CN115163594A - 用于工程机械的液压回转系统控制方法、装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于工程机械的液压回转系统控制方法、装置及工程机械，属于工程机械技术领域。所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述方法包括：获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；确定所述工程机械的回转负载；根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。其能够有效削减不同工况下压力冲击以及回转过程中的压力、速度抖动。

Description

用于工程机械的液压回转系统控制方法、装置及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种用于工程机械的液压回转系统控制方法、装置及工程机械。

背景技术

工程机械产品液压回转系统中，泵控回转系统与阀控回转系统为较为主流的回转系统。

相关技术中的阀控回转系统核心控制元件为三位六通换向阀，中位时油液流入油箱主泵卸荷，采用旁路节流流量控制机制，阀左右工作位分别控制马达左右回转。该系统结构原理简单，制造方便。此外传统的阀控回转系统通常还集成了吸空补油、过载保护、低压自回转等功能，能较好的满足部分工况需求。

相关技术中的泵控液压回转系统基于对泵的排量进行控制进而控制泵输出流量以及马达转速，泵控闭式回转系统亦集成了吸空补油、过载保护、低压自回转等功能。

然而泵控回转系统与阀控回转系统在中重载工况下运行时，会出现压力冲击，在回转过程中出现压力、速度抖动。

发明内容

鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种用于工程机械的液压回转系统控制方法、装置及工程机械，以用于至少部分解决上述技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于工程机械的液压回转系统控制方法，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述方法包括：获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；确定所述工程机械的回转负载；根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

可选地，所述根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流之前，所述方法还包括：获取所述工程机械的多组待拟合工况数据，每一组待拟合工况数据包括回转负载、第一参数以及对应的第二旁路电流；以及对所述多组待拟合工况数据进行拟合，以得到目标公式，所述目标公式用于根据所述第一参数、所述回转负载计算所述第一旁路电流。

可选地，在所述第一参数为手柄电流的情况下，所述目标公式包括：

I_bypass＝I₀+K_L*L+Ki*(I-I₀)

其中，I_bypass表示所述第一旁路电流，I表示所述手柄电流，I₀表示所述旁路阀的阀芯位移死区电流，L表示所述工程机械的回转负载，K_L表示负载系数，Ki表示手柄电流系数。

可选地，获取所述工程机械的多组待拟合工况数据，包括：获取目标工况参数，所述目标工况参数包括多个回转负载与多个第一参数；根据所述目标工况参数生成测试工况数据，其中，所述测试工况数据包括P个测试工况与Q个第三旁路电流，其中，一个所述测试工况为一个所述回转负载与一个所述第一参数的组合，任一所述测试工况对应有至少一个所述第三旁路电流，P与Q均为大于1的整数；以及根据生成的所述测试工况数据执行对应的工况测试，以分别针对每个所述测试工况从对应的至少一个所述第三旁路电流中筛选出所述第二旁路电流。

相应地，本发明实施例还提供一种工程机械，所述工程机械包括：液压回转系统，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀；以及控制装置，用于：获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；确定所述工程机械的回转负载；根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

可选地，所述液压回转系统包括第一电比例阀、第二电比例阀、第三电比例阀、第四电比例阀，其中在正转工况下，所述第一电比例阀和所述第四电比例阀分别用作所述回转马达的进油阀和回油阀，所述第二电比例阀用作所述旁路阀，其中在反转工况下，所述第三电比例阀和所述第二电比例阀分别用作所述回转马达的进油阀和回油阀，所述第四电比例阀用作所述旁路阀。

可选地，所述液压回转系统还包括压力补偿器；所述第一电比例阀和所述第三电比例阀分别通过所述压力补偿器与所述液压回转系统的液压泵模块连接，所述压力补偿器用于保持所述第一电比例或所述第三电比例阀两端的压力差恒定。

可选地，所述工程机械包括操作手柄，所述控制装置用于：在正转工况或反转工况下，获取与所述操作手柄的手柄开度相对应的所述手柄电流；根据所述手柄电流、所述工程机械的回转负载确定所述第一旁路电流；根据所述手柄电流控制所述回转马达的进油阀和回油阀，并根据所述第一旁路电流控制所述旁路阀。

