CN100564902C - 液压驱动系统和操作液压驱动系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种液压驱动系统(100)包括液压致动器(110)，致动器(110)包括活塞(118)，活塞可在两个缸盖(114，116)之间往复运动用于致动机器。流动转换装置(130)使朝着或者来自活塞(118)的相反侧上的腔(120，122)的液压流体流动的方向反向。当与活塞(118)相连的梭阀(124)开启以允许液压流体在腔(120，122)之间流动并且消除作用在活塞(118)上造成往复运动的压差时，活塞(118)在每个活塞行程的末端处停止。控制器(170)被程序控制以在液压泵(140)的速度、液压流体压力或者消耗的时间的至少一个的基础上确定活塞(118)何时到达每个行程的末端，所述速度、压力或者时间都在每个行程过程中测量。控制器(170)然后发送电信号以命令流动转换装置(130)使液压流体流动的方向反向。

Description

液压驱动系统和操作液压驱动系统的方法

技术领域

本发明涉及一种液压驱动系统和一种操作液压驱动系统的方法。更特别的是，本发明涉及一种使用往复运动的被液压致动的活塞的系统和方法，所述活塞可通过活塞杆连接到机器。

背景技术

使用往复运动的活塞的液压驱动系统可用于为许多应用提供往复的致动。利用这种驱动系统，液压活塞在缸内在两个相对的缸盖之间移动。为了使液压活塞沿着一个方向移动，液压流体从液压泵被输送到与液压活塞的一侧相连的第一腔，同时液压流体从与液压活塞的另一侧相连的第二腔排出。为了使液压活塞移动的方向反向，液压流体流动方向被反向，从而液压流体从第一腔排出，并且来自液压泵的液压流体被输送到第二腔。活塞杆在一端连接到液压活塞，并且在另一端连接到待驱动的机器，并且这样，液压驱动系统可以为机器提供往复运动，所述液压驱动系统可操作地连接到所述机器。对于许多应用，机器的效率和性能取决于在每个致动行程中移动一致的距离的液压活塞。具有这种需要的机器的一个实例为往复运动的活塞泵，因为液压驱动系统驱动往复运动的泵的活塞，并且这种泵的效率和性能依赖于减小在每个动力行程的末端处的死区体积(dead volume)的一致的泵活塞行程。因此，需要一种具有液压活塞致动器的液压驱动系统，所述致动器可以提供一致长度的活塞行程。

液压缸可以设计成具有活塞止挡件，所述止挡件提供机械的限制，用于在缸盖处或者在缸盖附近的凸肩处使活塞停止。然而为了降低噪声、磨损和/或为了防止对活塞止挡件的更严重的破坏，需要一种检测活塞何时已经到达活塞止挡件的装置，从而液压流体流动可以反向以改变活塞运动的方向。

普通的液压致动器公知为使用位置传感器，例如磁开关，用于检测何时致动器活塞已经到达活塞止挡件，所述止挡件限定活塞行程的末端。当位置传感器检测到液压活塞时，传感器向控制器发出信号，并且控制器向流动转换阀发出指令以使液压流体流动反向，从而液压活塞反向。这种普通的装置的缺点在于，它需要至少一个位置传感器，这增加了系统的成本。利用普通的装置例如这种装置，会难以响应于液压流体流速的变化来调节用于使液压流体流动反向的正时，这影响了活塞速度。另外，例如这样的普通的系统经常需要卸压阀(pressure relief valve)以防止液压系统的过压，例如如果出现位置传感器的故障。

名为“System For Controlling Hydraulic Actuator”的公开的美国专利申请系列No.10/317,311公开了一种方法，从而流体流动传感器用于测量流动到液压致动器缸中和缸外的液压流体流动。利用已知尺寸的液压致动器缸，可以测量液压流体流速并且计算活塞的位置。利用这个信息，还可以计算活塞的速度和运动的方向。然而，流体流动传感器相对昂贵，并且在使用多个致动器的液压系统中，对于每个致动器需要一个流体流动传感器。同样，这种系统的精度非常依赖于流体流动传感器的准确性。

美国专利No.4,213,298(‘298专利)公开了一种自反向(self-reversing)液压控制系统，其仅使用机械装置用于使液压流体流动反向。特殊的流动检测阀检测液压流体压力中的变化，所述变化表示何时液压活塞已经紧靠机械限动件。流动检测阀使液压流体改变方向以流动到一液压地致动液压流体流动转换装置的阀，所述装置使液压流体流动反向以使液压活塞的运动方向反向。在‘298专利中，发明人主张他们的发明对于航海应用是特别有利的，在航海应用中，电子部件会由于长期暴露到含盐空气和盐水而受到不利影响。‘298专利注意到的另一个特征在于：当液压活塞在完成活塞行程之前被障碍物所阻挡时，流动检测阀还操作以改变液压活塞方向。然而，这个方案的缺点在于，它需要更多的机械部件，这需要更大的空间，增加了系统的重量，并且增加了制造和维护成本。

加拿大专利No.1,247,984公开了一种用于与液压缸组件一起使用的阀。当活塞由于冲击负荷或者有意的高的操作负荷而改变方向时，所述阀操作以防止流体沿旁路穿过活塞。根据’984专利，活塞的方向的突然或者急剧的改变会造成在与推杆和缸盖冲击或接触之前和/或之后，从活塞的非压力侧到压力侧的流体的反向流动或者沿旁路通过。’984专利公开的阀的目的是通过提供这样一种阀来减轻流体泄漏或者沿旁路穿过活塞，所述阀包括腔，所述腔保持闭合到低压侧，并且可以响应于由冲击负荷造成的压力脉冲而与压力侧相通。所公开的阀包括两个阀元件，所述阀元件均被弹簧偏压到各自的闭合位置。通过允许液压流体流动到阀元件中，所述阀的作用是用于释放液压压力并且降低高压侧的压力脉冲的幅值的装置。当活塞处于活塞行程的末端时，液压流体可以流动穿过所述阀。’984专利公开的阀的缺点是部件的数量。另外，’984专利没有公开用于控制用于转换活塞方向的正时的方法。

因此，需要一种较简单的、廉价的液压系统和在每个活塞行程的末端处有效地控制活塞运动的反向的方法，同时不需要使用位置传感器、流速传感器或者特殊的流动检测阀。

发明内容

一种液压驱动系统，包括：

(a)致动器，包括活塞，所述活塞设置在缸内并且可在两个缸盖之间往复运动，从而所述活塞将所述缸分隔成相应的第一和第二液压流体腔，并且活塞行程通过所述活塞从所述缸盖中的一个的附近的第一预定位置到所述缸盖中的另一个附近的第二预定位置的移动限定；

(b)至少一个活塞杆，包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述活塞，所述第二端延伸穿过所述两个缸盖中的一个并且延伸到所述缸的外部；

