CN104781476A - 用于控制施工机械的回转的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制施工机械的回转的设备和方法，所述设备和方法能够在使用动臂举升和回转的组合操作的装载作业期间，基于回转角，实现优先的动臂举升功能或优先的回转功能。所述用于控制施工机械的回转的方法包括：第一步骤，通过外部输入装置选择优先的动臂举升功能或优先的回转功能；第二步骤，通过基于回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而产生的操作信号，确定是否执行该组合操作；第三步骤，如果选择优先的动臂举升功能并且如果是组合操作的情况，则可变地控制用于回转的电动液压阀的开口度，以相对地限制从液压泵供应到回转电机的流动，以及如果选择优先的回转功能并且如果是组合操作的情况，则可变地控制用于动臂的电动液压阀的开口度，以相对地限制从液压泵供应到动臂油缸的流动。

Description

用于控制施工机械的回转的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于施工机械的回转控制设备和方法。更具体地说，本发明涉及这样的回转控制设备和方法，其中，在使用挖掘机的动臂举升和回转的组合操作的装载作业期间，可根据回转角实施动臂举升优先功能或回转优先功能。
背景技术
一般来说，使用挖掘机的装载作业被分成用于挖掘或装载泥土和沙的挖掘作业、用于给自卸式卡车装载挖掘的泥土和沙的倾倒作业、以及用于返回到作业地点再次挖掘泥土和沙的返回作业。
执行倾倒作业，使得在完成了用于挖掘土地的挖掘作业之后，回转操纵杆和动臂操纵杆由用户同时操纵，以控制上回转结构的回转角和动臂举升高度，使得挖掘的物料可以可回转地运动到倾倒位置。
如图1所示，根据现有技术的用于施工机械的回转控制设备包括：
液压泵1，连接到发动机；
回转电机2和动臂油缸3，并联地连接到液压泵1；
回转控制阀4，安装在液压泵1和回转电机2之间的流动路径中，并被构造成移动以控制回转电机2的启动、停止和方向改变；
动臂控制阀5，安装在液压泵1和动臂油缸3之间的流动路径中，并被构造成移动以控制动臂油缸3的启动、停止和方向改变；
回转操纵杆6，被构造成输出控制信号，以使回转控制阀4的阀芯移动；
动臂操纵杆7，被构造成输出控制信号，以使动臂控制阀5的阀芯移动。
如图1所示，当操作者出于装载作业的目的操纵回转操纵杆6和动臂操纵杆7以执行动臂举升和回转的组合操作时，回转控制阀4的阀芯根据回转操纵杆6的操纵量而移动到图纸的右边，动臂控制阀5的阀芯根据动臂操纵杆7的操纵量而移动到图纸的左边。
因此，从液压泵1排放的液压流体的一部分通过回转控制阀4供应到回转电机2，回转控制阀4的阀芯移动以使上回转结构(未示出)可转动。从液压泵1排放的液压流体的一部分通过动臂控制阀5供应到动臂油缸3的大腔，动臂控制阀5的阀芯移动从而可执行动臂举升操作。结果，可通过执行动臂举升和回转的组合操作将泥土和沙等挖掘和装载到自卸式卡车上。
回转电机2产生由上回转结构的回转导致的负载压力，动臂油缸3产生由倾倒物料的负载导致的负载压力和由诸如动臂的附着件的操作导致的负载压力。回转电机2产生比动臂油缸3产生的负载相对高的负载。
在这种情况下，根据液压系统的液压特性，从液压泵1供应的液压流体的流速在具有比回转电机2的负载压力低的负载压力的动臂油缸3中增加。当在倾倒作业期间动臂驱动速度比上回转结构的回转速度高(即，在倾倒作业期间由操作者要求的条件)时，具有这种动臂举升优先功能的液压系统可容易地执行装载作业。
换句话说，固定节流孔4a形成在回转控制阀4的阀芯中，以增加供应到动臂油缸3的液压流体的流速，从而可提高动臂举升驱动速度。在这种情况下，如果供应到回转电机2的液压流体的流速由于形成在回转控制阀4中的固定节流孔4a而相对减小，则会导致下面的问题：出现功率损失，从而导致燃料效率的降低。
另外，在只执行回转操作而不执行动臂举升和回转的组合操作的情况下，到回转电机2的液压流体的供应受到固定节流孔4a的限制，从而导致连续的功率损失。此外，如果在回转角相对大的作业区执行倾倒作业，则由于动臂举升优先功能而导致装载作业时间进一步增加，从而劣化作业能力。
同时，即使在回转角相对小的作业区，挖掘泥土和沙以执行装载作业，然后上回转结构转动以定位在装载位置，而将挖掘的物料倾倒到自卸式卡车上的情况下，动臂也可能不会充分地举升到装载高度。
在执行装载作业的情况下，由于回转角小，所以在倾倒和返回操作期间提高作业能力，可减少作业时间，因此，可实施用于无尾型挖掘机的倾倒操作，从而提高燃料效率。
发明内容
因此，提出本发明以解决在现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于施工机械的回转控制设备和方法，其中，在装载作业期间，在回转角相对小的作业范围内实施动臂举升优先功能，以及在回转角相对大的作业范围内实施回转优先功能，以提高作业能力和可操作性。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供一种用于施工机械的回转控制方法，所述施工机械包括：液压泵；回转电机和动臂油缸，并联连接到液压泵；回转电动液压阀，安装在液压泵和回转电机之间的流动路径中；动臂电动液压阀，安装在液压泵和动臂油缸之间的流动路径中；回转操纵杆和动臂操纵杆；以及控制器，所述回转控制方法包括：
第一步骤，通过外部输入装置选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
第二步骤，基于响应于回转操纵杆和动臂操纵杆的而施加到控制器的操纵信号，确定是否执行动臂举升和回转的组合操作；
第三步骤，如果选择动臂举升优先功能且该组合操作被设置为执行，则通过可变地控制回转电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到回转电机的液压流体的流速，以及如果选择回转优先功能且该组合操作被设置为执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到动臂油缸的液压流体的流速。
