缸860的頭端。第一附接件886因此形成在液壓缸860的圓柱形殼體與底盤816之間。第二附接件888形成在傾斜缸860的桿870與輪式裝載機(jī)800的鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置828之間。鏟斗826可由鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置828與傾斜缸860相結(jié)合地致動(dòng)。

如圖5所示，傾斜缸860'在第一端附裝在輪式裝載機(jī)800'的底盤816'上。如圖所示，第一端對(duì)應(yīng)于液壓缸860'的頭端。與第一附接件886相似，第一附接件886'因此形成在液壓缸860'的圓柱形殼體與底盤816'之間。第二附接件888'形成在傾斜缸860'的桿870'與輪式裝載機(jī)800'的鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置828'之間。鏟斗826'可由鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置828'與傾斜缸860'相結(jié)合地致動(dòng)。使液壓缸860'延伸(例如，通過(guò)使桿870'沿方向821運(yùn)動(dòng))使鏟斗826'在向上方向825上傾斜。鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置828'可以是如圖5所示的“Z形桿”鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置，其將液壓缸860'的延伸轉(zhuǎn)換為鏟斗826'在向上方向825上的傾斜。“Z形桿”鏟斗聯(lián)動(dòng)裝置包括在第一端827a與第二端827b之間可旋轉(zhuǎn)地安裝在動(dòng)臂824'上的擺動(dòng)部件827。第一端827a包括第二附接件888'。第二端827b在鏟斗連桿829的第二端829b與鏟斗連桿829可旋轉(zhuǎn)地連接。鏟斗連桿829的第一端829a與鏟斗826'可旋轉(zhuǎn)地連接。使液壓缸860'延伸使得擺動(dòng)部件827沿方向823擺動(dòng)。

示例性輪式裝載機(jī)800的傾斜缸860和鏟斗826之間的相對(duì)移動(dòng)與示例性輪式裝載機(jī)800'的傾斜缸860'和鏟斗826'之間的相對(duì)移動(dòng)相反。具體地，傾斜缸860的延伸使得鏟斗826向下傾斜(參見(jiàn)圖4)。

現(xiàn)在將根據(jù)本公開(kāi)的原理描述液壓系統(tǒng)10的各種區(qū)別特征。

蓄能器50與液壓變換器20的泵-馬達(dá)22連接。向執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'供給或從執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'回收的流量可處于任意壓力下。儲(chǔ)存在蓄能器50中的液壓流體通常處于非常高的壓力下。液壓變換器20提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'與蓄能器50之間的隔離，實(shí)現(xiàn)駕駛控制時(shí)除外。當(dāng)通過(guò)將閥330打開(kāi)至位置336來(lái)實(shí)現(xiàn)駕駛控制時(shí)，方向控制閥110關(guān)閉(即，處于構(gòu)型122)，并且蓄能器50與提升缸830、830'的頭部腔室842直接連接。

蓄能器50可被雙向地隔離(例如，當(dāng)蓄能器隔離閥54、蓄能器放泄閥64和駕駛控制閥330關(guān)閉時(shí))。

液壓系統(tǒng)10利用驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速測(cè)量值和旋轉(zhuǎn)斜盤排量測(cè)量值(例如，經(jīng)由排量傳感器29和39)來(lái)估計(jì)來(lái)自能量回收系統(tǒng)變換器20的流量。與模式和方向控制閥110、130、160、200上的位置反饋相結(jié)合，這允許精確匹配來(lái)自操作員的流量請(qǐng)求。液壓系統(tǒng)10因此可維持與常規(guī)機(jī)器相似的機(jī)器感覺(jué)。通過(guò)加入流量估計(jì)，模式和方向控制閥110、130、160、200的精確開(kāi)度是可能的并且可牢靠地控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，從而允許在回收能量并利用回收的能量的同時(shí)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'完成生產(chǎn)性作業(yè)。

可使用變換器20代替比例計(jì)量以實(shí)現(xiàn)流量控制。在許多情況下，可通過(guò)使用泵-馬達(dá)32的旋轉(zhuǎn)斜盤控制38在不節(jié)流的情況下控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'的動(dòng)作。節(jié)流可在同時(shí)向提升和傾斜執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'供給或從提升和傾斜執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'回收能量時(shí)和/或在回收的流量超過(guò)變換器泵-馬達(dá)32的吸熱容量時(shí)——這種情況下可利用方向控制閥110、130和典型的出口節(jié)流控制將過(guò)剩流量節(jié)流到儲(chǔ)罐500——進(jìn)行。