(c)流动转换装置，包括流动转换元件，所述元件可通过致动器在至少两个位置之间致动，所述致动器可由电信号启动以使朝着或者来自所述第一和第二液压流体腔的液压流体流动的方向反向，从而当液压流体从所述第一或第二液压流体腔中的一个流动到外部时，液压流体流动到所述第一或第二液压流体腔中的另一个中；

(d)液压泵，包括排出口和吸入口；

(e)高压管道，用于所述第一和第二液压流体腔中的每一个和所述流动转换装置的相应的流体联结件之间的相应的流体连通，并且用于所述流动转换装置的入口和所述排出口之间的相应的流体连通，

(f)低压管道，用于将所述流动转换装置的出口连接到液压流体储存器并且将所述液压流体储存器连接到所述吸入口，或者用于将所述流动转换装置的所述出口直接连接到所述吸入口；

(g)梭阀和穿过所述活塞的流体通道，其中当所述活塞在其中一个所述活塞行程的过程中移动时，所述梭阀可操作以闭合所述流体通道，并且当所述活塞在其中一个所述活塞行程的末端时，所述梭阀可操作以开启所述流体通道；和

(h)控制器，被程序控制以：

在液压泵的速度、液压流体压力或者消耗的时间中的至少一个的基础上确定所述活塞何时已经到达每个活塞行程的末端，上述速度、压力、时间都在每个活塞行程的过程中进行测量；和当所述控制器确定所述活塞已经到达每个活塞行程的末端时，向所述流动转换装置发送电信号以命令所述流动转换元件从一个位置致动到另一个位置，以使液压流体流动反向。

在一个优选实施例中，控制器被构造成接收表示液压泵速度的信号，并且被程序控制以：

通过参照查找表，在液压泵速度的基础上确定液压流体流速，所述查找表指示出对应于各个泵速度的液压流体流速；

测量对于每个活塞行程的消耗的时间；

计算已经流动到液压流体流入其中的所述第一和第二液压流体腔的一个中的液压流体的体积；和

通过确定所计算的体积何时等于或者大于已知的体积，确定所述活塞何时已经到达活塞行程的末端，所述已知的体积需要用来填充液压流体流入其中的所述第一和第二液压流体腔的其中一个。

在另一个优选实施例中，所述控制器构造成接收这样的信号，所述信号表示在所述液压泵排出口和所述液压流体腔处或者之间的位置处的液压流体压力，液压流体流入所述液压流体腔中，并且所述控制器被程序控制以：通过确定何时所述梭阀已经开启并且所述液压流体压力降至低于预定值，确定所述活塞何时已经到达活塞行程的末端。

在又另一个优选实施例中，所述液压泵可以以恒定的速度操作，并且所述控制器被程序控制以：通过测量对于每个活塞行程的消耗的时间，确定所述活塞何时已经到达每个活塞行程的末端，并且从每个活塞行程的开始起测量，当所述液压泵已经操作预定的时间时，确定所述活塞已经到达活塞行程的末端。

所述流动转换装置优选包括至少一个电磁阀，所述电磁阀可从所述控制器接收所述电信号。当所述电磁阀从控制器接收到电信号时，电磁阀可操作以致动所述流动转换元件。

在一个优选实施例中，所述流动转换装置是四通滑柱阀。所述滑柱阀可以是二位或者三位滑柱阀。对于四通二位滑柱阀，所述流动转换元件包括滑柱元件，所述滑柱元件可选择性地移动到第一位置，其中在所述第一位置处，所述第一液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第二液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体。当所述滑柱元件位于所述第二位置时，所述第二液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第一液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体。对于四通三位滑柱阀，增加了对于滑柱元件的第三位置，在所述第三位置处，所述液压泵排出口与其中一个所述低压管道流体联通，液压流体可通过所述低压管道返回到所述液压流体储存器。在一个开口的液压系统中，液压流体储存器中在大气压的作用下，并且液压流体从流动转换装置返回到储存器。在一个封闭的液压系统中，液压流体从流动转换阀返回到低压管道，所述低压管道将液压流体输送到液压泵的吸入口。开口的液压系统操作更加简单并且更加常见。

所述梭阀优选包括阀元件，所述阀元件可在两个闭合位置之间移动。当所述阀元件位于所述两个闭合位置之间时，并且当所述阀元件的两个密封表面与各自相联系的阀座间隔开时，所述梭阀处于开启位置。当所述流动转换装置使液压流体流动的方向反向时，所述阀元件可在所述第一和第二液压流体腔之间产生的压差的影响下移动。较高的压力产生在液压流体被泵送到其中的液压流体腔中，同时当另一个腔内的液压流体流动到储存器或者液压泵吸入口时，所述另一个液压流体腔中的压力下降到排出压力。所述阀元件朝着所述第一和第二液压流体腔的其中一个移动，所述液压流体正在从所述其中一个液压流体腔流出，直到所述阀元件落座在其中一个所述闭合位置。当所述阀元件的杆部接触其中一个所述缸盖时，在每个活塞行程的末端附近，所述阀元件可移动到所述两个闭合位置之间的开启位置，从而所述活塞的进一步移动使得所述阀元件被提升离开阀座，在其处，它在其中一个所述闭合位置处。

所述阀元件可包括相对的锥形的端部，所述端部与所述活塞的形状相配合的落座区域相对。每个所述锥形端部具有从其处延伸的相连的杆。所述相应的杆是伸长的，从而当所述阀元件落座在所述两个闭合位置的其中一个中时，所述杆中的一个从所述活塞延伸到所述第一和第二液压流体腔的其中一个中，所述液压流体从所述其中一个液压流体腔流动到外部。

所述液压泵可由内燃机机械地驱动。例如，如果所述液压驱动系统用于致动与内燃机相连的机械，例如燃料泵，那么液压泵可以方便地由内燃机驱动。为了降低内燃机排放产生的污染，可以开发使用较为清洁的燃料的内燃机，例如天然气和氢。目前公开的液压驱动系统可用于驱动低温泵，所述低温泵用于将液化天然气从燃料箱泵送到内燃机的燃烧室。在对于具有内燃机驱动的液压泵的液压驱动系统的一个优选实施例中，控制器可构造成从内燃机转速传感器接收信号，根据所述信号，所述控制器可以计算所述液压泵的速度。

在另一个实施例中，所述控制器可构造成向所述液压泵发送指令信号，从而以下面所述的速度操作，所述速度需要用来以适合的速度操作机器，所述机器可操作地连接到所述活塞杆的所述第二端。对于被所述控制器命令的所述液压泵的所述速度被控制器用于计算活塞行程的末端。

