具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)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。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

根据本申请的一个方面，图3所示为本申请一种可能的实现方式提供的一种势能回收利用的控制方法的流程示意图，该控制方法利用液压系统来回收第一工作机构的工作油缸11内液压油的势能，并将势能直接转换为作用于第二工作机构的工作泵的机械能。

结合图1所示，本实现方式中的双向变量泵3的转轴与工作泵的转轴串连，控制方法包括如下步骤：

S301：获取双向变量泵3的第一目标转速；

S302：获取工作油缸11的工作指令，根据工作指令获取工作油缸11的目标输出速度；

具体地，工作油缸11配置为液压缸，是将液压油的液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行单元；在本实现方式中，工作油缸11是第一工作机构的执行单元；

具体地，工作指令是由操作员通过操作手柄7的开度而生成的用来传达工作油缸11具体工作内容的控制信号；目标输出速度是操作员期望工作油缸工作时输出的速度；可选地，工作指令可以是启动和加速工作油缸11至目标输出速度，也可以是减速和制动工作油缸11至静止\待机；可选地，目标输出速度可以是零，也可以是正或负；具体来说，当工作油缸11为举升油缸时：工作油缸11静止\待机时的目标输出速度为零，工作油缸11举升时的目标输出速度为正，下降时的目标输出速度为负。

S303：当需要释放工作油缸11内液压油的势能以执行工作指令时，根据双向变量泵3的第一目标转速和工作油缸11的目标输出速度，计算双向变量泵3的目标负排量；

具体地，双向变量泵3是第一工作机构的动力单元，双向变量泵3具有第一油口和第二油口，工作油缸11具有进出油口，双向变量泵3的第一油口与油箱24连通，双向变量泵3的第二油口与工作油缸11的进出油口连通；

本实现方式中的双向变量泵3具有两种工作模式和三种工况，两种工作模式分别是泵工作模式和马达工作模式，三种工况分别是正排量工况、负排量工况以及零排量工况；其中，双向变量泵3的正排量工况对应双向变量泵3的泵工作模式，负排量工况对应双向变量泵3的马达工作模式；

具体地，当双向变量泵3处于负排量工况\马达工作模式时，工作油缸11的液压油流经双向变量泵3回流至油箱24；当双向变量泵3处于正排量工况\泵工作模式时，液压油从油箱24流经双向变量泵3流至工作油缸11；当双向变量泵3处于零排量工况时，工作油缸11处于待机\静止状态；

在本实现方式中，双向变量泵3的转轴在泵工作模式和马达工作模式的转动方向相同。

S304：根据目标负排量生成目标负排量指令，目标负排量指令用于将双向变量泵3切换至马达工作模式，并以目标负排量输出排量；

具体地，当工作油缸11的液压油流经处于马达工作模式的双向变量泵3时，液压油的势能转化为驱动双向变量泵3转动的机械能。

S305：根据双向变量泵3的第一目标转速，生成第一控制信息，第一控制信息用于控制动力机构驱动双向变量泵3以第一目标转速转动，进而使双向变量泵3带动工作泵转动；

具体地，当双向变量泵3以第一目标转速转动，且以目标负排量输出排量时，工作油缸11的工作速度为目标输出速度；

可选地，动力机构可以只配置为一个，此时，动力机构与双向变量泵3机械传动。具体地，由于动力机构驱动双向变量泵3转动，且双向变量泵3的转轴与工作泵的转轴串连，因此，动力机构可以通过驱动双向变量泵3转动而带动工作泵转动。可选地，动力机构可以配置为两个或两个以上，分别驱动双向变量泵3和工作泵，此时，工作泵的动力源不仅来自双向变量泵3，也来自专门驱动工作泵的动力机构。

本实现方式中，当双向变量泵3处于负排量工况，且工作油缸11内的液压油在重力的作用下流经双向变量泵3时，液压油对双向变量泵3做功，驱动双向变量泵3的转轴转动，因此液压油的势能转化为驱动双向变量泵3的转轴转动的机械能；由于双向变量泵3的转轴与工作泵的转轴串连，因此双向变量泵3的机械能传递给工作泵，使得工作泵的转轴转动。在此过程中，液压油的势能转化为双向变量泵3的机械能后直接对工作泵做功，减少了现有技术中的能量转化和存储环节，有利于减少能量损耗，从而提高了能量利用率。

