操作效率提高的液压回路架构的制作方法

1.本披露内容总体上涉及用于液压系统的架构。更特别地，本披露内容涉及具有闭式回路液压架构的液压系统。


背景技术：

2.诸如车辆(例如，滑移转向车辆和运送拌合机)之类的机器常常具有闭式回路液压系统(例如，静液压传动装置)。在滑移转向车辆的情况下，闭式回路液压系统可以用于车辆推进。在运送拌合机的情况下，闭式回路液压系统可以用于提供混凝土滚筒旋转。


技术实现要素：

3.闭式回路液压系统可以用于其中系统在低流量状态下操作从而以较慢速度驱动致动器以及在高流量状态下操作从而以较高速度驱动致动器的应用。对于这些系统中的一些而言，诸如用于旋转运送拌合机的混凝土滚筒的系统，系统在低流量状态下操作的持续时间比系统在高流量状态下操作的持续时间长得多。在这种低流量操作期间，系统的主泵以减小的行程长度操作，以提供通过闭式回路的减小的液压流体流。从效率的角度来看，长时间低速操作并不理想，因为变量柱塞泵在以减小的行程长度操作时表现出较低的容积效率。在运送拌合机的情况下，造成了相当大的能量损失。本披露内容的各方面涉及用于解决这个问题的架构。
4.在闭式回路液压系统的较高速度操作期间，主泵以全行程操作并且补给泵通过热油泄放压力而被加载。热油泄放阀被设定处于大于改变主泵排量所需的控制压力的压力，并且每当系统在使用中时将发生与压力裕度成比例的能量损失。进一步地，在闭式回路液压系统的空转操作期间，补给泵流量通常通过补给泵泄放阀而泄放，从而引起能量损失，能量损失的大小取决于补给泵泄放阀的泄放设定。本披露内容的各方面涉及用于减少这些类型的损失的系统。
5.本披露内容的各方面涉及一种具有智能控制策略的闭式回路架构，其适于允许使用补给泵流量来满足低速要求。以这种方式，不需要使用主泵来满足低速要求，并且可以减少与用于低流量应用的主泵的低效容积效率相关的能量损失。
6.本披露内容的各方面还涉及一种具有智能控制策略的闭式回路架构，其适于允许对热油泄放阀的泄放压力设定进行实时压力调节以最小化在较高流量操作期间泄放压力设定与泵控制压力之间的差异。以这种方式，可以减少与在泵控制压力与压力泄放设定之间的裕度相关的能量损失。
7.本披露内容的各方面还涉及具有智能控制策略的闭式回路架构，其适于允许对补给泵泄放阀的泄放压力设定进行实时调节，以最小化在空转/不工作状态期间的能量损失。
8.本披露内容的各方面还涉及具有智能控制策略的闭式回路架构，其适于允许对热油泄放阀的压力泄放设定进行实时调节，以提供动态制动来抵抗设备惯性移动。
9.本披露内容的各方面还涉及一种液压架构，该液压架构可以在闭环回路配置与开
环回路配置之间切换，在该闭环回路配置中，补给泵向驱动致动器的主泵提供补给流，并且在该开环回路配置中，补给泵驱动该致动器。
10.本披露内容的各方面涉及一种液压回路架构，其用于为液压致动器(诸如，液压马达)提供动力以旋转运送拌合机的混凝土滚筒。在第一操作模式期间，由液压流体以第一速度驱动液压马达，该液压流体通过主液压泵被泵送通过闭环回路，该主液压泵由发动机的取力器(power take-off)提供动力。由电动马达提供动力的补给泵向主液压泵的低压侧提供补给流。在第二操作模式期间，主液压泵被设定到零排量，并且补给泵用于以小于第一速度的第二速度驱动液压马达。在第二操作模式中，液压回路架构被配置为开环液压回路。
11.本披露内容的各方面涉及具有液压回路架构的液压系统，这些液压回路架构具有用于提高液压系统的整体操作效率的特征。本披露内容的一个方面涉及具有液压回路架构的液压系统，这些液压回路架构包括适于提高在低速操作期间系统的操作效率的特征。在一个示例性液压系统中，液压回路架构允许补给泵在低速操作期间驱动系统的液压致动器。其他示例涉及具有液压回路架构的液压系统，这些液压回路架构可以作为闭式回路操作以实现高速操作，并且可以作为开式液压回路操作以实现低速操作。本披露内容的进一步的方面涉及具有闭式回路架构的液压系统，在该闭式回路架构中，系统的热油泄放阀可以取决于系统的控制压力而可变地设定处于不同的压力。在某些示例中，热油泄放阀的油压力泄放设定保持处于仅略大于系统的控制压力的压力设定。根据本披露内容原理的进一步的液压系统利用具有可变压力泄放设定的补给泵泄放阀，在该可变压力泄放设定中，当系统在空转状态中操作时，压力泄放设定显著降低。
