CN104379942A - 负载能量辅助及功率管理系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于提升和降低负载的液压回路。该液压回路可包括液压泵(32)、储液池(34)、感载阀(62)以及具有第一腔室(40A)和第二腔室(40B)的液压致动器(40)。该液压回路还可包括具有第一(20C)和第二(20D)下降位置的第一控制阀组件(20)，该阀设置在液压泵和液压致动器之间。第二控制阀组件(50)还可以提供为设置在第一控制阀组件和液压致动器的第一腔室之间。在一个实施方式中，第二控制阀组件具有第一位置和第二位置。在一个实施方式中，当第一控制阀组件处于第一下降位置而第二控制阀组件处于第二位置时，在不使用液压泵的情况下，负载可以选择性地通过液压回路降低。

Description

负载能量辅助及功率管理系统

相关申请的交叉引用

本申请作为PCT国际申请于2013年5月9日提出申请，并要求2012年5月10提交的美国专利申请61/645435的优先权，该专利申请通过引用整体并入本文。

背景技术

作业机械，比如叉车、轮式装载机、履带式装载机、挖掘机、反铲挖土机、推土机、和叉装机是公知的。作业机械可以用于移动材料，比如托盘、泥土和/或碎屑。作业机械通常包括连接到作业机械的作业器具(如，叉子)。连接到作业机械的作业器具通常由液压系统提供动力。该液压系统可以包括由原动机，比如柴油机，提供动力的液压泵。这种机械中液压泵为液压系统中的各种阀提供液压动力是很常见的。但是需要提高。比如，很多系统被配置为，泵送动力必须增加，从而降下通过作业器具承载的负载。

发明内容

公开了一种用于提升并降下负载的液压回路。液压回路可包括液压泵、储液池、感载阀、以及具有第一腔室和第二腔室的液压致动器。液压回路也可以具有第一控制阀组件，其设置在液压泵和液压致动器之间。还可设置有第二控制阀组件，其设置在第一控制阀组件和液压致动器的第一腔室之间。在一个实施方式中，第二控制阀组件具有第一位置和第二位置。在第一位置，液压流体被阻止从第一腔室流出，但是可以流入第一腔室。在第二位置，液压流体被允许进入或离开液压致动器的第一腔室。第一控制阀组件也可以移动到第一下降位置，其中第二控制阀组件通过第一控制阀组件与储液池流体连通，液压致动器的第二腔室被阻止流经第一控制阀组件，且液压泵被置于与感载阀流体连通。在一个实施方式中，当第一控制阀组件处于第一降低位置而第二控制阀组件处于第二位置时，负载可以通过液压回路选择性地降低，而不需要液压泵提供输出压力和/或流体流。还公开了用于操作第一和第二控制阀组件的电子控制器和算法。

还公开了操作液压回路的方法。在该方法的一个步骤中，提供了与液压致动器和液压泵流体连通的第一控制阀组件。在一个实施方式中，第一控制阀具有第一下降位置和第二下降位置。方法中的另一个步骤可以是提供设置在第一控制阀组件和液压致动器之间的第二控制阀组件。在其它步骤中，接收期望负载下降操作的用户指示，且确定液压缸中的压力是否大于与第一控制阀组件相关联的感载压力一压力界限值。在一个实施方式中，比较可替换地在液压缸压力和靠近第一控制阀组件的第一出口端口处的压力之间进行。当液压缸中的压力大于感载压力一压力界限时，第一控制阀组件可以被致动到第一下降位置，而第二控制阀组件可以被按比例控制以保持压差设定点，使得负载借助重力选择性地下降，而不需要液压泵提供输出，比如流量或者压力。当液压缸中的压力小于感载压力一压力界限时，第一控制阀组件可以被致动到第二下降位置，而第二控制阀组件可以被控制为保持液压缸中的压力，使得负载可以利用来自液压泵的动力而下降。

