CN115076175B - 用于液压油流量分配的方法、处理器及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种用于液压油流量分配的方法、处理器及工程机械，属于工程机械领域。用于液压油流量分配的方法，应用于工程机械，工程机械包括臂架、液压系统、原动机以及多个指令元件，液压系统包括主泵、与主泵连接的多联阀芯以及与多联阀芯分别连接的多个执行器，多个执行器包括第一执行器，方法包括：获取原动机的当前转速；根据当前转速确定主泵的最大额定流量；接收多个指令元件发出的指令；根据指令得到多个执行器对应的需求流量；判断指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果；根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。采用本发明可以提高分配效率。

Description

用于液压油流量分配的方法、处理器及工程机械
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油流量分配的方法、处理器及工程机械。
背景技术
传统的液压油流量分配方法主要有阀前补偿与阀后补偿两种方式，阀前补偿是将压力补偿阀布置在油泵与节流阀之间，阀后补偿是指压力补偿阀布置在节流阀与执行机构之间，以上两种方式实质是通过压力补偿阀使各节流阀进出油口两端负载压差保持一个定值。然而，压力补偿阀阀芯通流面积的设计形式对流量分配特性的影响较大，当泵供油不足时，阀前补偿时系统的流量分配受负载差异的影响，不能按照节流阀过流面积的比例分配流量，阀后补偿时油液流过管道以及阀的腔体均会产生压力损失，使各通道的流量分配比并不完全等效于节流阀的过流面积比。因此，现有的液压油流量分配方法存在分配效率不高的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于液压油流量分配的方法、处理器及工程机械，以解决现有技术存在的分配效率不高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种用于液压油流量分配的方法，应用于工程机械，工程机械包括臂架、液压系统、原动机以及多个指令元件，液压系统包括主泵、与主泵连接的多联阀芯以及与多联阀芯分别连接的多个执行器，多个执行器包括第一执行器，第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，阀芯的工作位分别与回油口连接，多个指令元件分别用于发出指示多个执行器动作的指令，方法包括：
获取原动机的当前转速；
根据当前转速确定主泵的最大额定流量；
接收多个指令元件发出的指令；
根据指令得到多个执行器对应的需求流量；
判断指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果；
根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定指令中包括指示第一执行器向下运动的指令；判断第一执行器是否处于负负载工况，以得到工况判断结果；根据工况判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据工况判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一执行器处于负负载工况；确定多个执行器中除第一执行器之外的执行器对应的需求流量之和，以得到第一总需求流量；判断第一总需求流量是否大于最大额定流量，以得到第一流量饱和判断结果；根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一总需求流量大于最大额定流量；判断多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间不存在优先级；确定最大额定流量与第一总需求流量的第一比值；确定第一执行器的液压油分配流量为第一执行器对应的需求流量；确定多个执行器中除第一执行器之外的执行器的液压油分配流量为各执行器对应的需求流量与第一比值的乘积值。
在本发明实施例中，用于液压油流量分配的方法还包括：确定指令中不包括指示第一执行器向下运动的指令或者确定第一执行器不处于负负载工况；确定多个执行器对应的需求流量之和，以得到第二总需求流量；判断第二总需求流量是否大于最大额定流量，以得到第二流量饱和判断结果；根据第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第二总需求流量大于最大额定流量；判断多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间不存在优先级；确定最大额定流量与第二总需求流量的第二比值；确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量与第二比值的乘积值。
在本发明实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间存在优先级；按照优先级的顺序，根据需求流量和最大额定流量依次确定多个执行器的液压油分配流量。
在本发明实施例中，根据第一流量饱和判断结果和需求流量或第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一总需求流量或第二总需求流量小于或等于最大额定流量；确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量。