12.本披露内容的另一个方面涉及一种液压驱动系统，其包括主液压泵(例如，可变排量泵或固定排量泵)、液压致动器(例如，液压马达、液压缸等)和补给泵(例如，一体式或辅助性补给泵)。液压系统可以第一模式操作，在该第一模式中，主液压泵经由闭式液压回路来驱动液压致动器并且补给泵向闭式液压回路提供补给流。液压系统也可以第二模式操作，在该第二模式中，补给泵经由开式液压回路来驱动液压致动器。
13.在一个示例中，一种用于驱动车辆部件的液压驱动系统包括：电动马达；由电动马达驱动的可变排量液压泵；由主液压泵驱动的可变排量液压马达，该液压马达具有用于驱动车辆部件的输出轴；以及用于控制电动马达的速度和液压泵的排量的控制器，该控制器被配置成通过选择导致系统的效率最大的马达排量、泵排量和马达速度的组合来满足液压马达的输出需求。
14.在一些示例中，液压部件是运送拌合机的旋转滚筒和推进系统中的一者。
15.在一些示例中，控制器配置有高速模式和低速模式，其中，在高速模式中，液压马达和泵以全排量操作并且电动马达的速度被改变以满足液压马达的输出需求。
16.在一些示例中，如果电动马达在低速下的效率高于液压泵在减行程状态下的效率，则控制器降低电动马达的速度以便实现液压马达的输出需求。
17.在一些示例中，如果电动马达在低速下的效率高于液压泵在减行程状态下的效率，则控制器降低电动马达的速度以便实现液压马达的输出需求。
18.在一些示例中，控制器比较液压部件的转速并将转速与参考速度进行比较，其中，当转速与参考速度匹配时，控制器停止向电动马达供应动力，其中，当转速降到参考速度以下时，控制器向电动马达供应动力。
19.在一个示例中，一种用于驱动车辆部件的驱动系统包括：包括静液压传动装置的第一驱动通路；包括电动马达的第二驱动通路；用于将动力从第一驱动通路或第二驱动通路传输到车辆部件的驱动接口；以及用于选择性地操作静液压传动装置和电动马达的控制器。
20.在一些示例中，车辆部件是运送拌合机的滚筒，该滚筒具有转速需求。
21.在一些示例中，当滚筒的转速需求高于阈值时，控制器操作静液压传动装置以通过驱动接口向车辆部件供应动力。
22.在一些示例中，电动马达由静液压传动装置通过驱动接口驱动并且用作发电机。
23.在一些示例中，当滚筒的转速需求低于阈值时，控制器操作电动马达以通过驱动接口向滚筒供应动力并控制静液压传动装置对静液压传动装置的液压泵和液压马达中的至少一者进行减行程。
24.在一些示例中，控制器比较滚筒的转速并将转速与参考速度进行比较，其中，当转速与参考速度匹配时，控制器停止向电动马达供应动力，其中，当转速降到参考速度以下时，控制器向电动马达供应动力。
25.在一些示例中，车辆部件是车辆(例如，运送拌合机)的推进系统，该推进系统具有速度需求。
26.在一些示例中，当推进系统的转速需求高于阈值时，控制器操作电动马达以通过驱动接口向推进系统供应动力并控制静液压传动装置对静液压传动装置的液压泵和液压马达中的至少一者进行减行程。
27.在一些示例中，当推进系统的转速需求低于阈值时，控制器操作静液压传动装置以通过驱动接口向车辆部件供应动力。
28.在一些示例中，控制器比较推进系统的转速并将转速与参考速度进行比较，其中，当转速与参考速度匹配时，控制器停止向电动马达供应动力，其中，当转速降到参考速度以下时，控制器向电动马达供应动力。
29.在以下的描述中将阐述多种附加的方面。这些方面可以涉及单独的特征以及特征的组合。要理解的是，前述一般性描述和以下详细描述两者都仅是示例性和解释性的，并且不限制本文中披露的示例所基于的广泛发明性概念。
附图说明
30.结合在说明书中并构成说明书一部分的附图图示了本披露内容的若干方面。附图的简要描述如下：
31.图1示意性地描绘了根据本披露内容原理的具有示例性液压回路架构的液压驱动系统；
32.图2示出了以适合于较低速度操作的开式回路模式操作的图1的液压驱动系统，在该开式回路模式中，液压驱动系统的补给泵正用于驱动液压驱动系统的液压马达；
33.图3描绘了在空转状态中操作的图1的液压驱动系统；
34.图4描绘了以适合于较高速度操作的闭式回路模式操作的图1的液压驱动系统；
35.图5描绘了以图2的模式操作的图1的液压驱动系统，并且其中热油泄放阀正用于辅助制动来抵抗液压马达的惯性移动；
36.图6描绘了根据本披露内容原理的可以利用液压回路架构的示例性液压驱动系统，该液压驱动系统控制由电动马达和燃烧发动机生成的动力向联接到齿轮箱的液压马达的递送，该齿轮箱驱动运送拌合机的混凝土滚筒的旋转；