附图说明

参考下列附图对非限定和非穷尽实施方式作出说明，这些附图不需要按比例绘出，其中除非特别指出，不然各个附图中的相似附图标记表示相似的部件。

图1为作业机械的示意图，其具有为根据本发明原理的某些方面的示例的特征。

图2为适用于图1中所示作业机械的液压回路的示意图。

图3为适用于图2中所示液压回路的控制阀组件的示意图。

图4为用于图2中示出的液压回路的电子控制系统的示意图。

图5为图2中所示阀组件的第一物理实施方式的透视图。

图6为图5中所示阀组件的截面图，阀组件处于第二位置。

图7为图5中所示阀组件的截面图，阀组件处于第三位置。

图8为图5中所示阀组件的截面图，阀组件处于第四位置。

图9为图5中所示阀组件的截面图，阀组件处于第一位置。

图10为工艺流程图，示出了图2中所示作业回路操作的提升方法。

图11为工艺流程图，示出了图2中所示作业回路操作的下降方法。

图12为适用于图2中所示液压回路的控制阀组件的第二实施方式的示意图。

图13为图10中所示阀组件的截面图，阀组件处于第二位置。

图14为图10中所示阀组件的截面图，阀组件处于第三位置。

图15为图10中所示阀组件的截面图，阀组件处于第四位置。

图16为图10中所示阀组件的截面图，阀组件处于第一位置。

具体实施方式

各个实施方式将参考附图详细说明，其中多个图中相似的附图标记表示相似的部件和组件。参考各个实施方式并非限制本发明的权利要求的范围。此外，本说明书中说明的任意示例不用于限定，而仅仅在于说明所附权利要求的很多可能实施方式中的某些。

一般性说明

如图1所示，示出了作业机械10。作业机械10包括执行各种与负载44相关的抬升工作的作业装置12。在一个实施方式中，作业机械10为叉装机，其具有支承作业装置12的伸缩吊臂42。在一个实施方式中，作业装置12包括一对叉。然而，本领域技术人员可以理解的是作业装置可以为任意液压驱动的工作器具。

作业机械10也被示出为包括至少一个驱动轮14，和至少一个转向轮16。在某些实施方式中，一个或多个驱动轮14可以结合一个或更多转向轮16。驱动轮由发动机18提供动力。发动机18也配置为借助至少一个液压泵32为作业回路100以及作业机械10的转向回路(未示出)提供动力。在一个实施方式中，泵32机械地连接到发动机18，比如通过输出轴或者动力输出装置。在一个实施方式中，泵32借助液压系统间接地由发动机18提供动力。作业回路100通过泵的操作并结合多个液压致动器40以及控制阀20、50来致动作业装置12。在一个实施方式中，作业机械包括液压致动器和阀来触发作业装置12的抬起、伸出、倾斜、和横向运动。

作业回路

现在参考图2，示出了作业回路100和液压系统其他部件的示例。作业回路100用于启动作业机械10的至少一个液压致动器40来抵抗负载44。如图所示，液压致动器具有连接到活塞杆40D的活塞40C。活塞40C将液压致动器分为第一腔室40A和第二腔室40B。当液压流体以足够压力注入到液压缸40的第一腔室40A之时，活塞杆40D将使得负载44在第一方向D上抬起，假定允许相等体积的液压流体从第二腔室40B流出。

如图所示，作业回路100包括第一阀组件20，其用于实现作业功能，如装置抬起功能。作业回路100也可以包括多个额外的部段100X，其包括阀和/或流体动力消耗部件来实现液压系统中的其他功能。在示出的特别实施方式中，第一阀组件20为比例阀，其具有主体22(在图6-9示出)，阀芯24被设置在主体的中心孔中，在图3最容易看到。可以注意到的是，主体22可以为铸造体和/或机加工体，或者被提供为套筒。阀的其他类型也是可以的。

第一阀组件20被配置并设置为选择性地从泵32提供加压流体到一个或更多的液压提升或作业缸40，该提升或作业缸被机械地连接到作业装置12。尽管缸40在本发明中特征化为提升缸，应该理解的是，缸40可以为任意类型的作业缸，且本发明不限于仅仅涉及提升缸的应用。第一阀组件20的操作导致作业装置12在提升功能中选择性地抬起或者降低。提升缸40的提升速度为流经第一阀组件20的结果。