在本发明实施例中，判断第一执行器是否处于负负载工况包括：获取第一执行器的两腔的压力，其中两腔包括有杆腔和无杆腔；根据压力和预设的第一执行器的两腔的面积比判断第一执行器是否处于负负载工况，其中，第一执行器的两腔的面积比为无杆腔的面积与有杆腔的面积的比值。
在本发明实施例中，根据压力和预设的第一执行器的两腔的面积比判断第一执行器是否处于负负载工况，包括：确定有杆腔的压力与无杆腔的压力和面积比的乘积值的差值；在差值小于零的情况下，确定第一执行器处于负负载工况。
在本发明实施例中，工程机械包括挖掘机，第一执行器包括动臂执行器。
本发明实施例第二方面提供一种处理器，被配置成执行根据上述的用于液压油流量分配的方法。
本发明实施例第三方面提供一种工程机械，包括：臂架；液压系统，包括主泵、与主泵连接的多联阀芯以及与多联阀芯分别连接的多个执行器，多个执行器包括第一执行器，第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，阀芯的工作位分别与回油口连接；原动机，用于带动主泵转动；多个指令元件，用于发出指示多个执行器动作的指令；转速检测装置，用于检测原动机的转速；以及根据上述的处理器。
在本发明实施例中，工程机械还包括：压力检测装置，用于检测第一执行器的两腔的压力。
在本发明实施例中，工程机械包括挖掘机，第一执行器包括动臂执行器。
上述技术方案，通过获取原动机的当前转速，根据当前转速确定主泵的最大额定流量，并接收多个指令元件发出的指令，进而根据指令得到多个执行器对应的需求流量，从而判断指令中是否包括指示指示第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果，进而根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。上述技术方案不同于传统的流量分配方式，通过指令元件发出的指令判断第一执行器对应的臂架单元是否发生流量再生现象，进而调整流量分配策略，流量分配策略可以根据差动回路中阀芯工作位置的切换，调整其他执行器的流量指令，用于满足其他执行器的流量需求，不需要依靠压力补偿阀进行补偿，可以通过修改算法及关键参数，改变流量分配策略，通用性更强，也减少了系统能量消耗，简化了主阀结构设计的难度，提高了液压油流量的分配效率。
本发明实施例的其它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实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了本发明一实施例中用于液压油流量分配的方法的流程示意图；
图2示意性示出了本发明一实施例中液压系统的示意图；
图3A示意性示出了本发明一具体实施例中用于液压油流量分配的方法的部分流程示意图；
图3B示意性示出了本发明一具体实施例中用于液压油流量分配的方法的部分流程示意图；
图4示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图；
图5示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图；
图6示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图。
附图标记说明
1 油缸1 2 油缸2
3 油缸3 4 马达
5 多路阀主阀芯 6 压力传感器
7 控制器 8 主泵
9 原动机 10 油箱
401 油箱 402 变量泵
403、409、411 压力传感器 404、406 主电磁比例阀
405、407 副电磁比例阀 408、410 梭阀
412、413 油缸 414 溢流阀
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。
传统的流量分配方法主要有阀前补偿与阀后补偿两种方式。阀前补偿是指压力补偿阀布置在油泵与节流阀之间，阀后补偿是指压力补偿阀布置在节流阀与执行机构之间。这两种方式实质是通过压力补偿阀使各节流阀进出油口两端负载压差保持一个定值，阀前补偿不具备抗负载流量饱和功能，当泵供油不足时，阀前补偿系统的流量分配受负载差异的影响，不能按照节流阀过流面积的比例分配流量。阀后补偿具有抗流量饱和功能，理论上各通道的流量既不受本通道负载压力变化的影响，也不受其他通道流量的影响，实际上油液流过管道以及阀的腔体均会产生压力损失，使各通道的流量分配比并不完全等效于节流阀的过流面积比，且压力补偿阀阀芯通流面积的设计形式对流量分配特性的影响较大。
因此，传统的负载敏感控制系统进行流量分配时具有如下缺点：1、采用压力补偿阀实现主阀芯过流面积两端压力差Δp恒定，压力补偿阀本身需要消耗较大的能量；2、阀前补偿负载敏感系统，不具备抗负载流量饱和功能；阀后补偿负载敏感系统虽有抗流量饱和功能，但因负载差异较大时压力补偿器需要消耗较大的能量，不适用于负载差异较大的场合；3、阀前、阀后两种负载敏感控制系统，压力补偿阀阀芯通流面积设计是否合理，对流量分配特性的影响较大；4、阀前、阀后两种负载敏感控制系统，其实质为2个阻尼孔的串联结构，通用性差，能耗大，结构不紧凑；5、针对具体一款机型，开发一种特殊节流面积的主阀芯节流口，不具有通用性。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于液压油流量分配的方法，图1示意性示出了本发明一实施例中用于液压油流量分配的方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于液压油流量分配的方法，应用于工程机械，工程机械包括臂架、液压系统、原动机以及多个指令元件，液压系统包括主泵、与主泵连接的多联阀芯以及与多联阀芯分别连接的多个执行器，多个执行器包括第一执行器，第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，阀芯的工作位分别与回油口连接，多个指令元件分别用于发出指示多个执行器动作的指令，以该控制方法应用于处理器为例进行说明，该方法可以包括以下步骤：
