CN117267189A - 油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质 - Google Patents

油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质 Download PDF

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CN117267189A CN202311186067.4A CN202311186067A CN117267189A CN 117267189 A CN117267189 A CN 117267189A CN 202311186067 A CN202311186067 A CN 202311186067A CN 117267189 A CN117267189 A CN 117267189A
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Abstract

本申请公开了一种油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质。该方法包括：获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差；根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量；根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量；根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量；在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量。本申请能降低液压油从油箱中溢出的可能。

Description

油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质
技术领域
本申请涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质。
背景技术
在工程机械的主臂变幅下落过程中，主臂角度不断减小，变幅油缸的无杆腔压力不断增大，变幅油缸的回缩速度会不断加快，无杆腔实际回油量增大。若不对变幅油缸的回缩速度进行限制，或相应加大有杆腔进油量，那么因油箱中流入的液压油过多，且流出的液压油过少，导致液压油从油箱中溢出的现象发生。因此，由于变幅油缸无杆腔和有杆腔的液压油流量不匹配，现有技术的工程机械存在液压油易从油箱中溢出的问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种油缸流量的匹配方法、控制器、工程机械及存储介质，用以解决现有技术中由于变幅油缸无杆腔和有杆腔的液压油流量不匹配，工程机械的液压油易从油箱中溢出的问题。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种油缸流量的匹配方法，应用于工程机械的控制器，工程机械还包括发动机、变幅油缸、电比例主阀和变幅平衡阀，控制器分别与电比例主阀和变幅平衡阀通信，该匹配方法包括：
在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差；
根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量；
根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量；
根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量；
比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量；
在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
在本申请实施例中，在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，包括：
在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，比较电比例主阀的电流值和电比例主阀的最大电流值；
在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值的情况下，增大电比例主阀的电流值；
在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值的情况下，减小变幅平衡阀的电流值。
在本申请实施例中，工程机械还包括液压泵，根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，包括：
确定液压泵的液压泵排量和容积效率；
根据电比例主阀的电流值确定电比例主阀的节流口过流面积；
根据电比例主阀流量系数、电比例主阀的节流口过流面积和电比例主阀的节流口压力差确定电比例主阀的流量；
根据发动机的转速、液压泵排量和容积效率确定液压泵的流量；
将电比例主阀的流量和液压泵的流量中的较小值确定为有杆腔进油量。
在本申请实施例中，电比例主阀的流量满足公式(1)：
q1＝C1A1(Δp1)1/2； (1)
其中，q1为电比例主阀的流量，C1为电比例主阀流量系数，A1为电比例主阀的节流口过流面积，Δp1为电比例主阀的节流口压力差；
液压泵的流量满足公式(2)：
q2＝Vp*n*ηv； (2)
其中，q2为液压泵的流量，Vp为液压泵排量，n为发动机的转速，ηv为容积效率。
在本申请实施例中，根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量，包括：