37.图7是用于控制图6的液压系统的操作的示例性控制器；
38.图8是用于控制图6的液压系统的操作的另一个示例性控制器；
39.图9描绘了根据本披露内容原理的可以利用液压回路架构的示例性驱动系统，液压驱动系统控制由电池供电的电动马达生成的动力向液压驱动系统的递送以实现运送拌合机的滚筒旋转和推进；
40.图10描绘了根据本披露内容原理的可以利用液压回路架构的示例性驱动系统，该驱动系统包括为液压驱动系统提供动力的发动机和具有电池供电的电动马达的并联驱动系统，其中，驱动接口联接两个系统以选择性地实现运送拌合机的滚筒旋转和/或推进；
41.图11示出了图示确定要在图10的配置中利用哪个驱动系统的示意图，其中，驱动系统用于滚筒旋转；以及
42.图12示出了图示确定要在图10的配置中利用哪个驱动系统的示意图，其中，驱动系统用于推进。
43.图13是可与图10中所示的配置一起使用的驱动接口的示意性示例。
具体实施方式
44.图1描绘了根据本披露内容原理的具有液压回路架构的液压驱动系统20。液压驱动系统20包括用于驱动液压致动器(诸如，液压马达24)的主液压泵22。主液压泵22通过闭式液压回路26液压地联接到液压马达24。闭式液压回路26包括第一部分26a，该第一部分从主液压泵22的第一端口22a延伸到液压马达24的第一端口24a。闭式液压回路26还包括第二部分26b，该第二部分从液压马达24的第二端口24b延伸到主液压泵22的第二端口22b。将了解的是，第一部分26a和第二部分26b可以被称为第一流动管线和第二流动管线，并且合作以限定在主液压泵22与液压马达24之间延伸的闭式液压回路26。将了解的是，主液压泵22的第一端口22a和第二端口22b以及液压马达24的第一端口24a和第二端口24b可以被称为主液压泵22和/或液压马达24的各侧。
45.主液压泵22优选地是可变排量双向泵。主液压泵22的排量以及液压流体流通过闭式液压回路26的方向可以由控制器28来控制。在所描绘的示例中，控制器28与用于控制主液压泵22的排量以及泵送方向的泵控制阀30对接。在一个示例中，泵控制阀30可以由驱动器(诸如，由控制器28控制的螺线管)致动。泵控制阀30可以在控制器28的控制下通过螺线管移动到不同的位置，以控制主液压泵22的排量和泵送方向。在一个示例中，泵控制阀30经由泵控制管线32、34来控制向主液压泵22提供的泵控制压力，所述泵控制管线提供用于控制斜盘36的位置的液压压力。将了解的是，斜盘36的角度控制了主液压泵22的排量和泵送方向。
46.如上文所指示，主液压泵22优选地是双向的。因此，主液压泵22可以以第一方向设定操作，在该第一方向设定中，液压流体沿第一方向38流动通过闭式液压回路26。主液压泵22还可以在第二方向设定下操作，在该第二方向设定下，液压流体沿第二方向40被泵送通过闭式液压回路26。当液压流体沿第一方向38被泵送时，闭式液压回路26的第一部分26a代
表闭式液压回路26的高压侧，且第二部分26b代表闭式液压回路26的低压侧。因而，第一端口22a代表主液压泵22的高压侧，且第一端口24a代表液压马达24的高压侧。另外，第二端口22b代表主液压泵22的低压侧，且第二端口24b代表液压马达24的低压侧。相比之下，当主液压泵22沿第二方向40将液压流体泵送通过闭式液压回路26时，第二部分26b代表闭式液压回路26的高压管线，且第一部分26a代表闭式液压回路的低压管线26。因而，主液压泵22的第二端口22b代表主液压泵22的高压侧，且第二端日24b代表液压马达24的高压侧。因而，第一端口22a代表主液压泵22的低压侧，且第一端口24a代表液压马达24的低压侧。
47.控制器28可以包括一个或多个处理器。处理器可以与软件、固件和/或硬件对接。附加地，处理器可以包括数字或模拟处理能力，并且可以与存储器(例如，随机存取存储器、只读存储器或其他数据存储装置)对接。在某些示例中，处理器可以包括可编程逻辑控制器、一个或多个微处理器或类似结构。处理器还可以与显示器(例如，指示灯、屏幕等)和用户输入接口(例如，控制按钮、开关、控制杆、键盘、触摸屏、控制面板、刻度盘、滑杆等)对接。用户输入接口还可以是用户向控制器输入速度输入信号，该速度输入信号代表马达24的期望转速。在一个示例中，马达驱动运送拌合机的混凝土滚筒。