步骤S102，获取原动机的当前转速。
可以理解，指令元件的数量至少为两个，由于执行器与指令元件一一对应，故执行器的数量与指令元件的数量相同，即执行器的数量也是至少为两个。原动机为可以将其他形式的能量转换为机械能的驱动设备，可以包括但不限于发动机、电动机以及蒸汽轮机等。当前转速为当下时刻的原动机的转速。具体地，处理器可以获取转速传感器检测得到的原动机(例如，发动机)的当前转速。
步骤S104，根据当前转速确定主泵的最大额定流量。
可以理解，主泵的最大额定流量为主泵在当前原动机转速下单位时间内泵送液压油的最大流量，也就是说，主泵在单位时间内可以泵送的液压油流量是有限的。
当主泵的转速确定时，即原动机(例如，发动机)的档位确定时，可以计算得到该档位下主泵的最大额定流量，具体地，处理器可以根据当前转速和事先确定的主泵的最大排量确定主泵的最大额定流量，具体可以计算当前转速和主泵的最大排量的乘积值，从而得到主泵的最大额定流量。
步骤S106，接收多个指令元件发出的指令。
可以理解，指令元件为用于输入或发出指令的结构部件，可以包括但不限于手柄、踏板、按键、触屏以及麦克风等。对于包括多个执行器的液压系统来说，各个执行器的执行动作由对应的指令元件触发的指令决定。具体地，处理器可以接收多个指令元件(例如，手柄)发出的指令，进一步地，多个指令元件发出的指令可以由用户操作多个指令元件触发得到。进一步地，不同的执行器对应的指令元件可以相同，也可以不同。执行器可以包括但不限于油缸和马达等。
步骤S108，根据指令得到多个执行器对应的需求流量。
可以理解，指令元件发出的指令中可以包括各指令元件对应的执行器的液压油需求流量。具体地，处理器在接收到多个指令元件发出的指令之后，可以对该指令进行解析，从而得到各个执行器对应的液压油需求流量。
步骤S110，判断指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果。
可以理解，臂架可以包括多个不同的臂架单元，当第一执行器对应的臂架单元需要下降时，第一执行器对应的指令元件可以发出指示第一执行器向下运动的指令。指令判断结果即多个指令元件发出的指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令的判断结果。
具体地，处理器在接收到多个指令元件发出的指令之后，可以判断指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令，从而得到指令判断结果。
步骤S112，根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。
具体地，处理器可以根据指令判断结果(即指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令)、主泵的最大额定流量以及各个执行器对应的需求流量确定各个执行器的液压油分配流量。
上述用于液压油流量分配的方法，通过获取原动机的当前转速，根据当前转速确定主泵的最大额定流量，并接收多个指令元件发出的指令，进而根据指令得到多个执行器对应的需求流量，从而判断指令中是否包括指示第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果，进而根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。上述技术方案不同于传统的流量分配方式，通过指令元件发出的指令判断第一执行器对应的臂架单元是否发生流量再生现象，进而调整流量分配策略，流量分配策略可以根据差动回路中阀芯工作位置的切换，调整其他执行器的流量指令，用于满足其他执行器的流量需求，不需要依靠压力补偿阀进行补偿，可以通过修改算法及关键参数，改变流量分配策略，通用性更强，也减少了系统能量消耗，简化了主阀结构设计的难度，提高了液压油流量的分配效率。
在一个实施例中，根据指令判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定指令中包括指示第一执行器向下运动的指令；判断第一执行器是否处于负负载工况，以得到工况判断结果；根据工况判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。
可以理解，工况判断结果为第一执行器是否处于负负载工况的判断结果。负负载工况表示的是执行器(例如，油缸)的一种受力状态，具体为执行器受到的合力方向与速度方向相同的工况。
具体地，当指令判断结果为多个指令元件发出的指令中包括指示第一执行器向下运动的指令的时候，即处理器确定指令中包括指示第一执行器向下运动的指令时，处理器可以判断第一执行器是否处于负负载工况，以得到工况判断结果，进而根据工况判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量。
在一个实施例中，判断第一执行器是否处于负负载工况包括：获取第一执行器的两腔的压力，其中两腔包括有杆腔和无杆腔；根据压力和预设的第一执行器的两腔的面积比判断第一执行器是否处于负负载工况，其中，第一执行器的两腔的面积比为无杆腔的面积与有杆腔的面积的比值。
可以理解，第一执行器包括油缸，油缸包括两个腔，分别是有杆腔和无杆腔。具体地，处理器可以通过压力检测装置分别获取第一执行器的两腔的压力，即有杆腔的压力和无杆腔的压力，并根据压力和预设的第一执行器的两腔的面积比判断第一执行器是否处于负负载工况。
进一步地，在一个实施例中，根据压力和预设的第一执行器的两腔的面积比判断第一执行器是否处于负负载工况，包括：确定有杆腔的压力与无杆腔的压力和面积比的乘积值的差值；在差值小于零的情况下，确定第一执行器处于负负载工况。