在一种可能实现方式中，如图3所示，步骤S301(获取双向变量泵3的第一目标转速)包括：

S3011：获取动力机构的当前转速和双向变量泵3的额定负排量；

具体地，可以通过速度传感器实时采集动力机构的当前转速。

S3012：根据动力机构的当前转速和工作油缸11的目标输出速度，确定双向变量泵3的第一需求转速；

S3013：获取工作泵的第二需求转速；

具体地，工作泵是第二工作机构的动力单元，用于给第二工作机构提供动力；

可选地，工作泵可以是用于维持双向变量泵3的第二油口具有先导压力的先导泵12，也可以是驱动转向系统18和\或属具系统20的动力单元，也可以是驱动刹车系统22的动力单元；

具体地，工作泵包括先导泵12、第一工作泵17以及第二工作泵21；其中，先导泵12的两个油口分别连通油箱24和双向变量泵3的第二油口，第一工作泵17连接转向系统18和\或属具系统20，第二工作泵21连接刹车系统22。

S3014：根据双向变量泵3的第一需求转速和工作泵的第二需求转速，确定动力机构的目标驱动转速；

可选地，动力机构包括储能器和原动机，原动机可以是电机2也可以是内燃机，储能器可以是蓄电池1，也可以存储液压油势能的储能油箱。

在一种可能实现方式中，如图3所示，步骤S3012(根据动力机构的当前转速和工作油缸11的目标输出速度，确定双向变量泵3的第一需求转速)包括：

S30121：当动力机构的当前转速和双向变量泵3的额定负排量满足目标输出速度的要求时，将当前转速作为第一需求转速；

具体地，以动力机构的当前转速作为双向变量泵3的转速计算值，以额定负排量作为双向变量泵3的排量计算值，计算工作油缸11的输出速度，当输出速度的计算值大于或等于目标输出速度时，认为动力机构的当前转速和双向变量泵3的额定负排量满足目标输出速度的要求。

S30122：当动力机构的当前转速和双向变量泵3的额定负排量不满足目标输出速度的要求时，根据目标输出速度和额定负排量计算第一需求转速；

具体地，以动力机构的当前转速为双向变量泵3的转速计算值，以额定负排量作为双向变量泵3的排量计算值，计算工作油缸11的输出速度，当输出速度的计算值小于目标输出速度时，认为动力机构的当前转速和双向变量泵3的额定负排量不满足目标输出速度的要求；

具体地，以目标输出速度作为工作油缸11的输出速度计算值，根据工作油缸11的尺寸形状，计算出工作油缸11需要的流量，再以额定负排量作为双向变量泵3的排量计算值，根据特定关系式，计算第一需求转速。

在本实现方式的步骤S30121和S30122中，通过判断动力机构的当前转速以及双向变量泵3的额定负排量是否满足目标输出速度的要求，来确定双向变量泵3的第一需求转速和目标负排量，目的是为了使得双向变量泵3的第一需求转速尽量接近甚至等于动力机构的当前转速，从而降低调节动力机构转速的可能性或者降低动力机构转速的调节幅度，有利于减少动力机构调速导致的能耗。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，步骤S3014(根据双向变量泵3的第一需求转速和工作泵的第二需求转速，确定动力机构的目标驱动转速)包括：

S30141：获取第一需求转速和第二需求转速中的较大值作为动力机构的目标驱动转速；

具体地，动力机构的目标驱动转速取第一需求转速和第二需求转速中的较大值，是为了分别满足双向变量泵3和工作泵的流量需求。

S30142：根据动力机构的目标驱动转速，确定双向变量泵3的第一目标转速和工作泵的第二目标转速。

结合图1所示，本实现方式中双向变量泵3的转轴的两接口分别通过联轴器与动力机构、工作泵直接连接，即，动力机构的转轴、双向变量泵3的转轴以及工作泵的转轴依次串连且转速相同，减少了能量传递的环节，降低了能量损耗。

在一种可能实现方式中，如图3所示，步骤S3013(获取工作泵的第二需求转速)包括：

S30131：获取工作泵的最小需求转速，将最小需求转速作为工作泵的第二需求转速；

具体地，根据工作泵的流量需求，排量大小或者配合使用的溢流阀13的规格，来确定工作泵的最小需求转速；将最小需求转速作为工作泵的第二需求转速，再获取第一需求转速和第二需求转速中的较大值作为动力机构的目标驱动转速，是为了在分别满足双向变量泵3和工作泵的各自流量需求的基础上，尽量使得目标驱动转速接近或等于动力机构的当前转速，从而有利于减少给动力机构调速带来的能量损耗。

通过执行步骤S30131获取工作泵的第二需求转速，若工作泵是变量泵，可以根据第二需求转速计算工作泵的第二目标排量，再根据第二目标排量，控制工作泵以第二目标排量输出排量，即执行步骤S306～S307：

