用于电液驱动系统的双重架构、机器和用于控制具有用于电液驱动系统的机器的方法与流程

用于电液驱动系统的双重架构、机器和用于控制具有用于电液驱动系统的机器的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年10月1日提交的美国临时申请号62/908,922的优先权，所述美国临时申请的全部内容由此以引用的方式并入。
技术领域
3.本公开总体涉及用于操作作业机器(例如，挖掘机、轮式装载机、反铲挖掘机等)的致动器的液压致动系统。具体地，本公开涉及使用电动机驱动式静液压泵用于机器的相应致动器以及允许在相应的泵的闭路操作与开路操作之间切换的双重系统架构。


背景技术：

4.常见的，作业机器(比如但不限于液压挖掘机、轮式装载机、装载机铲斗、反铲挖掘机、采矿设备、工业机械等)具有一个或多个受致动部件(比如，起落臂和/或倾斜臂、吊杆、挖斗、转向及翻转功能、行进器具等)。通常，在这样的机器中，原动机驱动用于给致动器提供流体的液压泵。中位常开阀(open-center valve)或中位常闭阀(closed center valve)控制到致动器的流体流。这样的阀具有因对通过其的流进行节流所致的动力损失大的特质。另外，这样的常规系统会涉及从泵提供恒定量的流而不管多少致动器在被使用。因此，这样的系统具有效率差的特质。
5.因此，会期望具有一种提高作业机器效率的液压系统。正是针对这些及其它考虑，本文中所作的公开被提出。


技术实现要素：

6.本公开描述了与用于电液驱动系统的双重架构相关的实现方式。
7.在第一示例实现方式中，本公开描述了一种液压系统。所述液压系统包括：(i)液压致动器，所述液压致动器配置为接收和排放流体流以移动活塞或液压马达；(ii)泵，所述泵被配置为流体流源，所述流体流源由电动机驱动来向液压致动器提供流体流，其中泵具有入口端口和出口端口；(iii)助增(boost)流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流；(iv)与贮器流体联接的贮器流体管线；以及(v)阀组件，所述阀组件配置为以多种状态操作，所述多种状态至少包括：(a)第一状态，在第一状态中，阀组件阻截泵的入口端口与贮器之间的流路，由此允许泵以闭路配置操作，在闭路配置中，从液压致动器排放的流体被提供到泵的入口端口；和(b)第二状态，在第二状态中，阀组件接通泵的入口端口与贮器之间的流路以允许泵从贮器抽吸流体，并且阀组件接通从泵的出口端口到助增流管线的流路，由此允许泵以开路配置操作，在开路配置中，从液压致动器排放的流体被提供到贮器。
8.在第二示例实现方式中，本公开描述了一种机器。所述机器包括：(i)助增流管线，所述助增流管线配置为提供助增流体流或接收过盈流体流；与贮器流体联接的贮器流体管
线；以及多个液压致动器，其中所述多个液压致动器中的每个液压致动器配置为接收和排放流体流以移动活塞或液压马达，并且其中每个液压致动器包括：(a)泵，所述泵被配置为流体流源，所述流体流源由电动机驱动来向相应的液压致动器提供流体流以驱动相应的液压致动器，其中泵具有入口端口和出口端口；和(b)阀组件，所述阀组件配置为以多种状态操作。在所述多种状态中的第一状态中，阀组件阻截泵的入口端口与贮器之间的流路，由此允许泵以闭路配置操作，在闭路配置中，从相应液压致动器排放的流体被提供到泵的入口端口。在所述多种状态中的第二状态中，阀组件接通泵的入口端口与贮器之间的流路以允许泵从贮器抽吸流体，并且阀组件接通从泵的出口端口到助增流管线的流路，由此允许泵以开路配置操作，在开路配置中，从相应的液压致动器排放的流体被提供到贮器。
9.在第三示例实现方式中，本公开描述了一种方法。所述方法包括在液压系统的控制器处接收对于致动第一液压致动器的请求，其中所述液压系统包括：(a)第一泵，所述第一泵配置为由第一电动机驱动来向第一液压致动器提供流体流，其中第一泵具有第一入口端口和第一出口端口；(b)第一阀组件，所述第一阀组件配置为使第一泵流体联接到助增流管线和贮器流体管线，所述贮器流体管线流体联接到贮器；(c)第二泵，所述第二泵配置为由第二电动机驱动来向第二液压致动器提供流体流，其中，第二泵具有第二入口端口和第二出口端口；以及(d)第二阀组件，所述第二阀组件配置为使第二泵流体联接到助增流管线和贮器流体管线。方法还包括：响应性地，(a)发送第一命令信号到第一电动机来驱动第一泵以提供流体流来驱动第一液压致动器，(b)使第一阀组件以第一状态操作。在第一状态中，第一阀组件阻截第一泵的第一入口端口与贮器之间的流路，由此允许第一泵以闭路配置操作，在闭路配置中，从第一液压致动器排放的流体被提供到第一泵的第一入口端口。此外，在第一状态中，第一阀组件接通从助增流管线到第一泵的第一入口端口的流路。方法还包括：发送命令信号到第二电动机来驱动第二泵。方法还包括：使第二阀组件以第二状态操作，在第二状态中，第二阀组件接通第二泵的第二入口端口到助增流管线的流路，由此允许第二泵以开路配置操作，在开路配置中，第二泵从贮器抽吸流体到第二泵的第二入口端口。
10.以上小结仅仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。除以上描述的说明性的方面、实现方式和特征之外，另外的方面、实现方式和特征通过参考附图和以下的详细描述也将变得显见。
附图说明
11.被认为体现说明性示例特质的新颖特征在所附权利要求书中陈述。然而，当结合附图来阅读时，这些说明性示例及其优选的使用模式、另外的目标和描述将通过参考本公开的说明性示例的以下详细描述而最佳地理解。
12.图1图示出了根据示例实现方式的挖掘机。
13.图2图示出根据示例实现方式的液压系统。
14.图3图示出根据示例实现方式的液压系统，所述液压系统具有允许流汇总(flow summation)的开路配置。
15.图4图示出根据示例性实现方式的液压系统，所述液压系统具有允许压力汇总(pressure summation)的开路配置。
16.图5图示出根据示例性实现方式的液压系统，所述液压系统具有能够在闭路架构
与开路架构之间切换的配置。
17.图6图示出根据示例性实现方式的图5的液压系统，其中回转液压马达致动器的电动静液压(electro-hydrostatic)致动器系统(eha)处于开路操作模式。
18.图7图示出根据示例实现方式的图5的液压系统，其中液压缸致动器的eha处于开路操作模式。
19.图8图示出根据示例性实现方式的、以压力汇总操作模式操的图5的液压系统。
20.图9图示出根据示例实现方式的、以流汇总操作模式操作的图5的液压系统。
21.图10是根据示例实现方式的用于操作液压系统的方法的流程图。
具体实施方式
22.示例液压机(比如，挖掘机)可使用多个液压致动器来实现各种任务。许多电动混合动力和电池供电的机器使用多个液压缸和马达来实现各种任务。会期望提高机器的效率，这允许减小混合动力内燃机和/或电池的尺寸同时降低电池的热管理成本。
23.如以下描述的，提高效率的示例系统方法包括按需闭路系统，所述按需闭路系统具有用于机器中的每个致动器的专用静液压泵和电动机。这种方法可通过消除传统系统特有的阀计量、压力生产过剩和备用容量损失(standby loss)而提高效率，同时实现液压到电能的回收。然而，具有用于每个机器致动器的专用闭路而不能够在致动器之间流共享，会导致系统具有过盈的流容量(flow capacity)和过大尺寸的部件。此外，专用的助增或进充(charge)回路可针对需要杆体积补偿(如以下描述的)的非平衡缸被使用，这导致系统成本高昂。
24.在示例内，本文中公开了能够降低闭路按需供能系统的成本、同时减轻对效率的影响的系统和方法。通过具有能够根据致动器的工作循环而在闭路和开路操作模式之间动态切换的架构，所公开的系统解决了过盈流容量。所公开的系统还使得驱动机器的致动器的泵能够在需要时向其它致动器提供助增流，由此消除对单独的、高容量的助增泵的需求。
25.图1图示出根据示例实现方式的挖掘机100。挖掘机100可包括吊杆102、臂104、挖斗106和安装于旋转平台110的操作室108。旋转平台110可坐置在底盘顶上，底盘具有轮或者轨道比如轨道112。臂104也可被称作斗杓(dipper)或斗杆(stick)。
26.吊杆102、臂104、挖斗106和旋转平台110的移动可借助液压流体的使用利用液压缸和液压马达实现。具体地，吊杆102可利用吊杆液压缸致动器114被移动，臂104可利用臂液压缸致动器116被移动，并且挖斗106可利用挖斗液压缸致动器118被移动。