第一步骤中的外部输入装置可包括作业范围选择开关，作业范围选择开关根据回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵向控制器输出操纵信号，从而在由回转角限定的作业范围由用户预设且存储在控制器中之后，控制器能够控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与由用户选择的回转角对应。
如果选择作业范围选择开关的第一开关单元，则控制器可将作业范围识别为回转角相对小的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对小的回转角对应。
如果选择作业范围选择开关的第二开关单元，则控制器可将作业范围识别为回转角相对中等的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对中等的回转角对应。
另外，如果选择作业范围选择开关的第三开关单元，则控制器可将作业范围识别为回转角相对大的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对大的回转角对应。
回转电动液压阀包括安装在入口节流路径中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，动臂电动液压阀包括安装在入口节流路径中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，，以可变地控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与从控制器施加到回转电动液压阀和动臂电动液压阀的控制信号成比例。
第一步骤中的外部输入装置可包括接通/断开选择开关，用于允许用户选择动臂举升优先功能或回转优先功能。
如果动臂举升优先功能选择开关操作而接通且回转优先功能选择开关操作而断开，则可确定将要选择动臂举升优先功能。
另一方面，如果回转优先功能选择开关操作而接通且动臂举升优先功能选择开关操作而断开，则可确定将要选择回转优先功能。
如果动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关操作而断开，则可控制回转电动液压阀和动臂举升电动液压阀的开口量与由回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵产生的操纵信号成比例。
如果指示由回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵导致的组合操作的信号未施加到控制器，则可控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与由回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵产生的操纵信号成比例。
第一步骤中的外部输入装置可包括成像装置，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器。
如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则可确定将要选择回转优先功能。
另一方面，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则可确定将要选择动臂举升优先功能。
根据本发明的另一优选实施例，提供一种用于施工机械的回转控制设备，所述回转控制设备包括：
液压泵，连接到发动机(未示出)；
回转电机和动臂油缸，并联连接到液压泵；
回转电动液压阀，安装在液压泵和回转电机之间的流动路径中，回转电动液压阀的开口量由从外部施加到回转电动液压阀的控制信号可变地控制；
动臂电动液压阀，安装在液压泵和动臂油缸之间的流动路径中，动臂电动液压阀的开口量由从外部施加到动臂电动液压阀的控制信号可变地控制；
回转操纵杆，被构造成输出用于控制回转电机的操纵信号；
动臂操纵杆，被构造成输出用于控制动臂油缸的操纵信号；
外部输入装置，被构造成选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
控制器，被构造成如果通过外部输入装置的操纵而选择动臂举升优先功能并且动臂举升和回转的组合操作被设置为通过回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而执行，则通过可变地控制回转电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到回转电机的液压流体的流速，以及如果通过外部输入装置的操纵而选择回转优先功能并且该组合操作被设置为通过回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到动臂油缸的液压流体的流速。
外部输入装置可包括成像装置，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器。
如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则可确定将要选择回转优先功能。
另一方面，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则可确定将要选择动臂举升优先功能。
有益效果
根据本发明的实施例的如上所构造的用于施工机械的回转控制设备和方法具有以下优点。
在装载作业期间，在回转角相对小的作业范围内实施动臂举升优先功能，以及在回转角相对大的作业范围内实施回转优先功能，以提高作业能力和可操纵性。
附图说明
