本發(fā)明涉及液壓技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于液壓系統(tǒng)內(nèi)流量分配的控制設(shè)備、方法、液壓系統(tǒng)及工程機(jī)械

背景技術(shù)：

工程機(jī)械車輛在設(shè)計(jì)初期，為使整車在平穩(wěn)的前提下盡可能的快，導(dǎo)致在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，增大了油泵的排量或者數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)很多不需要經(jīng)常一起工作的動(dòng)作可以同時(shí)作業(yè)。在現(xiàn)有方案中，為實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件可以同時(shí)動(dòng)作，使用了一個(gè)雙聯(lián)液壓泵，增加系統(tǒng)整體的流量，從而避免系統(tǒng)流量不飽和狀態(tài)。

當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)有多個(gè)執(zhí)行元件的時(shí)候，如果雙聯(lián)泵當(dāng)中的一個(gè)泵損壞了，而此時(shí)需要其中的幾個(gè)執(zhí)行元件組合工作時(shí)，因?yàn)榱髁坎蛔?，?fù)載大的執(zhí)行元件將不會(huì)動(dòng)作，在一些時(shí)候會(huì)造成人員傷亡事故。例如，消防車在救人時(shí)，工作斗需要時(shí)刻保持水平狀態(tài)，工作斗的調(diào)平動(dòng)作是隨著臂架的變幅或者折臂變幅動(dòng)作而動(dòng)作的，而工作斗調(diào)平的負(fù)載相對(duì)較大，如果此時(shí)工作斗不調(diào)平將會(huì)發(fā)生傾翻，造成人員傷亡。

為保證液壓系統(tǒng)流量飽和而增大液壓系統(tǒng)的流量，這樣增加了系統(tǒng)的成本。而當(dāng)液壓系統(tǒng)中由于某些元件問題出現(xiàn)流量不飽和現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)有一系列的安全問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于液壓系統(tǒng)內(nèi)流量分配的控制設(shè)備、方法、液壓系統(tǒng)及工程機(jī)械，其可在不需要增加油泵的數(shù)量以及規(guī)格的情況下，提高液壓系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性，既可以節(jié)約能源，同時(shí)還可可以避免因?yàn)橐簤合到y(tǒng)流量不足所引發(fā)的安全問題。

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于液壓系統(tǒng)流量分配的控制設(shè)備，該液壓系統(tǒng)包含液壓泵、多個(gè)執(zhí)行元件以及分別與各個(gè)執(zhí)行元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)操作閥，所述液壓泵所輸出的液壓油經(jīng)所述操作閥驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行元件動(dòng)作，該控制設(shè)備包含：接收裝置，用于接收所述液壓泵的輸出液壓油流量以及控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)；以及控制裝置，用于根據(jù)所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和，并在該流量之和大于所述液壓泵的輸出液壓油流量的情況下，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和與所述液壓泵的輸出液壓油流量之比，并依照該比例減小所述多個(gè)操作閥中每一操作閥的開度。

可選的，所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)由操作手柄輸入。

可選的，所述控制裝置還用于根據(jù)所述多個(gè)執(zhí)行元件所執(zhí)行的操作的優(yōu)先級(jí)，控制所述多個(gè)操作閥的開度，使得具有較高優(yōu)先級(jí)的操作所需的流量?jī)?yōu)先于具有較低優(yōu)先級(jí)的操作得到滿足。

可選的，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作，將所述比例乘以一大于1的系數(shù)，并以該相乘的結(jié)果，控制與該優(yōu)先級(jí)較高的操作相對(duì)應(yīng)的操作閥的開度。

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法，該液壓系統(tǒng)包含液壓泵、多個(gè)執(zhí)行元件以及分別與各個(gè)執(zhí)行元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)操作閥，所述液壓泵所輸出的液壓油經(jīng)所述操作閥驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行元件動(dòng)作，該控制方法包含：接收所述液壓泵的輸出液壓油流量以及控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)；以及根據(jù)所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和，并在該流量之和大于所述液壓泵的輸出液壓油流量的情況下，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和與所述液壓泵的輸出液壓油流量之比，并依照該比例減小所述多個(gè)操作閥中每一操作閥的開度。