27.旋转平台110可通过回转驱动装置(swing drive)被旋转。回转驱动装置可包括回转支承环(slew ring)或回转齿轮(swing gear)，旋转平台110被安装到所述回转支承环或回转齿轮。回转驱动装置可还包括设置在旋转平台110下方并联接到齿轮箱的回转液压马达致动器120(也参见图5-9中的旋转液压马达致动器506)。齿轮箱可配置为具有与回转齿轮的齿接合的小齿轮。这样，利用加压流体致动回转液压马达致动器120将促使回转液压马达致动器120旋转齿轮箱的小齿轮，由此旋转旋转平台110。
28.操作室108可包括供挖掘机100的操作员使用的控制工具。例如，挖掘机100可包括线传驱动系统(drive-by-wire system)，具有右操纵杆122和左操纵杆124，操作员可使用右操纵杆和左操纵杆以向挖掘机100的控制器提供电信号。控制器然后向挖掘机100的各种
电致动部件提供电命令信号来驱动以上提及的各种致动器和操作挖掘机100。作为示例，左操纵杆124可操作臂液压缸致动器116和回转液压马达致动器120，而右操纵杆122可操作吊杆液压缸致动器114和挖斗液压缸致动器118。
29.本文中使用挖掘机100作为示例机器来说明所公开的系统的操作。然而，应理解的是，其它机器(轮式装载机、反铲挖掘机、伸缩臂叉车等)也可通过本文中公开的系统和方法控制。
30.在常规系统中，引擎驱动一个或多个泵，一个或多个泵然后给在机器的致动器内的腔室提供加压流体。作用在致动器(例如，活塞)表面上的加压流体力促使致动器及所连接的作业工具移动。在液压能量被利用之后，流体从腔室排流而返回到低压贮器。
31.常规液压系统包括对提供给致动器的流体和从致动器返回到贮器的流体进行节流的阀。对通过阀的流体进行节流造成能量损失，这使液压系统在机器工作循环过程期间的效率降低。流体节流的另一项不期望的作用是使液压流体受热，这导致加大的冷却需求和升高的成本。另外，在一些包含中位常开阀的常规系统中，一个或多个泵提供足以使所有致动器都移动的大量的流体流，而不管在工作循环中的特定点时有多少致动器在由机器的操作员使用。未被致动器消耗的过盈流体被“倾倒”给贮器。
32.作为示例，这样的液压系统的效率可低至20％。为使液压机能够在每个工作循环使用更少的燃料，会期望提高液压机的效率。具有更高效的液压机还可允许使用具有可再充电电池的电力系统，而不是传统的内燃机驱动式液压机。为提高液压机的效率，可利用一种按需闭路电动静液压致动器系统来替代以上描述的传统液压系统，所述按需闭路电动静液压系统具有用于各个机器致动器的专用静液压泵和双向变速电动机。
33.图2图示出根据示例实现方式的液压系统200。液压系统200包括控制第一液压缸致动器204的电动静液压致动器系统(eha)202和控制第二液压缸致动器208的eha 206。液压缸致动器204、208可例如代表挖掘机100的任何缸致动器。然而，应理解的是，液压系统200也可包括任何数量的致动器以及其它类型的致动器(例如，液压马达)。
34.液压缸致动器204包括缸210和活塞212，活塞以可滑动的方式容纳在缸210中并配置为在缸中沿直线方向移动。活塞212包括活塞头214和从活塞头214沿着缸210的中心纵向轴线方向延伸的杆216。杆216联接到负载218(其代表例如吊杆102、臂104或挖斗106以及施加给它们的任何力)。活塞头214将缸210的内部空间分为第一腔室220和第二腔室222。
35.第一腔室220可被称作头侧腔室，因为其中的流体与活塞头214相互作用，并且第二腔室222可被称作杆侧腔室，因为杆216部分地设置在其中。流体可通过工作端口(workport)215流入和流出第一腔室220，并且流体可通过工作端口217流入和流出第二腔室222。
36.活塞头214可具有直径dh，而杆216可具有直径dr。这样，第一腔室220中的流体与活塞头214的横截表面积相互作用，活塞头的该横截表面积可被称作活塞头面积并且等于另一方面，第二腔室222中的流体与活塞212的环形表面积相互作用，活塞的该环形表面积可被称作活塞环形面积
37.面积a
annular
小于活塞头面积ah。因此，当活塞212在缸210内延伸(例如，在图2中向右移动)或缩回(例如，在图2中向左移动)时，进入第一腔室220或从第一腔室排放的流体流
的量qh大于从第二腔室222排放或进入第二腔室的流体流的量q
annular
。具体地，如果活塞212以特定速度v在移动，则qh＝ahv大于q
annular
＝a
annular
v。流的差(量)可被确定为qh–qannular
＝arv，其中ar是杆216的横截面积并且等于具有这种配置，液压缸致动器204可被称作非平衡致动器，因为进入它的一个腔室/从它的一个腔室离开的流体流与进入另一腔室/从另一腔室离开的流体流不相等。
38.eha 202配置为控制到液压缸致动器204的液压流体流的速率和方向。这样的控制通过控制用于驱动泵226的电动机224的速度和方向来实现，所述泵被配置成双向流体流源。泵226具有第一泵端口228和第二泵端口232，第一泵端口通过流体流管线230连接到液压缸致动器204的第一腔室220，并且第二泵端口通过流体流管线234连接到液压缸致动器204的第二腔室222。术语“流体流管线”贯穿本文用来指示提供所指示的连接性的一个或多个流体通道、管道等。
39.第一泵端口228和第二泵端口232配置成既是入口端口也是出口端口，具体基于电动机224和泵226的旋转方向。因此，电动机224和泵226可以以第一旋转方向旋转，以从第一泵端口228(在这种情况中为入口端口)收回流体并泵送流体到第二泵端口232(在这种情况中为出口端口)，或者反之，电动机和泵可以以第二旋转方向旋转，以从第二泵端口232(在这种情况中为入口端口)收回流体并泵送流体到第一泵端口228(在这种情况中为出口端口)。
40.如图2中所绘的，泵226和液压缸致动器204被配置成闭路(即闭环)液压回路。术语“闭路(closed-circuit)”在本文中用于指示流体在泵226与液压缸致动器204之间的环路中再循环。具体地，在eha202中，泵226通过第一泵端口228向工作端口215或通过第二泵端口232向工作端口217提供流体，并且正从另一工作端口排放的流体返回到泵226的对应端口。这样，流体在泵226与液压缸致动器204之间再循环。与闭路形成对比的，开路(open-circuit)或开环回路涉及泵从贮器抽吸流体且然后将流体提供给致动器，但从致动器排放的流体返回到贮器而不是流到泵的入口端口。
41.在示例中，泵226可以是固定排量泵，并且由泵226提供的流体流的量由电动机224的速度(即，由联接到泵226的输入轴的电动机224的输出轴的转速)控制。例如，泵226可配置为具有特定泵排量pd，该泵排量决定由泵226生成或提供的以例如立方英寸每转(in3/rev)为单位的流体的量。电动机224可以以命令速度运行，所述命令速度具有每分钟转数(rpm)的单位。这样，将电动机224的速度乘以pd就确定出由泵226向液压缸致动器204提供的以立方英寸每分钟(in3/min)为单位的流体流率q。
42.流率q进而决定活塞212的直线速度。例如，如果电动机224正在旋转泵226，为向第一腔室220提供流体的第一旋转方向，则活塞212会以速度延伸。另一方面，如果电动机224正在旋转泵226，为向第二腔室222提供流体的第二旋转方向，则活塞212会以速度缩回。
43.如图2中绘示的，液压缸致动器208可与液压缸致动器204相似的配置并可联接到相应的负载236。eha 206也可与eha 202相似的配置并可包括相应的泵238(与泵226相似)，所述相应的泵238具有相应的第一泵端口237和相应的第二泵端口239并且由相应的电动机240(与电动机224相似)控制。
44.如以上提及的，液压缸致动器204为非平衡的，使得提供到第一腔室220或从第一腔室排放的流体流率的量大于提供到第二腔室222或从第二腔室排放的流体流率的量。因此，从第一泵端口228提供到第一腔室220或在第一泵端口处从第一腔室接收的流体流率的量大于从第二泵端口232提供到第二腔室222或在第二泵端口处从第二腔室接收的流体流率的量。泵226所提供的流体流率与在泵处接收到的流体流率之间的这种差异可导致气蚀且泵226可能无法正确操作。