通过参照附图描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的、其他特点和优点将变得更清楚，其中：
图1是根据现有技术的用于施工机械的回转控制设备的液压回路图；
图2是根据本发明的优选实施例的用于施工机械的回转控制设备的液压回路图；
图3是示出根据本发明的另一优选实施例的用于施工机械的回转控制方法的流程图。
*对于附图中主要元件的标号的解释*
10：液压泵
11：回转电机
12：动臂油缸
13：回转电动液压阀
14：动臂电动液压阀
15：回转操纵杆
16：动臂操纵杆
17：控制器(ECU)
18：作业范围选择开关
19：入口节流路径
20、20a：第一可变节流孔
21、21a：第二可变节流孔
22：出口节流路径
23、23a：第三可变节流孔
24、24a：第四可变节流孔
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述根据本发明的优选实施例的用于施工机械的回转控制设备。在说明书中限定的内容(例如详细的构造和元件)只是提供具体的细节以帮助本领域的普通技术人员全面理解本发明，本发明不限于在下文中公开的实施例。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的优选实施例的用于施工机械的回转控制方法。
图2是根据本发明的优选实施例的用于施工机械的回转控制设备的液压回路图，图3是示出根据本发明的另一优选实施例的用于施工机械的回转控制方法的流程图。
参照图2和图3，根据本发明的优选实施例，对于施工机械，该施工机械包括：液压泵10，连接到发动机(未示出)；回转电机11和动臂油缸12，并联连接到液压泵10；回转电动液压阀13，安装在液压泵10和回转电机11之间的流动路径中；动臂电动液压阀14，安装在液压泵10和动臂油缸12之间的流动路径中；回转操纵杆15和动臂操纵杆16；以及控制器17，用于施工机械的回转控制方法包括：
第一步骤(S100)，由用户通过外部输入装置选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
第二步骤(S200)，基于响应于回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵而施加到控制器17的操纵信号，确定是否执行用于装载作业的动臂举升和回转的组合操作；
第三步骤(S300)，如果选择动臂举升优先功能且该组合操作被设置为执行，则通过可变地控制回转电动液压阀13的开口量，相对地限制从液压泵10供应到回转电机11的液压流体的流速，以及如果选择回转优先功能且该组合操作被设置为执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀14的开口量，相对地限制从液压泵10供应到动臂油缸12的液压流体的流速。
步骤(S100)中的外部输入装置包括作业范围选择开关18(例如，旋转开关)，作业范围选择开关18根据回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵向控制器17输出操纵信号，从而在由回转角限定的作业范围由用户预设且存储在控制器17中之后，控制器17可控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与由用户选择的回转角对应。
如果选择了作业范围选择开关18的第一开关单元，则控制器17将作业范围识别为回转角相对小的作业范围，并控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对小的回转角对应。
如果选择了作业范围选择开关18的第二开关单元，则控制器17将作业范围识别为回转角相对中等的作业范围，并控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对中等的回转角对应。
另外，如果选择了作业范围选择开关18的第三开关单元，则控制器17将作业范围识别为回转角相对大的作业范围，并控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对大的回转角对应。
回转电动液压阀可包括安装在入口节流路径(meter-in path)中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径(meter-out path)中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，动臂电动液压阀可包括安装在入口节流路径中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，以可变地控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与从控制器施加到它们的控制信号成比例。
第一步骤(S100)中的外部输入装置包括接通/断开选择开关(未示出)，用于允许用户选择动臂举升优先功能或回转优先功能。
如果动臂举升优先功能选择开关操作而接通且回转优先功能选择开关操作而断开，则确定将要选择动臂举升优先功能。
如果动臂举升优先功能选择开关操作而接通，回转优先功能选择开关操作而断开，并且操纵信号响应于回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵而施加到控制器17以执行组合操作，则确定将要选择动臂举升优先功能。
另一方面，如果回转优先功能选择开关操作而接通，动臂举升优先功能选择开关操作而断开，并且操纵信号响应于回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵而施加到控制器17以执行组合操作，则确定将要选择回转优先功能。