相应地，本发明实施例还提供一种用于工程机械的液压回转系统控制装置，其特征在于，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述装置包括：第一获取模块，用于获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；第一确定模块，用于确定所述工程机械的回转负载；第二确定模块，用于根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及施加模块，用于将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，所述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用于工程机械的液压回转系统控制方法。

针对设置有旁路阀的液压回转系统，在回转系统开始运行及运行过程中，实时确定相应工况下的合理旁路电流并作用于旁路阀，使回转系统能够适应各种负载水平，在各种工况下均有较好性能表现。另外，由于旁路电流可根据工况信息自动调整，可以有效削减不同工况下压力冲击以及回转过程中的压力、速度抖动。

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示出了相关技术中的阀控回转系统的液压原理示意图；

图2示出了相关技术中的泵控液压回转系统的液压原理示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的液压回转系统的原理示意图；

图4为图3的简化示意图；

图5示出了根据本发明一实施例的用于工程机械的液压回转系统控制方法的流程示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的工程机械的结构框图；以及

图7示出了根据本发明一实施例的用于工程机械的液压回转系统控制装置的结构框图。

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。

图1示出了相关技术中的阀控回转系统的液压原理示意图。如图1所示，阀控回转系统的最核心元件是3位6通主阀11，阀芯位置在中位与左右位之间移动。油液除供应负载所需外，多余油液经阀中位流入油箱，为典型旁路节流机制。高压溢流阀14、阻尼孔16、阻尼孔17、缓冲卸荷阀15一起构成了高压缓冲卸荷机制。当负载压力超过高压溢流阀14设定界限时，油液经缓冲卸荷阀15流入油箱对高压油液卸荷。补油单向阀12和13主要起吸空进行补油作用，缓冲溢流阀18可以对制动冲击进行缓冲卸荷。在3位6通主阀11回中位后触发电磁开关阀19可以切换到自由滑转工况。

相关技术中的阀控回转系统，具有以下缺陷：调速范围窄，尤其是在重载大惯量工况下，旁路口可开开度需非常小，否则会引起巨大的系统流量波动使系统运行不稳；对运行过程中出现的压力尖峰、抖动现象，缓冲卸荷机制开启需达到溢流阀设定开启压力，若低于该压力时无缓冲作用；对制动背压的冲击缓冲作用需达到缓冲平衡阀设定压力，而同一设定压力很难适应所有工况下不同惯量负载，因此对背压冲击缓冲效果具有局限性。

图2示出了相关技术中的泵控液压回转系统的液压原理示意图。如图2所示，泵控液压回转系统的最核心元件是闭式变量泵21，通过调节闭式变量泵21的变量机构而改变主泵排量和系统流量从而控制回转转速。主溢流阀26、A口溢流阀22、B口溢流阀23对系统进行过载保护。补油单向阀24、吸空补油单向阀25对系统进行吸空补油。补油泵27对系统进行补油，多余油液将从回转马达冲洗阀回油箱。此外，通过自由滑转电磁阀20可实现马达A、B口连通并实现自由滑转功能。

相关技术中的泵控回转系统，具有以下缺陷：起制动冲击大；在中重载工况下运行存在压力较大、速度抖动现象。

鉴于相关技术中的阀控回转系统和泵控回转系统存在的缺陷，本发明实施例的目的是提供一种用于工程机械的液压回转系统控制方法及装置，以用于至少部分解决上述技术缺陷。

本发明实施例首先提供一种用于工程机械的液压回转系统，所述液压回转系统为阀口独立型的液压回转系统。所述液压回转系统可以包括：马达A口的进油阀、马达A口的回油阀、马达A口的旁路阀、马达B口的进油阀、马达B口的回油阀、马达B口的旁路阀、以及液压泵模块，其中，所述马达A口的回油阀复用为所述马达B口的旁路阀，和/或所述马达B口的回油阀复用为所述马达A口的旁路阀。本发明任意实施例中描述的马达为回转马达，“马达”和“回转马达”可以互换使用。