45.eha 202包括助增回路242，所述助增回路配置为助增流体流率或消耗任何过盈流，以弥补流体流率的这种差异。助增回路242可例如包括进充泵，所述进充泵配置为从贮器244抽吸流体并提供流到助增流管线246。贮器244可配置成流体储存部，所述流体储存部容纳处于低压力水平(例如，75-100磅每平方英寸(psi))的流体。在另一示例中，助增回路242可包括配置为存储加压流体的蓄积器，并且可以不使用贮器244。助增回路242还可配置为接收流过助增流管线246的过盈流体并且为这样的过盈流体提供去到贮器244的路径。
46.eha 202可包括止回阀247。止回阀247可配置为阻截由泵226经由泵端口228提供的流体，使得流体转道到第一腔室220并使活塞212延伸。在示例中，止回阀247可以是电子控制的，这样如果活塞212正在缩回并且期望的是将过盈流提供到助增回路242，则止回阀247可切换为接通状态，接通状态允许来自第一腔室220的过盈流流到助增回路242。
47.如图2中绘示的，液压系统200可包括控制器248。控制器248可包括一个或多个处理器或微处理器，并且可包括数据存储部(例如，存储器、暂时性计算机可读介质、非暂时性计算机可读介质等)。数据存储部上可存储有指令，所述指令当由控制器248的一个或多个处理器执行时促使控制器248实施本文中描述的操作。
48.控制器248可接收输入信息(所述输入信息包括经由来自各种传感器或输入装置的信号的传感器信息)且作为响应向eha 202的各种部件提供电信号。例如，控制器248可接收对于使活塞212沿给定方向以特定期望速度移动(例如，延伸或缩回活塞212)的命令或输入(例如，来自挖掘机100的操纵杆122、124)。控制器248可还接收指示活塞212的速度的一个或多个位置、eha 202的各种液压管线、腔室或端口中的压力水平、负载218的大小等的传感器信息。响应性地，控制器248可经由电力电子模块250向电动机224提供命令信号从而使活塞212以受控的方式沿着命令的方向且以期望的命令速度移动。
49.电力电子模块250可包括例如逆变器，所述逆变器具有半导体开关元件(晶体管)的布置结构，所述布置结构能够支持从挖掘机100的电池252提供的直流(dc)电功率向能够驱动电动机224的三相电功率的转换。电池252也可电联接到控制器248以为控制器提供功率及从之接收命令。在其它示例中，如果挖掘机100通过内燃机(ice)推进而不是经由电池252以电力推进，则可将发电机联接到ice以生成给电力电子模块250的功率。
50.液压系统200可包括控制电动机240并与控制器248通信的另一电力电子模块。助增回路242也可包括用于控制相应的电动机和进充泵的相应的电力电子模块。为减轻图中的视觉杂乱性，这样的电力电子模块未被示出在图2中。
51.为了延伸活塞212(即，在图2中向右移动活塞212)，控制器248可发送命令信号给电力电子模块250以操作电动机224并以第一旋转方向旋转泵226。流体因此从泵端口228通过流体流管线230提供到第一腔室220来延伸活塞212。随着活塞212延伸，流体从第二腔室222排放并流到第二泵端口232(闭路配置)。
52.同时，助增回路242可通过助增流管线246提供补偿或助增流，并且助增流与从第二腔室222排放的流体汇合。来自第二腔室222和助增回路242的组合流然后流到第二泵端口232。助增流率q
boost
的补偿被确定为q
boost
＝arv，其中ar是杆216的横截面积并且v是活塞212的速度，如以上提及的。
53.因此，提供到泵端口232的流率的量大致等于由泵226通过泵端口228和流体流管线230向第一腔室220提供的流率的量。值得注意的是，从腔室222通过流体流管线234返回到泵端口232的流体具有低的压力水平，且因此助增流会以低压力水平提供，该低压力水平与返回到泵端口232的流的低压力水平匹配。例如，相比于可由泵226提供给第一腔室220来使活塞212抵抗负载218(假设负载218是有阻力的)延伸的高压力水平、例如4500psi，助增流可具有在10-35bar或145-500psi范围中的压力水平。
54.为了缩回活塞212(即，在图2中向左移动活塞212)，控制器248可发送命令信号给电力电子模块250以操作电动机224并以与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转泵226。流体因此从泵端口232通过流体流管线234提供到第二腔室222来缩回活塞212。
55.相较于提供给第二腔室222的流体，从第一腔室220排放的流体以更高流率流动。从第一腔室220返回的过盈流可流到助增流管线246，且然后流到助增回路242，助增回路可提供到贮器244的流路。过盈流可被确定为q
excess
＝arv。因此，从第一腔室220返回到泵端口228的流体流率的量大体等于由泵226通过泵端口232和流体流管线234提供给第二腔室222的流的量，同时来自第一腔室220的过盈流被提供到助增流管线246。
56.eha 206可以以类似的方式控制液压缸致动器208的活塞的操作以延伸或缩回活塞。因此，液压系统200包括具有用于每个液压缸致动器204、208的专用静液压泵(即，泵226、238)和电动机(即，电动机224、240)的按需闭路系统。这种方法可通过消除传统系统特有的阀计量而提高效率。
57.然而，具有专用于提供助增流和接收过盈流的助增回路242，其中助增回路242可包括另外的助增泵和相关联的流体连接，增加了液压系统的成本和复杂性。会期望的是，配置机器的液压系统不带有专用的助增系统，而是以采用已有的泵和马达来提供助增流的方式配置液压系统，由此降低系统成本并提升系统效率。
58.此外，具有用于每个机器致动器的专用闭路而不能够在致动器之间流共享和流汇总，会导致系统具有过盈的流容量和过大尺寸的部件。例如，如果液压缸致动器204、208中的一个被命令来使相应的负载移动，而另一个没有，则未被命令的那个保持空闲，其提供流的能力未被使用。因此，在某些情况中，会期望使eha 202、206中的一者或两者以开路配置操作，所述开路配置使泵226、238以并联的方式流体连接从而能够实现流汇总并提高对系统的泵和电机的利用。这样，在某些情况下可使用更小的泵。
59.图3图示出根据示例实现方式的液压系统300，所述液压系统具有允许流汇总的开路配置。液压系统300以简化形式被绘示，示出了涉及液压缸致动器204、208的活塞的延伸的状态，以说明流汇总。然而，应当理解，液压系统300可包括方向阀，所述方向阀可被致动以使活塞能够缩回，如以下关于液压系统500描述的。此外，贮器244示出在液压系统300中的多个位置中，但在整个图3中以相同的附图标号指示。
60.液压系统300包括可变孔口302和可变孔口304，可变孔口302可将泵端口228流体联接到液压缸致动器204的第一腔室220，并且可变孔口304将第二腔室222流体联接到贮器
244。可变孔口302、304在图3中以示意性的方式绘示；然而，应当理解，它们也可以由例如能够电致动的方向比例阀形成。可变孔口302、304可包括在分开的阀中或一个方向阀中。液压系统300还包括可变孔口306和可变孔口308，可变孔口306和可变孔口308流体联接到液压缸致动器208并以类似于可变孔口302、304的方式操作。
61.与具有配置成闭路配置的泵226、238的液压系统200形成对比，液压系统300具有配置成开路配置的泵226、238。具体地，泵226的泵端口228经由流体流管线310流体联接到泵238的泵端口237，而泵226的泵端口232和泵238的泵端口239流体联接到贮器244。这样，随着液压缸致动器204、208的相应的活塞延伸而从液压缸致动器204、208排放的流体不会以类似液压系统200的闭环方式返回到泵226、238。相反，从液压缸致动器204、208排放的流体返回到贮器244。然后，泵226、238从贮器244抽吸流体并将流体推送到液压缸致动器204、208来延伸活塞。
62.例如，假设操作员提供对于延伸活塞212的命令，则控制器248可致动电动机224来驱动泵226。泵226通过泵端口232从贮器244抽吸流体并将流体推送到泵端口228。控制器248还打开可变孔口302以接通到第一腔室220的流路以便延伸活塞212，以及打开可变孔口304以形成用于将从第二腔室222排放的流体提供到贮器244的流体路径。
63.值得注意的是，利用液压系统300的配置，泵238的泵端口237经由流体流管线310流体联接到泵226的泵端口228。这样，泵226、238并联连接。因此，泵238的流体输出可在流到液压缸致动器204的第一腔室220来延伸活塞212之前与泵226的流体输出汇合、相加或汇总。类似地，泵226的流体输出可在流到液压缸致动器208来延伸它的活塞之前与泵238的流体输出汇合、相加或汇总。