48.仍参考图1，液压驱动系统20还包括补给泵42。补给泵42可以与主液压泵22成一体或相对于主液压泵22是辅助性的。在所描绘的示例中，补给泵42和主液压泵22两者都由同一个动力源44提供动力。动力源44可以包括燃烧发动机或电动马达。在所描绘的示例中，主液压泵22和液压马达24两者都安装在由动力源44驱动的同一轴46上。在其他示例中，补给泵42和主液压泵22可以由不同的动力源提供动力。在一个示例中，主液压泵22由燃烧发动机提供动力，而补给泵42由电动马达提供动力。在其他示例中，主液压泵22和补给泵42可以由单独的燃烧发动机、由单独的电动马达、或由燃烧发动机和单独的电动马达驱动。
49.液压驱动系统20的液压回路架构优选地被配置成使得液压驱动系统20可在第一模式(见图4)下操作，在该第一模式中，主液压泵22经由闭式液压回路26来驱动液压马达24并且补给泵42向闭式液压回路26的低压侧提供补给流。液压驱动系统20的液压回路架构还被配置成使得液压驱动系统20可在第二模式(见图2)下操作，在该第二模式中，补给泵42经由开式液压回路48来驱动液压马达24。在一个示例中，当液压驱动系统以图2的第二模式操作时，主液压泵22被设定到零排量并且补给泵42经由开式液压回路48单独驱动液压马达24。
50.将了解的是，第一模式优选地被激活用于较高马达速度应用，且第二模式优选地被激活用于较低马达速度操作。第二模式允许以低速高效地驱动马达24，而主泵22被停用(例如，被设定到零排量)。以这种方式，不需要将主泵22用于其容积效率低的低流量应用。然而，对于需要较高液压流速的较高马达速度应用而言，主泵22可以被高效地用于驱动马达24。控制器28可以基于从用户接口输入到控制器的马达速度输入信号的值而在第一模式与第二模式之间切换系统。马达速度输入信号对应于液压马达24的期望的驱动速度。如果液压马达的期望的驱动速度高于预定速度，则控制器28可以将系统设定到第一模式。如果期望的马达驱动速度处于或低于预定速度，则控制器28可以将系统设定到第二模式。
51.再次参考图1，液压驱动系统20的液压回路架构进一步包括第一泄放阀50，该第一泄放阀用于在补给泵42的输出压力达到补给泵泄放压力水平时通过将补给泵42的输出侧流体地连接到储箱52来限制补给泵42的输出压力。在优选示例中，第一泄放阀50是比例阀，
其中补给泵压力泄放设定由控制器28经由螺线管或其他手段来自动控制/调节/改变。控制器28可以基于系统的操作模式来改变压力泄放设定，并且可以实时改变压力泄放设定。在其他示例中，取决于系统的操作模式，第一泄放阀50可以手动地改变为不同的压力泄放设定。当液压驱动系统20以第一模式操作时，第一泄放阀50的补给泵泄放压力水平被设定处于第一压力泄放设定，并且当液压驱动系统以第二模式操作时，第一泄放阀的补给泵泄放压力水平被设定处于第二压力泄放设定。第一泄放阀50的第二压力泄放设定高于第一泄放阀50的第一压力泄放设定。第二压力泄放设定优选地足够高以允许补给泵42有效地驱动液压马达24，而不通过第一泄放阀50将液压流体流倾倒到储箱52。
52.液压驱动系统20的液压回路架构进一步包括可在第一位置(见图4)与第二位置(见图2)之间移动的模式选择器阀54，在该第一位置中，液压驱动系统20被配置成使得补给泵42适于向闭式液压回路26的低压侧提供补给流，并且在该第二位置中，液压驱动系统20被配置成使得补给泵42适于驱动液压马达24。液压驱动系统20进一步包括流量方向控制阀56，该流量方向控制阀用于控制液压流体流通过液压马达24的方向，使得补给泵42可以沿第一抑或第二相反的马达方向选择性地驱动液压马达24。模式选择器阀54和方向控制阀56的位置可以由控制器28取决于系统的操作模式和液压马达24的期望的旋转方向来自动控制。
53.再次参考图4，液压驱动系统20包括在闭式液压回路26的第一部分26a与第二部分26b之间延伸的补给泵流动管线58。第一单向止回阀60和第二单向止回阀62沿着补给泵流动管线58定位。第一单向止回阀60允许沿朝向闭式液压回路26的第一部分26a的方向流动通过补给泵流动管线58，但阻止沿远离闭式液压回路26的第一部分26a的方向流动通过补给泵流动管线58。第二单向止回阀62允许液压流体沿朝向闭式液压回路26的第二部分26b的方向流动通过补给泵流动管线58，但阻止液压流体沿远离闭式液压回路26的第二部分26b的方向流动通过补给泵流动管线58。