具体地，处理器可以先确定无杆腔的压力和预设的面积比(即无杆腔的面积与有杆腔的面积的比值)的乘积值，进而确定有杆腔的压力与该乘积值的差值，若该差值小于零，则可以确定第一执行器处于负负载工况。
在一个实施例中，根据工况判断结果、最大额定流量以及需求流量，确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一执行器处于负负载工况；确定多个执行器中除第一执行器之外的执行器对应的需求流量之和，以得到第一总需求流量；判断第一总需求流量是否大于最大额定流量，以得到第一流量饱和判断结果；根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
可以理解，第一总需求流量为多个执行器中除第一执行器之外的其余执行器对应的需求流量的和。第一流量饱和判断结果为第一总需求流量是否大于最大额定流量的判断结果，也就是说，若第一总需求流量大于最大额定流量，则可以认为是流量饱和，反之则可以认为是流量不饱和。
具体地，处理器在确定第一执行器处于负负载工况的时候，可以进一步确定多个执行器中除第一执行器之外的其余执行器对应的需求流量的和，从而得到第一总需求流量，并将第一总需求流量和最大额定流量进行比较，判断第一总需求流量是否大于最大额定流量，以得到第一流量饱和判断结果，从而根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在一个实施例中，根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一总需求流量大于最大额定流量；判断多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
可以理解，优先级判断结果为多个执行器之间是否存在优先级先后顺序的判断结果。
具体地，当第一流量饱和判断结果表明第一总需求流量大于最大额定流量的时候，处理器可以判断多个执行器之间是否存在优先级，从而得到优先级判断结果，进而根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
若第一总需求流量大于最大额定流量，在一个实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间存在优先级；按照优先级的顺序，根据需求流量和最大额定流量依次确定多个执行器的液压油分配流量。
具体地，若第一总需求流量大于最大额定流量，当多个执行器之间存在优先级顺序的时候，即优先级判断结果为多个执行器之间存在优先级先后顺序时，处理器可以根据优先级的先后顺序，根据需求流量和最大额定流量依次确定多个执行器的液压油分配流量，例如，若优先级顺序为第一执行器高于第二执行器，第二执行器高于第三执行器，则第一执行器的液压油分配流量为第一执行器对应的需求流量，第二执行器的液压油分配流量为最大额定流量减去第一执行器的需求流量，也就是说，在存在优先级的情况下，优先保证位于第一优先级的第一执行器的供油，其次保证位于第二优先级的第二执行器的供油。
若第一总需求流量大于最大额定流量，在一个实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间不存在优先级；确定最大额定流量与第一总需求流量的第一比值；确定第一执行器的液压油分配流量为第一执行器对应的需求流量；确定多个执行器中除第一执行器之外的执行器的液压油分配流量为各执行器对应的需求流量与第一比值的乘积值。
可以理解，第一比值为最大额定流量与第一总需求流量的比值，由于第一总需求流量大于最大额定流量，故可以确定第一比值为小于1的数值。
具体地，若第一总需求流量大于最大额定流量，当多个执行器之间不存在优先级顺序的时候，即优先级判断结果为多个执行器之间不存在优先级先后顺序时，处理器可以先确定最大额定流量与第一总需求流量的第一比值，并确定第一执行器的液压油分配流量为第一执行器对应的需求流量，而多个执行器中除第一执行器之外的执行器的液压油分配流量为各执行器对应的需求流量与第一比值的乘积值。
在一个实施例中，用于液压油流量分配的方法还包括：确定指令中不包括指示第一执行器向下运动的指令或者确定第一执行器不处于负负载工况；确定多个执行器对应的需求流量之和，以得到第二总需求流量；判断第二总需求流量是否大于最大额定流量，以得到第二流量饱和判断结果；根据第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
可以理解，第二总需求流量为多个执行器对应的需求流量的和。第二流量饱和判断结果为第二总需求流量是否大于最大额定流量的判断结果，也就是说，若第一总需求流量大于最大额定流量，则可以认为是流量饱和，反之则可以认为是流量不饱和。
具体地，若多个指令元件发出的指令中不包括指示第一执行器向下运动的指令或者确定第一执行器不处于负负载工况，处理器可以确定多个执行器对应的需求流量的和，从而得到第二总需求流量，并判断第二总需求流量是否大于最大额定流量，从而得到第二流量饱和判断结果，进而根据第二流量饱和判断结果和执行器的需求流量确定多个执行器的液压油分配流量。
在一个实施例中，根据第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第二总需求流量大于最大额定流量；判断多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
具体地，当第二流量饱和判断结果表明第二总需求流量大于最大额定流量的时候，处理器可以判断多个执行器之间是否存在优先级，从而得到优先级判断结果，进而根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量。