64.这样，基于驱动泵226、238的电动机224、240的最大允许速度的可用流总量可根据对于液压缸致动器的相应的活塞的命令速度来在液压缸致动器204、208之间分配。例如，假设液压缸致动器204的活塞212被命令以比液压缸致动器208的活塞更高的速度移动。在该示例中，控制器248可将可变孔口302、306打开到不同的开口尺寸，使得由泵238通过泵端口237推送的流体的一部分流到液压缸致动器208来使它的活塞延伸。该流体的其余部分流过流体流管线310以与由泵226通过泵端口228推送的流体汇合，并通过可变孔口302流到第一腔室220并延伸活塞212。这种配置可实现降低泵226、238的个体泵容量，因为它能够实现两个泵226、238之间的流汇总。因此，与液压系统200相比，可使用更小且成本更低的部件。
65.在其它示例中，会期望具有能够实现压力汇总的系统配置。电动机224、240提供的电机转矩基于相应泵的出口端口处的压力水平(p
out
)与泵的入口端口处的压力水平(p
in
)之间的压力差来确定。例如，电动机224提供给泵226来延伸活塞212并推动负载218的转矩(及因此的功率)基于(p
out-p
in
)的压力差值，其中p
out
是泵端口228处的压力水平(其大致等于第一腔室220中的压力水平)，并且p
in
是泵端口232处的压力水平(其大体等于第二腔室222中的压力水平)。压力水平p
out
、p
in
又可通过负载218的大小确定。
66.压力差值(p
out-p
in
)越高，电动机224为以给定的速度驱动活塞212和负载218而须提供的转矩和功率越大。因此，会期望使eha 202、206中的一者或两者以开路配置操作，所述开路配置使泵226、238以串联的方式流体连接，其中第一泵的出口端口连接到第二泵的入口端口以能够实现压力汇总并降低跨第二泵的压力差值。这样，可减小第二泵的电机需要提供的转矩。因此，可提高系统利用率，并且在某些情况下可使用更小尺寸的电机。
67.图4图示出根据示例实现方式的液压系统400，所述液压系统具有能够实现压力汇总的开路配置。液压系统400以简化形式被绘示，示出了涉及液压缸致动器204、208的活塞的延伸的状态，以说明压力汇总。然而，应当理解，液压系统400可包括方向阀，所述方向阀可被致动以使活塞能够缩回，如以下关于液压系统500描述的。此外，贮器244示出在液压系统400中的多个位置中，但在整个图4中以相同的附图标号标示。
68.液压系统400具有以开路实现方式配置的泵226、238。然而，与具有并联连接的泵226、238的液压系统300(其中泵出口端口(泵226的泵端口228和泵端口237)流体连接)相比，在液压系统400中，泵226、238串联连接。具体地，泵端口237(在关联的活塞正在延伸时为泵238的出口端口)经由流体流管线402连接到泵端口232(在活塞212正在延伸时为泵226的入口端口)。
69.因此，泵238的流体输出被提供到泵226的入口端口。这样，泵238可向泵226的入口端口提供高压流体，由此减小跨泵226的压差(即，降低泵226需要对流体加压的程度)。作为减小跨泵226的压力差(p
out-p
in
)的结果，电动机224提供给泵226的转矩和功率可减小。因此还可降低液压系统400的功耗。
70.因此，液压系统200提供具有用于每个致动器的专用eha的闭路架构，而液压系统300、400分别提供能够实现流汇总和压力汇总的开路架构。会期望具有在闭路架构和开路架构之间选择性切换的液压系统。这种系统提供灵活性来基于操作员的命令和液压系统的状况在不同操作模式之间切换，从而优化系统效率和对系统部件的利用。
71.图5图示出根据示例性实现方式的液压系统500，液压系统500具有能够在闭路架构与开路架构之间切换的配置。液压系统500包括控制机器的各种致动器的eha 501a、501b和501c。具体地，eha 501a、501b是液压缸eha，使得eha 501a控制液压缸致动器502，eha 501b控制液压缸致动器504，而eha 501c是控制旋转液压马达致动器506的液压马达eha。
72.液压缸致动器502、504与液压缸致动器204、208相似的配置，并可代表挖掘机100的液压缸致动器114、116和118中的任何。旋转液压马达致动器506可代表例如挖掘机100的回转液压马达致动器120。值得注意的是，与液压缸致动器502、504的非平衡致动器不同，旋转液压马达致动器506是平衡的且不会在操作时请求助增流。
73.eha 501a、501b和501c包括相同的部件。因此，eha 501a、501b和501c的部件或元件以相同的附图标号与分别对应于eha 501a、501b和501c的后缀“a”、“b”或“c”来标示。以下详细描述eha 501a，并且应理解的是，eha 501b和501c以相似的方式操作。
74.此外，控制器248、电力电子模块250和电池252未被示出在图5中，以减轻图中的视觉杂乱性。然而，应当理解，液压系统500可包括诸如控制器248的控制器，所述控制器配置为操作和致动液压系统500的各种部件，比如电动机和电致动阀的螺线管线圈。而且，应理解的是，液压系统500的各电动机由与电力电子模块250相似的相应电力电子模块驱动或控制。类似于电池252的电池也可为液压系统500的各种部件和模块供电。
75.液压缸致动器502与液压缸致动器204相似的配置并且具有活塞508a，活塞具有将液压缸致动器502的缸分成头侧腔室或第一腔室510和杆侧腔室或第二腔室512的活塞头。eha 501a配置为控制到液压缸致动器502的液压流体流的速率和方向。这种控制通过控制被配置来驱动泵516a(类似于泵226、238)的电动机514a(类似于电动机224、240)的速度和方向来实现，泵配置为双向流体流源。泵516a具有通过流体流管线520a连接到液压缸致动
器502的第一腔室510的第一泵端口518a和通过流体流管线524a连接到液压缸致动器的第二腔室512的第二泵端口522a。
76.第一泵端口518a和第二泵端口522a配置为既是入口端口也是出口端口，具体基于电动机514a和泵516a的旋转方向。因此，电动机514a和泵516a可以以第一旋转方向旋转，以抽吸流体通过第一泵端口518a并泵送流体到第二泵端口522a，或者反之，电动机和泵可以以第二旋转方向旋转，以抽吸流体通过第二泵端口522a并泵送流体到第一泵端口518a。
77.eha 501a还包括在流体流管线520a中设置在第一泵端口518a与第一腔室510之间的第一负载保持阀526a。eha 501a还包括在流体流管线524a中设置在第二泵端口522a与第二腔室512之间的第二负载保持阀528a。负载保持阀526a、528a可配置成压力控制阀，所述压力控制阀防止活塞508a以非受控的方式移动。具体地，阀526a、528a可配置成作为止回阀操作，所述止回阀在被致动之前允许从泵516a向腔室510、512的自由流同时阻截从腔室510、512返回泵516a的流体流。术语“阻截”贯穿本文用来指示除了例如每分钟数滴的最小程度或泄漏的流以外基本防止流体流。
78.作为示例，负载保持阀526a可配置成具有三个端口的方向阀，所述三个端口即流体联接到第一腔室510的第一端口、流体联接到流体流管线520a(其联接到泵端口518a)的第二端口和流体联接到贮器流体管线530的第三端口，所述贮器流体管线流体联接到流体的贮器532。负载保持阀526a可以是具有包括螺线管线圈534a、536a的螺线管致动器的电致动阀。
79.当负载保持阀526a处于中立位置(neutral position)或中立状态时(即，当螺线管线圈534a、536a未通电时)，它可允许流体从泵516a(通过泵端口518a和流体流管线520a)通过负载保持阀526a流到第一腔室510，但阻截从第一腔室510排放的流体。当螺线管线圈534a通电时，负载保持阀526a以第一状态操作，其中从第一腔室510排放的流体被允许通过其流到流体流管线520a且然后流到泵516a的泵端口518a(例如，闭路配置)。另一方面，当螺线管线圈536a通电时，负载保持阀526a以第二状态操作，其中从第一腔室510排放的流体被允许通过其流到贮器流体管线530(例如，开路配置)。