S306：当工作泵配置为变量泵时，根据工作泵的第二目标转速，确定工作泵的第二目标排量；以及

S307：根据第二目标排量生成第二控制信息，第二控制信息用于控制工作泵以第二目标排量输出排量。

在一种可能实现方式中，如图3所示，步骤S304(根据目标负排量生成目标负排量指令，目标负排量指令用于将双向变量泵3切换至马达工作模式，并以目标负排量输出排量)包括：

S3041：根据双向变量泵3的目标负排量，计算斜盘31的目标倾斜角度；

具体地，双向变量泵3包括斜盘31和两个变量控制油缸32，两个变量控制油缸32分别连接斜盘31的相对两端，用以控制斜盘31的倾斜角度。

S3042：获取角度传感器4实时测得的斜盘31的实际倾斜角度；以及

S3043：根据目标倾斜角度和角度传感器4实时测得的实际倾斜角度，生成第三控制信息，第三控制信息用于控制比例阀5的阀芯移动至目标负排量对应的工作位，以改变斜盘31的倾斜角度，直到双向变量泵3的排量为目标负排量。

具体地，比例阀5通过移动阀芯，改变两个变量控制油缸32的压力，使得斜盘31在两个变量控制油缸32的共同作用下旋转，以此实现斜盘31倾斜角度的调控，进而，控制双向变量泵3的排量大小；比例阀5也通过控制斜盘31的倾斜角度来实现双向变量泵3在泵工作模式、马达工作模式两者之间切换。

执行上述步骤S301～S307后，电机2维持目标驱动转速并带动双向变量泵3以第一目标转速转动，同时双向变量泵以目标负排量输出排量，如此使得工作油缸11达到手柄7输出的目标输出速度的要求；电机2维持目标驱动转速的过程中，工作油缸11的液压油经过闸阀9驱动双向变量泵3做功，定义此时液压油驱动双向变量泵3做功产生的负向发电扭矩T1(即T1<0)；

电机2维持目标驱动转速并带动双向变量泵3以第一目标转速转动的同时，工作泵在双向变量泵3的带动下以第二目标转速转动，工作泵的转轴和双向变量泵3的转轴串连，双向变量泵3对工作泵做功，定义此时工作泵对双向变量泵3产生的正向耗电扭矩T2(即T2>0)；

当T1+T2≥0时，电机2为电动机模式；双向变量泵3回收的工作油缸11的液压油全部势能直接转换为机械能给工作泵做功，不够的能量通过电机2从蓄电池1中获取。

当T1+T2<0时，电机2为发电机模式，双向变量泵3回收的工作油缸11的液压油部分势能直接转换为机械能给工作泵做功，多余的能量通过电机2存储至蓄电池1。

综上所述，工作油缸11的液压油驱动双向变量泵3做功的部分或全部直接转换为驱动工作泵工作的机械能，此部分回收的势能未经任何转换直接用于做功，免去了此部分能量的转换损失，仅当T1+T2<0时，多余的势能需经过电机2转换为电能存储至蓄电池1。与现有技术相比，大大提高了能量回收效率。在一种可能的实现方式中，如图4所示，控制方法还包括：

S401：当需要通过增加工作有缸内的液压油来执行工作指令时，根据双向变量泵3的第一目标转速和工作油缸11的目标输出速度，计算双向变量泵3的目标正排量；

S402：根据目标正排量生成目标正排量指令，目标正排量指令用于控制双向变量泵3的斜盘31的倾斜角度，以使双向变量泵3切换至泵工作模式，并以目标正排量输出排量；

具体地，结合图1所示，正排量工况时，工作油缸11启动或加速或减速或制动，此时工作油缸11中的液压油增多。

S403：当工作指令中的目标输出速度为零时，生成零排量指令，零排量指令用于控制双向变量泵3的斜盘31的倾斜角度，以使双向变量泵3切换至零排量工况；

具体地，结合图1所示，零排量工况时，工作油缸11待机\静止，动力机构以目标驱动速度运行，带动先导泵12供油，分别流经减压阀14、单向阀15至双向变量泵3的泵口，使得泵口有先导压力，从而保证比例阀5在系统待机时依旧可执行排量指令。

在工作油缸11工作过程中，若先导泵12的压力高于减压阀14的压力，先导泵12供油通过溢流阀13回油箱24；双向变量泵3压力高于减压阀14的压力时，先导泵12供油通过溢流阀13回油箱24。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，控制方法还包括：