根据变幅平衡阀的电流值确定变幅平衡阀的节流口过流面积；
根据变幅平衡阀流量系数、变幅平衡阀的节流口过流面积和变幅平衡阀的节流口压力差确定无杆腔实际回油量。
在本申请实施例中，无杆腔实际回油量满足公式(3)：
Q＝C2A2(Δp2)1/2； (3)
其中，Q为无杆腔实际回油量，C2为变幅平衡阀流量系数，A2为变幅平衡阀的节流口过流面积，Δp2为变幅平衡阀的节流口压力差。
在本申请实施例中，工程机械还包括油箱，油箱中设置有液位传感器，控制器还与液位传感器通信，该匹配方法还包括：
接收液位传感器发送的油箱液位数据；
判断油箱液位数据是否大于预设预警液位值；
在判定油箱液位数据大于预设预警液位值的情况下，判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值；
在判定油箱液位数据不大于预设最高液位值的情况下，发送液位预警信号；
在判定油箱液位数据大于预设最高液位值的情况下，控制工程机械停止变幅落动作。
在本申请实施例中，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量，包括：
获取变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积；
结合无杆腔面积和有杆腔面积的比值，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。
在本申请实施例中，无杆腔允许的最大回油量满足公式(4)：
其中，Qmax为无杆腔允许的最大回油量，q为有杆腔进油量，s1为有杆腔面积，s2为无杆腔面积。
本申请第二方面提供一种控制器，包括：
存储器，被配置成存储指令；以及
处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的油缸流量的匹配方法。
本申请第三方面提供一种工程机械，其特征在于，包括：
发动机；
变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔；
电比例主阀，与有杆腔连接，被配置成调节有杆腔进油量；
变幅平衡阀，与无杆腔连接，被配置成调节无杆腔实际回油量；
控制器，分别与电比例主阀和变幅平衡阀通信。
在本申请实施例中，工程机械还包括：
液压泵，与变幅油缸连接，被配置成将液压油泵入变幅油缸；
油箱，油箱中设置有液位传感器，液位传感器与控制器通信，被配置成发送油箱液位数据。
本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的油缸流量的匹配方法。
通过上述技术方案，在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差，进而根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，以及根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。随后根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。然后，比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量。在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。本申请通过在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，能够降低液压油从油箱中溢出的可能性。
本申请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申请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申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本申请实施例的一种液压系统的结构图；
图2示意性示出了根据本申请实施例的一种油缸流量的匹配方法的流程图；
图3示意性示出了根据本申请一具体实施例的一种油缸流量的匹配方法的流程图；
图4示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。
附图标记说明
1 左变幅油缸 2 左下腔变幅平衡阀
3 油箱 4 发动机
5 液压泵 6 电比例主阀
7 变幅平衡阀 8 右下腔变幅平衡阀
9 右变幅油缸
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
图1示意性示出了根据本申请实施例的一种液压系统的结构图。如图1所示，工程机械的液压系统包括变幅油缸、左下腔变幅平衡阀2、油箱3、发动机4、液压泵5、电比例主阀6、变幅平衡阀7和右下腔变幅平衡阀8。其中，变幅油缸包括左变幅油缸1和右变幅油缸9。发动机4带动液压泵5从油箱3吸油后输出液压油，液压油经过电比例主阀6进入变幅油缸，变幅油缸回油流入油箱3。在工程机械执行变幅落动作时，电比例主阀6得电，液压油经过电比例主阀6分别进入左变幅油缸1的有杆腔和右变幅油缸9的有杆腔。变幅平衡阀7得电，左变幅油缸1的无杆腔液压油和右变幅油缸9的无杆腔液压油分别经过左下腔变幅平衡阀2、右下腔变幅平衡阀8，随后再经变幅平衡阀7流回油箱3。这样，可以实现工程机械的变幅落动作。
图2示意性示出了根据本申请实施例的一种油缸流量的匹配方法的流程图。如图2所示，本申请实施例提供一种油缸流量的匹配方法，应用于工程机械的控制器，工程机械还包括发动机、变幅油缸、电比例主阀和变幅平衡阀，控制器分别与电比例主阀和变幅平衡阀通信，该匹配方法可以包括下列步骤：
步骤201、在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差；