所述马达A口的进油阀和所述马达B口的进油阀为两个独立的阀。

液压泵模块的入口与液压油的油箱连接。所述液压回转系统进一步还可以包括：第一压力补偿模块、和/或第二压力补偿模块。

马达A口的进油阀一端与马达A口连接，另一端与液压泵模块的出口连接。马达A口的回油阀一端与马达B口连接，另一端与液压油的油箱连接。马达A口的旁路阀一端与马达A口连接，另一端与液压油的油箱连接。第一压力补偿模块连接在液压泵模块的出口与马达A口的进油阀的所述另一端之间。

在正转工况下，液压泵模块从液压油的油箱泵出的液压油，经由马达A口的进油阀流入马达A口，经马达使用后的液压油从马达B口流出，并经由马达A口的回油阀流入液压油的油箱。马达A口的旁路阀在被控制的情况下，将流入马达A口的多余的液压油流回至液压油的油箱。第一压力补偿模块用于保持所述马达A口进油阀的两端液压油的压力差恒定。

马达B口的进油阀一端与马达B口连接，另一端与液压泵模块的出口连接。马达B口的回油阀一端与马达A口连接，另一端与液压油的油箱连接。马达B口的旁路阀一端与马达B口连接，另一端与液压油的油箱连接。第二压力补偿模块连接在液压泵模块的出口与马达B口的进油阀的所述另一端之间。

在反转工况下，液压泵模块从液压油的油箱泵出的液压油，经由马达B口的进油阀流入马达B口，经马达使用后的液压油从马达A口流出，并经由马达B口的回油阀流入液压油的油箱。马达B口的旁路阀在被控制的情况下，将流入马达B口的多余的液压油流回至液压油的油箱。第二压力补偿模块用于保持所述马达B口进油阀的两端液压油的压力差恒定。

根据上述结构，在一般情况下，可能需要设置6个阀来实现马达A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀。在优选情况下，可以设置马达A口的回油阀与马达B口的旁路阀共享同一阀，和/或设置马达B口的回油阀与马达A口的旁路阀共享同一阀，即可以将所述马达A口的回油阀复用为所述马达B口的旁路阀，和/或所述马达B口的回油阀复用为所述马达A口的旁路阀。如此，可以使用4个或5个阀来实现马达A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀。更优选地，可以使用4个阀来实现马达A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀，以简化结构。

可选地，马达A口的进油阀、马达A口的回油阀、马达A口的旁路阀、马达B口的进油阀、马达B口的回油阀、马达B口的旁路阀中的一者或多者可以分别为电比例阀。可以使用4个或5个电比例阀来实现马达A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀。更优选地，可以使用4个电比例阀来实现马达A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀，以简化结构。