80.负载保持阀528a与负载保持阀526a相似的配置。具体地，负载保持阀528a可配置成具有三个端口的方向阀，所述三个端口即流体联接到第二腔室512的第一端口、流体联接到流体流管线524a(其联接到泵端口522a)的第二端口和流体联接到贮器流体管线530的第三端口。负载保持阀528a也可以是具有包括螺线管线圈538a、540a的螺线管致动器的电致动阀。
81.当负载保持阀528a处于中立位置或状态时(即，当螺线管线圈538a、540a未通电时)，它允许流体从泵516a(通过泵端口522a和流体流管线524a)通过负载保持阀528a流到第二腔室512，但阻截从第二腔室512排放的流体。当螺线管线圈538a通电时，负载保持阀528a以第一状态操作，其中从第二腔室512排放的流体被允许通过其流到流体流管线524a然后到泵516a的泵端口522a(例如，闭路配置)。另一方面，当螺线管线圈540a通电时，负载保持阀528a以第二状态操作，其中从第二腔室512排放的流体被允许通过其流到贮器流体管线530(例如，开路配置)。
82.例如，为了延伸活塞508a，泵516a可提供从第一泵端口518a通过负载保持阀526a(其可能如图5中绘示的未被致动或替代地通过使螺线管线圈534a通电而被致动到第一状
态)到第一腔室510的流体流。从第二腔室512排放的流体被负载保持阀528a阻截，直到负载保持阀528a被致动。例如，螺线管线圈538a可通电以接通从第二腔室512到第二泵端口522a的流体流路，并使eha 501a以在图5中所示的状态中绘示的闭路配置操作。替代地，负载保持阀528a可通过使螺线管线圈540a通电而被致动以接通从第二腔室512到贮器流体管线530的流体流路并使eha 501a以开路配置来操作。
83.相反地，为了缩回活塞508a，泵516a可提供从第二泵端口522a通过负载保持阀528a(其可能未被致动或通过使螺线管线圈538a通电已被致动到第一状态)到第二腔室512的流体流。从第一腔室510排放的流体被负载保持阀526a阻截，直到负载保持阀526a被致动。例如，螺线管线圈534a可通电以接通从第一腔室510到第一泵端口518a的流体流路并使eha 501a以闭路配置来操作。替代地，负载保持阀528a可通过使螺线管线圈536a通电而被致动以接通从第一腔室510到贮器流体管线530的流体流路并使eha 501a以开路配置来操作。
84.在示例中，负载保持阀526a、528a可以是在致动后完全打开的开/关阀。在另一示例中，会期望控制流体正从之排放的腔室(腔室510、512中的任一者)中的流体压力水平或分配正在提供给相应腔室的流体。在该示例中，负载保持阀526a、528a可配置成比例阀，所述比例阀可被调控为具有特定尺寸的穿过其的开口，所述开口在流体正从之排放的相应腔室中实现特定的背压或允许特定量的通过其的流体流率。
85.液压缸致动器502为非平衡的，使得当eha 501a以闭路配置操作时，提供到第一腔室510或从第一腔室排放的流体流率的量大于提供到第二腔室512或从第二腔室排放的流体流率的量。因此，从第一泵端口518a提供到第一腔室510或在第一泵端口处从第一腔室接收的流体流率的量大于从第二泵端口522a提供到第二腔室512或在第二泵端口处从第二腔室接收的流体流率的量。泵516a所提供的流体流率与在泵处接收到的流体流率之间的这种差异可导致气蚀且泵516a可能无法正确操作。eha 501a提供用于助增流体流率来补偿这种流体流率差异的配置。
86.eha 501a可包括模式切换阀542a，该模式切换阀配置为使eha 501a的操作模式在闭路操作模式和开路操作模式之间切换。eha 501a还配置为具有与模式切换阀542a流体联接的助增流阀544a和贮器流阀546a。
87.具体地，模式切换阀542a可配置成具有四个端口的三位/四通阀，所述四个端口即(i)流体联接到贮器流阀546a的第一端口、(ii)流体联接到助增流阀544a的第二端口、(iii)流体联接到流体流管线520a和泵端口518a的第三端口以及(iv)流体联接到流体流管线524a和泵端口522a的第四端口。模式切换阀542a可以是具有包括螺线管线圈548a、550a的螺线管致动器的电致动阀。
88.当模式切换阀542a处于中立位置或状态时(即，当螺线管线圈548a、550a未通电时)，所有四个端口都被阻截并且没有流体通过模式切换阀542a。当螺线管线圈548a通电时，模式切换阀542a会以第一状态(图5中所绘)操作，其中模式切换阀542a将流体流管线520a流体联接到贮器流阀546a并将流体流管线524a流体联接到助增流阀544a。另一方面，当螺线管线圈550a通电时，模式切换阀542a会以第二状态操作，其中它将流体流管线520a流体联接到助增流阀544a并将流体流管线520a流体联接到贮器流阀546a。
89.在示例中，助增流阀544a可配置成具有两个端口的双位/双向阀，所述两个端口即
流体联接到助增流管线552的第一端口和与模式切换阀542a的第二端口流体联接的第二端口。助增流阀544a可以是电致动的，具有包括螺线管线圈554a的螺线管致动器。在图5中示出的示例实现方式中，助增流阀544a可以是常开阀，所述常开阀当未致动(第一状态)时使模式切换阀542a流体联接到助增流管线552。然而，当螺线管线圈554a通电时，助增流阀544a以第二状态操作，其中它阻截模式切换阀542a与助增流管线552之间的流体流。
90.类似地，在示例中，贮器流阀546a可配置成具有两个端口的双位/双向阀，所述两个端口即流体联接到贮器流体管线530的第一端口和与模式切换阀542a的第一端口流体联接的第二端口。贮器流阀546a可以是电致动的，具有包括螺线管线圈556a的螺线管致动器。在图5中示出的示例实现方式中，贮器流阀546a可以是常开阀，所述常开阀当未致动(第一状态)时使模式切换阀542a流体联接到贮器流体管线530。然而，当螺线管线圈556a通电时，贮器流阀546a以第二状态操作，其中它阻截模式切换阀542a与贮器流体管线530之间的流体流。
91.液压系统500配置为使得，不同于具有可为非平衡致动器提供助增流的专用助增系统，具有过盈的流容量的致动器可将它们的过盈流提供到助增流管线552来馈给请求助增流的非平衡致动器。这可通过改变eha 501a、501b和501c的负载保持阀、模式切换阀、助增流阀和贮器流阀的状态来实现。
92.例如，如果液压缸致动器502、504的两个活塞都在延伸且因此需要助增流，则旋转液压马达致动器506的泵516c可提供助增流(例如，泵516c可使流体通过流体流管线524c、由螺线管线圈548c致动的模式切换阀542c和处于其常开状态的助增流阀544c而提供到助增流管线552)。具体地，液压系统500的控制器(例如，控制器248)可确定非平衡致动器所请求的流率的量并命令电动机514c以生成所请求的流体流率的请求量的特定速度旋转。
93.在一些情况中，在非平衡致动器(液压缸致动器502、504)被致动的同时，机器的操作员(例如，挖掘机100的操作员)命令旋转液压马达致动器506以给定的速度移动(例如，旋转旋转平台110)。在这些情况中，控制器可确定非平衡致动器所请求的流率的量以及被请求来操作旋转液压马达致动器506的流率的量，且然后命令电动机514c以生成总流量的特定速度旋转。
94.此外，液压系统500可允许从其活塞正在缩回的非平衡致动器中的一些返回的过盈流由其活塞正在延伸的其它非平衡致动器使用。例如，如果液压缸致动器502的活塞508a正在缩回，则从第一腔室510排放(且未被泵516a消耗)的过盈流可被提供到助增流管线552(例如，通过使负载保持阀526a的螺线管线圈534a、模式切换阀542a的螺线管线圈550a通电)。如果活塞508b正在延伸并且因此液压缸致动器504请求助增流，则由液压缸致动器502提供到助增流管线552的过盈流可作为助增流被液压缸致动器504消耗。
95.在示例中，会期望以特定压力水平提供助增流体流。例如，如果活塞508a正在延伸并因此请求助增流，则助增流可从助增流管线552提供到处于未致动状态的助增流阀544a，然后通过因对螺线管线圈548a通电而致动的模式切换阀542a，然后在流到泵端口522a之前与从第二腔室512排放的返回流汇合。为了使助增流处于与从第二腔室512排放的流体的压力水平大致相等的压力水平，液压系统500可包括电液压力释放阀(ehprv)558，所述电液压力释放阀配置为控制助增流管线552中的流体压力水平。
96.ehprv 558使助增流管线552流体联接到贮器532，如图5中所示。ehprv 558可例如