如果动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关操作而断开，则控制回转电动液压阀13和动臂电动液压阀14的开口量与由回转操纵杆15或动臂操纵杆16的操纵产生的操纵信号成比例。
如果指示由回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵导致的组合操作的信号未施加到控制器17，则控制回转电动液压阀13和动臂电动液压阀14的开口量与由回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵产生的操纵信号成比例。
虽然未在附图中示出，但是第一步骤(S100)中的外部输入装置包括成像装置(未示出)，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器17。
如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器17中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择回转优先功能。
另一方面，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器17中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择动臂举升优先功能。
根据本发明的另一优选实施例，用于施工机械的回转控制设备包括：
液压泵10，连接到发动机(未示出)；
回转电机11和动臂油缸12，并联连接到液压泵10；
回转电动液压阀13，安装在液压泵10和回转电机11之间的流动路径中，回转电动液压阀13的开口量由从外部施加到它的控制信号可变地控制；
动臂电动液压阀14，安装在液压泵10和动臂油缸12之间的流动路径中，动臂电动液压阀14的开口量由从外部施加到它的控制信号可变地控制；
回转操纵杆15，被构造成输出用于控制回转电机11的操纵信号；
动臂操纵杆16，被构造成输出用于控制动臂油缸12的操纵信号；
外部输入装置(未示出)，被构造成选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
控制器17(ECU)，被构造成如果通过外部输入装置的操纵而选择动臂举升优先功能且动臂举升和回转的组合操作被设置为通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵而执行，则通过可变地控制回转电动液压阀13的开口量，相对地限制从液压泵10供应到回转电机11的液压流体的流速，以及如果通过外部输入装置的操纵而选择回转优先功能且该组合操作被设置为通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵而执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀14的开口量，相对地限制从液压泵10供应到动臂油缸12的液压流体的流速。
虽然未在附图中示出，但是外部输入装置包括成像装置，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号传输到控制器17。
如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器17中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择回转优先功能。
另一方面，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器17中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择动臂举升优先功能。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的另一实施例的用于施工机械的回转控制方法。
现在，将描述下面的情况：当用户(或施工机械的操作者)操纵动臂操纵杆16、回转操纵杆15、以及接通/断开选择开关以执行装载作业时，实施动臂举升优先功能或回转优先功能。
在步骤S100，控制器17确定动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关是接通还是断开。如果在步骤S100确定动臂举升优先功能选择开关操作而接通且回转优先功能选择开关操作而断开，则程序前进到步骤S200。
在步骤S200，确定由用户操纵动臂操纵杆16产生的动臂举升操纵信号(Cmd)大于预存储在控制器17中的预定动臂举升压力a，以及由用户操纵回转操纵杆15产生的回转操纵信号(Cmd)大于预存储在控制器17中的预定回转压力b，控制器17确定动臂举升和回转的组合操作被设置为通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵来执行，且程序前进到步骤S300。
在步骤S300，在选择动臂举升优先功能(S100)且执行动臂举升和回转的组合操作(S200)的情况下，控制器17可变地控制回转电动液压阀13的开口量。换句话说，控制器17输出控制信号，用于施加到动臂电动液压阀14，以可变地控制安装在动臂电动液压阀14的入口节流路径19中的第一可变节流孔20的开口量以及安装在动臂电动液压阀14的出口节流路径22中的第三可变节流孔23的开口量。
结果，从液压泵10排放的液压流体通过第一可变节流孔20供应到动臂油缸12的大腔，并且从动臂油缸12的小腔排放的液压流体通过第三可变节流孔23回到液压油箱T。因此，动臂油缸12可以以可伸缩的方式被驱动以执行动臂举升操作。
在这种情况下，第一可变节流孔20的开口量的值通过下面的等式计算：
A×Pi
其中，A是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操纵产生的先导信号(pilot signal)压力。