可選的，所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)由操作手柄輸入。

可選的，所述控制所述多個(gè)操作閥的開度包括：根據(jù)所述多個(gè)執(zhí)行元件所執(zhí)行的操作的優(yōu)先級(jí)，控制所述多個(gè)操作閥的開度，使得具有較高優(yōu)先級(jí)的操作所需的流量?jī)?yōu)先于具有較低優(yōu)先級(jí)的操作得到滿足。

可選的，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作，將所述比例乘以一大于1的系數(shù)，并以該相乘的結(jié)果，控制與該優(yōu)先級(jí)較高的操作相對(duì)應(yīng)的操作閥的開度。

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)包含液壓泵、多個(gè)執(zhí)行元件以及分別與各個(gè)執(zhí)行元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)操作閥，所述液壓泵所輸出的液壓油經(jīng)所述操作閥驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行元件動(dòng)作，該系統(tǒng)還包含上述控制設(shè)備。

相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包含上述液壓系統(tǒng)。

通過上述技術(shù)方案，可在所述液壓泵的輸出液壓油流量無法滿足多個(gè)執(zhí)行元件的流量需求的情況下，通過將每一執(zhí)行元件所對(duì)應(yīng)的操作閥的開度均勻減小，從而在只是減慢了動(dòng)作速度的前提下，保證了所有執(zhí)行元件都可以動(dòng)作，可以避免因?yàn)槟骋粋€(gè)執(zhí)行元件不動(dòng)作引起的安全問題，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)的電器控制示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法的流程圖；以及

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法的流程圖。

附圖標(biāo)記說明

1 液壓泵 2、3、4 操作閥

5、6、7 執(zhí)行元件 8 流量計(jì)

10 接收裝置 20 控制裝置

100 控制設(shè)備

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種用于液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)包含該液壓系統(tǒng)包含液壓泵1，該液壓泵1例如可為單聯(lián)液壓泵；多個(gè)執(zhí)行元件5、6、7；以及分別與各個(gè)執(zhí)行元件相對(duì)應(yīng)的多個(gè)操作閥2、3、4，所述液壓泵1所輸出的液壓油經(jīng)所述操作閥2、3、4驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行元件5、6、7動(dòng)作；用于進(jìn)行流量分配的控制設(shè)備100，該控制設(shè)備100包含：接收裝置10，用于接收所述液壓泵1的輸出液壓油流量(例如，可經(jīng)由流量計(jì)8接收，該流量計(jì)8可為電磁流量計(jì)，亦可為其他的可以檢測(cè)并反饋液壓泵1的輸出流量的元件)以及控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)，該輸入信號(hào)例如可由分別連接至各個(gè)操作閥2、3、4的手柄一、手柄二、手柄三輸入；以及控制裝置20，用于根據(jù)所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和，并在該流量之和大于所述液壓泵的輸出液壓油流量的情況下，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和與所述液壓泵的輸出液壓油流量之比，并依照該比例減小所述多個(gè)操作閥中每一操作閥的開度。

在圖1所示實(shí)施例中，以三個(gè)執(zhí)行元件及分別與該三個(gè)執(zhí)行元件相對(duì)應(yīng)的操作閥及手柄為例進(jìn)行說明，需要說明的是，本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明可適應(yīng)于大于2的任意數(shù)量的執(zhí)行元件及其相關(guān)的操作閥及手柄。另外，在圖1所示實(shí)施例中，以操作閥2、操作閥3以及操作閥4為電流類操作閥為例說明(其還可以是電壓控制型或其他類型的操作閥)，且以三個(gè)執(zhí)行元件為相對(duì)獨(dú)立動(dòng)作進(jìn)行說明。需要說明的是，某一執(zhí)行元件所執(zhí)行的動(dòng)作也可以與其他執(zhí)行元件執(zhí)行的動(dòng)作存在隨動(dòng)關(guān)系，例如，可不針對(duì)操作閥4配備手柄，該操作閥4所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件7可隨著執(zhí)行元件5或者6動(dòng)作而動(dòng)作，例如消防車中的工作斗調(diào)平隨著主臂、折臂變幅動(dòng)作而動(dòng)作以保證工作斗一直處于水平狀態(tài)。當(dāng)然，上述液壓系統(tǒng)內(nèi)還可存在一些其他輔助液壓元件，諸如過濾器、溢流閥等等。