作业回路还包括第二阀组件50。如图所示，第一阀组件50为与液压缸40的第一腔室40A和第一控制阀组件20流体连通的二位二通阀。在一个实施方式中，第二控制阀组件50被弹簧51偏压到第一位置50A，并借助于经由控制线路508a与稍后说明的控制系统500通信的电磁阀致动器508被促动到第二位置50B。当第二控制阀组件50位于第一位置50A时，借助内部止回阀53防止液压流体从液压致动器40的第一腔室40A流经阀组件50。因此，第二阀组件50，当其位于第一位置的时候，防止液压缸40降低。在第二位置50B，来自液压致动器40的第一腔室40A的液压流体从第一腔室40A流过第二控制阀组件50。在一个实施方式中，第二阀组件50可以是双向的。

在所示实施方式中，第一阀组件20利用由泵32生成的加压流体先导操作，但是在通过减压阀或者泄压阀58确定的受控压力下。在一个实施方式中，先导压力可通过替换源来提供。如所示，一对电磁操作阀46，48在阀58的下游提供。阀46，48选择性地为阀芯24的任一端提供先导压力，以致动第一阀组件20。如所示，阀46，48被弹簧偏压到闭合位置并分别通过一对电磁致动器502，504被促动到打开位置。电磁致动器502,504分别借助控制线路502a和504b与控制系统500电连通。注意到，第一阀组件20的阀芯24也可以配置为通过电磁阀致动器502、504来直接作用。

如所示，第一阀组件20为与泵32、罐或者储液池34以及液压致动器40流体连通的四位五通阀。在所示实施方式中，第一阀组件20可从抬起位置20A移动到闭合位置或者空挡位置20B，到第一下降位置20C，以及到第二下降位置20D。如所示，第一阀组件被弹簧21弹簧偏压到闭合位置20B。在一个实施方式中，可以使用单个捕获弹簧(capture spring)，而在另一个实施方式中，可以使用一对弹簧21。

现在参考图5-9，示出了第一阀组件20的示例性物理实施方式，其操作在图3中示意性地示出。如所配置，第一阀组件20的主体22具有：配置为与储液池34流体连通的罐通道T；配置为与感载阀62流体连通的感载通道LS；配置为与泵32流体连通的泵通道P；通过第二阀组件50与液压缸40的第一腔室40A流体连通的第一出口端口A；以及配置为与液压缸的第二腔室40B流体连通的第二出口端口B。在一个实施方式中，罐通道、感载通道、和泵通道都是外部端口。第一控制阀组件20也被示出为具有容纳捕获弹簧21的第一凹部21a。在一个实施方式中，也可以有两个对中弹簧。第一先导端口46a和第二先导端口48a也被示为分别接收来自阀46和48的先导压力。注意到，取决于阀芯的位置，阀组件20和主体22的上述参考端口对应于设置在阀芯24上的端口。比如，第一出口端口A可以选择性地通向端口29A-D；第二出口端口B可以选择性地通往端口30A-D；泵通道P可选择性地通往端口28A-D；罐通道T可以选择性地通往端口26A-D；且感载通道LS可选择性地通往端口27A-D。各种阀芯位置和功能进一步在下面进行说明。

在抬起位置20A中，第一阀组件20定位为端口28A和29A相互流体连通。在图9中第一阀组件20的阀芯24被示出为处于抬起位置20A。这个位置允许泵32可通过下面会说明的第二阀组件50与液压提升缸40的第一腔室40A流体连通。当泵压力超过负载44引发的压力时，液压提升缸将使得负载44抬起。抬起位置A进一步使得端口27A和28A相互流体连通。这允许泵压，以及与端口28A流体连通的压力补偿器56的输出，向负载感应梭阀62提供输入。负载感应梭阀62与负荷传感减压孔64流体连通，该孔在一个阀部分工作的时候向罐34释放压力。负荷传感减压孔64也被用于在没有阀工作的时候放出感载信号。负载感应梭阀62也通过压力传感器514和控制线路514A与控制器500通信。抬起位置20A也得端口26A和30A相互流体连通，这样液压提升缸40的第二腔室40B上的液压流体可以通过第一阀组件20排出到储液池34。