另外，第三可变节流孔23的开口量的值通过下面的等式计算：
B×Pi
其中，B是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操作产生的先导信号压力。
此外，控制器17输出控制信号，用于施加到回转电动液压阀13，以可变地控制安装在回转电动液压阀13的入口节流路径19a中的第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a的开口量以及安装在回转电动液压阀13的出口节流路径22a中的第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量。
结果，从液压泵10排放的液压流体通过第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a供应到回转电机11，并且从回转电机11排放的液压流体通过第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a返回到液压油箱T。因此，回转电机11可被驱动以使上回转结构转动。
在这种情况下，第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a的开口量的值通过下面的等式计算：
C×Pi
其中，C是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
另外，第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量的值通过下面的等式计算：
D×Pi
其中，D是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
因此，当动臂举升优先功能选择开关操作而接通(S100)且通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵执行动臂举升和回转的组合操作(S200)时，回转电动液压阀13的开口量被可变地控制，以相对地限制从液压泵10供应到回转电机11的液压流体的流速，从而可实施动臂举升优先功能。
在步骤S400，控制器17确定动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关是接通还是断开。如果在步骤S400确定动臂举升优先功能选择开关操作而断开且回转优先功能选择开关操作而接通，则程序前进到步骤S500。
在步骤S500，确定由用户操纵动臂操纵杆16而产生的动臂举升操纵信号(Cmd)大于预存储在控制器17中的预定动臂举升压力a，以及由用户操纵回转操纵杆15而产生的回转操纵信号(Cmd)大于预存储在控制器17中的预定回转压力b，控制器17确定动臂举升和回转的组合操作被设置为通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵来执行，且程序前进到步骤S600。
在步骤S600，在选择回转优先功能(S400)且执行动臂举升和回转的组合操作(S500)的情况下，控制器17可变地控制动臂电动液压阀14的开口量。换句话说，控制器17输出控制信号，用于施加到回转电动液压阀13，以可变地控制安装在回转电动液压阀13的入口节流路径19a中的第一可变节流孔20a或第二变节流孔21a的开口量以及安装在回转电动液压阀13的出口节流路径22a中的第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量。
在这种情况下，第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a的开口量的值通过下面的等式计算：
E×Pi
其中，E是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
另外，第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量的值通过下面的等式计算：
F×Pi
其中，F是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
此外，控制器17输出控制信号，用于施加到动臂电动液压阀14，以可变地控制安装在动臂电动液压阀14的入口节流路径19中的第一可变节流孔20的开口量以及安装在动臂电动液压阀14的出口节流路径22中的第三可变节流孔23的开口量。
在这种情况下，第一可变节流孔20的开口量的值通过下面的等式计算：
G×Pi
其中，G是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操纵产生的先导信号压力。
另外，第三可变节流孔23的开口量的值通过下面的等式计算：
H×Pi
其中，H是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操纵产生的先导信号压力。
因此，当回转优先功能选择开关操作而接通(S400)且通过回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵执行动臂举升和回转的组合操作(S500)时，动臂电动液压阀14的开口量被可变地控制，以相对地限制从液压泵10供应到动臂油缸12的液压流体的流速，从而可实施回转优先功能。
在步骤S700，控制器17确定动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关是由用户接通还是断开。如果在步骤S700确定动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关操作而断开，则程序前进到步骤S800。另一方面，如果在步骤S700确定动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关操作而接通，则程序返回到步骤S100。
