[发明专利]控制液压致动器的方法、液压致动器、液压系统和工程机械

说明书

一种控制液压致动器(40、42)的方法，其中，液压致动器(40、42)包括线性双作用输出构件(46)、以及与所述输出构件(46)流体连接的至少三个工作腔(84)，所述工作腔(84)包括具有非二进制关系的相应有效面积；其中，该方法包括：选择性地将每个工作腔(84)流体连接(S1)到高压侧(48)或低压侧(50)以提供液压致动器(40、42)的多个离散的加压状态(92)；将加压状态(92)中的至少一个加压状态确定(S2)为阻止加压状态；以及在所述加压状态(92)中的多个允许加压状态之间进行转换(S3)，同时阻止转换到所述至少一个阻止加压状态。还提供了一种液压致动器(40、42)和液压系统(20)。

技术领域

本发明涉及一种控制液压致动器的方法、一种液压致动器、一种包括液压致动器的液压系统以及一种包括液压致动器和/或液压系统的工程机械。

本发明适用于工业建筑机械、物料搬运机械或建筑设备领域中的工程机械(特别是轮式装载机和挖掘机)的液压致动器。尽管将针对挖掘机来描述本发明，但本发明不限于这种特定机械，而是可用于任何工程机械，例如轮式装载机、铰接式或刚性运输车和反铲装载机。

背景技术

液压系统用于广泛的应用。例如，工程机械通常依靠液压系统来为搬运物料提供动力。用于工程机械的液压系统可以包括各种液压致动器，例如液压缸和旋转液压机械。液压缸例如可以设置在包括斗杆和铲斗的作业装置中。旋转液压机械可以例如用于推进工程机械和/或用于挖掘机的回转功能。液压混合系统可以用于从液压致动器回收能量，并在以后使用它来减少内燃机的负载。

包括专用高压侧和专用低压侧的液压系统可以被称为双压液压系统，并且本身是先前已知的。双压液压系统通常包括连接到高压侧的一个或多个高压蓄能器以及连接到低压侧的一个或多个低压蓄能器。与双压液压系统相关联的优点例如是提高的能量效率和可控性。

包括不止两个工作腔的液压缸是先前已知的，这些工作腔包括具有二进制关系的有效面积。这种液压缸例如可以包括四个工作腔，这四个工作腔的有效面积关系为8：4：2：1。在每个工作腔都通过阀装置选择性地连接到液压系统的高压侧或低压侧的情况下，液压缸构成具有16个离散的力状态或加压状态的数字液压缸。当这种液压缸的最大工作腔在高压侧与低压侧之间进行转换以使液压缸在加压状态8和9之间进行转换时，所有其它工作腔也进行转换。然而，工作腔在高压侧与低压侧之间的转换与转换损耗相关，通常是节流损耗和可压缩性损耗。对于最大工作腔的转换，转换损耗是最高的。如果所有工作腔同时在高压侧与低压侧之间进行切换，转换损耗也很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制液压致动器的方法，该方法是节能的、准确的、简单的和/或便宜的；一种节能的、简单的和/或便宜的液压致动器；和/或一种节能的、简单的和/或便宜的液压系统。

根据本发明的第一方面，该目的通过下文所述的控制液压致动器的方法来实现。该方法利用液压致动器执行，该液压致动器包括线性双作用输出构件以及与该输出构件流体连接的至少三个工作腔，所述至少三个工作腔包括具有非二进制关系的相应有效面积。该方法包括将每个工作腔选择性地流体连接到高压侧或低压侧中的任一个，以提供液压致动器的多个离散的加压状态。该方法还包括将所述加压状态中的至少一个加压状态确定为阻止加压状态；以及在所述加压状态中的多个允许加压状态之间进行转换，同时阻止转换到所述至少一个阻止加压状态。

通过工作腔的相应有效面积之间的非二进制关系，与二进制编码的液压致动器相比，在维持与高压侧连接的最大工作腔的同时，输出构件的力输出可以更低。通过在包括具有非二进制关系的相应有效面积的多个工作腔的液压致动器中阻止转换到至少一个阻止加压状态，可以减少工作腔在高压侧与低压侧之间的转换次数，并且可以提高能量效率，同时仍然提供基本相同的力输出性能。特别地，可以减少或消除具有最大有效面积的工作腔在高压侧与低压侧之间的转换次数。这进而减少了液压致动器中的转换损耗，从而提高了能量效率。