在关闭位置20B，端口26B，28B，29B和30B都关闭，这样泵32和储液池34都与提升缸40隔绝。第一阀组件20的阀芯24在图6中被示为处于关闭位置20B。在这个位置，作业装置12既不会抬起也不会降低。此外，端口26B和27B相互流体连通，这样负载感应梭阀62在两种输入的情况下承受罐压。

在第一下降位置20C，第一阀组件20定位为端口29C，26C和27C相互流体连通。第一阀组件20的阀芯24在图7中被示为处于第一下降位置20C。当第二阀组件50处于第二位置50B而第一阀组件20处于第一下降位置20C的时候，液压流体可以从缸40的第一腔室40A排出到储液池34，因此使得负载44仅借助重力便可降。第一下降位置20C也堵住端口28C和30C，而端口26C，27C和29C相互流体连通。

在第二下降位置，端口26D和29D相互流体连通，而端口27D，28D和30D也如此，与第一下降位置20C所示和所说明的设置方式相同。第一阀组件20的阀芯24在图8中被示为处于第二下降位置20D。然而，端口28D和30D在第二下降位置20D现在相互连通，而不是被堵住。因为端口27D，28D和30D相互流体连通，泵32现在与液压缸的第二腔室40B流体连通，这样负载44可以利用泵压额外地降低，而第二阀组件50则位于第二位置50B。

特别地参考图6，如所示，物理负荷传感孔LS1，LS2，LS3，LS4，LS5和LS与阀芯24的内部通道流体连通。负荷传感孔LS1-LS6被配置为具有正时，从而能够使得负荷传感孔LS可选择性地按照上面针对端口27A-27D描述的方式与泵端口P和罐端口T流体连通。在示出的示例性实施方式中，负荷传感孔LS1，LS2，LS3，LS4，LS5和LS6距阀芯24的边缘24A的距离分别为D1，D2，D3，D4，D5和D6。在一个实施方式中，D1约为15.0毫米(mm)；D2约为17.6mm；D3约为49.5mm；D4约为56.5mm；D5约为91.0mm；而D6约为93.6mm。在一个实施方式中，LS1，LS2，LS5和LS6具有约1.0mm的直径，而LS3和LS4具有约2.0mm的直径。在一个方面，间距和直径受作业工具需求的影响。

现在回到图2，液压回路100还设置有抗空蚀阀52、54，在附图中被示为弹簧加载止回阀。如所设置的，阀52允许流体从储液池34流到致动器40的第二腔室40B，而阀54允许流体从储液池34流到致动器40的第一腔室40A。据此，不管经过第一阀组件20的流动路径是否堵住，抗空蚀阀52、54会防止液压缸40中出现空化。现在参考图6，阀芯24的B端口正时为，流体被阻止进入腔室40B，由此允许抗空蚀止回阀52、54从储液池34填充到腔室40B。在所示实施方式中，这通过使得阀芯24的第二边缘24B距离第一边缘24A一定间距D7而完成。在所示实施方式中，D7约为74.00mm。

作业回路100进一步被示为具有额外的控制部件。比如，设置在提升缸40第二腔室40B和第二阀组件50之间的第一压力传感器510。这个传感器通过控制线路510a与电子控制器500通信。第一压力传感器510向控制器500提供关于液压提升缸40中第二腔室40B上的压力的输入。另一个压力传感器516被示为设置在提升缸40的第一腔室40A和第一阀组件20的端口A之间。这个传感器516通过控制线路516a与电子控制器500通信。压力传感器516为任选的传感器，当第二阀组件50处于打开位置50B的时候，其能够向控制器500提供关于液压提升缸40中的第一腔室40A上的压力的输入，以便提高流动控制。

