CN102312875A - 一种用于液压系统的液压油流量分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压系统的液压油流量分配方法及装置，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，该方法包括：计算所述油泵所能提供的液压油流量；计算所述多个油路所需的液压油流量；以及在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。本发明可按比例来分配每一油路的液压油流量，使得分配给每一油路的液压油流量均相应减小。从而，每一油路所对应的动作元件虽动作缓慢，但可保证协调动作，实现了复合运动。

Description

一种用于液压系统的液压油流量分配方法及装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于液压系统的液压油流量分配方法及装置。

背景技术

目前，液压系统一般包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵。例如，泵车包括臂架泵以及与该臂架泵相连的液压马达及多个臂架油缸，该臂架泵可给液压马达提供液压油，藉此驱动泵车的转台旋转，并可给所述多个臂架油缸提供液压油，藉此驱动该臂架油缸所连接的臂架动作。臂架动作速度越快，与该臂架相连的臂架油缸所需的液压油流量越大；臂架动作速度越慢，与该臂架相连的臂架油缸所需的液压油流量越小。

然而，在操作臂架时，如果臂架泵所提供的液压油流量不能满足所有臂架的动作要求，即所提供的液压油流量小于所有臂架动作所需的液压油流量，则会导致某些臂架动作，某些臂架没有任何动作或动作非常缓慢，这导致臂架动作不协调，难以达到操作者所期望的姿态。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于液压系统的液压油流量分配方法及装置，该方法及装置可实现多有油路所对应的动作元件(例如，臂架、转台等)协调动作。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于液压系统的液压油流量分配方法，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，该方法包括：计算所述油泵所能提供的液压油流量；计算所述多个油路所需的液压油流量；以及在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

相应地，本发明还提供一种用于液压系统的液压油流量分配装置，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，该装置包括：第一液压油流量计算设备，用于计算所述油泵所能提供的液压油流量；第二液压油流量计算设备，用于计算所述多个油路所需的液压油流量；以及液压油流量提供设备，用于在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

通过上述技术方案，可在油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，按比例来分配每一油路的液压油流量，使得分配给每一油路的液压油流量均相应减小。从而，每一油路所对应的动作元件(例如，臂架、转台等)虽动作缓慢，但可保证协调动作，实现了复合运动。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的液压油流量分配方法的流程图；

图2为操纵信号的AD值与输入至比例阀的电流之间的关系图；

图3为在油泵排量一定的情况下，施加至比例阀的电流与该比例阀的流量之间的关系图；以及

图4为本发明提供的液压油流量分配装置的框图。

附图标记说明

10第一液压油流量计算设备  20第二液压油流量计算设备

30液压油流量提供设备

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明提供的液压油流量分配方法的流程图。如图1所示，本发明提供了一种用于液压系统的液压油流量分配方法，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，该方法包括：计算所述油泵所能提供的液压油流量；计算所述多个油路所需的液压油流量；以及在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

其中，所述多个油路可包括：所述油泵到液压马达的油路和所述油泵到至少一个臂架油缸的油路；或者所述油泵到至少两个臂架油缸的油路。当然本发明并不限于，所述多个油路亦可为其他工程机械车辆(诸如，起重机、挖掘机等)内的液压系统中的油路。

其中，所述油泵所能提供的液压油流量通过以下公式计算得到：

q＝V_g×n×η_v，

其中，q为所述油泵所能提供的液压油流量，V_g为所述油泵每转的几何排量，n为油泵的转速，η_v为油泵的容积效率。

一般而言，所述液压系统包括与所述多个油路相对应的多个手柄，该手柄用于控制油路内的液压油油量，藉此控制该油路所对应的动作元件的运动速度。对于机械工程装置(例如，泵车、起重机、挖掘机等)而言，该多个手柄可位于驾驶室内，亦可位于该泵车的遥控器上。所述计算所述多个油路所需的液压油流量可以包括以下步骤：针对与所述多个油路相对应的多个手柄中的每一手柄，获取该手柄的操纵信号；根据该操纵信号，计算该操纵信号所对应的液压油流量；以及计算所述多个手柄的操纵信号所对应的液压油流量之和，以作为所述多个油路所需的液压油流量。