若第二总需求流量大于最大额定流量，在一个实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间存在优先级；按照优先级的顺序，根据需求流量和最大额定流量依次确定多个执行器的液压油分配流量。
具体地，若第二总需求流量大于最大额定流量，当多个执行器之间存在优先级顺序的时候，即优先级判断结果为多个执行器之间存在优先级先后顺序时，处理器可以根据优先级的先后顺序，根据需求流量和最大额定流量依次确定多个执行器的液压油分配流量，例如，若优先级顺序为A执行器高于B执行器，B执行器高于C执行器，则A执行器的液压油分配流量为A执行器对应的需求流量，B执行器的液压油分配流量为最大额定流量减去A执行器的需求流量，也就是说，在存在优先级的情况下，优先保证位于第一优先级的A执行器的供油，其次保证位于第二优先级的B执行器的供油。
若第二总需求流量大于最大额定流量，在一个实施例中，根据优先级判断结果、需求流量以及最大额定流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定多个执行器之间不存在优先级；确定最大额定流量与第二总需求流量的第二比值；确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量与第二比值的乘积值。
可以理解，第二比值为最大额定流量与第二总需求流量的比值，由于第二总需求流量大于最大额定流量，故可以确定第二比值为小于1的数值。
具体地，若第二总需求流量大于最大额定流量，当多个执行器之间不存在优先级顺序的时候，即优先级判断结果为多个执行器之间不存在优先级先后顺序时，处理器可以确定最大额定流量与第二总需求流量的第二比值，并确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量与第二比值的乘积值，即各个执行器的液压油分配流量为各个执行器的需求流量与第二比值的乘积值。
在一个实施例中，根据第一流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第一总需求流量小于或等于最大额定流量；确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量。
具体地，在处理器确定第一总需求流量小于或等于最大额定流量的时候，处理器可以确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量，即根据各个执行器的需求流量分配各个执行器的液压油流量。
在一个实施例中，根据第二流量饱和判断结果和需求流量确定多个执行器的液压油分配流量，包括：确定第二总需求流量小于或等于最大额定流量；确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量。
具体地，在处理器确定第二总需求流量小于或等于最大额定流量的时候，处理器可以确定多个执行器的液压油分配流量为多个执行器对应的需求流量，即根据各个执行器的需求流量分配各个执行器的液压油流量。
当指令元件为手柄或踏板或按键时，指令元件的倾角与各执行器的需求流量之间存在线性对应关系，指令元件的指令信号根据指令元件的输出电压与指令元件的倾角设置为一次线性关系式，可以根据微动特性与流量特性要求设置为分段函数。在一个实施例中，根据指令得到多个执行器对应的需求流量可以包括根据公式(1)确定：
其中，a1、a2、a3为比例系数，U(θ)为指令元件的输出特性函数，b1、b2、b3为指令元件的信号死区调节值。具体地，处理器可以根据指令元件的指令对应的指令元件的倾角信息，基于上述公式(1)确定各个执行器对应的需求流量。
在一个实施例中，工程机械包括挖掘机，第一执行器包括动臂执行器。
可以理解，当工程机械为挖掘机时，第一执行器可以包括动臂执行器，第一执行器对应的臂架单元可以包括动臂。
图2示意性示出了本发明一实施例中液压系统的示意图。如图2所示，本发明实施例中的液压系统包括变量泵(即主泵，图2中未示出)、阀口独立控制多路阀5(即多联阀芯)，包括5.1～5.8、执行器油缸1、2及3、液压马达4、压力传感器6、控制器7(即处理器)、液压管路以及电气线路等。本发明实施例提供的技术方案可以解决在阀口独立控制的工程机械(例如，挖掘机)上车液压系统中，第一执行器(例如油缸1)下放过程(即向下运动过程)中，由于采用差动回路，与第一执行器连接的两个阀芯均与回油口(即T口)连接，多执行器复合动作过程中存在的流量分配问题。
以工程机械为挖掘机、第一执行器包括动臂执行器为例，图3A示意性示出了本发明一具体实施例中用于液压油流量分配的方法的部分流程示意图，图3B示意性示出了本发明一具体实施例中用于液压油流量分配的方法的部分流程示意图，其中，图3A中的a、b、c分别对应于图3B中的a’、b’、c’，即a、b、c分别连接a’、b’、c’，也就是说图3A和图3B可以合并成一个完整的流程图。如图3A和3B所示，在本发明实施例中，提供了一种用于液压油流量分配的方法，即多执行器的流量分配方案，用于解决多执行器复合动作过程中因负载多变引起的流量分配不均等问题，结合阀口独立控制的动臂下放差动节能回路，提出一种多执行器流量分配控制方法，具体如下：
步骤1：在变量泵转速(原动机例如发动机档位一定时)，可计算得到该档位下主泵最大额定流量Qpumpmax，控制器可以通过采集发动机转速信号主泵排量变化曲线，根据公式(2)计算得到主泵的最大额定流量：
Qpumpmax＝nengine*Vpump 公式(2)
其中，Qpumpmax为主泵的最大额定流量，nengine为原动机转速，Vpump为主泵的排量。