步骤202、根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量；
步骤203、根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量；
步骤204、根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量；
步骤205、比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量；
步骤206、在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
工程机械可以为起重机，也可以是其它设置有臂架的工程机械，在此不作限制。在本申请实施例中，工程机械包括但不限于控制器、发动机、变幅油缸、电比例主阀和变幅平衡阀。其中，控制器分别与电比例主阀和变幅平衡阀通信。为降低工程机械执行变幅落动作时液压油从油箱中溢出的可能性，在工程机械执行变幅落动作的情况下，控制器可以获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差。随后，控制器可以根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，以及根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。进一步地，控制器可以根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量，进而比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量。在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，控制器可以比较电比例主阀的电流值和电比例主阀的最大电流值。电比例主阀的最大电流值是电比例主阀的主阀芯阀口全开时的电流值，可以由电比例主阀的规格确定。在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值的情况下，控制器可以增大电比例主阀的电流值。在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值的情况下，控制器可以减小变幅平衡阀的电流值，以使无杆腔允许的最大回油量增大。这样，通过调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，可以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
通过上述技术方案，在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差，进而根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，以及根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。随后根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。然后，比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量。在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。本申请通过在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，能够降低液压油从油箱中溢出的可能性。
在本申请实施例中，工程机械还包括液压泵，步骤202、根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，可以包括：
确定液压泵的液压泵排量和容积效率；
根据电比例主阀的电流值确定电比例主阀的节流口过流面积；
根据电比例主阀流量系数、电比例主阀的节流口过流面积和电比例主阀的节流口压力差确定电比例主阀的流量；
根据发动机的转速、液压泵排量和容积效率确定液压泵的流量；
将电比例主阀的流量和液压泵的流量中的较小值确定为有杆腔进油量。
在本申请实施例中，控制器可以根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量。首先，控制器可以确定液压泵的液压泵排量和容积效率。液压泵的液压泵排量和容积效率由液压泵的规格决定。随后，控制器可以根据电比例主阀的电流值确定电比例主阀的节流口过流面积。电比例主阀的节流口过流面积满足公式(5)：
A1＝K1I1； (5)
其中，A1为电比例主阀的节流口过流面积，K1为电比例主阀比例系数，由电比例主阀的规格确定，I1为电比例主阀的电流值。
进一步地，控制器可以根据电比例主阀流量系数、电比例主阀的节流口过流面积和电比例主阀的节流口压力差确定电比例主阀的流量。其中，电比例主阀流量系数可以由电比例主阀的规格确定。同时，控制器可以根据发动机的转速、液压泵排量和容积效率确定液压泵的流量。在确定电比例主阀的流量和液压泵的流量后，控制器可以将电比例主阀的流量和液压泵的流量中的较小值确定为有杆腔进油量。这样，可以便于后续根据有杆腔进油量确定无杆腔允许的最大回油量。
在本申请实施例中，电比例主阀的流量可以满足公式(1)：
q1＝C1A1(Δp1)1/2； (1)
其中，q1为电比例主阀的流量，C1为电比例主阀流量系数，A1为电比例主阀的节流口过流面积，Δp1为电比例主阀的节流口压力差；
液压泵的流量可以满足公式(2)：
q2＝Vp*n*ηv； (2)
其中，q2为液压泵的流量，Vpp为液压泵排量，n为发动机的转速，ηv为容积效率。