具体而言，所述多个油路中分别具有比例阀，所述多个手柄分别用于控制施加至该比例阀的电流，以控制该比例阀所处于的油路的液压油油量，藉此控制该油路所对应的动作元件的运动速度。图2为操纵信号的AD值与输入至比例阀的电流之间的关系图，图3为在油泵排量一定的情况下，施加至比例阀的电流与该比例阀的流量之间的关系图。以下结合图2和图3具体描述所述多个油路所需的液压油流量的计算过程。

如图2所示，所述操纵信号的AD值(即，模数转换值)与施加至比例阀的电流之间的对应关系如下：

(1)当操纵信号的AD值为0-AD_min时，施加至比例阀的电流为0。该0-AD_min为手柄的死区，用于防止手柄抖动而使动作元件动作。

(2)当操纵信号的AD值为AD_min-AD_max时，操纵信号的AD值与施加至比例阀的电流I呈以下线性关系：

$I=\frac{I_{\max }-I_{\min }}{{\mathrm{AD}}_{\max }-{\mathrm{AD}}_{\min }}\×(\mathrm{AD}-{\mathrm{AD}}_{\min })+I_{\min }$

其中，AD_min为操纵信号的最小AD值(例如，可为12)，AD_max为操纵信号的最大AD值(例如，可为127)，I_min为操纵信号的AD值为AD_min时，施加至比例阀的电流；I_max为操纵信号的AD值为AD_max时，施加至比例阀的电流。可根据该线性关系及操纵信号的AD值(即，式中的AD)，计算出施加至比例阀的电流I。

如图3所述，在油泵的排量的一定情况下，施加至比例阀的电流I与该比例阀的流量F(即，该比例阀所处于的油路的液压油流量)之间的对应关系如下：

(1)施加至比例阀的电流I＜最小电流I_min时，该比例阀的流量F为0；

(2)施加至比例阀的电流I≥最小电流I_min时，该比例阀的流量F满足以下线性关系：

$F=\frac{F_{\max }-F_{\min }}{I_{\max }-I_{\min }}\×(I-I_{\min })+F_{\min }$

其中，F_min为施加至所述比例阀的电流为最小电流I_min时，该比例阀的流量；F_max为施加至所述比例阀的电流为最大电流I_max时，该比例阀的流量。可根据该线性关系及以上根据操纵信号计算出的施加至比例阀的电流I，计算出比例阀的流量F，即该比例阀所处于的油路所需的液压油流量。

可根据以上计算过程，分别针对多个油路，计算出该油路的所需液压油流量，之后计算该多个油路的所需液压油流量之和，以作为所述多个油路所需的液压油流量。例如，对于泵车而言，可计算以下各项之和作为所述多个油路所需的液压油流量：转台左回转所需的液压油流量、转台右回转所需的液压油流量、各节臂架向上动作所需的液压油流量以及各节臂架向下动作所需的液压油流量。另外，所述图2和图3所示的关系仅为示例，本发明并不限于此。

在所述油泵所能提供的液压油流量大于或等于所述多个油路所需的液压油流量时，可对各油路所需的液压油流量实现按需分配。在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

其中，所述提供所述油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路包括：施加与所述比例之积的液压油流量相对应的电流至位于该油路内的比例阀，藉此控制该比例阀的流量，即，该比例阀所处于的油路的液压油流量。具体执行过程如下：

(1)油路所分配的液压油流量F_allocated小于位于该油路内的比例阀的最小流量F_min时，施加至该比例阀的电流为0。

(2)油路所分配的液压油流量F_allocated大于或等于位于该油路内的比例阀的最小流量F_max时，施加至该比例阀的电流I_out满足以下关系式：

$I_{\mathrm{out}}=\frac{I_{\max }-I_{\min }}{F_{\max }-F_{\min }}\×(F_{\mathrm{allocated}}-F_{\min })+I_{\min }=\frac{I_{\max }-I_{\min }}{F_{\max }-F_{\min }}\×(K\×F_{\mathrm{need}}-F_{\min })+I_{\min }$

其中，K为所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例。F_need为所述油路所需的流量，该流量通过根据操纵信号计算得到。F_allocated为分配给所述油路的液压油流量，即为所述油路所需的液压油流量与所述比例之积。

通过将所计算出的电流施加至位于多个油路内的比例阀，可使多个油路中每一油路的液压油油量实现按比例分配，使得多个油路所对应的动作元件动作协调。

相应地，本发明还一种用于液压系统的液压油流量分配装置，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，该装置包括：第一液压油流量计算设备10，用于计算所述油泵所能提供的液压油流量；第二液压油流量计算设备20，用于计算所述多个油路所需的液压油流量；以及液压油流量提供设备30，用于在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