在步骤S800，如果未选择动臂举升优先功能和回转优先功能，则控制回转电动液压阀13和动臂电动液压阀14的开口量与由回转操纵杆15或动臂操纵杆16的操纵产生的操作信号成比例。
另外，如果指示由回转操纵杆15和动臂操纵杆16的操纵导致的组合操作的信号未施加到控制器17，则控制器17确定装载作业被设置为不执行。因此，控制回转电动液压阀13和动臂电动液压阀14的开口量与由回转操纵杆15或动臂操纵杆16的操纵产生的操作信号成比例。
在这种情况下，控制器17输出控制信号，用于施加到动臂电动液压阀14，以可变地控制安装在动臂电动液压阀14的入口节流路径19中的第一可变节流孔20的开口量以及安装在动臂电动液压阀14的出口节流路径22中的第三可变节流孔23的开口量。
在这种情况下，第一可变节流孔20的开口量的值通过下面的等式计算：
I×Pi
其中，I是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操纵产生的先导信号压力。
另外，第三可变节流孔23的开口量的值通过下面的等式计算：
J×Pi
其中，J是常数，Pi是由动臂操纵杆16的操纵产生的先导信号压力。
此外，控制器17输出控制信号，用于施加到回转电动液压阀13，以可变地控制安装在回转电动液压阀13的入口节流路径19a中的第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a的开口量以及安装在回转电动液压阀13的出口节流路径22a中的第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量。
在这种情况下，第一可变节流孔20a或第二可变节流孔21a的开口量的值通过下面的等式计算：
K×Pi
其中，K是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
另外，第三可变节流孔23a或第四可变节流孔24a的开口量的值通过下面的等式计算：
L×Pi
其中，L是常数，Pi是由回转操纵杆15的操纵产生的先导信号压力。
同时，将描述下面的情况：当用户操纵动臂操纵杆16、回转操纵杆15、以及作业范围选择开关以执行装载作业时，实施动臂举升优先功能或回转优先功能。在这种情况下，由用于装载作业的回转角限定的作业范围由用户预设且存储在控制器17中。
作业范围选择开关18可使用可在其操纵期间选择动臂举升优先功能或回转优先功能的接通/断开功能、以及向控制器17输出操纵信号的旋转开关，从而可控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与由用户选择的回转角对应。例如，旋转开关可被转换为使回转角被设置为相对小的第一开关单元、使回转角被设置为相对中等的第二开关单元、以及使回转角被设置为相对大的第三开关单元。
当由作业范围选择开关18的接通/断开操纵选择动臂举升优先功能或回转优先功能时，根据作业范围选择开关18的第一开关单元(未示出)的选择的操纵信号施加到控制器17。因此，控制器17将作业范围识别为回转角相对小(例如，回转角小于或等于90°)的作业范围，从而可控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对小的回转角对应。
另外，当选择作业范围选择开关18的第二开关单元(未示出)时，根据第二开关单元的选择的操纵信号施加到控制器17。因此，控制器17将作业范围识别为回转角相对中等(例如，回转角的范围从90°到120°)的作业范围，从而可控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对中等的回转角对应。
还有，当选择作业范围选择开关18的第三开关单元(未示出)时，根据第三开关单元的选择的操纵信号施加到控制器17。因此，控制器17将作业范围识别为回转角相对大(例如，回转角的范围从120°到180°)的作业范围，从而可控制回转电动液压阀13或动臂电动液压阀14的开口量与预设的且存储在控制器17中的相对大的回转角对应。
同时，在包括摄像机的成像装置捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器17的情况下，可根据基于图像信号的作业范围选择动臂举升优先功能或回转优先功能。因此，可使用期望在未来开发的无人自动挖掘机有效地执行装载作业。
产业上的可利用性
根据本发明的如上所构造的用于施工机械的回转控制设备和方法，在装载期间，可根据由回转角限定的作业范围实施动臂举升优先功能或回转优先功能，从而提高作业能力和可操纵性，并提高燃料效率。
虽然已经结合在附图中示出的具体实施例描述了本发明，但是这些实施例仅仅是说明性的，本发明不限于这些实施例。应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，具有本领域的普通技能的人员可对这些实施例作出各种等同的修改和改变。因此，本发明的真正的技术范围不应该由上述实施例限定，而应该由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于施工机械的回转控制方法，所述施工机械包括：液压泵；回转电机和动臂油缸，并联连接到液压泵；回转电动液压阀，安装在液压泵和回转电机之间的流动路径中；动臂电动液压阀，安装在液压泵和动臂油缸之间的流动路径中；回转操纵杆和动臂操纵杆；以及控制器，所述回转控制方法包括：
第一步骤，通过外部输入装置选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
第二步骤，基于响应于回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而施加到控制器的操纵信号，确定是否执行动臂举升和回转的组合操作；