步骤2：基于预先存储的指令元件(例如，手柄)与各执行器流量指令之间的线性对应关系，控制器可通过采集手柄输出信号，判断出各工作联流量指令需求。各联流量指令需求可记作Q1，Q2，Q3，…，Qi。
步骤3：通过控制器输入端信号，检测指令元件发出的指令中是否包括指示动臂执行器向下运动的指令(即动臂下放指令)，当检测到动臂下放指令后，需跳转至步骤4，若为动臂上升指令则直接跳转至步骤5。
步骤4：由步骤3跳转至此，此步骤目的在于是否存在流量再生功能开启的情况，判断依据为判别此时动臂执行器(即动臂油缸1)的受力状态是否为负负载工况，通过图2所示的液压回路中的压力传感器6.1、6.2的压力信号P1A与P1B，和已知动臂执行器(即动臂油缸1)的两腔面积比(例如，无杆腔的面积与有杆腔的面积的比值)A1a/A1b后，进行如公式(3)所示的计算，若公式(3)左侧的计算结果小于0，则为负负载工况，否则不是负负载工况。判断动臂执行器(即动臂油缸1)此时若为负负载工况则跳转至步骤8，若非负负载工况则跳转至步骤9：
P1A-P1B*A1a/A1b＜0 公式(3)
其中，P1A为有杆腔的压力，P1B为无杆腔的压力，A1a/A1b为预设的两腔面积比，值得注意的是，若执行器为马达，则两腔面积比为1。
步骤5：由步骤3跳转至此，将所有工作联对应的指令元件(例如，手柄)的指令进行求和，计算泵理论所需供应总流量需求Qvalvedemand，如公式(4)所示；并判断此工况下是否存在流量饱和，将步骤1中的计算结果Qpumpmax与Qvalvedemand进行比较，若Qpumpmax＜Qvalvedemand则属于流量饱和状态，跳转至步骤6，若Qpumpmax≥Qvalvedemand，则为流量不饱和状态跳转至步骤7：
Qvalvedemand＝∑Qi＝Q1+Q2+Q3+Q4 公式(4)
其中，Qvalvedemand为第二总需求流量，Q1、Q2、Q3、Q4为各执行器的需求流量。
步骤6：由步骤5跳转至此，若为流量饱和状态，则进行分配方式选择判断，用户是否规定执行器动作的优先顺序，若规定优先顺序，则分配规则为级联模式，即模式1。若未规定优先顺序，则采用比例分配规则，即模式2-1，执行至此步骤后程序结束。模式1与模式2具体功能及分配算法，见后文。
步骤7：由步骤5或步骤8跳转至此，若流量处于不饱和状态，则各执行器执行原指令元件(例如，手柄)的指令信号，见公式(5)，执行至此步骤后程序结束。
Q1′＝Q1
Q2′＝Q2
Q3′＝Q3
Q4′＝Q4 公式(5)
其中，Q1′～Q4′为各执行器的液压油分配流量，Q1～Q4为各执行器的需求流量。
步骤8：由步骤4跳转至此，此时判断为动臂执行器(即动臂油缸1)下降且为负负载工况，需对流量分配指令进行重新求和，计算泵理论所需供应总流量需求Qvalvedemand，如公式(6)所示；并判断此工况下是否存在流量饱和，将步骤1中的计算结果Qpumpmax与Qvalvedemand进行比较，若Qpumpmax＜Qvalvedemand则属于流量饱和状态，跳转至步骤10；若Qpumpmax≥Qvalvedemand，则为流量不饱和状态，跳转至步骤7。
Qvalvedemand＝∑Qi＝Q2+Q3+Q4 公式(6)
其中，Qvalvedemand为第一总需求流量，Q2、Q3、Q4为多个执行器中除动臂执行器之外的执行器的需求流量。
步骤9：由步骤4跳转至此，将所有工作联对应的指令元件(例如，手柄)的指令求和，计算泵理论所需供应总流量需求Qvalvedemand，如公式(4)所示，并判断此工况下是否存在流量饱和，将步骤1中的计算结果Qpumpmax与Qvalvedemand进行比较，若Qpumpmax＜Qvalvedemand则属于流量饱和状态，若Qpumpmax<Qvalvedemand则属于流量饱和状态，跳转至步骤6，若Qpumpmax≥Qvalvedemand，则为流量不饱和状态，跳转至步骤7。
步骤10：由步骤8跳转至此，此工况为流量饱和状态，则进行分配方式的选择，用户是否规定执行器动作的优先顺序，若规定优先顺序，则分配规则为级联模式，即模式1。若未规定优先顺序，则采用比例分配规则，即模式2-2。此步骤区别于步骤6，此时Qvalvedemand参见公式(6)，执行至此步骤后结束程序。
模式1：级联分配模式主要应用于有优先动作分配需求的液压系统中，设定在出现流量饱和工况下，用户可根据具体执行器工况需求，保证优先某一执行器元件供油，如图1所示，以执行器油缸(即动臂油缸1)与执行器马达4复合动作为例，假定油缸的优先级高于回转马达4优先级，当指令中检测到油缸1和马达4的操作指令后，控制器计算指令元件的指令流量之和进行逻辑判断，在发生流量饱和工况后，因动臂油缸对应的运动指令的优先级高于执行器马达(回转)优先级，在压力传感器检测负载，确定负载工况后，调整发送给工作联的流量指令信号，结合前述单执行主阀压力流量复合控制方案，执行新的阀芯位移，执行器油缸1联阀口开度增大，执行器马达4联开度维持开度不变，优先保证执行器1联供油。如控制框图4所示。级联流量分配算法如下公式(7)：
模式2：比例分配模式主要应用多执行动作中不需要考虑优先动作的工况，若出现流量饱和，各执行器均等比例减少流量，使执行器运动速度减慢，当各指令元件流量之和大于变量泵额定流量后，指令元件指令根据此时计算数据值和，分别求出各指令元件指令的所占比例，与该档位下变量泵额定流量相乘，计算出该工况下的新指令元件指令，对指令元件指令进行修正，重新计算阀芯位移指令发送给主阀，如公式(8)、公式(9)所示。为区分是否存在动臂下放动作，将分配方式设计为不存在下放工况采用模式2-1以及存在下放工况采用模式2-2，区别在于是否将动臂联流量指令考虑在求和公式内。