包括机械释放部和具有螺线管线圈560的电液比例部。作为示例，机械释放部可具有可移动元件(例如，提动阀芯)，该可移动元件被弹簧偏压为座置在于ehprv 558中的阀体或套筒内形成的座处。弹簧决定ehprv 558的压力设定。
97.当助增流管线552中的流体压力水平超过特定压力水平(即ehprv 558的压力设定)时，可移动构件克服弹簧并被提升离开座，由此促使流体从助增流管线552流到贮器532。因此，助增流管线552中的压力水平不超过ehprv 558的压力设定。
98.ehprv 558的电液比例部可包括例如比例双向阀。当电信号被提供到螺线管线圈560时，电液比例部中的阀芯或可移动元件移动并允许流体信号被提供到机械释放部。流体信号基于供应给螺线管线圈560的电信号的强度来变化由机械释放部的弹簧决定的压力设定。例如，随着信号强度增大，压力设定增大，且反之亦然。利用该配置，助增流管线552中的助增流体流的压力水平可通过给螺线管线圈560的电信号来控制和变化。
99.液压系统500可还具有止回阀562，该止回阀阻截从助增流管线552向贮器532的流体流以使ehprv 558能够控制助增流管线552中的压力水平。然而，止回阀562可在助增流管线552中的压力水平下降到特定压力水平(例如，70psi)以下时提供用于流体从贮器到助增流管线552的流路，以防止助增流管线552中的气蚀。
100.应当理解，液压系统500中的多个阀的功能可集成到一个阀或歧管中，并且反之，单个阀的功能也可被分开到多个阀中。例如，模式切换阀542a、542b、542c可与贮器流阀546a、546b、546c和助增流阀544a、544b和544c)中的一者或两者集成为单个阀、组件或歧管中。类似地，阀(例如，模式切换阀542a、542b和542c)的操作也可被分开到多个阀中。
101.因此，模式切换阀542a、542b或542c、贮器流阀546a、546b或546c以及助增流阀544a、544b和或544c可统称为阀组件，所述阀组件被配置为实施这些阀的操作。例如，液压缸致动器502的模式切换阀542a、贮器流阀546a和助增流阀544a可统称为阀组件564。阀组件564可基于模式切换阀542a、贮器流阀546a和助增流阀544a的相应状态而以多种状态操作。基于阀组件564的状态，eha 501a会以多种状态来操作。在示例中，负载保持阀526a、528a也可被包括在阀组件564中。
102.图5中未标示出对应于液压缸致动器504和旋转液压马达致动器506的其它阀组件，以便减轻图中的视觉杂乱性。然而，应当理解，模式切换阀542b、贮器流阀546b和助增流阀544b形成用于eha 501b的阀组件，并且类似地，模式切换阀542c、贮器流阀546c和助增流阀544c形成用于eha 501c的阀组件。
103.图5中所绘的液压系统500图示出eha 501a、501b和501c中的每者都处于闭路配置中(即，泵516a、516b和516b没有流体联接到贮器532)。然而，液压系统500提供了操作灵活性。具体地，除了能够使用致动器作为助增流源而不是具有专用助增回路之外，液压系统500还能够基于系统状况在闭路配置和开路配置之间切换。此外，在开路配置中，液压系统500可被配置为允许流汇总或压力汇总。这样，阀组件564和其它致动器的对应阀组件可包括阀的能够以不同的状态操作的配置，从而使相应的泵以闭路配置或开路配置来操作以及允许流汇总和压力汇总，如以下关于图6、图7、图8和图9描述的。
104.图6图示出了根据示例实现方式的液压系统500，其中旋转液压马达致动器506的eha 501c处于开路操作模式。在图6中示出的液压系统500的示例操作场景中，假设机器(例如挖掘机100)的操作员使用输入装置(例如操纵杆122、124)来请求延伸液压缸致动器502
的活塞508a、延伸液压缸致动器504的活塞508b并致动旋转液压马达致动器506。液压系统500的控制器(例如，控制器248)从输入装置接收指示操作员的命令的信号。作为响应，控制器可将命令信号的强度转换为对于活塞508a、508b和旋转液压马达致动器506的请求速度，并相应地确定实现请求速度的流体流率的量。
105.控制器还可确定，泵516a、516b中的每个当以闭路配置操作时都可向相应的致动器提供足够的流，并且在液压系统500中存在的压力水平条件下，电动机514a、514b可提供足够的转矩来驱动泵516a、516b。因此，控制器可确定在eha 501a、501b中以闭路操作模式操作是最佳的。为使eha 501a、501b以闭路模式操作，控制器可以(i)使模式切换阀542a、542b的螺线管线圈548a、548b通电，并且(ii)使贮器流阀546a、546b的螺线管线圈556a、556b通电以阻截模式切换阀542a、542b与贮器流体管线530之间的流体流。
106.然而，为了向液压缸致动器502、504提供助增流，控制器可使eha 501c以开路操作模式操作，使得除了到旋转液压马达致动器506的流体流之外，泵516c可还提供助增流到助增流管线552。为了使eha 501c以开路模式操作，控制器可使模式切换阀542c的螺线管线圈550c通电，同时不致动助增流阀544c或贮器流阀546c中的任一者。因此，助增流阀544c和贮器流阀546c两者都以它们的常开状态操作。
107.基于泵516a、516b的排量(其可存储在控制器的存储器上)，控制器提供电机命令信号给电动机514a、514b来以相应的旋转速度旋转且因此以相应的旋转速度旋转泵516a、516b以便提供所确定的流体流率的量并使活塞508a、508b延伸。
108.参考eha 501a，控制器另外通过使螺线管线圈538a通电来致动负载保持阀528a，以允许从液压缸致动器502的第二腔室512排放的流体通过其流回到泵516a。由于活塞508a正在延伸，因此要求助增流与从第二腔室512排放的返回流体在一起流到泵端口522a之前汇合。假设对于活塞508a的命令速度是v1并且活塞508a的杆的横截面积是a
rod_1
，则助增流率可由控制器确定为v1.a
rod_1
。
109.类似地，参考eha 501b，控制器通过使螺线管线圈538b通电来致动负载保持阀528b，以允许从液压缸致动器504的杆侧腔室排放的流体通过其流回到泵516b。由于活塞508b正在延伸，因此要求助增流与从杆侧腔室排放的返回流体在一起流到泵516b的入口端口之前汇合。假设对于活塞508b的命令速度是v2并且活塞508b的杆的横截面积是a
rod_2
，则助增流率可由控制器确定为v2.a
rod_2
。
110.操作者可使用输入装置来命令旋转平台110以特定的旋转速度ω
swing
旋转。控制器然后确定待提供给旋转液压马达致动器506并且实现速度ω
swing
的流体流率的量q
swing
。
111.基于泵516c的排量(其可存储在控制器的存储器上)，控制器提供电机命令信号给电动机514c来以相应的旋转速度旋转且因此以相应的旋转速度旋转泵516c，以便提供足以使液压马达致动器506以命令速度旋转并提供所需助增流并命令液压缸致动器502、504的流的量，即提供总流率q
total
＝q
swing
v1.a
rod_1
v2.a
rod_2
。
112.参考eha 501c，控制器通过使螺线管线圈550c通电致动模式切换阀542c，但未致动贮器流阀546c(即，螺线管线圈556c未通电)，从而使eha 501c以开路操作模式操作。具体地，通过使螺线管线圈550c通电，模式切换阀542c以图6中所绘的状态操作，其中它将流体流管线524c流体联接到贮器流阀546c(处于其常开状态)，并且因此，流体流管线524c流体联接到贮器流体管线530。
113.控制器也未致动助增流阀544c(即，螺线管线圈554c未通电)。因此，流体流管线520c经由模式切换阀542c和助增流阀544c(处于其常开状态)流体联接到助增流管线552。
114.控制器可另外通过使螺线管线圈538c通电致动负载保持阀528c，来允许从旋转液压马达致动器506排放的流体通过其流回到泵516b。此外，控制器致动负载保持阀526c并且通过使螺线管线圈534c通电。如以上提及的，负载保持阀526c被配置成比例阀，且因此控制器可与旋转液压马达致动器506的命令速度成比例地致动螺线管线圈534c。这样，由泵516c提供的流体可分配或划分成使得，流体的一部分以q
swing
的流率经由负载保持阀526c流到旋转液压马达致动器506，且流体的其余部分流到模式切换阀542c。