所述电比例阀优选可以是2位2通电比例阀，但是本发明实施例并不限制于此，其可以使用能够实现控制液压油流动的任何其它类型的比例阀。

液压泵模块可以使用负载敏感型液压泵，但是本发明实施例并不限制于此，也可以使用定量泵等其他任何合适类型的液压泵。

第一压力补偿模块和第二压力补偿模块可以是阀前压力补偿器。在优选情况下，马达A口进油阀和马达B口的进油阀可以共享同一压力补偿模块，即，第一压力补偿模块和第二压力补偿模块为同一压力补偿模块，或者也可以描述为第一压力补偿模块可以复用为第二压力补偿模块。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括A口溢流阀、和/或B口溢流阀。在正转工况下，A口溢流阀用于马达A口液压油的过载保护，其中A口溢流阀的一端与马达B口连接，另一端与液压油的油箱连接。在反转工况下，B口溢流阀用于B口液压油的过载保护，B口溢流阀的一端与马达A口连接，另一端与液压油的油箱连接。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括A口补油单向阀、和/或B口补油单向阀。A口补油单向阀用于在出现吸空现象时，对马达A口进行补油，其中A口补油单向阀的一端与马达A口连接，另一端与液压油的油箱连接。B口补油单向阀用于在出现吸空现象时，对马达B口进行补油，其中B口补油单向阀的一端与马达B口连接，另一端与液压油的邮箱连接。在低压自回转工况下，控制两个回油阀开启，使得马达进入泵工况；在马达出现吸空的情况下，将由A口补油单向阀和B口补油单向阀分别对A口和B口进行补油。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括第一阀后压力补偿器、和/或第二阀后压力补偿器。第一阀后压力补偿器可以连接在马达A口与所述马达A口的进油阀的所述一端之间。第二阀后压力补偿器可以连接在马达B口与所述马达B口的进油阀的所述一端之间。在工程机械具有多个负载的情况下，第一阀后压力补偿器用于保持所述马达A口进油阀的两端液压油的压力差恒定，第二阀后压力补偿器用于保持所述马达B口进油阀的两端液压油的压力差恒定。

图3示出了根据本发明一实施例的液压回转系统的原理示意图，图4为图3的简化示意图。参考图3和4，本发明实施例提供一种阀口独立型的液压回转系统，所述液压回转系统包括第一电比例阀31、第二电比例阀32、第三电比例阀33、第四电比例阀34、负载敏感型液压泵36、以及压力补偿器35。具体而言，所述液压回转系统使用4个电比例阀来实现马达37A口和B口的进油阀、回油阀、旁路阀，使用一个压力补偿器来保持所述第一电比例31或所述第三电比例阀33两端液压油的压力差恒定。

第一电比例阀31一端连接A口，另一端经由压力补偿器35与负载敏感型液压泵6连接。第二电比例阀32一端连接A口，另一端与液压油的油箱连接。第三电比例阀33的一端连接B口，另一端经由压力补偿器35与负载敏感型液压泵6连接。第四电比例阀34一端连接B口，另一端与液压油的油箱连接。

在正转工况下，所述第一电比例阀31和所述第四电比例阀34分别用作马达37A口的进油阀和回油阀；所述第二电比例阀32用作马达37A口的旁路阀；压力补偿器35用于保持所述第一电比例阀31(即，进油阀)两端液压油的压力差恒定。在反转工况下，所述第三电比例阀33和所述第二电比例阀32分别用作马达37B口的进油阀和回油阀；所述第四电比例阀34用作马达37B口的旁路阀；压力补偿器35用于保持所述第三电比例阀33(即，进油阀)两端液压油的压力差恒定。

第一电比例阀31、第二电比例阀32、第三电比例阀33、第四电比例阀34均可以是2位2通电比例阀。压力补偿器35可以为阀前压力补偿器。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括A口溢流阀38和B口溢流阀39。在正转工况下，A口溢流阀38用于A口液压油的过载保护，其中A口溢流阀38的一端与B口连接，另一端与液压油的油箱连接。在反转工况下，B口溢流阀39用于B口液压油的过载保护，B口溢流阀39的一端与A口连接，另一端与液压油的油箱连接。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括A口补油单向阀41和B口补油单向阀40。A口补油单向阀41用于在出现吸空现象时，对A口进行补油，其中A口补油单向阀41的一端与A口连接，另一端与液压油的油箱连接。B口补油单向阀40用于在出现吸空现象时，对B口进行补油，其中B口补油单向阀40的一端与B口连接，另一端与液压油的邮箱连接。在低压自回转工况下，控制两个回油阀(第二电比例阀32和第四电比例阀34)开启，使得马达进入泵工况；在马达出现吸空的情况下，由A口补油单向阀41和B口补油单向阀40分别对A口和B口进行补油。

在一些可选实施例中，所述液压回转系统进一步可以包括第一阀后压力补偿器43和第二阀后压力补偿器44。在工程机械具有多个负载的情况下，第一阀后压力补偿器43用于保持所述第一电比例阀31两端液压油的压力差恒定，第二阀后压力补偿器44用于保持所述第三电比例阀33两端液压油的压力差恒定。