作业回路100进一步被示为具有通过控制线路512a与电子控制器500通信的泵控制器512。作业回路100进一步被示为在第一阀组件阀芯24上具有位置传感器506，该位置传感器506通过控制线路506A与控制器500通信。此外，控制系统500也可以配置为接收控制杆位置输入518，这样其可以确定操作者是否需要降下或者抬起负载44。也可以有额外的控制部件。

电子控制系统

液压系统100基于对作业机械10(比如，通过操作者)的需求以各种模式工作。电子控制系统监视各种传感器和其他输入，并使得各种模式在适当时候被启动。模式包括提升模式、作业待机模式以及下降模式。

现在参考图4，电子控制器500被示意性地示为包括处理器500A和非瞬变存储介质或者存储器500B。存储器500B用于存储可执行代码，操作参数和来自各种输入装置的输入，而处理器500A用于执行该代码。存储器500B的示例包括计算机可读介质。计算机可读介质包括可由处理器500A访问的任意可用的介质。借助示例，计算机可读介质包括计算机可读存储介质和计算机可读通信介质。

计算机可读存储介质包括在配置为存储信息(比如计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据)的任意装置中执行的易失性及非易失性、可移除和非可移除介质。计算机可读存储介质包括，但不限于，随机存取存贮器、只读存储器、电可擦可编程序只读存储器、闪存或者其他存储技术、只读存贮型光盘、数字多功能光盘或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储装置，或可用于存储所需信息并可以由处理器500A访问的任意其他介质。

计算机可读通信介质通常表现为计算机可读指令、数据结构、程序模块或者调制数据信号中的其他数据，如载波或者其他传输机构，并包括任意信息传输介质。术语“调制数据信号”表示以将信息编码在信号中的方式设定或改变一个或多个其特性的信号。通过实例，计算机可读通信介质包括有线介质，如有线网络或者直接有线连接，以及无线介质，如声波、无线电、红外线和其他无线介质。上述的任意组合也可以包括在计算机可读介质的范围之中。

还是参考图4，电子控制器500被示意性地示为具有可用于执行多种操作模式的多个输入和输出。如上所述，一种输入为压力传感器510提供的测定提升缸压力550。另一种输入为测定的阀位置552，其通过位置传感器506测定，该传感器可以是LVDT传感器。位置传感器506可用于控制第二阀组件50的位置和/或为控制器提供反馈以提高正时。另一种输入为传感器514提供的感载压力输入554。另一种输入到电子控制器500的输入为来自压力传感器516的压力输入564。电子控制器500也可以配置为从提升杆518接收控制杆位置输入556。在一个实施方式中，控制杆位置输入为来自电子控制杆的直达数字或模拟信号。提升杆518为控制器500提供需要液压提升缸40进行负载提升或者下降操作的用户提示。尽管控制杆518被特征化为提升杆，应该理解的是，本发明不限于仅仅是提升杆，而是控制杆518可以为任意类型的操作杆，而不会脱离本发明的理念。本领域技术人员将理解的是，很多其他输入也是可以的。比如，测量的发动机速度可以作为直接输入提供到电子控制器500，或者可以借助控制器局域网络(CAN)接收来自控制系统的另一部分的输入。也可以提供测量的泵排量，比如借助排量反馈传感器。

仍然参考图4，示出了来自电子控制器500的多个输出。一种输出是泵输出命令558，其用于调整泵32的输出压力。在一个实施方式中，泵压力输出可以通过调整可变排量的轴向柱塞泵中的旋转斜盘的角度而控制。然而，可以利用本领域已知的很多其他类型的泵和控制，比如具有开放中心入口的齿轮泵。另一种输出是阀位置命令560，其根据所需第一阀组件20的位置向致动器502、504发送信号。第二阀组件50的位置也经由输出562由控制器500来控制。在所示的特定实施方式中，阀命令输出560、562为提供给电磁阀的比例信号形式，这样阀位置得以调制。比例信号可以为脉宽调制形式，且在不脱离本发明理念的情况下可以为任意其他类型的信号。