115.如上所述，通过将模式切换阀542c致动到图6中所示的状态(即，通过使螺线管线圈550c通电)并且不致动助增流阀544c，流路为从泵516c通过模式切换阀542c和助增流阀544c到助增流管线552的助增流接通。具体地，泵516c可以以v1.a
rod_1
v2.a
rod_2
的流率向助增流管线552提供流体。此外，为了接通从助增流管线552到液压缸致动器502、504的模式切换阀542a、542b的流路并向其提供助增流，助增流阀544a、544b未被致动(即，螺线管线圈554a、554b未通电)。
116.因此，可向液压缸致动器502提供流率为v1.a
rod_1
的助增流体，并且可向液压缸致动器504提供流率为v2.a
rod_2
的助增流体。控制器可进一步向ehprv 558提供电命令信号来维持助增流管线552中的特定压力水平，该压力水平大致等于从它们相应的液压缸致动器返回到泵516a、516b的流体的压力水平中的更高者。
117.在一些情况中，对于助增量流管线552所请求的加上旋转液压马达致动器506为实现速度ω
swing
所请求的流体流率的总流率q
total
可超过泵516c的基于它的泵排量和电动机514c的最大允许电机速度所能够供应的最大容许流体流率q
max
。在这些情况中，控制器可确定速度折减因数等于(其结果为小于1的值)。控制器然后可将对于活塞508a的速度命令v1、对于活塞50b的速度命令v2和对于旋转液压马达致动器506的回转命令ω
swing
分别乘以速度折减因数以确定小于原始命令v1、v2和ω
swing
的调整后的命令v
1_modified
、v
2_modified
和ω
swing_modified
。控制器然后可使用调整后的命令来确定所请求用于助增流管线552的和用于旋转液压马达致动器506的流体流率的量，使得这些数额将不会超过泵516c的最大容许流率q
max
。
118.利用该配置，操作机器(例如，挖掘机100)不涉及使用专用助增系统。相反，eha 501c且特别是泵516c除了被配置为操作旋转液压马达致动器506之外还可以作为助增系统操作。这样，液压系统500的成本和复杂性会低于包含附加专用助增系统的其它系统，所述附加专用助增系统包括相应的泵、马达、阀和液压管线。
119.在替代场景中，代替使用回转泵516c来提供助增流，也可使用液压缸致动器中的一个来提供助增流。具体地，液压缸致动器可以以开路操作模式操作以允许其相应的泵向助增流管线552提供流。
120.图7图示出根据示例实现方式的液压系统500，其中液压缸致动器504的eha 501b处于开路操作模式。在图7中绘示的液压系统500的状态中，eha 501a和eha 501c以闭路配置操作，而与液压缸致动器504关联的eha 501b以开路模式操作。该操作状态会在例如操作员作出如下命令时被控制器确定为是最佳的：(i)命令活塞508a以高速延伸，所述高速需要
泵516a的流容量，(ii)命令旋转液压马达致动器506的液压马达以高转速旋转，所述高转速需要泵516c的流容量，并且(iii)命令活塞508b以低速延伸，所述低速不需要泵516b的全部流容量。因为泵516b具有过盈容量，因此控制器可确定eha 501b以开路操作模式操作，以便将泵516b的过盈流能力提供给助增流线552。这样，泵516b的过盈容量可向液压缸致动器502提供助增流。
121.如图7中所示，eha 501a以与图7中相同的状态操作。因此，eha 501a以闭路配置操作并需要助增流与随着活塞508a延伸而从第二腔室512排放的流体在流到泵端口522a之前汇合。与图6形成对比，在图7中eha 501c以闭路操作状态操作。
122.具体地，模式切换阀542c的螺线管线圈548c而不是螺线管线圈550c被通电。螺线管线圈534c和538c也被通电以允许流体经由负载保持阀526c、528c流入和流出旋转液压马达致动器506。因此，泵516c可将流体流提供到流体流管线520c且然后到旋转液压马达致动器506以使其沿特定的旋转方向旋转。贮器流阀546c的螺线管线圈556c也被通电以阻截流体通过模式切换阀542c流到贮器流体管线530。从旋转液压马达致动器506排放的流体流经流体流管线524c并被抽吸到泵516c的入口端口。如上所述，旋转液压马达致动器506是平衡的并且当以闭路配置操作时不会需要助增流或提供过盈流。螺线管线圈554c可不通电，以便助增流管线552将补偿任何泵或马达泄漏的流体流通过助增流阀544c提供到泵516c。
123.为了使eha 501b以开路配置操作并向助增流线552提供助增流：(i)模式切换阀542b的螺线管线圈550b通电，(ii)贮器流阀546b的螺线管线圈556b通电，并且(iii)负载保持阀528b的螺线管线圈540b通电。利用这种配置，负载保持阀528b以这样的状态操作，即其中从液压缸致动器504的杆侧腔室排放的流体通过负载保持阀528b流到贮器流体管线530而不是返回到泵516b的入口端口。这样，eha 501b以开路配置操作。此外，螺线管线圈556b未通电，使得贮器流阀546b接通从贮器532到泵516b的入口泵端口的流体路径。
124.泵516b所提供给流体流管线524b的流体可被划分，使得流体的一部分通过负载保持阀526b流到液压缸致动器504的头侧腔室，并且任何过盈的流体部分流到模式切换阀542b。由于模式切换阀542b的螺线管线圈550b被通电，因此模式切换阀542b将流体流管线520b流体联接到助增流阀544b。助增流阀544b没有被致动，且因此提供给它的流体通过其流到助增流管线552。助增流然后可从助增流管线552被抽吸通过eha 501a的助增流阀544a和模式切换阀542a以与从第二腔室512返回的流体在流到泵端口522a之前汇合。
125.图7中所示的状态图示出液压系统500提供这样的灵活性，即可使致动器(液压缸致动器502、504或旋转液压马达致动器506)中的任何能够基于过盈容量的可用性来提供助增流。液压系统500还可被配置为以类似于以上关于图4的描述相似的压力汇总操作模式来操作。如关于图4描述的，压力汇总模式发生在来自第一泵的出口流被提供给第二泵的入口端口、由此提高第二泵入口处的压力水平时。跨第二泵的压差因此可减小，并且由控制第二泵的电动机生成的电机转矩也可减小。
126.图8图示出根据示例实现方式的液压系统500，所述液压系统以压力汇总操作模式操作。在图8中绘示的液压系统500的状态中，eha501c以开路操作模式操作，以便向旋转液压马达致动器506以及向助增流管线552提供高压流体。具体地，模式切换阀542c的螺线管线圈550c被通电，并且贮器流阀546c未被致动且因此以其常开状态操作。利用这种配置，泵516c可从贮器532抽吸流体通过贮器流体管线530、贮器流阀546c和模式切换阀542c。泵
516c然后将高压流体提供到流体流管线520c。
127.负载保持阀526c的螺线管线圈534c与对于旋转液压马达致动器506所请求的速度成比例地通电，使得泵516c所提供的流体在旋转液压马达致动器506与助增流管线552(助增流阀544c处于其常开状态且因此流体可从流体流管线524c通过其流到助增流管线552)之间进行分配。值得注意的是，负载保持阀528c的螺线管线圈540c从而将从旋转液压马达致动器506排放的流体提供到贮器流体管线530。因此，利用该配置，eha 501c以开路操作模式操作并且高压流体从泵516c被提供到助增流管线552。
128.关于与液压缸致动器502相关联的eha 501a，随着活塞508a延伸，从第二腔室512排放的流体流到贮器流体管线530，因为负载保持阀528a的螺线管线圈540a被通电。因此，从第二腔室512排放的流体不会流回到泵516a的入口端口(泵端口522a)。相反，泵516a从助增流管线552抽吸流体。
129.具体地，助增流阀544a未被致动且因此以其常开状态操作。模式切换阀542a的螺线管线圈548a被通电，且因此流体流管线524a(和泵端口522a)经由模式切换阀542a和助增流阀544a流体联接到助增流管线552。
130.这样，助增流管线552与泵516a的入口端口(泵端口522a)串联。具体地，泵516c所提供给助增流管线552的高压流体流到泵516a的入口端口(泵端口522a)。因此，可以认为eha 501a以开路操作模式操作，其中助增流管线552与泵516a的入口端口串联。eha 501b也以与图8中绘示的eha 501a相同的方式配置。
131.如以上关于图4描述的，跨泵516a、516b的压力差值(p
out-p
in