本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统为阀口独立控制型液压回转系统，与相关技术相比，其优势在于各电比例阀开度相互独立，控制自由度高，有助于对回转系统运行中可能出现的压力抖动、冲击等问题进行调节，从而优化回转性能。

本发明实施例还提供一种用于工程机械的液压回转系统控制方法，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀。可选地，所述方法适用于任何设置有旁路阀的液压回转系统，例如可以适用于本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统。所述方法通过实时控制施加于旁路阀的旁路电流来有效削减不同工况下压力冲击以及回转过程中的压力、速度抖动，优化回转性能。所述方法可以由工程机械的主控制器或者由单独的控制装置来执行。

具体地，参考图5，本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制方法可以包括步骤S510-S540。

步骤S510，获取第一参数。

步骤S520，确定所述工程机械的回转负载。

步骤S530，根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流。

步骤S540，将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制方法，针对设置有旁路阀的液压回转系统，在回转系统开始运行及运行过程中，实时确定相应工况下的合理旁路电流并作用于旁路阀，使回转系统能够适应各种负载水平，在各种工况下均有较好性能表现。另外，由于旁路电流可根据工况信息自动调整，可以有效削减不同工况下压力冲击以及回转过程中的压力、速度抖动。

以下结合一些具体实施方式，对本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制方法进行详细说明。

所述第一参数可以为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量。

在工程机械产品中，回转过程中的压力冲击、压力抖动、速度抖动程度主要取决于：(1)手柄电流；(2)回转负载。

所述手柄电流与手柄开度相对应。当回转系统开始动作时，工程机械的手柄会被操作人员操纵到一定开度。主控制器采集手柄开度，并向进油阀和回油阀输出与手柄开度相对应的电流，该电流称为手柄电流。进油阀和回油阀的阀芯将分别获得与手柄电流相对应的阀芯开度。

由于压力补偿器的作用，进油阀两端液压油的压力差ΔP保持在恒定值，该恒定值可以通过对压力补偿器设置而得到。根据节流阀方程：

其中，Q表示流过进油阀的液压流量；C_d表示流量系数，为一常数；A表示进油阀的阀芯过流面积；ρ表示液压油密度，为一常数。

公式(1)中Cd、ρ、ΔP可看作是常量，进油阀的阀芯过流面积A取决于阀芯位移，因此通过阀芯的流量仅与阀芯开度有关，而阀芯开度由手柄电流决定，从而可确定，手柄电流基本决定了回转系统流量水平与回转转速。

当输入手柄电流时，进油阀的阀芯获得相应的阀芯开度值及相对应的液压流量和回转转速，进油阀的液压流量也称为回转流量。因此，手柄电流与回转流量、回转转速是一一对应的，进而可以使用液压流量或回转转速替代手柄电流。所述回转转速可以采用回转角速度传感器进行测量，所述回转流量可以采用流量传感器进行测量。鉴于相关技术中回转角速度传感器的精度较低，流量传感器的成本相对较高，因此，可以优选使用手柄电流，以在确保精度的情况下维持低成本。

基于此，回转过程中的压力冲击、压力抖动、速度抖动程度主要取决于：(1)第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；(2)回转负载。

回转负载因不同工程机械产品而有所异同，如起重机主要取决于回转幅度与吊重，挖掘机主要取决于回转幅度与动臂斗杆质量折算到回转半径处的质量。本发明实施例中，对于不同工程机械，可以采用公知的方式确定回转负载。

旁路电流以及对应的旁路阀的阀芯位移在液压回转系统中的作用为液压阻尼，能够削减回转系统的压力冲击、压力抖动、以及速度抖动以优化回转性能，但旁路设置必需合理，若旁路电流过大则将严重影响系统响应速度，旁路过小则针对压力冲击、抖动等问题的削减效果不明显。