在本申请实施例中，控制器可以根据电比例主阀流量系数、电比例主阀的节流口过流面积和电比例主阀的节流口压力差确定电比例主阀的流量。电比例主阀的流量满足公式(1)。其中，电比例主阀流量系数可以由电比例主阀的规格确定。同时，控制器可以根据发动机的转速、液压泵排量和容积效率确定液压泵的流量。液压泵的流量满足公式(2)。这样，可以使得控制器能够确定有杆腔进油量。
在本申请实施例中，步骤203、根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量，可以包括：
根据变幅平衡阀的电流值确定变幅平衡阀的节流口过流面积；
根据变幅平衡阀流量系数、变幅平衡阀的节流口过流面积和变幅平衡阀的节流口压力差确定无杆腔实际回油量。
在本申请实施例中，控制器可以根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。首先，控制器可以根据变幅平衡阀的电流值确定变幅平衡阀的节流口过流面积。变幅平衡阀的节流口过流面积满足公式(6)：
A2＝K2I2； (6)
其中，A2为变幅平衡阀的节流口过流面积，K2为变幅平衡阀比例系数，由变幅平衡阀的规格确定，I2为变幅平衡阀的电流值。
进一步地，控制器可以根据变幅平衡阀流量系数、变幅平衡阀的节流口过流面积和变幅平衡阀的节流口压力差确定无杆腔实际回油量。变幅平衡阀流量系数可以由电比例主阀的规格确定。这样，控制器可以确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。
在本申请实施例中，无杆腔实际回油量可以满足公式(3)：
Q＝C2A2(Δp2)1/2； (3)
其中，Q为无杆腔实际回油量，C2为变幅平衡阀流量系数，A2为变幅平衡阀的节流口过流面积，Δp2为变幅平衡阀的节流口压力差。
在本申请实施例中，控制器可以根据变幅平衡阀流量系数、变幅平衡阀的节流口过流面积和变幅平衡阀的节流口压力差确定无杆腔实际回油量。由此可得无杆腔实际回油量满足公式(3)。变幅平衡阀的节流口压力差可近似取无杆腔压力。其中，变幅平衡阀流量系数可以由电比例主阀的规格确定。这样，控制器可以确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。
在本申请实施例中，步骤204、根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量，可以包括：
获取变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积；
结合无杆腔面积和有杆腔面积的比值，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。
在本申请实施例中，控制器可以根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。控制器可以获取变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积，并结合无杆腔面积和有杆腔面积的比值，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。这样，控制器可以确定无杆腔允许的最大回油量，以便后续匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
在本申请实施例中，无杆腔允许的最大回油量满足公式(4)：
其中，Qmax为无杆腔允许的最大回油量，q为有杆腔进油量，s1为有杆腔面积，s2为无杆腔面积。
在本申请实施例中，控制器可以根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。控制器可以获取变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积，并结合无杆腔面积和有杆腔面积的比值，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。这样，控制器可以确定无杆腔允许的最大回油量，以便后续匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
在本申请实施例中，在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，可以包括：
在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，比较电比例主阀的电流值和电比例主阀的最大电流值；
在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值的情况下，增大电比例主阀的电流值；
在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值的情况下，减小变幅平衡阀的电流值。
在本申请实施例中，控制器可以比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量。在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，控制器可以比较电比例主阀的电流值和电比例主阀的最大电流值。在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值的情况下，控制器可以增大电比例主阀的电流值。在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值的情况下，控制器可以减小变幅平衡阀的电流值，以使无杆腔允许的最大回油量增大。同时，控制器在调节变幅平衡阀的电流值时，可以实时确定变幅平衡阀的电流值。变幅平衡阀的电流值满足公式(7)：