54.液压驱动系统20包括沿着补给泵流动管线58从模式选择器阀54延伸到位置66的补给流管线64，该补给泵流动管线在第一单向止回阀60和第二单向止回阀62之间。液压驱动系统20还包括从模式选择器阀54延伸到流量方向控制阀56的马达驱动流动管线68。流量方向控制阀56可以将马达驱动流动管线68选择性地联接到以下各者：第一方向流量控制管线70，其在介于第一单向止回阀60与闭式液压回路26的第一部分26a之间的位置71处联接到补给泵流动管线58；以及第二方向流量控制管线72，其在介于第二单向止回阀62与闭式液压回路26的第二部分26b之间的位置73处联接到补给泵流动管线58。
55.再次参考图1，液压驱动系统20的液压架构还可以包括在闭式液压回路26的第一部分26a与第二部分26b之间延伸的压力泄放管线80、82。压力泄放管线80、82各自包括对应的压力泄放阀84、86。压力泄放管线80、82被配置成在闭式液压回路26内的压力超过压力泄放阀84、86的压力泄放设定的情况下允许相对于液压马达24并行地泄放流量。在某些示例中，压力泄放阀84、86的压力泄放设定被设定到系统的最大操作压力。
56.再次参考图1，液压驱动系统20的液压架构被描绘为进一步包括第二泄放阀90，该第二泄放阀适于与液压马达24的低压侧流体连通以用于限制在液压马达24的低压侧处的液压流体压力。在优选示例中，第二泄放阀90的压力泄放设定由控制器28基于系统的操作模式来控制(例如，改变、设定)。例如，第二泄放阀90可以是比例泄放阀，其位置由驱动器
(诸如，由控制器28实时控制的螺线管)控制。在其他示例中，第二泄放阀90的压力泄放设定可以是可手动调整的。当液压驱动系统20以第一模式操作时，第二泄放阀90被设定处于第一压力泄放设定，并且当液压驱动系统20以第二模式操作时，第二泄放阀被设定处于第二压力泄放设定。第一压力泄放设定高于第二压力泄放设定。当闭式液压回路内的液压流体在液压驱动系统20以第一模式操作期间热膨胀时，第二泄放阀90对来自闭式液压回路26的液压流体进行泄放，以防止闭式液压回路内的液压压力超过第一压力泄放设定。当液压驱动系统20以第二模式操作时，第二泄放阀90允许来自液压马达24的低压侧的液压流体绕过主泵并代替流到储箱52。梭阀92控制第二泄放阀90与闭式液压回路26之间的流量。梭阀92被配置成用于将第二泄放阀90与液压马达24的低压侧连接，而不管液压马达24是沿第一马达方向还是第二马达方向被驱动。在某些示例中，当液压驱动系统20以第二模式操作时，可以增加第二泄放阀90的第二压力泄放设定(例如，在控制器28的控制下)以提供对液压马达24的制动(见图5)。
57.参考图3，液压驱动系统20还可以第三模式操作，该第三模式对应于液压马达24的空转状态。将了解的是，在空转状态期间，主液压泵22将总体上被设定到零排量。将了解的是，控制器28可以通过检测到流动通过闭式液压回路26的停止或通过其他感测手段来检测液压驱动系统20何时处于空转状态。当控制器28检测到空转状态时，可以由控制器28将第一泄放阀50设定到低于第一压力泄放设定的第三压力泄放设定。在第三压力泄放设定中，来自补给泵52的液压流体流以来自第一泄放阀50的最小阻力被倾倒到储箱，使得在空转状态期间使能量损失最小化。当液压驱动系统20处于空转状态时，将了解的是，在闭式液压回路26的第一部分26a和第二部分26b处的液压压力总体上相等，并且梭阀92被定向在关闭位置中，在该关闭位置中，第二泄放阀90与闭式液压回路26断开。在空转状态期间，补给泵52将闭式液压回路26的第一部分28a和第二部分28b补给到等于第一泄放阀50的第三压力泄放设定的水平。因此，一旦闭式液压回路26的第一部分26a和第二部分26b被加压到第三压力泄放设定的水平，来自补给泵42的后续流就通过第一泄放阀50而被泄放到储箱。