由于回转过程中的压力冲击、压力抖动、速度抖动程度主要取决于所述第一参数和回转负载。因此，本申请的重点在于将旁路电流与负载工况信息相关联，预先得到旁路电流与第一参数、回转负载之间的关系，例如获得目标公式。如此，对于任意给定工况，主控制器可以根据目标公式，使用第一参数、回转负载确定出所述第一旁路电流，并将该第一旁路电流施加于旁路阀芯。

下面介绍如何获得旁路电流与回转负载、手柄电流之间的目标公式，其主要包括以下步骤。

(1)获取所述工程机械的多组待拟合工况数据，每一组待拟合工况数据包括回转负载、第一参数以及对应的第二旁路电流。

所述对应的第二旁路电流可以是指在相应回转负载、手柄电流下，不发生或几乎不发生压力冲击、压力抖动、或速度抖动等的旁路电流。或者，所述对应的第二旁路电流可以是指在相应回转负载、手柄电流下，使得压力冲击、压力抖动、或速度抖动等保持在一定范围的旁路电流。

具体地，可以首先获取目标工况参数，所述目标工况参数可以包括多个回转负载与多个第一参数。可以从工程机械的技术手册的与回转负载相关的信息页获得与工程机械的回转负载相关的参数，如起重机产品为回转起重量表，包含不同幅度、吊重、臂长信息；挖掘机产品可以是动臂、斗杆几何尺寸和质量等设计参数。使用与工程机械的回转负载相关的参数确定出多个回转负载。

然后，根据所述目标工况参数生成测试工况数据。所述测试工况数据可以包括P个测试工况与Q个第三旁路电流，其中，一个所述测试工况为一个所述回转负载与一个所述第一参数的组合，任一所述测试工况对应有至少一个所述第三旁路电流，P与Q均为大于1的整数。以第一参数为手柄电流为例，测试工况数据需要包括所述工程机械不同的回转负载以及不同手柄电流量级(即不同回转转速量级)，在每个不同的回转负载范围和手柄电流量级下设置有不同的旁路电流值。如起重机产品可以设计不同回转幅度、回转吊重、手柄电流下的测试工况表，挖掘机产品可以设计从动臂、斗杆全缩回状态(此时回转负载最小)到动臂、斗杆全伸(此刻回转负载最大)之间的一系列的测试工况表，通过设计该测试工况表并完成相应的测试可以获得回转系统在各个负载、手柄电流量级(转速量级)下的较为全面的性能表现。所生成的测试工况数据例如可以表格的方式呈现为测试工况表。

以某型工程机械产品为例，其最小回转负载为L1，最大回转负载为Ln，制作以下测试工况样表。

表1用于旁路电流的目标公式设计的工况样表

由表1可知，该设计测试工况包括了该产品全部回转负载，并在每个回转负载下设有3个手柄电流量级(转速量级)及4个旁路电流值，合计共nx3x4＝12n种测试工况，已经具有足够原始数据样本以供数据拟合。

接下来可以根据生成的测试工况数据执行对应的工况测试，以分别针对每个所述测试工况从对应的至少一个所述第三旁路电流中筛选出所述第二旁路电流。工况测试的测试结果可以与压力冲击、压力抖动、速度抖动等相关，以筛选出对应的旁路电流。可以对筛选出的数据进行整理形成表格，如下表2所示为表1中每个对应测试工况下筛选出所述第二旁路电流。

表2各测试工况最佳旁路电流

(2)对所述多组待拟合工况数据进行拟合，以得到目标公式，所述目标公式用于根据所述第一参数、所述回转负载计算所述第一旁路电流。

所使用的拟合方法可以是任意一种合适的方法，例如多元非线性拟合方法、最小二乘法等。

可选地，可以对表2的数据进行多元非线性拟合函数拟合出旁路电流与回转负载、手柄电流之间的目标公式：

I_bypass＝I₀+K_L*L+Ki*(I-I₀) (2)