其中，I2为变幅平衡阀的电流值，Q为无杆腔实际回油量，C2为变幅平衡阀流量系数，K2为变幅平衡阀比例系数，Δp2为变幅平衡阀的节流口压力差。
这样，通过调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，可以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
在本申请实施例中，工程机械还包括油箱，油箱中设置有液位传感器，控制器还与液位传感器通信，该匹配方法还可以包括：
接收液位传感器发送的油箱液位数据；
判断油箱液位数据是否大于预设预警液位值；
在判定油箱液位数据大于预设预警液位值的情况下，判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值；
在判定油箱液位数据不大于预设最高液位值的情况下，发送液位预警信号；
在判定油箱液位数据大于预设最高液位值的情况下，控制工程机械停止变幅落动作。
在本申请实施例中，工程机械的油箱中设置有液位传感器。控制器与液位传感器通信。液位传感器可以采集油箱中液压油的液位数据，即油箱液位数据，并将油箱液位数据发送给控制器。控制器可以接收液位传感器发送的油箱液位数据，并判断油箱液位数据是否大于预设预警液位值。预设预警液位值可以根据实际情况进行调整。在判定油箱液位数据大于预设预警液位值的情况下，控制器可以判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值。预设最高液位值可以根据实际情况进行调整。在判定油箱液位数据不大于预设最高液位值的情况下，控制器可以通过发送液位预警信号进行高液位报警，以提醒用户当前的油箱液位情况。在判定油箱液位数据大于预设最高液位值的情况下，控制器可以控制工程机械停止变幅落动作。这样，可以进一步降低油箱中液压油溢出的可能性。
图3示意性示出了根据本申请一具体实施例的一种油缸流量的匹配方法的流程图。如图3所示，在本申请一具体实施例中，油缸流量的匹配方法可以包括：
S1、电比例主阀得电，变幅平衡阀得电，主臂执行变幅落动作；
S2、判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值。若是，则进入S3，若否，则进入S4；
S3、限制变幅落动作；
S4、根据发动机转速和电比例主阀的电流值，确定有杆腔进油量和无杆腔允许的最大回油量；
S5、根据变幅平衡阀的电流值和无杆腔压力确定无杆腔实际回油量；
S6、判断无杆腔实际回油量是否大于无杆腔允许的最大回油量。若是，则进入S7，若否，则进入S8；
S7、判断电比例主阀的电流值是否为电比例主阀的最大电流值。若是，则进入S9，若否，则进入S10；
S8、主臂变幅下落；
S9、减小变幅平衡阀的电流值；
S10、增大电比例主阀的电流值。
在本申请一具体实施例中，电比例主阀得电，变幅平衡阀得电，主臂执行变幅落动作时，控制器可以判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值。在判定油箱液位数据大于预设最高液位值的情况下，控制器可以控制工程机械停止变幅落动作。在判定油箱液位数据小于或等于预设最高液位值的情况下，控制器可以根据发动机转速和电比例主阀的电流值，确定有杆腔进油量和无杆腔允许的最大回油量，以及根据变幅平衡阀的电流值和无杆腔压力确定无杆腔实际回油量，并进一步判断无杆腔实际回油量是否大于无杆腔允许的最大回油量。若无杆腔实际回油量小于或等于无杆腔允许的最大回油量，那么控制器可以继续控制主臂变幅下落。若无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量，则判断电比例主阀的电流值是否为电比例主阀的最大电流值。在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值时，控制器可以减小变幅平衡阀的电流值。在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值时，控制器可以增大电比例主阀的电流值。这样，可以实现无杆腔实际回油量和有杆腔进油量的匹配。
图4示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。如图4所示，本申请实施例提供一种控制器，可以包括：
存储器410，被配置成存储指令；以及
处理器420，被配置成从存储器410调用指令以及在执行指令时能够实现上述的油缸流量的匹配方法。
具体地，在本申请实施例中，处理器420可以被配置成：
在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差；
根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量；
根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量；
根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量；
比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量；
在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，比较电比例主阀的电流值和电比例主阀的最大电流值；
在电比例主阀的电流值小于电比例主阀的最大电流值的情况下，增大电比例主阀的电流值；
在电比例主阀的电流值等于电比例主阀的最大电流值的情况下，减小变幅平衡阀的电流值。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
确定液压泵的液压泵排量和容积效率；
根据电比例主阀的电流值确定电比例主阀的节流口过流面积；
根据电比例主阀流量系数、电比例主阀的节流口过流面积和电比例主阀的节流口压力差确定电比例主阀的流量；