所述控制器可以被程序控制从而为用于向所述流动转换装置发送电信号的正时增加预定延时，从而所述活塞在每个活塞行程之间至少静止预定的时间。例如部件的磨损或者暂时的速度状态的因素会造成所计算的活塞到达活塞行程的末端的时间与实际发生的时间之间的不同。因此，控制器可以通过包括预定的延时来确保在液压流体流动反向之前，活塞完成了它的活塞行程。然而，当活塞停止并且液压流体流动穿过它的时候，能量被浪费，因此优选使所述延时长度保持较短。所公开的液压系统的优点在于，通过液压流体流动的反向，开启的梭阀独立地使活塞运动停止，因此没有使液压缸过压的危险，并且不需要卸压阀。

液压驱动系统的另一个优选实施例包括：

(a)致动器，包括活塞，所述活塞设置在缸内并且可在两个缸盖之间往复运动，从而所述活塞将所述缸分隔成相应的第一和第二液压流体腔，并且活塞行程通过所述活塞从所述缸盖中的一个的附近的第一预定位置到所述缸盖的另一个附近的第二预定位置的移动限定；

(b)至少一个活塞杆，包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述活塞，所述第二端延伸穿过所述两个缸盖中的一个并且延伸到所述缸的外部；

(c)流动转换装置，包括流动转换元件，所述元件可在至少两个位置之间致动，以使朝着或者来自所述第一和第二液压流体腔的液压流体流动的方向反向，从而当液压流体从所述第一或第二液压流体腔中的一个流动到外部时，液压流体流动到所述第一或第二液压流体腔的另一个中；

(d)液压泵，包括排出口和吸入口；

(e)高压管道，用于所述第一和第二液压流体腔中的每一个和所述流动转换装置的相应的流体联结件之间的相应的流体连通，并且用于所述流动转换装置的入口和所述排出口之间的相应的流体连通，

(f)低压管道，用于将所述流动转换装置的出口连接到液压流体储存器并且将所述液压流体储存器连接到所述吸入口，或者用于将所述流动转换装置的所述出口直接连接到所述吸入口；和

(g)梭阀和穿过所述活塞的流体通道，其中当所述活塞在其中一个所述活塞行程的过程中移动时，所述梭阀可操作以闭合所述流体通道，并且当所述活塞在其中一个所述活塞行程的末端处时，所述梭阀可操作以开启所述流体通道，并且其中所述梭阀包括阀元件，所述阀元件成形为具有两个与所述阀元件的相对端相连的密封表面。所述阀元件可在两个闭合位置之间移动，在所述闭合位置处，所述密封表面可与相应的阀座配合以密封所述流体通道，当所述阀元件位于所述两个闭合位置之间时，其中所述两个密封表面与所述相应的阀座相间隔，所述阀元件处于开启位置。

提供一种操作液压驱动系统的方法。所述方法包括：

通过使朝着缸的液压流体流动的方向反向，使液压活塞在缸内往复运动以在下面两个状态之间交替：

将液压流体从储存器输送到与所述液压活塞的一侧相连的第一液压流体腔，同时将液压流体从第二液压流体腔排出到所述储存器，所述第二液压流体腔与所述液压活塞的相对侧相连，和

将液压流体从所述储存器输送到所述第二液压流体腔，同时将液压流体从所述第一液压流体腔排出到所述储存器；

当所述液压活塞与缸盖间隔预定距离时，机械地致动梭阀以将所述第一液压流体腔流体连通到所述第二液压流体腔，同时所述第一或第二液压流体腔的其中一个流体连通到所述储存器，从而使所述液压活塞的运动停止，并且限定对于活塞行程的末端位置；

基于在所述活塞行程过程中进行的液压泵速度、液压流体压力或者消耗的时间中的至少一个的测量，确定所述液压活塞何时到达所述末端位置；和

当已经确定所述液压活塞已经到达所述末端位置时，发送电信号以致动流动转换装置以使液压流体流动方向反向，从而所述梭阀闭合，并且所述液压活塞开始新的活塞行程，沿着与在刚结束的所述活塞行程过程中所述活塞的运动相反的方向移动。

在优选实施例中，当活塞与缸盖间隔预定距离时，梭阀被机械地致动以开启。梭阀包括阀元件，所述阀元件具有杆，所述杆朝着缸盖延伸，并且当活塞朝着缸盖延伸时，杆和缸盖之间的接触使得阀元件被提升离开阀座，从而阀元件从闭合位置滑动到开启位置。在优选方法中，通过使液压流体流动的方向反向，并且向第一和第二液压流体腔施加压差，阀元件可从开启位置滑动返回闭合位置。压差作用在梭阀元件上以使它朝着阀座移动，当处于闭合位置时，它被迫使紧靠所述阀座。优选的方法和设备的优点在于，梭阀可以是非常简单的构造，仅需要设置在阀筒中的阀元件，因为它仅需要流体压差和用于致动的与缸盖的接触，并且梭阀致动与流动转换无关。

在一个优选的方法中，所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：确定将所述液压流体泵送到所述缸的液压泵的速度，参照对应于泵速度指示出液压流体流速的查找表，并且计算输送到液压流体腔的液压流体的体积何时等于已知的体积，其中相应的活塞行程需要所述已知的体积来填充所述第一或第二液压流体腔。

在第二优选方法中，所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：在这样的位置处监测液压流体压力，在所述位置处，测量的压力与被液压流体填充的所述第一和第二液压流体腔的其中一个内的压力相关联，并且当测量的压力降至低于预定阈值时，确定所述活塞处于每个活塞行程的末端处。当该方法包括监测液压流体压力时，该方法还可以包括通过参照查找表改变所述预定阈值，从而所述预定阈值作为液压泵的速度或者所述活塞移动的方向的函数被确定。该方法还可以包括：如果所述第一或第二液压流体腔中的液压流体压力升至高于预定的最大系统压力，使所述液压驱动系统停止。

在第三优选方法中，所述方法包括以恒定的速度操作液压泵以将所述液压流体泵送到所述缸。所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：测量对于每个活塞行程所述液压泵操作的时间，并且当时间超过预定值时确定所述活塞已经到达活塞行程的末端。

描述了多个优选的方法。该方法对于特定的应用是优选的，所述应用取决于由液压驱动系统致动的机器。也就是说，优选方法取决于机器是否以恒定的速度或者变化的速度被驱动，并且如果是以变化的速度，那么其它因素可包括不同速度之间的变化是迅速的还是逐渐的。其它的因素可包括液压致动器沿着两个方向还是仅沿着一个方向运行。所有的方法的共同特征在于：确定活塞何时处于活塞行程的末端和命令液压流体流动方向反向的步骤与通过梭阀的致动使活塞移动停止无关。