可以理解地，若动臂执行器处于负负载工况，则比例分配模式采用公式(9)计算各执行器对应的液压油分配流量，若动臂执行器不处于负负载工况或者指令中不包括指示动臂执行器向下运动的指令，则比例分配模式采用公式(8)计算各执行器对应的液压油分配流量。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案有以下优点：
1、该分配方案区别于传统液压多路阀补偿阀的方式，在结构上取消压力补偿阀，采用内置压力传感器的方式，主阀结构设计难度上得到简化。
2、通过压力传感器检测进出油口压力，使控制上更加智能化节能化。
3、控制器通过阀实时监测的数据进行数学运算，利用电控系统改善系统流量的分配特性，其流量分配特性与自动化程度均高于传统负载敏感系统。可通过修改算法及关键参数，改变流量分配策略，通用性更强。
4、阀口独立控制可实现进出油口压力流量的复合控制，较传统负载敏感系统相比，可以通过降低背压，减少系统能量消耗。
5、合理分配各执行器的所需流量，在执行器承受惯性负载时可以合理利用泵的输出流量，同时也可以降低系统对负载突变带来的干扰，为独立阀口控制系统多执行器复合动作的分流控制和负载适应控制提供了新的解决办法。
本发明实施例提供了一种处理器，处理器被配置成执行根据上述实施方式中的用于液压油流量分配的方法。
本发明实施例提供了一种工程机械，包括：臂架；液压系统，包括主泵、与主泵连接的多联阀芯以及与多联阀芯分别连接的多个执行器，多个执行器包括第一执行器，第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，阀芯的工作位分别与回油口连接；原动机，用于带动主泵转动；多个指令元件，用于发出指示多个执行器动作的指令；转速检测装置，用于检测原动机的转速；以及根据上述实施方式中的处理器。
在一个实施例中，工程机械还包括：压力检测装置，用于检测第一执行器的两腔的压力。
可以理解地，压力检测装置可以包括但不限于压力传感器和/或梭阀。
在一个实施例中，工程机械包括挖掘机，第一执行器包括动臂执行器。
可以理解，当工程机械为挖掘机时，第一执行器可以包括动臂执行器，第一执行器对应的臂架单元可以包括动臂。
进一步地，在一些实施例中，图4示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图，如图4所示，将压力传感器改成梭阀，通过梭阀确定负载最高压力，本发明实施例不限于图4所示的结构，两个电磁比例阀可替代为两个电磁比例阀和梭阀组成的阀块，如图4所示。
在一个实施例中，图5示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图，负载口独立控制阀可以采用多个阀芯的方案，例如五个阀芯，每个执行器的进出油口可以分别采用五个阀芯调节进出油口流量与背压，其流量分配方式与流量控制思路可以与上述实施方式中的用于液压油流量分配的方法一致。
在一些实施例中，图6示意性示出了本发明另一实施例中液压系统的结构示意图，采用各工作片单双阀芯组合方式，对部分工作联的执行器采用阀口独立控制的方案，该替代方案主要涉及主阀结构，其采用的控制思路也与上述实施方式中的用于液压油流量分配的方法一致。
综上，本发明实施例提供的技术方案，对于阀口独立控制的工程机械液压系统，第一执行器向下运动的工况采用差动回路的方式进行节能，本发明实施例针对该节能工况，提出一种新的多执行器流量分配控制策略，该策略不仅针对于单执行提出了一种压力流量复合控制策略，还根据多执行器具体工况特点，在流量饱和工况下提出了一种具体分配算法，用于解决流量饱和带来的各执行器动作不协调的问题。该策略包含一种工况识别策略，可根据通过指令元件的指令判断第一执行器对应的臂架单元是否发生流量再生，可通过压力传感器检测执行器两腔工作压力，用于判断执行器受力状态，当第一执行器向下运动且第一执行器为负负载工况，该策略可根据差动回路中阀芯工作位置的切换，调整其他执行流量指令，用于满足其他执行器流量需求。通过阀口间负载压力比较及内置的流量分配算法，进行流量分配，区别于传统的负载敏感系统压力补偿阀的方式，本发明通过电控策略控制负载口阀口开度，具体控制逻辑如前文提出的等比例模式与级联模式，可与传统液控方案如节流系统、优先阀等传统方案产生相同控制效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种用于液压油流量分配的方法，应用于工程机械，其特征在于，所述工程机械包括臂架、液压系统、原动机以及多个指令元件，所述液压系统包括主泵、与所述主泵连接的多联阀芯以及与所述多联阀芯分别连接的多个执行器，所述多个执行器包括第一执行器，所述第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，所述阀芯的工作位分别与回油口连接，所述多个指令元件分别用于发出指示所述多个执行器动作的指令，所述方法包括：
获取所述原动机的当前转速；
根据所述当前转速确定所述主泵的最大额定流量；
接收所述多个指令元件发出的指令；
根据所述指令得到所述多个执行器对应的需求流量；
判断所述指令中是否包括指示所述第一执行器向下运动的指令，以得到指令判断结果；
根据所述指令判断结果、所述最大额定流量以及所述需求流量，确定所述多个执行器的液压油分配流量；
其中，所述根据所述指令判断结果、所述最大额定流量以及所述需求流量，确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：确定所述指令中包括指示所述第一执行器向下运动的指令；判断所述第一执行器是否处于负负载工况，以得到工况判断结果；根据所述工况判断结果、所述最大额定流量以及所述需求流量，确定所述多个执行器的液压油分配流量；