根据发动机的转速、液压泵排量和容积效率确定液压泵的流量；
将电比例主阀的流量和液压泵的流量中的较小值确定为有杆腔进油量。
在本申请实施例中，电比例主阀的流量满足公式(1)：
q1＝C1A1(Δp1)1/2； (1)
其中，q1为电比例主阀的流量，C1为电比例主阀流量系数，A1为电比例主阀的节流口过流面积，Δp1为电比例主阀的节流口压力差；
液压泵的流量满足公式(2)：
q2＝Vp*n*ηv； (2)
其中，q2为液压泵的流量，Vp为液压泵排量，n为发动机的转速，ηv为容积效率。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
根据变幅平衡阀的电流值确定变幅平衡阀的节流口过流面积；
根据变幅平衡阀流量系数、变幅平衡阀的节流口过流面积和变幅平衡阀的节流口压力差确定无杆腔实际回油量。
在本申请实施例中，无杆腔实际回油量满足公式(3)：
Q＝C2A2(Δp2)1/2； (3)
其中，Q为无杆腔实际回油量，C2为变幅平衡阀流量系数，A2为变幅平衡阀的节流口过流面积，Δp2为变幅平衡阀的节流口压力差。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
接收液位传感器发送的油箱液位数据；
判断油箱液位数据是否大于预设预警液位值；
在判定油箱液位数据大于预设预警液位值的情况下，判断油箱液位数据是否大于预设最高液位值；
在判定油箱液位数据不大于预设最高液位值的情况下，发送液位预警信号；
在判定油箱液位数据大于预设最高液位值的情况下，控制工程机械停止变幅落动作。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
获取变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积；
结合无杆腔面积和有杆腔面积的比值，根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。
在本申请实施例中，无杆腔允许的最大回油量满足公式(4)：
其中，Qmax为无杆腔允许的最大回油量，q为有杆腔进油量，s1为有杆腔面积，s2为无杆腔面积。
通过上述技术方案，在工程机械执行变幅落动作的情况下，获取发动机的转速、电比例主阀的电流值、电比例主阀的节流口压力差、变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差，进而根据发动机的转速、电比例主阀的电流值和电比例主阀的节流口压力差确定变幅油缸的有杆腔进油量，以及根据变幅平衡阀的电流值和变幅平衡阀的节流口压力差确定变幅油缸的无杆腔实际回油量。随后根据有杆腔进油量确定变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。然后，比较无杆腔实际回油量和无杆腔允许的最大回油量。在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，直至无杆腔实际回油量不大于无杆腔允许的最大回油量，以匹配无杆腔实际回油量和有杆腔进油量。本申请通过在无杆腔实际回油量大于无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节电比例主阀的电流值或者变幅平衡阀的电流值，能够降低液压油从油箱中溢出的可能性。
如图1所示，本申请实施例还提供一种工程机械，可以包括：
发动机4；
变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔；
电比例主阀6，与有杆腔连接，被配置成调节有杆腔进油量；
变幅平衡阀7，与无杆腔连接，被配置成调节无杆腔实际回油量；
控制器，分别与电比例主阀6和变幅平衡阀7通信。
在本申请实施例中，工程机械包括但不限于发动机4、变幅油缸、电比例主阀6、变幅平衡阀7和控制器(图中未示出)。其中，变幅油缸包括有杆腔和无杆腔。电比例主阀6与有杆腔连接，可以调节有杆腔进油量。变幅平衡阀7与无杆腔连接，可以调节无杆腔实际回油量。控制器分别与电比例主阀6和变幅平衡阀7通信，可以通过调节电比例主阀6和变幅平衡阀7的电流值来调整阀口开度，进而调节有杆腔进油量和无杆腔实际回油量。
如图1所示，在本申请实施例中，工程机械还可以包括：
液压泵5，与变幅油缸连接，被配置成将液压油泵入变幅油缸；
油箱3，油箱3中设置有液位传感器，液位传感器与控制器通信，被配置成发送油箱液位数据。
在本申请实施例中，工程机械还可以包括液压泵5和油箱3。液压泵5与变幅油缸连接，可以将液压油泵入变幅油缸，随后变幅油缸回油流入油箱3。油箱3中设置有液位传感器。液位传感器与控制器通信，可以发送油箱液位数据至控制器，使得控制器可以根据油箱液位数据确定是否需要对变幅落动作的执行过程进行限制。
本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的油缸流量的匹配方法。
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 (13)

1.一种油缸流量的匹配方法，其特征在于，应用于工程机械的控制器，所述工程机械还包括发动机、变幅油缸、电比例主阀和变幅平衡阀，所述控制器分别与所述电比例主阀和所述变幅平衡阀通信，所述匹配方法包括：
在所述工程机械执行变幅落动作的情况下，获取所述发动机的转速、所述电比例主阀的电流值、所述电比例主阀的节流口压力差、所述变幅平衡阀的电流值和所述变幅平衡阀的节流口压力差；
根据所述发动机的转速、所述电比例主阀的电流值和所述电比例主阀的节流口压力差确定所述变幅油缸的有杆腔进油量；
根据所述变幅平衡阀的电流值和所述变幅平衡阀的节流口压力差确定所述变幅油缸的无杆腔实际回油量；