所述方法还可包括将安全因子结合在所述液压活塞位置何时到达所述末端位置的确定中，从而在确定所述活塞已经到达所述活塞行程的末端的时间和所述电信号被发送给所述流动转换装置的时间之间具有延时。如果所述缸内的液压流体压力取决于液压活塞运动的方向，所述安全因子可以根据液压活塞运动的方向改变，从而如果所述液压流体压力较高，所述延时较长。所述方法还可包括：监测液压流体压力，并且如果所述液压流体压力从预定的基准压力增加，那么改变所述安全因子以使所述延时从预定的基准增加。如上所述，适合的是使所述延时保持较短以减小浪费的能量的总量，但是本方法的优点在于开启的梭阀防止系统的过压，并且允许用于使液压流体流动反向的正时的设置的某些偏差，并且这使得本系统与普通的液压系统相比更加简化。

在液压泵直接联结到内燃机的系统中，会存在内燃机在运行但是液压驱动系统不需要的时候。对于这种情况，该方法可包括继续从液压泵泵送液压流体，并且通过将所述流动转换装置选择性地命令到空载位置，使所述液压活塞的运动停止，从而所述液压流体绕过所述缸，并且从所述液压泵循环到液压流体储存器。该方法还可包括：仅当所述活塞已经到达活塞行程的末端时，命令所述流动转换装置到空载位置。如果流动转换装置为四通二位滑柱阀，那么通过下面的方式可以获得相同的结果：在活塞行程的末端处使活塞停止，并且不使液压流体流动反向，直到需要液压驱动系统；当活塞处于末端位置时，液压流体被泵送穿过缸并且返回到液压流体储存器，同时液压活塞静止。当液压泵直接联结到内燃机时，例如利用传动带和带轮，该方法还可包括在内燃机转速的基础上确定液压泵的速度。

所述优选方法还包括程序控制电子控制器以执行下面的步骤，即确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤和向所述流动转换装置发送电信号的步骤。

如果液压泵由专用于液压驱动系统的电动机驱动，该方法还可包括命令所述液压泵以恒定的速度或者以下面所述的速度操作，该速度是基于来自由液压驱动系统驱动的机器的输入信号。

附图说明

图1示出了具有往复运动的液压致动器的简化的液压驱动系统的示意图。

图2A到图2C示出了往复运动的液压致动器的剖视图，顺序示出了当活塞接近缸盖并且反向时的多个视图。在图2A中，液压活塞从右向左移动并且接近缸盖。梭阀元件的杆正好接触缸盖，但是梭阀元件仍然落座在闭合位置。在图2B中，液压活塞已经移动更加靠近缸盖，并且梭阀元件已经变得从它的闭合位置脱离，允许液压流体穿过梭阀从右边的液压流体腔流动到左边的液压流体腔，中和作用在液压活塞上的压差并且使它的运动停止。在图2C中，液压流体流动的方向已经被反向，并且梭阀元件落座在闭合位置，因此液压活塞可以从左向右移动。

图3A到图3C示出了梭阀元件的放大视图。图3A示出了处于开启位置的梭阀元件，示出了梭阀元件的密封表面和阀座。图3B和图3C是梭阀元件的两个不同实施例的端部视图，示出了使它的位置对中的导向部或者边缘以及平坦的侧面或者凹槽，所述平坦侧面或者凹槽用于允许液压流体沿着垂直于所示的端部视图的轴向方向流动。

图4示出了具有往复运动的液压致动器的液压驱动系统的另一个实施例的示意图。

图5是示出用于命令何时使液压流体流动的方向反向的控制方法的流程图。

图6是示出用于命令何时使液压流体流动的方向反向的另一个控制方法的流程图。

图7A到图7D是压力对时间的曲线，示出了流动转换阀和每个液压活塞致动器腔之间的压力，示出了多个活塞行程上的压力曲线。图7A和图7D示出了对于液压活塞的相对侧上的液压流体腔的压力曲线，示出了一个腔当它利用液压流体填充时如何被加压，同时另一个腔当液压流体被排出液压流体腔时处于排出压力。图7C示出了：对于绘制在图7A和7B中的相同的实例，液压泵的下游的但是在流体流动到流动转换装置之前的液压流体压力。图7D是可替换的实施例，示出了对于回退和伸出行程遇到不同阻力的系统的压力曲线。将产生与图7D中的曲线类似的压力曲线的应用的实例将是单动泵，所述单动泵仅当致动器沿着一个方向移动时泵送，并且当泵的活塞沿着这样的方向移动时，沿着该方向，泵仅将流体吸入泵的腔室中，所述致动器受到小很多的阻力。

具体实施方式

在此处所述的附图中，附图标记用于表示相同的特征，并且为了简明，如果参考一个附图描述的特征在另一个附图中再次示出并且用相同的附图标记表示，那么这些特征的描述将不再重复。

图1是液压驱动系统100的示意图，所述驱动系统100可操作以向机器(未示出)提供线性致动。如上面所注意到的，对于液压驱动系统100具有许多应用，驱动系统100具有液压活塞致动器110、流动转换装置130、液压泵140、液压流体储存器150、电动机160和电子控制器170作为它的主要部件。

液压致动器110包括液压缸112，液压缸112在每个端部通过相应的缸盖114和116密封。活塞118可在液压缸112内往复运动，并且将液压缸112的内部分隔成第一液压流体腔120和第二液压流体腔122。活塞118包括密封件(未示出)以使第一液压流体腔120与第二液压流体腔122流体隔离。

流体通道穿过活塞118设置，其中穿过所述流体通道的流动通过梭阀控制，所述梭阀包括阀元件124。阀元件124可响应于第一和第二液压流体腔120和122之间的流体压差而移动。阀元件124成形为具有两个密封表面，所述两个密封表面与相对的端部相连，从而当梭阀闭合时与相应的阀座配合以密封流体通道。当在第一和第二液压流体腔之间具有压差时，阀元件124被迫使紧靠其中一个阀座。在所示实例中，当液压流体腔122中的流体压力较大时，阀元件124被迫使沿着液压流体腔120的方向朝着更靠近该腔的阀座移动，并且当液压流体腔120中的压力较大时，阀元件124沿着相反的方向朝着液压流体腔122滑动，直到它紧靠更靠近该腔的阀座落座。

阀元件124包括杆126和127，所述杆从阀元件124的每个端部延伸。当阀元件124如图1所示落座时，杆126延伸穿过流体通道，所述流体通道通向液压流体腔120中。当例如活塞124从右向左移动并且接近缸盖114时，杆126在活塞118之前接触缸盖114。缸盖114使阀元件124的运动停止，同时活塞118继续朝着缸盖114移动，使得阀元件124从阀座被提升，从而使阀元件124移动到两个阀座之间的中间开启位置，从而液压流体可以穿过梭阀从液压流体腔122流动到液压流体腔120。第一和第二液压流体腔120和122之间的这种流动消除了作用在活塞118上的压差，使它停止移动。