另外，各個(gè)操作閥的流量與電流曲線上傳至控制設(shè)備，以便在操作手柄時(shí)，控制設(shè)備可根據(jù)控制操作閥開度的手柄信號(hào)而輸出一定的電流，控制操作閥可以按照其電流-流量曲線輸出給定電流的固定流量。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)的電器控制示意圖。如圖2所示，當(dāng)手柄一給某固定開口時(shí)，假設(shè)執(zhí)行元件5動(dòng)作所需要的壓力P₁，此時(shí)操作閥2對(duì)應(yīng)的流量為Q₁；當(dāng)手柄二給某固定開口時(shí)，假設(shè)執(zhí)行元件6動(dòng)作所需要的壓力P₂，此時(shí)操作閥3對(duì)應(yīng)的流量為Q₂；當(dāng)手柄三給某固定開口時(shí)，假設(shè)執(zhí)行元件7動(dòng)作所需要為：P₃，此時(shí)操作閥4對(duì)應(yīng)的流量為Q₃。

將設(shè)三個(gè)執(zhí)行元件所需壓力大小關(guān)系如下：P₁<P₂<P₃

當(dāng)液壓泵1輸出的流量Q>＝Q₁+Q₂+Q₃時(shí)，表明液壓系統(tǒng)的流量充足，三個(gè)執(zhí)行元件都可以按照手柄給定的開口正常動(dòng)作；

當(dāng)液壓泵1輸出的流量Q<Q₁+Q₂+Q₃時(shí)，表明液壓系統(tǒng)的流量不足，三個(gè)執(zhí)行元件中，負(fù)載小的會(huì)先動(dòng)，然后負(fù)載次之的再動(dòng)，負(fù)載最大的最后再動(dòng)，在現(xiàn)有技術(shù)中則如下：

當(dāng)Q＝Q₁時(shí)，液壓系統(tǒng)只有執(zhí)行元件5可以動(dòng)作，沒有多余的液壓油去讓另外兩個(gè)執(zhí)行元件動(dòng)作；

當(dāng)Q₁<Q<Q₁+Q₂時(shí),此時(shí)執(zhí)行元件5可以全速動(dòng)作，執(zhí)行元件6可以慢速動(dòng)作，執(zhí)行元件7將繼續(xù)保持靜止不動(dòng)作；

當(dāng)Q＝Q₁+Q₂時(shí)，執(zhí)行元件5與執(zhí)行元件6都可以全速動(dòng)作，執(zhí)行元件7保持靜止；

當(dāng)Q₁+Q₂<Q<Q₁+Q₂+Q₃時(shí)，執(zhí)行元件5與執(zhí)行元件6都可以全速動(dòng)作，執(zhí)行元件7可以慢速動(dòng)作；

此時(shí)，本方案具體實(shí)施方案如下：

當(dāng)控制裝置判定流量計(jì)8檢測(cè)到的流量Q<Q₁+Q₂+Q₃時(shí)，控制裝置將三個(gè)操作閥的輸入電流均勻減少，減少到：

從而在不改變手柄開口的情況下，三個(gè)操作閥輸出的流量均勻減少到：

從而在只是減慢了動(dòng)作速度的前提下，保證了三個(gè)執(zhí)行元件都可以動(dòng)作，可以避免因?yàn)槟骋粋€(gè)執(zhí)行元件不動(dòng)作引起的安全問題，提高了系統(tǒng)的可靠性。