混合系統(tǒng)電子控制單元250與基礎(chǔ)電子控制單元272接口。這提供了對(duì)基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270的主泵減少行程的手段，因?yàn)樵谝苿?dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的總體功率管理中可考慮混合系統(tǒng)的另外的能量源。否則，在某些時(shí)段，混合系統(tǒng)可能抵抗基礎(chǔ)泵控制，而在其它時(shí)段可能附加兩個(gè)能量源。根據(jù)本公開(kāi)的原理，最好是控制基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270的主泵以考慮附加能量源，使得移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的總功率軌跡可被拉平并且不夸大。這進(jìn)一步允許高效的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

具有所謂的“泥漿箱(slush-box)”式變矩器的常規(guī)輪式裝載機(jī)可保持發(fā)動(dòng)機(jī)在全部輸出下飽和，而不管混合系統(tǒng)可潛在地提供的任何能量節(jié)約。根據(jù)本公開(kāi)的原理，變速器100與混合系統(tǒng)電子控制單元250之間的直接接口以及優(yōu)選地以機(jī)械式自動(dòng)變速器代替變矩器將避免不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)飽和。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，使用桿-儲(chǔ)罐閥300和310，以既避免獨(dú)立計(jì)量的必要性又進(jìn)一步減少節(jié)流損失(例如，二元閥中的損失可能比尺寸相似的比例閥中的小)。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)傾斜執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'的兩個(gè)端口862和864的加壓提供了低功率快速延伸特征。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，變換器20可被設(shè)定為連續(xù)旋轉(zhuǎn)，并因此具有完全的流量控制權(quán)限。這實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷拉平和使用某些其它混合系統(tǒng)的間歇地旋轉(zhuǎn)的變換器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的其它功能。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如，多個(gè)線性執(zhí)行機(jī)構(gòu))可被混合，從而共享共用的變換器20。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，提供了模式閥和方向控制閥110、130、160、200兩者上的明確位置反饋。與知道變換器泵-馬達(dá)22、32的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)斜盤排量相結(jié)合，這導(dǎo)致精確的流量控制和維持與常規(guī)移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械相同的機(jī)器感覺(jué)和動(dòng)態(tài)的能力。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，液壓系統(tǒng)10可加入負(fù)荷感測(cè)主泵控制架構(gòu)?？稍O(shè)置混合系統(tǒng)ECU250的輸入/輸出以提供全部負(fù)荷感測(cè)架構(gòu)所需的接口。

根據(jù)本公開(kāi)的原理，變換器20的尺寸可確定為小于移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的總流量容量，因?yàn)榱髁康囊徊糠挚赡芾@開(kāi)變換器20。具體地，如果在流從執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'返回時(shí)達(dá)到變換器20的最大容量，則過(guò)剩流量可被傳送通過(guò)方向控制閥110、130、160、200。同樣，如果在流供給到執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'時(shí)達(dá)到變換器20的最大容量，則所需的過(guò)剩流量可由基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270供給并被引導(dǎo)通過(guò)方向控制閥110、130。類似地，由于變換器20可與變速器100聯(lián)接，所以如果在變換器20起作用以使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'減速(例如，與流從執(zhí)行機(jī)構(gòu)830、830'、860、860'返回相結(jié)合)時(shí)達(dá)到變換器20的最大容量，則過(guò)剩流量可被傳送通過(guò)方向控制閥110、130、160、200并且/或者PTO離合器84可分離。如果PTO離合器84分離，則常規(guī)制動(dòng)器可使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'完全減速。如果PTO離合器84接合，則常規(guī)制動(dòng)器可使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'完全或部分地減速。同樣，如果在變換器20起作用以使移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'減速時(shí)達(dá)到變換器20的最大容量，則流量可由基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)270供給并被傳送通過(guò)方向控制閥110、130以至少部分地泄放變換器20。

通過(guò)促進(jìn)變換器20的部分使用并因此促進(jìn)蓄能器50的部分使用，液壓系統(tǒng)10容許在維持移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的控制特性(例如，操作感覺(jué))的同時(shí)使用容量更小和/或更便宜的變換器20和/或蓄能器50。變換器20的部分使用仍可覆蓋移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的工作循環(huán)的大部分。換言之，可基于經(jīng)濟(jì)模型而不是移動(dòng)式作業(yè)機(jī)械800、800'的峰值容量來(lái)確定變換器20和/或蓄能器50的尺寸。這在很少見(jiàn)到峰值容量狀況的工作循環(huán)中尤其有益。

上述各種實(shí)施例僅通過(guò)說(shuō)明的方式提供并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制在此所附的權(quán)利要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到各種修改和變更，這些修改和變更可不遵循文中示出和描述的示例性實(shí)施例和應(yīng)用并且在不脫離本公開(kāi)的真實(shí)精神和范圍的情況下作出。