液压致动器110还包括活塞杆128。活塞杆128的一端连接到活塞118。活塞杆128延伸穿过缸盖116中的开口，并且活塞杆128的另一端可连接到被液压驱动系统100所致动的机器。一些致动器可包括两个活塞杆，从而第二活塞杆(未示出)从活塞118延伸穿过缸盖114中的开口。这种两个杆的实施例在本发明的范围内，因为所公开的液压驱动系统可以本质上以相同的方式操作。

流动转换装置130控制朝着液压致动器110的液压流体流动的方向。流动转换装置可包括多个二通(two way)阀，所述二通阀可通过来自控制器170的电信号的指令而致动，或者如图1的实例所示，在一个优选的实施例中，流动转换装置130可以是四通滑柱阀，所述滑柱阀被弹簧134偏压在第一位置，并且可由电磁阀132致动到第二位置。朝着或者来自液压致动器110的液压流体流动的方向通过使滑柱阀在第一和第二位置之间转换从而被反向。电磁阀132可通过从控制器170发出的电子指令信号而操作。

液压泵140可操作以从储存器150泵送液压流体穿过低压管道141和高压管道142到达进入流动转换装置130的入口。流动转换装置130包括相应的流体联结件用于连接到高压管道144和146，所述高压管道在流动转换装置130和第一、第二液压流体腔120和122之间输送液压流体。取决于流动转换装置130中的滑柱元件的位置，高压管道144和146其中一个的作用是向液压致动器110输送液压流体，同时另一个从其中排出液压流体。因此，虽然高压管道144和146有时以排出压力输送液压流体，但它们必须适合于输送以高压从液压泵140的排出口泵送的液压流体。在图1的实例中，液压流体穿过高压管道144被输送到液压流体腔122，同时液压流体穿过高压管道146被从液压流体腔120排出。

从液压致动器110排出的液压流体穿过低压管道148返回到储存器150。可选的过滤器152示为位于低压管道148中，但是过滤器152也可以集成到储存器150中。

电动机160可以是用于驱动液压泵140的任何类型的电动机，所述泵通常由旋转运动驱动。对于液压泵140的适合的实例包括叶轮泵、齿轮泵、斜盘式活塞泵(swashplate pump)、隔膜泵或者蠕动泵(parastaltic pump)。例如，电动机160可以是内燃机或者电动机，并且液压泵140可以直接联接到电动机160，或者如果电动机160驱动其它机器并且液压泵140仅在所需要的基础上操作，联轴器可以用于断开液压泵140。在一些实施例中，电动机160包括速度传感器，所述传感器向控制器170发送信号以指示电动机速度，所述速度可以与液压泵的速度相关联。

压力传感器172是可选的，并且可以由一些实施例用于向控制器170发送信号，所述信号用于确定向流动转换装置130发送指令信号的正时。在图1中，压力传感器172示为与位于液压泵140的排出口和流动转换装置130之间的高压管道142相连。在其它实施例中，压力传感器可以与高压管道144和146相连以发出信号，所述信号表示相应的第二和第一液压流体腔122和120内的压力。

液压致动器110的操作另外参考图1和图2A到图2C进行描述。图2A到图2C示出了图1中开始的活塞行程的持续的顺序视图。在图1中，流动转换装置130使它的滑柱元件处于这样的位置中，在该位置处，液压流体被泵送到第二液压流体腔122，并且液压流体从第一液压流体腔120被排出。这个流动方向导致作用在液压活塞118上的流体压差，以使它从右向左移动，增加第二液压流体腔122的体积，同时第一液压流体腔120的体积减小。在图2A中，液压活塞118正在接近缸盖114。杆126的长度确定何时梭阀元件124从它的落座位置被提升。在图2A中，杆126正好与缸盖114接触，并且梭阀元件124仍然落座，从而第二液压流体腔122仍然与第一液压流体腔120流体隔离。在图2B中，梭阀元件124紧靠缸盖114停止，而活塞118继续朝着缸盖114移动。梭阀元件124被从它的落座位置提升，并且液压流体可以从第二液压流体腔122流动到第一液压流体腔120。当梭阀开启时，穿过液压活塞118的压差被消除，并且因此液压活塞118停止移动，标志着活塞行程的末端。因为第一液压流体腔120开启以排出，因此液压流体可以流动穿过液压缸112，从而避免了活塞行程的末端处的过度的流体压力，并且不需要卸压阀，对于普通的液压致动器通常需要所述卸压阀。向流动转换装置130发送指令以使液压流体流动的方向反向的方法参考图5和图6进行描述。图2C示出了液压致动器110，其中液压活塞118从左向右移动，液压流体被泵送到第一液压流体腔120中，并且液压流体从第二液压流体腔122排出。由于液压流体流动的反向造成的压差将梭阀元件124从左向右推动以落座在第二闭合位置，如图2C所示。杆127延伸穿过开口，并且延伸到第二液压流体腔122中，在其处，当液压活塞118接近缸盖116时，杆127易于接触缸盖116。

图3A是图1和图2A到图2C所示的梭阀的放大视图。图3A提供了两个阀座区域118a和118b的更好的视图，所述阀座区域与阀元件124的密封表面124a和124b配合。当液压活塞118从左向右移动时，流体压力作用在阀元件124上以迫使密封表面124b紧靠阀座118b，并且当液压活塞118从右向左移动时，液压流体压力作用在阀元件124上以迫使密封表面124a紧靠阀座118a。虚线表示阀元件124的主体中的凹槽或者平坦边缘，如图3B和3C的端部视图中所示，当阀元件124处于开启位置时，如图3A所示，所述凹槽或者平坦边缘提供开口以允许液压流体流动穿过液压活塞118。

图3B和图3C是示出阀元件的横截面形状的两个不同实例的端部视图，所述阀元件可以用在所公开的实施例的梭阀中。在图3B的实施例中，阀元件224具有六边形的横截面。虚线218示出了圆柱形腔的圆形形状，阀元件224位于所述腔内起着梭阀的作用。密封表面224a是光滑的，从而当它被迫使紧靠形状相配合的阀座时提供流体紧密密封。当阀元件224处于开启位置时，其中每个端部处的密封表面与相应的阀座间隔开，液压流体可以通过流动穿过平坦的侧面228和虚线218所示的圆柱形壁之间的间隙从而流动穿过梭阀。阀杆226从阀元件224的端部沿着与图3B中所示的端部视图垂直的轴向方向延伸。

参考图3C，阀元件324包括主体，所述主体基本为圆柱形，从而端部视图基本是圆形的。密封表面324a可以是倾斜的以与由活塞提供的座相配合(此视图中未示出)。杆326从阀元件324的端部沿着与图3C中所示的端部视图垂直的轴向方向延伸。圆柱形主体具有侧面328，所述侧面328有助于沿着轴向方向引导阀元件324的运动。在所示实例中，凹槽330设置在圆柱形主体的侧面中，从而当阀元件324处于例如在图3A中所示的开启位置时，允许液压流体在第一和第二液压流体腔之间并且穿过液压活塞流动。本领域的普通技术人员将理解，其它的横截面形状也是可以的，从而以基本相同的方式发挥作用并且提供基本相同的效果，而不会脱离本公开的范围。