电子控制器500也包括多个脉谱图或算法来关联控制器500的输入和输出。比如，控制器500可包括基于传感器510处的测量压力以及借助传感器514感应的感载阀62处的压力来控制泵输出压力和第一阀组件20位置的算法。在一个实施方式中，控制器500包括控制提升模式和下降模式中的系统的算法，这会在下节操作方法中进一步说明。

电子控制器500也可以存储多个预定和/或可配置的参数和偏差，以确定何时每一模式被启动和/或终止。如本文所用，术语“可配置”是指可以在控制器(即通过拨码开关)中进行选择，或者可在控制器中调整的参数或者偏差值。

操作方法

现在参考图10和11，示出了操作液压回路1000和2000的方法。注意到，尽管图10和11按特定顺序图示出了方法步骤，但是这些方法不一定限于按所示特定顺序执行。相反，所示步骤的至少某些可以重复的方式、以不同的顺序、和/或同时执行。

液压回路100可以提升操作模式1000操作，如图10所示。在方法1000的第一步骤1002中，电子控制器500接收来自用户有关需要提升操作模式的指示。这个指示可以来自各种用户输入。比如，用户可移动与提升缸40关联的杆518。另一个示例是，用户通过使用控制系统500的用户界面直接或者间接选择模式。出于简化的目的，该系统可以说是在步骤1002中处于工作待机模式，其中第一控制阀组件20处于关闭或者空挡位置20B，而泵压力被控制为独立于测量的提升缸液压压力的值。

在第二步骤1004中，控制器500命令第一控制阀组件20进入到抬起位置20A。在所示实施方式中，这通过借由电磁致动器502来启动阀46而获得。在第三步骤1006中，一旦感载压力传感器514接近缸压力510，控制器500命令第二控制阀组件20打开。

液压回路也可在下降操作模式2000中操作，如图11所示。在方法2000的第一步骤2002中，电子控制器500接收来自用户的期望下降操作模式的指示。这个指示可以来自各种用户输入，如上所述。

在第二步骤2004中，如传感器510所测量的液压缸压力与经由传感器514在阀62处所测量的感载压力相比较。应注意到，代替或者附加于压力传感器510和514的测量值之间的对比，步骤2004也可以包括在压力传感器516和514的测量值之间进行对比。如果液压缸压力大于感载压力一压力范围，那么该方法前进到步骤2006。不然，该方法前进到步骤2010。在一个实施方式中，压力范围为5bar。在步骤2006中，第一控制阀组件50被定位在第一下降位置20C。在步骤2008中，对第二阀组件20使用比例流量控制，以控制负载44的速度。在步骤2010中，第一控制阀组件50被定位在第二下降位置20D。在步骤2012，第二控制阀组件20被启动为控制液压缸40中被传感器510测量的压力。如图11所示，系统连续监控传感器510处的液压缸压力和传感器514测量的阀62处的感载压力和/或传感器516处的压力之间的关系。当使用选择传感器516时，这个监控允许控制器500通过保持跨越控制阀50或跨越控制阀20、50两者的变量增量(压差)来确定第一控制阀组件20的适当位置，以及第二控制阀组件50的优化控制。

第二实施方式

现在参考图12到16，示出了第一控制阀组件20’的第二实施方式。由于很多的原理和特征与图1-9所示的第一实施方式相同，第一实施方式的说明继而通过引用全部并入第二实施方式。在示出相同或者相似的特征或元件的时候，在可能的地方使用相同的附图标记。下面针对第二实施方式的说明将主要限于第一和第二实施方式之间的不同之处。