)因此减小。电动机514a、514b提供给泵516a、516b的转矩进而减小，由此降低液压系统500的功耗。例如，当致动器(液压缸致动器502、504和旋转液压马达致动器506)的命令速度低，使得所需的流率小，而致动器所需施加的力高时，图8中所示的操作模式是期望的或最佳的。例如，如果挖掘机100处于周期中的挖掘部分，则可能期望经由吊杆102和臂104施加高的力来挖穿地面，但吊杆102和臂104可能在挖掘时移动缓慢。
132.液压系统500可进一步配置为以与以上关于图3的描述相似的流汇总操作模式操作。如关于图3描述的，流汇总模式发生在两个泵并联连接时，即来自第一泵的出口流与第二泵的出口流汇合时，由此增加可用于致动器的总流量。
133.图9图示出根据示例实现方式的液压系统500，所述液压系统以流汇总操作模式操作。在图5中所绘的液压系统500的状态中，所有三个eha 501、501b和501c都处于开路操作模式，并且泵516a、516b和516c并联连接。具体地，泵516a、516b和516c的出口端口连接到助增流管线552，且因此输出流可在所有三个致动器之间汇总和共享。在图9中绘示的场景中，活塞508a、508b正在延伸，并且泵516c向流体流管线520c提供输出流。
134.参考eha 501a，模式切换阀542a的螺线管线圈550a被通电以使eha 501a以开路模式操作。具体地，泵516a的出口端口(泵端口518a)经由模式切换阀542a流体联接到助增流管线552(助增流阀544a处于其未致动的常开状态)。这样，由泵516a提供的流体会在液压缸致动器502的第一腔室510与助增流管线552之间进行划分。
135.泵516a的入口端口(泵端口522a)和流体流管线524a(从第二腔室512排放的流体被提供到该流体流管线)经由模式切换阀542a和贮器流阀546a(其处于其未致动的常开状态)流体联接到贮器流体管线530。eha 501b、501c以相似方式配置。
136.因此，泵516a、516b和516c的出口端口(例如，在活塞508a延伸时为泵端口518a)流体联接到助增流管线552。利用该配置，流体流可在所有三个致动器之间共享和汇总。例如，如果液压缸致动器502需要比泵516a所能够供应的流率更高的流率，则来自泵516a的流体流可通过来自助增流管线552的由泵516b、516c中的一者或两者向其提供的流体而扩增。在示例中，泵516a、516b和516c可仅在任何致动器需要额外的流时被选择性地开启。因此，可降低个体泵的排量，节约泵及电机的成本。
137.如图5-9图示的，液压系统500包括能够基于机器状况在闭路模式和开路模式之间切换的双重架构。这样，液压系统500可针对特定机器的操作状况及其预期的工作循环进行调整，从而潜在性地降低成本同时最小化对效率的影响。
138.液压系统500使非平衡致动器需要的助增流通过其它致动器的泵来提供成为可能。因此，不需要带有泵和电机的专用助增回路。相反，任何致动器所需的过盈动力都可分配给根据工作循环具有过盈能力的其它致动器的eha。
139.开路压力汇总模式(图8)可通过用全部的机器流换取增大的助增压力而降低总的安装机器转矩。向泵提供增大的助增压力可增大输出压力而不增加电机转矩。因此，机器可以以具有成本效益的低速、高力/转矩操作模式操作。
140.开路流汇总模式(图9)可在需要高速操作时通过启用并联式泵操作来降低总的安装泵排量。该功能还能够有专门的辅助功能，而不会牺牲整体机器功能或增加额外的泵/电机。
141.图10是根据示例实现方式的用于操作液压系统500的方法1000的流程图。
142.方法1000可包括如由方框1002-1008中的一个或多个图示的一项或多项操作或动作。尽管这些方框以有序的顺序进行图示，然而这些块也可以并行实施和/或以与本文中描述的顺序不同的顺序来实施。此外，各个方框也可基于期望的实现方式而被组合成更少的方框、被分成另外的方框和/或被移除。应当理解，对于本文中公开的该过程及其它过程和方法，流程图示出了当前示例的一种可行的实现方式的功能和操作。替代的实现方式也被包括在本公开的示例的范围内，其中各功能可越出所示出或论述的顺序来执行，包括基本上同时地或以逆向顺序执行，具体取决于所涉及的功能，正如本领域技术人员会理解的。
143.在方框1002处，方法1000包括：在液压系统(例如，液压系统500)的控制器(例如，控制器248)处，接收对于致动第一液压致动器(液压缸致动器502)的请求，其中液压系统包括：(i)第一泵(例如，泵516a)，第一泵配置为由第一电动机(例如，电动机514a)驱动来向第一液压致动器提供流体流，其中第一泵具有第一入口端口(例如，泵端口522a)和第一出口端口(例如，泵端口518a)；(ii)第一阀组件(例如，阀组件564)，第一阀组件配置为使第一泵流体联接到助增流管线552和贮器流体管线530，贮器流体管线流体联接到贮器532；(iii)第二泵(例如，泵516b或泵516c)，第二泵配置为由第二电动机(例如，电动机514b或电动机514c)驱动来向第二液压致动器(例如，液压缸致动器504或旋转液压马达致动器506)提供流体流，其中第二泵具有第二入口端口和第二出口端口；以及(iv)第二阀组件(例如，包括模式切换阀542b、贮器流阀546b和助增流阀544b的阀组件或用于包括模式切换阀542c、贮器流阀546c和助增流阀544c的阀组件)，第二阀组件配置为使第二泵流体联接到助增流管线552和贮器流体管线530。
144.在方框1004处，方法1000包括：响应性地，(i)发送第一命令信号到第一电动机来
驱动第一泵以提供流体流来驱动第一液压致动器，(ii)使第一阀组件以第一状态操作，在第一状态中，(a)第一阀组件阻截第一泵的第一入口端口与贮器之间的流路，由此允许第一泵以闭路配置操作，在闭路配置中，从第一液压致动器排放的流体被提供到第一泵的第一入口，并且(b)第一阀组件接通从助增流管线到第一泵的第一入口端口的流路。
145.在方框1006处，方法1000包括：发送第二命令信号到第二电动机来驱动第二泵。
146.在方框1008处，方法1000包括：使第二阀组件以第二状态操作，在第二状态中，第二阀组件接通第二泵的第二入口端口与贮器之间的流路，并接通从第二泵的第二出口端口到助增流管线的流路，由此允许第二泵以开路配置操作，在开路配置中，第二泵将流体从贮器抽吸到第二泵的第二入口端口。
147.方法1000可还包括使第一阀组件和第二阀组件以与以上关于图6-9描述的其它操作模式(例如，流汇总操作模式和压力汇总操作模式)对应的其它状态操作。
148.以上的具体实施方式参考附图描述了被公开的系统的各种特征和操作。本文中描述的说明性实现方式并不意图是限制性的。被公开的系统的某些方面可布置和组合成各种不同的配置，这些配置全部被考虑在本文中。
149.另外，除非上下文另有说明，否则各幅图中图示的特征可相互组合。因此，在理解了不是所有图示的特征对于每种实现方式都是必要的情况下，附图应从广义上被看作一个或多个总体实现方式的部件方面。
150.另外，本说明书或权利要求书中对元件、方框或步骤的任何枚举都是为了清楚的目的。因此，这样的枚举不应被解读为要求或暗示这些元件、方框或步骤遵循特定的布置结构或以特定的顺序执行。
151.另外，装置或系统可被使用或配置为实施附图中所呈现的功能。在一些实例中，装置和/或系统的部件可被配置为实施所述功能使得部件实际上被配置且构造(利用硬件和/或软件)为允许这样的实施。在其它示例中，装置和/或系统的部件可布置成适于、能够或适合实施所述功能，比如在以特定方式操作时。
152.由术语“大体”或“大约”表示的是所记述的特性、参数或值不一定要被准确地实现，而是在量上可发生不妨碍特性所意图提供的效果的偏差或变动，包括例如公差、测量误差、测量精度限制及本领域技术人员已知的其它因素
153.本文中所描述的布置结构仅用于示例的目的。因此，本领域技术人员将理解的是，也可使用其它布置结构和其它元件(例如，机器、接口、操作、顺序和操作分组等)，并且一些元件可根据期望的结构而全部被省去。另外，所描述的许多元件是功能实体，这些功能实体可在任何适合的组合和位置中被实现为离散或分布的部件或与其它部件结合。
154.尽管已在本文中公开了各种方面和实现方式，然而其它方面和实现方式对于本领域技术人员来说将是显见的。本文中公开的各种方面和实现方式是出于说明的目的，并不意图是限制性的，真实的范围由所附权利要求书及赋予这些权利要求的等同物的完全范围指示。此外，本文中使用的术语仅出于描述特定实现方式的目的，并不意图是限制性的。