根据所述有杆腔进油量确定所述变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量；
比较所述无杆腔实际回油量和所述无杆腔允许的最大回油量；
在所述无杆腔实际回油量大于所述无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节所述电比例主阀的电流值或者所述变幅平衡阀的电流值，直至所述无杆腔实际回油量不大于所述无杆腔允许的最大回油量，以匹配所述无杆腔实际回油量和所述有杆腔进油量。
2.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，在所述无杆腔实际回油量大于所述无杆腔允许的最大回油量的情况下，调节所述电比例主阀的电流值或者所述变幅平衡阀的电流值，包括：
在所述无杆腔实际回油量大于所述无杆腔允许的最大回油量的情况下，比较所述电比例主阀的电流值和所述电比例主阀的最大电流值；
在所述电比例主阀的电流值小于所述电比例主阀的最大电流值的情况下，增大所述电比例主阀的电流值；
在所述电比例主阀的电流值等于所述电比例主阀的最大电流值的情况下，减小所述变幅平衡阀的电流值。
3.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述工程机械还包括液压泵，所述根据所述发动机的转速、所述电比例主阀的电流值和所述电比例主阀的节流口压力差确定所述变幅油缸的有杆腔进油量，包括：
确定所述液压泵的液压泵排量和容积效率；
根据所述电比例主阀的电流值确定所述电比例主阀的节流口过流面积；
根据电比例主阀流量系数、所述电比例主阀的节流口过流面积和所述电比例主阀的节流口压力差确定所述电比例主阀的流量；
根据所述发动机的转速、所述液压泵排量和所述容积效率确定所述液压泵的流量；
将所述电比例主阀的流量和所述液压泵的流量中的较小值确定为所述有杆腔进油量。
4.根据权利要求3所述的匹配方法，其特征在于，所述电比例主阀的流量满足公式(1)：
q1＝C1A1(Δp1)1/2； (1)
其中，q1为所述电比例主阀的流量，C1为所述电比例主阀流量系数，A1为所述电比例主阀的节流口过流面积，Δp1为所述电比例主阀的节流口压力差；
所述液压泵的流量满足公式(2)：
q2＝Vp*n*ηv； (2)
其中，q2为所述液压泵的流量，Vp为所述液压泵排量，n为所述发动机的转速，ηv为所述容积效率。
5.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述根据所述变幅平衡阀的电流值和所述变幅平衡阀的节流口压力差确定所述变幅油缸的无杆腔实际回油量，包括：
根据所述变幅平衡阀的电流值确定所述变幅平衡阀的节流口过流面积；
根据变幅平衡阀流量系数、所述变幅平衡阀的节流口过流面积和所述变幅平衡阀的节流口压力差确定所述无杆腔实际回油量。
6.根据权利要求5所述的匹配方法，其特征在于，所述无杆腔实际回油量满足公式(3)：
Q＝C2A2(Δp2)1/2； (3)
其中，Q为所述无杆腔实际回油量，C2为所述变幅平衡阀流量系数，A2为所述变幅平衡阀的节流口过流面积，Δp2为所述变幅平衡阀的节流口压力差。
7.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述工程机械还包括油箱，所述油箱中设置有液位传感器，所述控制器还与所述液位传感器通信，所述匹配方法还包括：
接收所述液位传感器发送的油箱液位数据；
判断所述油箱液位数据是否大于预设预警液位值；
在判定所述油箱液位数据大于预设预警液位值的情况下，判断所述油箱液位数据是否大于预设最高液位值；
在判定所述油箱液位数据不大于预设最高液位值的情况下，发送液位预警信号；
在判定所述油箱液位数据大于所述预设最高液位值的情况下，控制所述工程机械停止变幅落动作。
8.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述根据所述有杆腔进油量确定所述变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量，包括：
获取所述变幅油缸的无杆腔面积和有杆腔面积；
结合所述无杆腔面积和所述有杆腔面积的比值，根据所述有杆腔进油量确定所述变幅油缸的无杆腔允许的最大回油量。
9.根据权利要求8所述的匹配方法，其特征在于，所述无杆腔允许的最大回油量满足公式(4)：
其中，Qmax为所述无杆腔允许的最大回油量，q为所述有杆腔进油量，s1为所述有杆腔面积，s2为所述无杆腔面积。
10.一种控制器，其特征在于，包括：
存储器，被配置成存储指令；以及
处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至9中任一项所述的油缸流量的匹配方法。
11.一种工程机械，其特征在于，包括：
发动机；
变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔；
电比例主阀，与所述有杆腔连接，被配置成调节有杆腔进油量；
变幅平衡阀，与所述无杆腔连接，被配置成调节无杆腔实际回油量；
根据权利要求10所述的控制器，分别与所述电比例主阀和所述变幅平衡阀通信。
12.根据权利要求11所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械还包括：
液压泵，与所述变幅油缸连接，被配置成将液压油泵入所述变幅油缸；
油箱，所述油箱中设置有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器通信，被配置成发送油箱液位数据。
13.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至9中任一项所述的油缸流量的匹配方法。
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