图4示出了液压驱动系统400，其是另一个优选实施例。当液压泵140直接联结到电动机160并且电动机160同样用于驱动其它机器时，图4的实施例是特别有利的。在这种设置中，有很多时刻电动机160在操作并且不需要液压驱动系统。流动转换装置430是四通三位滑柱阀，其具有另外的第三位置，所述第三位置提供用于循环液压流体并且绕过液压致动器110的流动路径。流动转换装置430可响应于从控制器170发送给两个电磁致动器432和434的指令信号而操作。本实施例的所有其它方面与图1的实施例相同。

梭阀的作用是在每个活塞行程的末端处使液压活塞停止。为了使液压液体流动的方向反向，控制器170向流动转换装置发送电信号以命令它致动一个或者多个阀以将通向相应的管道的连接从压力状态转换到排出状态，并且反之亦然。上述实施例中的控制器170可程序控制以在液压泵速度、液压流体压力或者消耗的时间中的至少一个的基础上确定何时活塞已经到达每个活塞行程的末端。控制器170所使用的用来做出这种确定的信息在每个活塞行程过程中进行测量。图5和图6是示出控制器170所使用的方法的流程图，用于确定何时液压活塞已经到达活塞行程的末端。

图5示出了一种方法，利用该方法，泵的速度用于确定何时活塞行程完成。所述程序以当液压驱动系统被启动时的第一活塞行程开始。所述程序以预定的时间间隔经历所示的循环。例如，这个循环可以以在1和100毫秒之间选择的预定的时间间隔开始。预定的时间间隔的长度取决于液压驱动系统所需要的精确度和效率。例如，为了操作往复运动的低温活塞泵，在30和50毫秒的范围中选择的预定的时间间隔是适合的。在循环的第一步，液压泵速度被输入给控制器。液压泵速度可以根据电动机的速度或者液压泵本身上设置的速度传感器确定。对于控制器，下一步是到查找表(look-uptable)来确定流速。根据输入的液压泵，控制器可以根据查找表确定流体流速。在下一步，控制器确定从上一次计算开始所消耗的时间，即循环之间的时间间隔。然后，控制器可以计算泵送到被填充的液压流体腔的液压流体的增加的体积，并且同样计算在目前的活塞行程过程中已经被泵送的液压流体的累积的体积。控制器可以查找填充液压流体腔所需要的体积(VF)，因为这个体积通常对于相反的行程是不同的，因为活塞杆占用它所延伸穿过的腔的一些体积。如果控制器确定了累积的体积小于VF，那么控制器重复所述循环，直到累积的体积等于或者大于VF。当累积的体积等于或者大于VF时，控制器确定了液压活塞处于它的活塞行程的末端，并且控制器向流动转换装置发送电信号以致动它并且使液压流体流动的方向反向，开始下一个活塞行程。

因此，图5所示的方法可被具有液压泵的变速控制的液压驱动系统使用，因为该方法以预定的时间间隔监测液压泵速度，并且将此作为一个因素结合到它的计算中以确定液压活塞何时完成活塞行程。在一个较简单的系统中，其中液压泵总是以恒定的速度操作，那么可以从这个方法去除多个步骤。也就是说，因为泵的速度是已知的，那么控制器仅需要测量消耗的时间，并且因为液压流体腔的偏移的体积是恒定的，因此当测量到预定的消耗的时间时，控制器获知活塞何时已经到达每个活塞行程的末端。当预定的消耗的时间已经经过时，控制器可以被程序控制以向流动转换装置发出电信号并且开始测量下一个活塞行程的消耗的时间。

图6示出了用于确定活塞何时到达每个活塞行程的末端的另一个优选方法。当梭阀在每一个活塞行程的末端处开启时，液压流体压力产生基本的降低，因为液压流体简单地流动穿过液压致动器。压力曲线的一些实例下面参考图7A到图7D讨论。下面参考图6所示的方法，程序以当液压驱动系统被启动时的第一活塞行程的开始而启动。计数器通过设置n＝n+1对控制循环完成的次数进行计数。压力传感器向控制器发送信号以输入液压流体压力(Pn)。控制器通过判断是否Pn＞P(n-1)来检查液压流体压力是否高于上次测量。在活塞行程的开始，液压流体压力从排出压力增大到预定的驱动压力，所述驱动压力基于系统的设计和所选择的液压泵。如果Pn大于P(n-1)，那么控制器检查以确定Pn不大于预定的最大系统压力P(max)。如果Pn大于P(max)，那么控制器使致动器停止。例如如果由致动器驱动的机器堵塞并且不移动时，这种情况会发生。如果Pn大于P(n-1)并且小于P(max)，那么致动器正常工作，并且控制器以预定的时间间隔重复所述循环。当Pn小于P(n-1)时，这会表示液压活塞已经到达活塞行程的末端，并且梭阀开启，从而系统中的液压流体压力基本降低。Ps是一预定值，该预定值表示液压流体压力已经下降基本量，其表示梭阀开启并且到了通过致动流动转换装置使液压流体流动的方向反向的时候。如果Pn不小于Ps，那么控制器以另一个预定的时间间隔重复所述循环。如果Pn小于Ps，那么控制器向流动转换装置发送电信号以开始下一个活塞行程。

利用图6所示的方法，对于Ps的值可以根据查找表确定，在该表中，Ps是液压流体流速的函数，其可以根据参照图5所示的方法描述的液压泵速度进行计算。穿过梭阀的固定流动区域确定了对于给定流体流速的已知的压力下降，从而通过调节作为流速的函数的阈值压力Ps的值，控制器可以更加精确地确定何时梭阀开启并且液压活塞处于活塞行程的末端。

图7A到图7D示出了多个不同的压力曲线，其绘制出了液压流体压力相对时间的关系，以进一步解释图6所示的方法。图7A到图7C可以是对于相同的液压驱动系统的压力曲线，其中图7A和图7B示出了相应的第一和第二液压流体腔中的液压流体压力，并且图7C示出了液压泵排出口和流动转换装置之间的管道中的液压流体压力，其是图1和图4中所示的压力传感器的位置。