所述根据所述工况判断结果、所述最大额定流量以及所述需求流量，确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：确定所述第一执行器处于负负载工况；确定所述多个执行器中除所述第一执行器之外的执行器对应的需求流量之和，以得到第一总需求流量；判断所述第一总需求流量是否大于所述最大额定流量，以得到第一流量饱和判断结果；根据所述第一流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述第一总需求流量大于所述最大额定流量；
判断所述多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；
根据所述优先级判断结果、所述需求流量以及所述最大额定流量确定所述多个执行器的液压油分配流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级判断结果、所述需求流量以及所述最大额定流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述多个执行器之间不存在优先级；
确定所述最大额定流量与所述第一总需求流量的第一比值；
确定所述第一执行器的液压油分配流量为所述第一执行器对应的需求流量；
确定所述多个执行器中除所述第一执行器之外的执行器的液压油分配流量为各所述执行器对应的需求流量与所述第一比值的乘积值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述指令中不包括指示所述第一执行器向下运动的指令或者确定所述第一执行器不处于负负载工况；
确定所述多个执行器对应的需求流量之和，以得到第二总需求流量；
判断所述第二总需求流量是否大于所述最大额定流量，以得到第二流量饱和判断结果；
根据所述第二流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述第二总需求流量大于所述最大额定流量；
判断所述多个执行器之间是否存在优先级，以得到优先级判断结果；
根据所述优先级判断结果、所述需求流量以及所述最大额定流量确定所述多个执行器的液压油分配流量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级判断结果、所述需求流量以及所述最大额定流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述多个执行器之间不存在优先级；
确定所述最大额定流量与所述第二总需求流量的第二比值；
确定所述多个执行器的液压油分配流量为所述多个执行器对应的需求流量与所述第二比值的乘积值。
7.根据权利要求2或5所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级判断结果、所述需求流量以及所述最大额定流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述多个执行器之间存在优先级；
按照优先级的顺序，根据所述需求流量和所述最大额定流量依次确定所述多个执行器的液压油分配流量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述第一总需求流量小于或等于所述最大额定流量；
确定所述多个执行器的液压油分配流量为所述多个执行器对应的需求流量。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二流量饱和判断结果和所述需求流量确定所述多个执行器的液压油分配流量，包括：
确定所述第二总需求流量小于或等于所述最大额定流量；
确定所述多个执行器的液压油分配流量为所述多个执行器对应的需求流量。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述第一执行器是否处于负负载工况包括：
获取所述第一执行器的两腔的压力，其中所述两腔包括有杆腔和无杆腔；
根据所述压力和预设的所述第一执行器的两腔的面积比判断所述第一执行器是否处于负负载工况，其中，所述第一执行器的两腔的面积比为所述无杆腔的面积与所述有杆腔的面积的比值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述压力和预设的所述第一执行器的两腔的面积比判断所述第一执行器是否处于负负载工况，包括：
确定所述有杆腔的压力与所述无杆腔的压力和所述面积比的乘积值的差值；
在所述差值小于零的情况下，确定所述第一执行器处于负负载工况。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工程机械包括挖掘机，所述第一执行器包括动臂执行器。
13.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于液压油流量分配的方法。
14.一种工程机械，其特征在于，包括：
臂架；
液压系统，包括主泵、与所述主泵连接的多联阀芯以及与所述多联阀芯分别连接的多个执行器，所述多个执行器包括第一执行器，所述第一执行器的两腔分别与对应的阀芯连接，所述阀芯的工作位分别与回油口连接；
原动机，用于带动所述主泵转动；
多个指令元件，用于发出指示所述多个执行器动作的指令；
转速检测装置，用于检测所述原动机的转速；以及
根据权利要求13所述的处理器。
15.根据权利要求14所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械还包括：
压力检测装置，用于检测所述第一执行器的两腔的压力。
16.根据权利要求14所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括挖掘机，所述第一执行器包括动臂执行器。
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