第一控制阀组件20’可在液压回路中未设置抗空蚀阀52、54并且从储液池34到液压致动器40的流体途径必须通过阀组件20’提供的情况下使用。为了实现这个功能，阀组件20’设置有修改的第一提升位置20C并具有延迟正时。现在参考图13，阀芯24的B端口正时延迟，这样因为没有抗空蚀阀流体得以进入腔室40B。在所示实施方式中，这可以通过使阀芯24的第二边缘24B与第一边缘24A隔开一距离D7实现。在所示实施方式中，D7约为71.00mm。

在阀组件20’的第一下降位置20C中，阀芯24被定位为端口29C和26C相互流体连通。这与第一阀组件20中所示的设置相同。然而，阀组件20’被配置为使得端口28C和30C相互流体连通，而不是被堵住。据此，液压缸40的第一腔室40A的液压压力为用于控制阀组件20’的感载阀62提供输入，该阀组件将正时延迟引入系统以达到更好的控制。

现在参考图13-16，示出了第一阀组件20’的第二实施方式的示例物理实施方式。如配置，第一阀组件20具有：配置为与储液池34流体连通的罐通道T；配置为与感载阀62流体连通的感载通道LS；配置为与泵32流体连通的泵通道P；通过第二阀组件50与液压缸40的第一腔室40A流体连通的第一出口端口A；以及配置为与液压缸的第二腔室40B流体连通的第二出口端口B。第一控制阀组件20也被示为具有容纳弹簧21的第一凹部21a。在一个实施方式中，可提供两个分开的对中弹簧。第一先导端口46a和第二先导端口48a也被示为分别接收来自阀46和48的先导压力。注意到，取决于阀芯24的位置，阀组件20’和主体22的上述参考端口对应于设置在阀芯24上的端口。比如，第一出口端口A可以选择性地通向端口29A-D；第二出口端口B可以选择性地通往端口30A-D；泵通道P可选择性地通往开口28A-D；罐通道T可以选择性地通往端口26A-D；且感载通道LS可选择性地通往端口27A-D。各种阀芯位置和功能基本上与第一阀组件20的第一实施方式的上述内容相同，且此后不再进行说明。

特别地参考图13，示出物理负荷传感孔LS1，LS2，LS3，LS4，LS5和LS与阀芯24的内部通道流体连通。在示出的示例性实施方式中，负荷传感孔LS1，LS2，LS3，LS4，LS5和LS6距阀芯24的边缘24A的距离分别为D1，D2，D3，D4，D5和D6。在一个实施方式中，D1约为14.5毫米(mm)；D2约为17.6mm；D3约为49.5mm；D4约为56.5mm；D5约为91.4mm；而D6约为94.6mm。在一个实施方式中，LS1，IS2，LS5和LS6具有约1.0mm的直径，而LS3和LS4具有约2.0mm的直径。在一个方面，间距和直径受作业器具需求的影响。

可以理解的是，上述过程和相关的公开通过仅仅当事先证实泵实际上需要降低负载44时才命令泵实现较大输出来使得系统以更为经济的方式操作泵。如此，与包含先导单向阀或者平衡阀的系统相比，通过当仅利用重力下降时允许泵处于待机压力且没有流动能够显著地减少操作。因此，可以理解的是，使用根据本文所呈现理念的方法可获得车辆的功率和燃料节省。

上述各种实施方式仅通过示例方式提供，且不应该被理解为限制附随的权利要求。本领域技术人员将轻易地辨识不偏离本文中所示和所述的示例实施方式和应用的各种修改和变化，且不会脱离本发明的真实精神和范围。

Claims (13)

1.一种用于提升或降低负载的液压回路，该液压回路包括：

(a)液压泵、储液池、以及具有第一腔室和第二腔室的液压致动器；

(b)第一控制阀组件，其设置在液压泵和液压致动器之间；及

(c)第二控制阀组件，其设置在第一控制阀组件和液压致动器的第一腔室之间，第二控制阀组件具有：

i.第一位置，在此位置液压流体被阻止从第一腔室流出，但是允许流入第一腔室；

ii.第二位置，在此位置允许液压流体进入或离开液压致动器的第一腔室；

(d)第一控制阀组件能够移动到第一下降位置，其中第二控制阀组件与储液池通过第一控制阀组件流体连通；

(e)其中当第一控制阀组件处于第一下降位置且第二控制阀组件处于第二位置时，负载可以仅借助重力通过液压回路选择性地下降而不需要液压泵提供输出压力、输出流体流、或者输出压力及输出流体流二者。