第三步骤，如果选择动臂举升优先功能且所述组合操作被设置为执行，则通过可变地控制回转电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到回转电机的液压流体的流速，以及如果选择回转优先功能且所述组合操作被设置为执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到动臂油缸的液压流体的流速。
2.根据权利要求1所述的回转控制方法，其中，第一步骤中的外部输入装置包括作业范围选择开关，作业范围选择开关根据回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵向控制器输出操纵信号，从而在由回转角限定的作业范围由用户预设且存储在控制器中之后，控制器能够控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与由用户选择的回转角对应。
3.根据权利要求2所述的回转控制方法，其中，如果选择作业范围选择开关的第一开关单元，则控制器将作业范围识别为回转角相对小的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对小的回转角对应，
其中，如果选择作业范围选择开关的第二开关单元，则控制器将作业范围识别为回转角相对中等的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对中等的回转角对应，
其中，如果选择作业范围选择开关的第三开关单元，则控制器将作业范围识别为回转角相对大的作业范围，并控制回转电动液压阀或动臂电动液压阀的开口量与预设的且存储在控制器中的相对大的回转角对应。
4.根据权利要求1所述的回转控制方法，其中，回转电动液压阀包括安装在入口节流路径中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，动臂电动液压阀包括安装在入口节流路径中的第一可变节流孔和第二可变节流孔以及安装在出口节流路径中的第三可变节流孔和第四可变节流孔，以可变地控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与从控制器施加到回转电动液压阀和动臂电动液压阀的控制信号成比例。
5.根据权利要求1所述的回转控制方法，其中，第一步骤中的外部输入装置包括接通/断开选择开关，用于允许用户选择动臂举升优先功能或回转优先功能，
其中，如果动臂举升优先功能选择开关操作而接通且回转优先功能选择开关操作而断开，则确定将要选择动臂举升优先功能，
其中，如果回转优先功能选择开关操作而接通且动臂举升优先功能选择开关操作而断开，则确定将要选择回转优先功能。
6.根据权利要求5所述的回转控制方法，其中，如果动臂举升优先功能选择开关和回转优先功能选择开关操作而断开，则控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与由回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵产生的操纵信号成比例。
7.根据权利要求1所述的回转控制方法，其中，如果指示由回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵导致的组合操作的信号未施加到控制器，则控制回转电动液压阀和动臂电动液压阀的开口量与由回转操纵杆或动臂操纵杆的操纵产生的操纵信号成比例。
8.根据权利要求1所述的回转控制方法，其中，第一步骤中的外部输入装置包括成像装置，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器，
其中，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择回转优先功能，
其中，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择动臂举升优先功能。
9.一种用于施工机械的回转控制设备，包括：
液压泵，连接到发动机；
回转电机和动臂油缸，并联连接到液压泵；
回转电动液压阀，安装在液压泵和回转电机之间的流动路径中，回转电动液压阀的开口量由从外部施加到回转电动液压阀的控制信号可变地控制；
动臂电动液压阀，安装在液压泵和动臂油缸之间的流动路径中，动臂电动液压阀的开口量由从外部施加到动臂电动液压阀的控制信号可变地控制；
回转操纵杆，被构造成输出用于控制回转电机的操纵信号；
动臂操纵杆，被构造成输出用于控制动臂油缸的操纵信号；
外部输入装置，被构造成选择动臂举升优先功能或回转优先功能；
控制器，被构造成如果通过外部输入装置的操纵而选择动臂举升优先功能并且动臂举升和回转的组合操作被设置为通过回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而执行，则通过可变地控制回转电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到回转电机的液压流体的流速，以及如果通过外部输入装置的操纵而选择回转优先功能并且所述组合操作被设置为通过回转操纵杆和动臂操纵杆的操纵而执行，则通过可变地控制动臂电动液压阀的开口量，来相对地限制从液压泵供应到动臂油缸的液压流体的流速。
10.根据权利要求9所述的回转控制设备，其中，外部输入装置包括成像装置，用于捕获作业地点处的由回转角限定的作业范围的图像，并将指示捕获的图像的图像信号发送到控制器，
其中，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围大于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择回转优先功能，
其中，如果由回转角限定的、其图像由成像装置捕获的作业范围小于预存储在控制器中的由回转角限定的作业范围，则确定将要选择动臂举升优先功能。
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