58.参考图4，液压驱动系统20可以进一步包括用于感测和监测泵控制管线32、34中的泵控制压力的一个或多个压力传感器94(例如，压力换能器)。在液压驱动系统20以第一模式操作期间，泵控制压力由闭式液压回路26内的在闭式液压回路26的低压侧处的压力来确定。当液压驱动系统20以第一模式操作时，补给泵42向闭式液压回路26的低压侧提供补给流，因此影响闭式液压回路26的低压侧处的压力并且还影响与闭式液压回路26的低压侧流体连通的流动管线32、34处的控制压力。在优选示例中，在液压驱动系统20以第一模式操作期间，第二泄放阀90的第一压力泄放设定是可变的并且取决于由压力传感器94感测到的泵控制压力。控制器28优选地基于感测到的泵控制压力来控制第二泄放阀90的第一压力泄放设定。例如，控制器28可以控制第二泄放阀90的第一压力泄放设定，使得第一压力泄放设定保持处于比感测到的泵控制压力大预定量。优选地，由控制器28确立的第一压力泄放设定仅比感测到的泵控制压力大相对小的量，以便在以第一模式操作期间使损失最小化。在某些示例中，当液压驱动系统20以第一模式操作时，第一泄放阀50的第一压力泄放设定是可变的并且取决于第二泄放阀90的第一压力泄放设定。在某些示例中，第一泄放阀50的第一压力泄放设定由控制器28控制为以便大于第二泄放阀90的第一压力泄放设定。
59.控制器28用于控制液压比例阀50、90和其他阀(例如，泵控制阀30、模式选择器阀
54、方向流量阀56)。控制器还与压力传感器、用户接口、电动马达控件和其他部件对接，从而以上文所描述的各种模式来操作液压回路架构。控制器将具有数字和/或模拟输入和输出，以用于与传感器、阀和其他部件对接。
60.图2示出了以第二模式操作的液压驱动系统20。为了以第二模式操作系统20，控制器28对主泵22进行减行程(例如，经由阀30)，将第一压力泄放阀50设定到其第二压力泄放设定，将第二压力泄放阀90设定到其第二压力泄放设定，将模式选择器阀54移动到其第二位置并将方向控制阀56设定到用于沿期望的方向驱动液压马达24的位置。如图2处所示，补给泵42从储箱52中汲取液压流体。来自补给泵42的流流动通过模式选择器阀54和方向控制阀56到达闭式回路26的上部部分26a。然后，流行进通过液压马达24，到达闭式回路26的下部部分26b，通过梭阀92和第二泄放阀90而返回到储箱。如果方向控制阀56将处于它的其他位置中，则流将从阀56行进到下部部分26a，通过马达24到达上部部分26b，并且通过梭阀92和第二泄放阀90到达储箱52。
61.图4示出了以第一模式操作的系统20。在这个模式中，系统作为闭环回路操作，其中流速和方向由控制器28通过经由致动控制阀30控制主泵22的泵送方向和行程长度来控制。当系统以第一模式操作时，流围绕泵22与马达24之间的闭式回路路径26循环，其中补给流25由补给泵42通过流动管线58提供。由于液压流体的热膨胀所致，一些液压流体通过梭阀92和泄放阀90被传递到储箱52。控制器28实时调整第二泄放阀90的第一压力泄放设定以保持略高于如由压力传感器94测得的泵控制压力。第一泄放阀50的第一压力泄放设定由控制器28实时调整为高于第二泄放阀90的第一压力泄放设定。
62.图6示意性地描绘了液压驱动系统100，该液压驱动系统控制由电动马达102和燃烧发动机104生成的动力向联接到齿轮箱108的液压马达106的递送，该齿轮箱驱动运送拌合机的混凝土滚筒的旋转。电动马达102可以由逆变器110驱动，该逆变器由电池112供电。类似于液压驱动系统20，液压驱动系统100包括主液压泵114和补给泵116，它们通过使用搅拌器118彼此合作以用于允许系统以闭式回路模式(例如，见图4)和开式回路模式(见图2)操作，该搅拌器代表图1处所披露的类型的液压架构。主液压泵114由燃烧发动机104提供动力。在一个示例中，主液压泵114安装在燃烧发动机104的取力器上。补给泵116由电动马达102驱动。优选的架构使用电力以通过由驱动器(逆变器110)控制的电动马达102来驱动补给泵116。电动马达102的速度可以基于输出的动力要求而变化并保持最佳，以在低速要求期间减少液压回路中的损失。速度要求将基于为特定应用设计的算法而在控制器中计算得出。
63.图7示出了用于液压驱动系统100的控制系统。该控制系统具有单独的控制器28a，该控制器与系统的各种压力泄放阀、螺线管阀和传感器对接。控制器28a还与电动马达102的电子控制单元120对接，并且可以包括用于与电池管理系统(bms)和充电器通信的can通信以基于电池的充电状态采取适当的行动。控制器上的解除(deaccession)/计算可以包括：(1)基于低电量、完全充电、充电状态等的行动；以及(2)当行驶时，通过在低速操作期间激活主液压泵(pto上的泵)而在电池电量低的情况下修改液压回路以增加可用范围(这可以利用同一回路通过适当地激活阀来实现，这可能影响牵引力，然而，在可用电池电量低的情况下可以解决目的)。图8示出了控制系统，其中电动马达的电子控制单元120用于为液压驱动系统100提供所有控制功能。