下面参考图7A，当液压驱动系统被首次启动时，液压流体压力升高直到压力达到驱动压力P1的时刻t1，在压力P1处，它基本保持恒定直到时刻t2，在时刻t 2，梭阀开启。在时刻t2，液压流体压力开始迅速减小到压力P2。根据图6所示的方法，控制器通过确定压力小于预定的阈值压力Ps来检测压力何时减小到P2。因为压力下降是非常显著的，因此可以使用相对廉价的压力传感器，因为压力传感器可以检测出压力的这种显著下降，而不需要非常精确。在时刻t3，控制器致动流动转换装置，并且梭阀闭合，允许第一液压流体腔中的压力降低到排出压力P3，同时液压流体从第一液压流体腔排出。在时刻t4，当活塞到达下一个活塞行程的末端时，梭阀开启，并且当液压流体再次流动穿过开启的梭阀并且穿过液压缸时，第一液压流体腔中的压力升高到压力P2。在时刻t5，控制器向流动转换装置发送指令信号以使液压流体流动的方向反向，这使得梭阀闭合。然后，第一液压流体腔中的压力再次迅速升高到驱动压力P1，从而处于另一个活塞行程。

图7B所示的压力曲线沿着与图7A所示的压力曲线相同的图形，除了因为当第一液压流体腔中的压力为驱动压力时第二液压流体腔中的压力为排出压力造成的偏移，并且反之亦然。因此，在时刻t1，当第一液压流体腔以驱动压力被液压流体填充时，第二液压流体腔中的液压流体处于排出压力P3。在时刻t2，当梭阀开启时，第二液压流体腔中的压力增加到压力P2，同时液压流体流动穿过液压活塞。在时刻t3，控制器发送信号以致动流动转换装置，并且梭阀闭合，并且第二液压流体腔中的压力迅速升高。在时刻t4，液压活塞已经到达下一个活塞行程的末端，并且梭阀开启，从而第二液压流体腔内的压力开始迅速降低到压力P2。在时刻t5，控制器再次发送电信号以命令流动转换装置使液压流体流动的方向反向，从而梭阀再次闭合，并且第二液压流体腔内的压力下降到排出压力，因为从该腔延伸的管道连接到排出系统。

图7C示出了压力曲线，该压力曲线将通过与高压管道相连的压力传感器测量，所述高压管道将液压泵排出口连接到流动转换装置，如图1和图4所示。图7的压力曲线代表了图7A和图7B的压力曲线的结合。在时刻t1，第一液压流体腔利用液压流体填充，并且压力已经升高到驱动压力P1。在时刻t2，梭阀已经开启，并且第一液压流体腔中的压力开始迅速降低到压力P2，同时液压流体流动穿过液压活塞。阈值压力Ps可以设置成在P1和P2之间，但是更靠近P2。当压力降至低于压力Ps时，控制器检测流体压力的这种降低。在时刻t3，控制器发送电信号以命令流动转换装置使液压流体流动的方向反向，并且在梭阀闭合之后压力迅速升高，并且第二液压流体腔利用液压流体填充。在时刻t4，梭阀再次开启，并且第二液压流体腔中的压力开始迅速降低到压力P2，同时在活塞行程的末端，液压流体流动穿过液压活塞。在时刻t5，控制器再次发送电信号以命令流动转换装置以使液压流体流动方向反向，使得梭阀闭合，并且第一液压流体腔中的压力再次升高到压力P1。

在图7A到图7C的实例中，当液压活塞沿着两个方向移动时，驱动压力P1相同。这将是对于许多机器的情况，例如具有两个活塞杆的双动泵或者液压致动器。然而，对于其它机器，例如单动泵或者提升机械，作为机器对致动的阻力的函数的驱动压力取决于致动的方向而不同。图7D示出了压力曲线，其中沿着一个方向的驱动压力(P1’)不同于沿着相反方向的驱动压力(P1”)。因为当流体流动穿过活塞时压力下降在每个活塞行程的末端处仍然显著，因此图6所示的方法仍然可以使用，只要阈值压力Ps在驱动压力P1”和P2之间并且优选更加靠近P2。在图7D中，时刻t1到t5标志出图7C中的相同附图标记所示的相同事件，但是驱动压力取决于液压活塞移动的方向而改变。

虽然本发明的特定的元件、实施例和应用已经示出和描述，但是当然应当理解，本发明不限于此，因为对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开的范围的情况下，特别是在上述教导的启发下，可以做出许多修改。

Claims (27)

1.一种液压驱动系统，包括彼此配合以输出往复运动并且提供一致长度的活塞行程的部件，所述系统包括：

(a)致动器，包括活塞，所述活塞设置在缸内并且可在两个缸盖之间往复运动，从而所述活塞将所述缸分隔成相应的第一和第二液压流体腔，并且活塞行程通过所述活塞从所述缸盖中的一个的附近的第一预定位置到所述缸盖中的另一个附近的第二预定位置的移动限定；

(b)至少一个活塞杆，包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述活塞，所述第二端延伸穿过所述两个缸盖中的一个并且延伸到所述缸的外部；

(c)流动转换装置，包括流动转换元件，所述元件可通过致动器在至少两个位置之间致动，所述致动器可由电信号启动以使朝着或者来自所述第一和第二液压流体腔的液压流体流动的方向反向，从而当液压流体从所述第一或第二液压流体腔中的一个流动到外部时，液压流体流动到所述第一或第二液压流体腔中的另一个中；

(d)液压泵，包括排出口和吸入口；

(e)高压管道，用于所述第一和第二液压流体腔中的每一个和所述流动转换装置的相应的流体联结件之间的相应的流体连通，并且用于所述流动转换装置的入口和所述排出口之间的相应的流体连通；

(f)低压管道，用于将所述流动转换装置的出口连接到液压流体储存器并且将所述液压流体储存器连接到所述吸入口，或者用于将所述流动转换装置的所述出口直接连接到所述吸入口；

(g)穿过所述活塞的流体通道，与所述相应的第一和第二液压流体腔流体连通；

(h)梭阀，设置在所述流体通道中，其中当所述活塞在其中一个所述活塞行程的过程中移动时，所述梭阀可操作以闭合所述流体通道，并且当所述活塞在其中一个所述活塞行程的末端时，所述梭阀可操作以开启所述流体通道；和

(i)控制器，被程序控制以：

在液压流体压力的基础上确定所述活塞何时已经到达每个活塞行程的末端，上述液压流体压力在每个活塞行程的过程中进行测量；和

当所述控制器确定所述活塞已经到达每个活塞行程的末端时，向所述流动转换装置发送电信号以命令所述流动转换元件从一个位置致动到另一个位置，以使液压流体流动反向。

2.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：所述控制器构造成接收这样的信号，所述信号表示在所述液压泵排出口和所述液压流体腔处或者之间的位置处的液压流体压力，液压流体流入所述液压流体腔中，并且所述控制器被程序控制以：通过确定何时所述梭阀已经开启并且所述液压流体压力降至低于预定值，确定所述活塞何时已经到达活塞行程的末端。

3.如权利要求1或2所述的液压驱动系统，其特征在于：所述流动转换装置包括至少一个电磁阀，所述电磁阀可从所述控制器接收所述电信号，并且其中所述电磁阀可操作以致动所述流动转换元件。