其中，第一液压油流量计算设备10通过以下公式计算所述油泵所能提供的液压油流量：q＝V_g×n×η_v，其中，q为所述油泵所能提供的液压油流量，V_g为所述油泵每转的几何排量，n为油泵的转速，η_v为油泵的容积效率。

其中，第二液压油流量计算设备20包括：操纵信号获取设备，用于针对与所述多个油路相对应的多个手柄中的每一手柄，获取该手柄的操纵信号；液压油流量计算设备，用于根据所述操纵信号，计算该操纵信号所对应的液压油流量；以及所需液压油流量计算设备，用于计算所述多个手柄的操纵信号所对应的液压油流量之和，以作为所述多个油路所需的液压油流量。

其中，所述多个油路包括：所述油泵到液压马达的油路和所述油泵到至少一个臂架油缸的油路；或者所述油泵到至少两个臂架油缸的油路。

其中，所述多个油路中分别具有比例阀，液压油流量提供设备包括：电流施加设备，用于施加与所述比例之积的液压油流量相对应的电流至位于该油路内的比例阀。

有关该液压油流量分配装置的具体细节请参照之前针对液压油流量分配方法的描述，于此不在赘述。

通过上述技术方案，可在油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，将油泵所能提供的液压油流量按比例分配给每一油路，使得分配给每一油路的液压油流量均相应减小。从而，每一油路所对应的动作元件(例如，臂架、转台等)虽动作缓慢，但可保证协调动作，实现了复合运动。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于液压系统的液压油流量分配方法，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，其特征在于，该方法包括：

计算所述油泵所能提供的液压油流量；

计算所述多个油路所需的液压油流量；以及

在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油泵所能提供的液压油流量通过以下公式计算得到：q＝V_g×n×η_v，

其中，q为所述油泵所能提供的液压油流量，V_g为所述油泵每转的几何排量，n为油泵的转速，η_v为油泵的容积效率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述多个油路所需的液压油流量包括以下步骤：

针对与所述多个油路相对应的多个手柄中的每一手柄，获取该手柄的操纵信号；

根据该操纵信号，计算该操纵信号所对应的液压油流量；以及

计算所述多个手柄的操纵信号所对应的液压油流量之和，以作为所述多个油路所需的液压油流量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个油路包括：

所述油泵到液压马达的油路和所述油泵到至少一个臂架油缸的油路；或者

所述油泵到至少两个臂架油缸的油路。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个油路中分别具有比例阀，所述提供所述油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路包括：施加与所述比例之积的液压油流量相对应的电流至位于该油路内的比例阀。

6.一种用于液压系统的液压油流量分配装置，该液压系统包括多个油路以及给该多个油路提供液压油的油泵，其特征在于，该装置包括：

第一液压油流量计算设备(10)，用于计算所述油泵所能提供的液压油流量；

第二液压油流量计算设备(20)，用于计算所述多个油路所需的液压油流量；以及

液压油流量提供设备(30)，用于在所述油泵所能提供的液压油流量少于所述多个油路所需的液压油流量时，计算所述所能提供的液压油流量与所述所需的液压油流量之间的比例，并针对所述多个油路中的每一者，提供该油路所需的液压油流量与所述比例之积的液压油流量至该油路。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第一液压油流量计算设备(10)通过以下公式计算所述油泵所能提供的液压油流量：q＝V_g×n×η_v，

其中，q为所述油泵所能提供的液压油流量，V_g为所述油泵每转的几何排量，n为油泵的转速，η_v为油泵的容积效率。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二液压油流量计算设备(20)包括：

操纵信号获取设备，用于针对与所述多个油路相对应的多个手柄中的每一手柄，获取该手柄的操纵信号；

液压油流量计算设备，用于根据所述操纵信号，计算该操纵信号所对应的液压油流量；以及

所需液压油流量计算设备，用于计算所述多个手柄的操纵信号所对应的液压油流量之和，以作为所述多个油路所需的液压油流量。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个油路包括：

所述油泵到液压马达的油路和所述油泵到至少一个臂架油缸的油路；或者

所述油泵到至少两个臂架油缸的油路。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个油路中分别具有比例阀，液压油流量提供设备包括：电流施加设备，用于施加与所述比例之积的液压油流量相对应的电流至位于该油路内的比例阀。

Images