64.参考图9至图12，呈现了附加的配置，这些附加的配置可以结合以闭式回路模式操作的液压驱动系统100。在一些实施方式中，可以利用两个液压驱动系统100来为车辆(例如，运送拌合机)的推进和滚筒功能提供动力。在一个方面中，液压驱动系统100还可以被表征为静液压传动装置100。关于以下对图9至图12的描述使用后一个术语。
65.驱动系统200
66.如图9处所示，呈现了驱动系统200，在该驱动系统中，静液压传动装置100由电动马达44驱动，该电动马达又由电池130供电并由控制器110操作以实现滚筒旋转、推进或任何其他旋转运动。在一个方面中，控制器110可以配置有转换器/逆变器。
67.为了实现滚筒旋转的不同速度，电动马达44的速度和液压泵22的排量以这样的方式变化，即系统的总效率总是最大。例如，在期望高滚筒速度的条件下，静液压传动装置100中使用的液压泵22和液压马达24以全行程排量工作。在此时间期间，电动马达44应以具有最大效率的速度操作。电动马达44通过控制器110从电池130汲取动力并执行高速滚筒旋转功能。
68.在期望低滚筒速度的情况下，对要么降低电动马达44的速度、要么对静液压传动装置100中使用的液压泵22进行减行程的决定将基于控制器110中使用的参考效率图，使得产生最大可能的效率。如果电动马达44在低速下的效率高于液压泵22在减行程状态下的效率，则控制器110降低电动马达44的速度以便实现低速滚筒旋转。如果电动马达在低速下的效率低于液压泵22在减行程状态下的效率，则控制器110减小液压泵22的排量以便实现低速滚筒旋转。
69.在电池供电的滚筒旋转期间，控制器110接收滚筒转速(例如，来自传感器、或来自车辆控制系统的数据输入)的反馈，并将其与从操作员输入和逆变器输出波形导出的参考速度进行比较。如果滚筒转速与参考速度匹配，则控制器110停止向电动马达44供应动力。一旦滚筒转速降到参考速度以下，则再次控制器110开始向电动马达44供应动力。
70.驱动系统300
71.如图10处所示，呈现了驱动系统300，在该驱动系统中，提供了并行的驱动通路300a、300b以经由驱动接口140实现滚筒旋转或推进。在这种配置的情况下，第一驱动通路300a包括车辆的静液压传动装置100和发动机45，其中，发动机45驱动静液压传动装置100以向驱动接口140提供第一输入来实现滚筒旋转和/或推进。第二驱动通路300b包括电池130、控制器110和电动马达44，其中，电池130为电动马达44提供动力以向驱动接口140提供第二输入来实现滚筒旋转和/或推进。
72.驱动接口140可以以任何合适的形式配置，诸如直接齿轮系、行星齿轮组、皮带轮驱动系统等。示例性驱动接口140呈现在图13处，并且示出了以下各者：第一齿轮140a，该第一齿轮联接到与静液压传动装置的马达24相关联的驱动轴142；第二齿轮，该第二齿轮联接到电动马达44的驱动轴146；以及第三齿轮140c，该第三齿轮与第一齿轮140a和第二齿轮140b接合。输出轴148联接到第三齿轮140c，并且可以与车辆的部件(例如，滚筒或推进系统)联接。在所示的示例中，任一轴142、146的旋转均引起另一轴142、146进行相反的旋转，并且马达44和静液压传动装置100被配置成使得它们各自的轴142、146沿相同方向旋转以向输出轴148提供动力。因此，在任何给定时刻，只有静液压传动装置100和电动马达44可以向输出轴148提供动力。其他配置是可能的。例如，驱动系统140可以被配置成使得静液压传
动装置100和电动马达44可以通过常规的齿轮传动布置结构(arrangement)同时向输出轴148提供动力。如先前提到的，行星齿轮布置结构也是可能的。离合器也可以设置在轴142、146中的一者或两者处。