2.如权利要求1的液压回路，其中第一控制阀组件进一步包括：

(a)第二下降位置，其包括：

i.控制阀组件通过第一控制阀组件与储液池流体连通；

ii.液压致动器的第二腔室通过第一控制阀组件与液压泵流体连通；及

(b)其中当第一控制阀组件处于第二下降位置且第二控制阀组件处于第二位置时，负载可以利用来自液压泵的动力通过液压回路选择性地下降。

3.如权利要求1的液压回路，进一步包括配置为操作第一控制阀组件和第二控制阀组件的电子控制系统。

4.如权利要求3的液压回路，其中控制系统包括位于液压致动器的第一腔室和第二控制阀组件之间的第一腔室压力传感器。

5.如权利要求4的液压回路，其中控制系统包括用于测量感载压力的感载阀。

6.如权利要求5的液压回路，其中控制系统被配置为基于感载压力和第一腔室压力之间的关系在第一和第二下降位置之间选择性地命令第一控制阀组件。

7.如权利要求1的液压回路，进一步包括：

(a)与储液池和第二控制阀组件流体连通的第一抗空蚀阀，第一抗空蚀阀允许液压流体在预选的液压下从储液池流到液压致动器的第一腔室。

8.如权利要求7的液压回路，进一步包括：

(a)与储液池和液压致动器的第二腔室流体连通的第二抗空蚀阀，第二抗空蚀阀允许液压流体在预选的液压下从储液池流到液压致动器的第二腔室。

9.如权利要求1的液压回路，其中当第一控制阀组件处于第一下降位置时，来自液压致动器的第二腔室的流体被阻止流经第一控制阀组件。

10.一种操作液压回路的方法，包括：

(a)提供与液压致动器和液压泵流体连通的第一控制阀组件，该第一控制阀组件具有第一下降位置和第二下降位置；

(b)提供设置在第一控制阀组件和液压致动器之间的第二控制阀组件；

(c)接收用户期望负载下降操作的指示；以及

(d)确定液压致动器中的压力是否比与第一控制阀组件相关联的感载压力大一压力界限值；

i.当液压致动器中的压力比感载压力大所述压力界限值时：

1.将第一控制阀组件致动到第一下降位置并按比例控制第二控制阀组件以维持压差设定点，使得负载仅借助重力选择性地下降而不需要液压泵提供输出压力、输出流体流、或者输出压力和输出流体流二者；

ii.当液压致动器中的压力比感载压力小所述压力界限值时：

1.将第一控制阀组件致动到第二下降位置并控制第二控制阀组件以保持液压致动器处的压力，使得负载可以利用来自液压泵的动力下降。

11.如权利要求10的操作液压回路的方法，其中：

(a)按比例控制第二控制阀组件以维持压差设定点的步骤包括考虑液压致动器压力和第三压力值之间的比较，该第三压力值等于在第二控制阀组件和第一控制阀组件之间测得的流体压力；及

(b)控制第二控制阀组件以保持液压致动器处的压力的步骤包括考虑液压致动器压力和第三压力值之间的比较。

12.如权利要求10的液压回路，进一步包括下列步骤：

(a)提供与储液池和第二控制阀组件流体连通的第一抗空蚀阀；及

(b)允许液压流体在预选的液压下流经第一抗空蚀阀从储液池流到液压致动器的第一腔室。

13.如权利要求12的液压回路，进一步包括下列步骤：

(a)提供与储液池和液压致动器的第二腔室流体连通的第二抗空蚀阀；及

(b)允许液压流体在预选的液压下流经第二抗空蚀阀从储液池流到液压致动器的第二腔室。