S501：获取第一传感器8测得的闸阀9与双向变量泵3的第二油口之间的第一液压；获取第二传感器10测得的闸阀9与工作油缸11之间的第二液压；

S502：当第二液压和第一液压的压力差值大于预设的阈值时，生成第四控制信息，第四控制信息用于控制双向变量泵3输出正排量，以使液压油从双向变量泵3流向工作油缸11，进而使得第二液压和第一液压的压力差值小于或等于预设的阈值；以及

S503：当第二液压和第一液压的差值小于或等于阈值时，生成第五控制信息，第五控制信息用于控制工作油缸11与双向变量泵3的第二油口之间的闸阀9导通。

步骤S501～S503的作用是保证工作油缸11中的液压油向下流回油箱24释放势能时，受到的冲击尽可能小。

本实现方式中，结合图1所示，闸阀9配置为开关电磁阀，闸阀9安装在工作油缸11上。

容易理解的是，操作闸阀9导通，操作动力机构以目标驱动速度运行，以及操作双向变量泵3以目标排量输出，三个操作同时进行。

本实现方式中，如图1所示，在双向变量泵3处于马达工作模式时，双向变量泵3压力高于减压阀14的压力，如此设置，可防止闸阀9关闭的瞬间双向变量泵3负排量未归零而吸空，实时保证双向变量泵3有先导压力，提高双向变量泵3的使用寿命。

作为本申请的第二方面，图2所示为本申请一种可能的实现方式提供的一种应用于势能回收利用的控制器6，包括：

获取模块61，用于获取双向变量泵3的第一目标转速；用于获取工作油缸11的工作指令，根据工作指令获取工作油缸11的目标输出速度；

分析计算模块62，用于当需要释放工作油缸11内液压油的势能以执行工作指令时，根据双向变量泵3的第一目标转速和工作油缸11的目标输出速度，计算双向变量泵3的目标负排量；以及

控制模块63，用于根据目标负排量生成目标负排量指令，目标负排量指令用于将双向变量泵3切换至马达工作模式，并以目标负排量输出排量；用于根据双向变量泵3的第一目标转速，生成第一控制信息，第一控制信息用于控制动力机构驱动双向变量泵3以第一目标转速转动，进而使双向变量泵3带动工作泵转动；

其中，双向变量泵3的转轴与工作泵的转轴串连。

作为本申请的第三方面，图1所示为本申请一种可能的实现方式提供的一种势能回收利用系统，用于将从第一工作机构回收的能量直接应用于第二工作机构，势能回收利用系统包括：动力机构；第一工作机构，第一工作机构包括工作油缸11；第二工作机构，第二工作机构包括双向变量泵3和工作泵；排量控制单元；以及上述控制器6；其中，双向变量泵3的转轴与工作泵的转轴串连。

具体地，排量控制单元包括比例阀5和角度传感器4，控制器6发送指令给排量控制单元，使得排量控制单元根据指令控制双向变量泵3以目标排量输出。

可选地，如图1所示，双向变量泵3配置为正负摆角开式柱塞泵，工作油缸11为两个举升油缸。

具体地，如图1所示，势能回收利用系统还包括连接在双向变量泵3的第二油口和一变量控制油缸32之间的安全阀23，当双向变量泵3的第二油口的压力超出预定值时，安全阀23控制双向变量泵3减小排量以释压；

具体地，转向系统和属具系统之间连接有多路阀19；溢流阀16连接在油箱24与工作油缸11之间，当工作油缸11的压力超出设定值时进行溢流，以保证工作油缸11的安全。

作为本申请的第四个方面，参考图6来描述根据本申请实施例的电子设备。图6所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

如图6所示，电子设备600包括一个或多个处理器601和存储器602。

处理器601可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和\或信息执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备600中的其他组件以执行期望的功能。

存储器601可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和\或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和\或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序信息，处理器601可以运行程序信息，以实现上文的本申请的各个实施例的控制方法或者其他期望的功能。

在一个示例中，电子设备600还可以包括：输入装置603和输出装置604，这些组件通过总线系统和\或其他形式的连接机构(未示出)互连。

该输入装置603可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置604可以向外部输出各种信息。该输出装置604可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图6中仅示出了该电子设备600中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入\输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备600还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序信息，计算机程序信息在被处理器运行时使得处理器执行本说明书中描述的根据本申请各种实施例的控制方法中的步骤。

计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序信息，计算机程序信息在被处理器运行时使得处理器执行本说明书根据本申请各种实施例控制方法中的步骤。

计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和\或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和\或重新组合的。这些分解和\或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上所述仅为本申请创造的较佳实施例而已，并不用以限制本申请创造，凡在本申请创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请创造的保护范围之内。