4.如权利要求3所述的液压驱动系统，其特征在于：所述流动转换装置是四通两位滑柱阀，其中所述流动转换元件包括滑柱元件，所述滑柱元件可选择性地移动到第一位置和第二位置，其中在所述第一位置处，所述第一液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第二液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体，并且在所述第二位置处，所述第二液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第一液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体。

5.如权利要求3所述的液压驱动系统，其特征在于：所述流动转换装置是四通三位滑柱阀，其中所述流动转换元件包括滑柱元件，所述滑柱元件可选择性地移动到第一位置、第二位置和第三位置，其中在所述第一位置处，所述第一液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第二液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体，在所述第二位置处，所述第二液压流体腔流体连通以从所述液压泵排出口接收液压流体，并且所述第一液压流体腔流体连通以通过其中一个所述低压管道排出所述液压流体，在所述第三位置处，所述液压泵排出口与其中一个所述低压管道流体联通，液压流体可通过所述低压管道返回到所述液压流体储存器。

6.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：所述梭阀包括阀元件，所述阀元件可在两个闭合位置之间移动，并且当所述阀元件位于所述两个闭合位置之间时，所述阀元件处于开启位置，其中当所述流动转换装置使液压流体流动的方向反向时，所述阀元件可在所述第一和第二液压流体腔之间的压差的影响下朝着所述第一和第二液压流体腔的其中一个移动，液压流体从所述其中一个液压流体腔流动到所述储存器，直到所述阀元件落座在其中一个所述闭合位置中，并且当所述阀元件的杆部接触其中一个所述缸盖时，在每个活塞行程的末端附近，所述阀元件可移动到所述两个闭合位置之间的开启位置，从而所述活塞的进一步移动使得所述阀元件被提升离开其中一个所述闭合位置。

7.如权利要求6所述的液压驱动系统，其特征在于：所述阀元件包括相对的锥形的端部，所述端部与所述活塞的形状相配合的落座区域相对，并且每个所述锥形端部具有从其处延伸的相连的杆，并且所述相应的杆是伸长的，从而当所述阀元件落座在所述两个闭合位置的其中一个中时，所述杆从所述活塞延伸到所述第一和第二液压流体腔的其中一个中，所述液压流体从所述其中一个液压流体腔流动到外部。

8.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：所述液压泵由内燃机机械地驱动。

9.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：所述控制器对用于向所述流动转换装置发送所述电信号的正时增加预定延时，从而所述活塞在每个活塞行程之间至少静止预定的时间。

10.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：所述液压流体以大气压保存在所述储存器中。

11.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于：当所述梭阀处于所述开启位置时，液压流体流动通过所述流体通道，消除作用在所述活塞上的压差，从而使所述活塞的运动停止。

12.一种操作液压驱动系统的方法，所述方法包括：

通过使朝着缸的液压流体流动的方向反向，使液压活塞在所述缸内往复运动以在下面两个状态之间交替：

将液压流体从储存器输送到与所述液压活塞的一侧相连的第一液压流体腔，同时将液压流体从第二液压流体腔排出到所述储存器，所述第二液压流体腔与所述液压活塞的相对侧相连，和

将液压流体从所述储存器输送到所述第二液压流体腔，同时将液压流体从所述第一液压流体腔排出到所述储存器；

当所述液压活塞与缸盖间隔预定距离时，机械地致动梭阀以将所述第一液压流体腔流体连通到所述第二液压流体腔，同时所述第一或第二液压流体腔的其中一个流体连通到所述储存器；

基于在所述活塞行程过程中进行的液压泵速度、液压流体压力或者消耗的时间中的至少一个的测量，确定所述液压活塞何时到达所述末端位置；和

当已经确定所述液压活塞已经到达所述末端位置时，发送电信号以致动流动转换装置以使液压流体流动方向反向，从而所述梭阀闭合，并且所述液压活塞开始新的活塞行程，沿着与在刚结束的所述活塞行程过程中所述活塞的运动相反的方向移动。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：确定将所述液压流体泵送到所述缸的液压泵的速度，参照对应于泵速度指示出液压流体流速的查找表，并且计算输送到液压流体腔的液压流体的体积何时等于已知的体积，其中相应的活塞行程需要所述已知的体积来填充所述第一或第二液压流体腔。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：在这样的位置处监测液压流体压力，在所述位置处，测量的压力与正在被液压流体填充的所述第一和第二液压流体腔的其中一个内的压力相关联，并且当测量的压力降至低于预定阈值时，确定所述活塞处于每个活塞行程的末端处。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：还包括通过参照查找表改变所述预定阈值，从而所述预定阈值作为液压泵的速度或者所述活塞移动的方向的函数被确定。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于：还包括：如果所述第一或第二液压流体腔中的液压流体压力升至高于预定的最大系统压力，使所述液压驱动系统停止。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括以恒定的速度操作液压泵以将所述液压流体泵送到所述缸，并且其中所述确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤包括：测量对于每个活塞行程所述液压泵操作的时间，并且当时间超过预定值时确定所述活塞已经到达活塞行程的末端。

18.如权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于：还包括将安全因子结合在所述液压活塞位置何时到达所述末端位置的确定中，从而在确定所述活塞已经到达所述活塞行程的末端的时间和所述电信号被发送给所述流动转换装置的时间之间具有延时。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：如果所述缸内的液压流体压力取决于液压活塞运动的方向，所述安全因子根据液压活塞运动的方向改变，从而如果所述液压流体压力较高，所述延时较长。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于：还包括：监测液压流体压力，并且如果所述液压流体压力从预定的基准压力增大，那么改变所述安全因子以使所述延时从预定的基准增大。

21.如权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括：将液压泵直接联结到内燃机，将所述液压流体从所述液压泵泵送到所述缸，并且通过将所述流动转换装置选择性地命令到空载位置，使所述液压活塞的运动停止，从而所述液压流体绕过所述缸，并且从所述液压泵循环到液压流体储存器。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于：仅当所述活塞已经到达活塞行程的末端时，所述流动转换装置被命令到所述空载位置。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于：还包括在内燃机转速的基础上计算液压泵的速度。

24.如权利要求12所述的方法，其特征在于：所述流动转换装置由至少一个电磁阀致动。

25.如权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括程序控制电子控制器以执行下面的步骤，即确定所述液压活塞何时到达所述末端位置的步骤和向所述流动转换装置发送电信号的步骤。

26.如权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括在来自由所述液压驱动系统驱动的机器的输入信号的基础上命令所述液压泵的速度，所述液压泵将液压流体泵送到所述缸。

27.如权利要求12所述的方法，其特征在于：当所述液压活塞与缸盖间隔预定距离时，机械地致动梭阀以将所述第一液压流体腔流体连通到所述第二液压流体腔，同时所述第一或第二液压流体腔的其中一个流体连通到所述储存器的步骤使得液压活塞的运动停止，并且限定了对于活塞行程的所述末端。

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