以上給出了這樣一實(shí)施方式：液壓系統(tǒng)流量不足的情況下，按照多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和與所述液壓泵的輸出液壓油流量之比，并依照該比例均勻減小所述多個(gè)操作閥中每一操作閥的開度，從而通過將每一執(zhí)行元件所對(duì)應(yīng)的操作閥的開度均勻減小，從而在只是減慢了動(dòng)作速度的前提下，保證了所有執(zhí)行元件都可以動(dòng)作，可以避免因?yàn)槟骋粋€(gè)執(zhí)行元件不動(dòng)作引起的安全問題，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明還可考慮各個(gè)執(zhí)行元件所執(zhí)行的操作的優(yōu)先級(jí)，比如工作斗調(diào)平的優(yōu)先級(jí)要高于臂架伸縮、折疊的優(yōu)先級(jí)，為保證執(zhí)行工作斗調(diào)平的執(zhí)行元件的流量供應(yīng)，可使得該執(zhí)行元件的所需流量?jī)?yōu)先于其他具有較低優(yōu)先級(jí)的操作得到滿足。例如，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作，控制裝置可將所述比例乘以一大于1的系數(shù)，并以該相乘的結(jié)果，控制與該優(yōu)先級(jí)較高的操作相對(duì)應(yīng)的操作閥的開度，從而確保較重要的動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件具有較為充足的流量，至于其他并非那么重要的動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件的操作閥的開度，依舊可保持之前依照比例均勻減小的開度。當(dāng)然，對(duì)于其他并非那么重要的動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件的操作閥的開度，還可在考慮對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作而將所述比例乘以一大于1的系數(shù)的基礎(chǔ)上，將此類并非那么重要的動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件的操作閥的開度乘以一所述比例與小于1的系數(shù)的乘積，保證所有操作閥的開度所對(duì)應(yīng)的流量之和不超出或者等于液壓泵的輸出流量。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法的流程圖；如圖3所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法包括：

步驟S310，接收液壓泵的輸出液壓油流量；

步驟S320，接收控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)；

步驟S330，根據(jù)所述控制多個(gè)操作閥開度的輸入信號(hào)，計(jì)算多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和；

步驟S340，判斷步驟S330內(nèi)所計(jì)算的流量之和是否大于所述液壓泵的輸出液壓油流量，如果大于，則表明液壓系統(tǒng)流量不足，執(zhí)行步驟S350；否則，表明液壓系統(tǒng)流量充裕，重新執(zhí)行步驟S310-S330。

步驟S350，計(jì)算所述多個(gè)執(zhí)行元件所需的流量之和與所述液壓泵的輸出液壓油流量之比；

步驟S360，依照步驟S350內(nèi)所計(jì)算的比例減小所述多個(gè)操作閥中每一操作閥的開度。

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法的流程圖。與圖3所示實(shí)施例的不同之處在于，該圖4所示的控制方法在液壓系統(tǒng)流量不足的情況下執(zhí)行流量分配時(shí)，還考慮到了各執(zhí)行元件所對(duì)應(yīng)操作的優(yōu)先級(jí)，并使得優(yōu)先級(jí)較高的操作所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件優(yōu)先得到流量分配。具體而言，在步驟S460中，對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作，將所述比例乘以一大于1的系數(shù)，并以該相乘的結(jié)果，控制與該優(yōu)先級(jí)較高的操作相對(duì)應(yīng)的操作閥的開度，并依照之前所計(jì)算的比例減少所述多個(gè)操作閥中每一其他操作閥的開度。當(dāng)然，在確定多個(gè)操作閥中每一其他操作閥的開度時(shí)，還可考慮上述對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的操作所乘以的大于1的系數(shù)，在依照之前所計(jì)算的比例減少所述多個(gè)操作閥中每一其他操作閥的開度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小該每一其他操作閥的開度，使得所有操作閥的開度所對(duì)應(yīng)的流量之和不超出或者等于液壓泵的輸出流量。

有關(guān)本發(fā)明所提供的液壓系統(tǒng)流量分配的控制方法的具體細(xì)節(jié)及益處，可參閱上述針對(duì)液壓系統(tǒng)流量分配的控制設(shè)備的描述，于此不再贅述。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包含上述液壓系統(tǒng)。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(gè)(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。