73.在驱动系统300被配置成用于滚筒旋转的情况下，是经由通路300a使用发动机动力还是经由通路300b使用电池功率进行滚筒旋转的决定是基于从操作员输入导出的速度要求以及静液压传动装置100和电动马达44的效率图。参考图11，示出了示出基于滚筒旋转的速度和扭矩需求的模式选择的示例图302，在该示例图中，滚筒的高速旋转由静液压传动装置100实现，包括由滚筒的加载造成的低扭矩状态和高扭矩状态。图302还示出了针对滚筒的所有低速旋转状态(包括低扭矩状态和高扭矩状态)对电动马达44的选择。在不脱离本文中呈现的概念的情况下，其他配置是可能的。例如，高速滚筒旋转可由电动马达44实现，且低速旋转可由静液压传动装置100实现。
74.对于从操作员输入导出的滚筒旋转的高速要求，控制器110中的控制逻辑使用通过静液压传动装置100转移的发动机动力。在此时间期间，控制器110断开到电动马达44的动力。在电动马达44和静液压传动装置100在图13处所示的齿轮布置结构的情况下直接联接到驱动接口140的示例性配置中，电动马达44作为发电机工作并通过与控制器110相关联的逆变器/转换器向电池130供应电荷。
75.当控制器110基于操作员输入导出低速滚筒旋转要求时，静液压传动装置100通过对可变排量马达24和泵22进行减行程而停止向滚筒旋转轴148转移动力。这允许轴142以尽可能小的阻力旋转，同时电动马达44经由驱动接口140向输出轴148供应动力。
76.在电池供电的低速滚筒旋转期间，控制器110接收滚筒转速的反馈并将其与从操作员输入导出的参考速度进行比较。如果滚筒转速与参考速度匹配，则控制器110的逆变器停止向电动马达44供应动力，在此期间电动马达44将由于滚筒惯性所致而旋转。在此期间，电动马达44作为发电机工作，并且所生成的电荷/电流通过控制器110的逆变器/转换器从发电机44流到电池130。当滚筒转速下降到控制器110中的参考速度以下时，则控制器110的逆变器再次开始从电池130向电动马达44供应动力。
77.在驱动系统300被配置成用于车辆推进的情况下，是经由通路300a使用发动机动力还是经由通路300b使用电池功率进行滚筒旋转的决定是基于从操作员输入导出的速度要求以及静液压传动装置100和电动马达44的效率图。参考图12，示出了示出基于推进的速度和扭矩需求的模式选择的示例图304。在一个方面中，通常与低扭矩需求相关联的高速推进由电动马达44实现，而通常与较高的扭矩需求相关联的低速推进由液压传动装置100实现。在不脱离本文中呈现的概念的情况下，其他配置是可能的。
78.对于从操作员输入导出的低速推进要求，控制逻辑使用通过静液压传动装置100转移的发动机动力。在此时间期间，控制器110断开到电动马达44的动力，并且电动马达44作为发电机工作并向电池130供应电流。
79.当控制器110基于操作员输入导出高速推进要求时，液压传动装置100通过对可变排量马达24和泵22进行减行程而停止转移用以推进的动力。并且然后，控制器110使用电动马达44来供应用于推进的电力。
80.在电池供电的高速推进期间(主要在踩踏板的恒速模式期间)，控制器110接收推进速度的反馈并将其与从操作员命令和逆变器输出波形导出的参考速度进行比较。如果推
进速度与参考速度匹配，则控制器110的逆变器停止向电动马达44供应动力，在此期间电动马达44将由于车辆的动能惯性(动能再生)所致而旋转。在此期间，电动马达44作为发电机工作，并且所生成的电荷/电流通过控制器110的逆变器/转换器从发电机44流到电池130。当推进速度下降到控制器110中的参考速度以下时，则控制器110的逆变器再次开始从电池130向电动马达44供应动力。
81.在电池供电的推进期间，当操作员未接合踏板(松开踏板)且尚未施加动态制动时，逆变器不供应电力，因为不存在通过踏板的操作员命令。在此期间，电动马达44由于车辆动能惯性所致而作为发电机44工作，并且所生成的电流通过与控制器110相关联的逆变器/转换器装置从发电机44流到电池130以实现再生制动。
82.在上文引用的再生过程的一个方面中，控制器110基于在一段时间内恒定的操作员踏板角度/输入来识别恒速要求。一旦控制器110识别出恒速模式，如果推进速度已与控制器中的参考速度匹配，则控制器110就停止对电动马达44的动力供应，即使操作员以恒定的角度/输入踩下踏板。在动力供应切断的时段期间，电动马达44充当发电机44。在此期间，如果推进速度降到参考速度以下，则再次恢复对电动马达44的动力供应。在恒速模式接通(on)期间，如果踏板移动/角度存在任何变化，则此踏板移动输入超控(override)恒速模式的状态，并且按照通过踏板的操作员输入来调节推进速度。