其中，I_bypass表示所述第一旁路电流，单位为mA；I表示所述手柄电流，单位为mA；I₀表示所述旁路阀的阀芯位移死区电流，单位为mA；L表示所述工程机械的回转负载；K_L表示负载系数；Ki表示手柄电流系数。所述负载系数和所述手柄电流系数可以为拟合出的常数，使用的拟合方法不同，所得到的负载系数和手柄电流系数也可以不同。针对给定的旁路阀，旁路阀的阀芯位移死区电流为定值。

使用其它拟合方法生成的旁路电流与回转负载、手柄电流之间的目标公式可以与公式(2)不同。

进一步可选地，可以对拟合出的公式进行修正。例如可以将拟合出的公式加载于主控制器，检测在任意回转负载、手柄电流下主控制器使用拟合公式计算的旁路电流是否能够优化压力冲击、压力抖动、速度抖动等，若否，可以对拟合出的公式进行修正，以最终得到合适的拟合公式。

公式(2)为使用手柄电流、回转负载计算旁路电流的拟合公式。可以使用上述相似的过程来预先拟合使用回转转速、回转负载计算第一旁路电流的目标公式，或预先拟合回转流量、回转负载计算第一旁路电流的目标公式。

根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载使用预先拟合的目标公式即可确定出用于旁路阀的旁路电流。

无论在正转工况下还是反转工况下，对于第一旁路电流的确定方式是相同的。以图3和图4所示的回转控制系统为例进行说明。

在正转工况下，主控制器将手柄电流输出到第一电比例阀31和第四电比例阀34，两个比例阀分别控制进油和回油，并且两个比例阀接收到相同的手柄电流。第二电比例阀32为旁路阀，主控制器实时根据第一参数、回转负载确定第一旁路电流，并将确定出的第一旁路电流施加于第二电比例阀32。

在反转工况下，主控制器将手柄电流输出到第三电比例阀33和第二电比例阀32，两个比例阀分别控制进油和回油，并且两个比例阀接收到相同的手柄电流。第四电比例阀34为旁路阀，主控制器实时根据第一参数、回转负载确定第一旁路电流，并将确定出的第一旁路电流施加于第四电比例阀34。

本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制方法，在回转系统开始运行及运行过程中，便可实时确定相应工况下的合理旁路电流并作用于旁路阀，使回转系统能够适应各种负载水平，在各种工况下均有较好性能表现。另外，由于旁路电流可根据工况信息自动调整，可以有效削减不同工况下压力冲击以及回转过程中的压力、速度抖动。

图6示出了根据本发明一实施例的工程机械的结构框图。如图6所示，本发明实施例还提供一种工程机械，所述工程机械可以是任意一种工程机械，例如，起重机、挖掘机、和装载机等。所述工程机械可以包括液压回转系统610和控制装置620。所述所液压回转系统610可以包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀。

所述控制装置620获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；确定所述工程机械的回转负载；根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。所述控制装置620具体可以执行根据本发明任意实施例所述的用于工程机械的液压回转系统控制方法，其具体工作原理及有益效果这里将不再赘述。所述控制装置620可以是一独立的控制装置或者可以是所述工程机械的主控制器。

例如所述液压回转系统610可以是本发明任意实施例所述的液压回转系统，并且优选可以是参考图3和图4所述的液压回转系统，其具体结构、工作原理及有益效果这里将不再赘述。以图3和图4所示的回转控制系统为例进行说明。

在正转工况下，控制装置620获取与所述操作手柄的手柄开度相对应的所述手柄电流；将手柄电流输出到第一电比例阀31和第四电比例阀34，两个比例阀分别控制进油和回油，并且两个比例阀接收到相同的手柄电流。第二电比例阀32为旁路阀，控制装置620实时根据第一参数、回转负载确定第一旁路电流，并将确定出的第一旁路电流施加于第二电比例阀32。

在反转工况下，控制装置620获取与所述操作手柄的手柄开度相对应的所述手柄电流；将手柄电流输出到第三电比例阀33和第二电比例阀32，两个比例阀分别控制进油和回油，并且两个比例阀接收到相同的手柄电流。第四电比例阀34为旁路阀，控制装置620实时根据第一参数、回转负载确定第一旁路电流，并将确定出的第一旁路电流施加于第四电比例阀34。

图7示出了根据本发明一实施例的用于工程机械的液压回转系统控制装置的结构框图。如图7所示，本发明实施例还提供一种用于工程机械的液压回转系统控制装置，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述装置包括：第一获取模块710，用于获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；第一确定模块720，用于确定所述工程机械的回转负载；第二确定模块730，用于根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及施加模块740，用于将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制装置的具体工作原理及益处与本发明实施例提供的用于工程机械的液压回转系统控制方法相同，这里将不再赘述。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，所述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本发明任意实施例所述的用于工程机械的液压回转系统控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的液压回转系统控制方法，其特征在于，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述方法包括：

获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；

确定所述工程机械的回转负载；

根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及

将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流之前，所述方法还包括：

获取所述工程机械的多组待拟合工况数据，每一组待拟合工况数据包括回转负载、第一参数以及对应的第二旁路电流；以及

对所述多组待拟合工况数据进行拟合，以得到目标公式，所述目标公式用于根据所述第一参数、所述回转负载计算所述第一旁路电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一参数为手柄电流的情况下，所述目标公式包括：

I_bypass＝I₀+K_L*L+Ki*(I-I₀)

其中，I_bypass表示所述第一旁路电流，I表示所述手柄电流，I₀表示所述旁路阀的阀芯位移死区电流，L表示所述工程机械的回转负载，K_L表示负载系数，Ki表示手柄电流系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述工程机械的多组待拟合工况数据，包括：

获取目标工况参数，所述目标工况参数包括多个回转负载与多个第一参数；

根据所述目标工况参数生成测试工况数据，其中，所述测试工况数据包括P个测试工况与Q个第三旁路电流，其中，一个所述测试工况为一个所述回转负载与一个所述第一参数的组合，任一所述测试工况对应有至少一个所述第三旁路电流，P与Q均为大于1的整数；以及

根据生成的所述测试工况数据执行对应的工况测试，以分别针对每个所述测试工况从对应的至少一个所述第三旁路电流中筛选出所述第二旁路电流。

5.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括：

液压回转系统，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀；以及

控制装置，用于：

获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；

确定所述工程机械的回转负载；

根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及

将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述液压回转系统包括第一电比例阀、第二电比例阀、第三电比例阀、第四电比例阀，

其中在正转工况下，所述第一电比例阀和所述第四电比例阀分别用作所述回转马达的进油阀和回油阀，所述第二电比例阀用作所述旁路阀，

其中在反转工况下，所述第三电比例阀和所述第二电比例阀分别用作所述回转马达的进油阀和回油阀，所述第四电比例阀用作所述旁路阀。

7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述液压回转系统还包括压力补偿器；

所述第一电比例阀和所述第三电比例阀分别通过所述压力补偿器与所述液压回转系统的液压泵模块连接，所述压力补偿器用于保持所述第一电比例或所述第三电比例阀两端的压力差恒定。

8.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括操作手柄，所述控制装置用于：

在正转工况或反转工况下，获取与所述操作手柄的手柄开度相对应的所述手柄电流；

根据所述手柄电流、所述工程机械的回转负载确定所述第一旁路电流；

根据所述手柄电流控制所述回转马达的进油阀和回油阀，并根据所述第一旁路电流控制所述旁路阀。

9.一种用于工程机械的液压回转系统控制装置，其特征在于，所述液压回转系统包括回转马达、所述回转马达的进油阀、所述回转马达的回油阀以及所述进油阀的旁路阀，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取第一参数，所述第一参数为以下中的至少一者：手柄电流、回转转速、回转流量；

第一确定模块，用于确定所述工程机械的回转负载；

第二确定模块，用于根据所述第一参数、所述工程机械的回转负载确定第一旁路电流；以及

施加模块，用于将确定的所述第一旁路电流施加于所述旁路阀，以调节所述旁路阀的开度。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述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1-4中任一项所述的用于工程机械的液压回转系统控制方法。

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