CN101292087B - 液压马达和泵的净排量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于控制旋转液压装置的净排量的方法。所述净排量控制方法中的一种(47)包括获得所希望的输入参数(23)以及流体排量机构的第一部件(43)和第二部件(35)的相对位置(21)。然后在分别于流体进口条件和流体出口条件下为容积室(45)供给流体时，确定多个容积室(45)中的每一个的第一和第二输出值。然后计算多个控制阀配置(63)中的每一个的总输出值，并且将其与所希望的输入参数(23)进行比较。然后选择具有与所希望的输入参数(23)最相似的总输出值的控制阀配置(63)。然后按照所选择的控制阀配置(63)致动多个控制阀(15)。

Description

液压马达和泵的净排量控制方法
技术领域
本发明涉及包括电磁阀的类型的旋转液压装置/旋转流体压力装置，更具体地，涉及一种控制这种旋转液压装置的净排量(net-displacement)的方法。
背景技术
尽管本发明可用于包含有各种类型流体排量机构(fluid displacementmechanism)的各种泵和马达结构，该类型包括但并不局限于轴向活塞式、径向活塞式、罗茨式(凸轮式，cam lobe)和叶片式，但是当与具有齿轮转子式(gerotor)流体排量机构的液压马达一起使用时尤其有利。因此，将结合具有齿轮转子式流体排量机构的液压马达来讨论本发明，但这并非是对本发明的范围进行限制。
这类利用齿轮转子式排量机构来将液压转换为旋转输出的液压马达广泛地应用于各种低速、高转矩的工业应用中。通常在这类液压马达中，齿轮转子式机构包括固定的内部带齿的部件(环形件)和偏心布置在环形件内部并相对于所述环形件沿轨道运行并旋转的外部带齿的部件(星形件)。该相对的轨道运动和旋转运动在齿轮转子式机构中限定了多个顺次膨胀和收缩/压缩的容积室。通常，流体通过常规阀控(valving)装置例如滑阀和阀板传送到这些容积室。这些常规阀控装置提供流体进口、流体出口和容积室之间的流体连通。在容积室顺次膨胀和收缩期间，流体进口与膨胀的容积室流体连通，而流体出口与收缩的容积室流体连通。
在美国专利No.4,767,292中描述了一种不同的阀控装置。在‘292专利中，电磁阀提供流体进口和膨胀的容积室之间以及流体出口和收缩的容积室之间的流体连通。因此，‘292专利中描述的发明利用如常规阀控装置所采用的相同的顺次阀控模式。
尽管采用该顺次阀控模式的阀控装置在许多工业应用中相当有效且获得成功，但是这类阀控所存在的问题之一是，该阀控导致在恒定流体条件下输出转矩和输出速度的变化。为了改善各种非公路工程建设车辆和农用车辆——包括但并不局限于滑移装载机、小型挖掘机和空气播种机——操作期间的可操作性和舒适度，这些车辆的许多厂商现在要求能提供在恒定条件下变化最小的转矩和流量输出的液压马达。
发明内容
因此，本发明的目的是为旋转液压装置提供一种克服现有技术中的上述缺陷的控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种控制旋转液压装置净排量的方法，该旋转液压装置包括流体进口和流体出口，以及具有第一部件和与该第一部件可操作地联接的第二部件的流体能量转换排量组件。该流体能量转换排量组件的第一部件和第二部件相对于彼此运动，并且相互啮合以响应于该相对运动而限定多个膨胀和收缩的容积室。随着每个控制阀电响应于由控制装置生成的电信号，多个控制阀中的每一个提供多个容积室中的一个与流体进口和流体出口之间的选择性的流体连通。
用于控制旋转液压装置净排量的第一方法包括获得当前采样时刻所希望的输入参数以及确定流体能量转换排量组件的第一部件和第二部件的相对位置的步骤。然后，在每个容积室与流体进口流体连通的情况下，确定多个容积室中的每一个的基于流体能量转换排量组件的相对位置的第一输出值。然后，在每个容积室与流体出口流体连通的情况下，确定多个容积室中的每一个的基于流体能量转换排量组件的相对位置的第二输出值。然后，计算多个控制阀配置中的每一个的总输出值。然后将总输出值与所希望的输入参数进行比较。然后选择具有与所述希望的参数相似的总输出值的控制阀配置。在此之后，根据所选择的控制阀配置致动控制阀。
为了实现上述目的，在本发明的另一个实施例中提供了一种可选的用于控制如上所述类型的旋转液压装置的净排量的方法。该可选的用于控制旋转液压装置的净排量的方法包括获得当前采样时刻所希望的输入参数以及确定流体能量转换排量组件的第一部件和第二部件的相对位置的步骤(如第一种方法中所述)。然后，将所希望的输入参数和流体能量转换排量组件的相对位置输入到控制阀配置查找表中，从该查找表中检索控制阀配置。然后根据所选择的控制阀配置致动控制阀。
附图说明
图1是按照本发明制造的电液系统的方框图；
图2是按照本发明制造的电液系统的液压示意图；
图3是按照本发明的方法的流程图；
图4是说明本实施方式的总输出转矩值随星形件的旋转角变化的图示；
图5是说明本实施方式在图4的线5-5上的星形件旋转角处的总输出转矩值的图示；
图6是按照本发明的可选方法的流程图；
图7是按照本发明的可选方法的流程图；以及
图8是按照本发明的可选方法的流程图；
图9是按照本发明的一种方法的流程图；
图10是按照本发明的可选方法的流程图。
具体实施方式
现在参照附图(该附图并非对本发明进行限制)，图1是总体标记为11的电液系统的方框图。该电液系统11包括旋转液压装置13、多个总体标记为15的电致动控制阀、用于输出多个总体标记为19的电控信号并接收位置输入值21和希望的输入参数23的电控单元(“ECU”)17、流体进口25和流体出口27。尽管旋转液压装置13可用作液压泵或液压马达，下面将以液压马达为例进行详细说明，但这并非是对本发明进行限制。
图2是电液系统11的液压示意图，其中旋转液压装置13被显示为液压马达。电液系统11还包括液压泵29(在此显示为定量泵)以及油箱31。液压马达包括总体标记为33的齿轮转子式流体排量机构。然而，本领域技术人员应当理解，本发明并不局限于齿轮转子式流体排量机构33。本发明可与其它类型的流体排量机构33——包括但并不局限于轴向活塞式、径向活塞式、罗茨式或叶片式——一起使用。
齿轮转子式排量机构33在本领域中是众所周知的，因而在此仅作简要描述。更具体地，在本实施方式中，齿轮转子式排量机构33是
Figure S2006800390542D00041
排量机构，其包括内部带齿的组件35(在下文中也称为“环组件”)。环组件35包括限定了多个大体为半圆筒形的开口39的位置固定不变的环部件37。在各半圆筒形开口39内部可旋转地布置有圆柱形部件41(在下文中也称为“辊”)。在环组件35内部偏心地布置有外部带齿的转子部件43(在下文中也称为“星形件”)。在本实施方式中，仅作为示例，星形件43具有比辊41的数量少一个的齿，从而使得星形件43能相对于环组件35沿轨道运行并旋转。在环组件35和星形件43之间的相对的轨道运动和旋转运动限定了多个(N)膨胀和收缩的容积室，其总体标记为45。星形件43绕其中心的旋转角φ和星形件43绕环组件35中心的轨道角度β之间的关系通过下列旋转角公式46给出：
φ ( t ) = - ( 1 N - 1 ) × β ( t ) . . . ( 46 )
其中，φ(t)是在采样时刻t星形件43绕其中心的旋转角，N是容积室45的数量，β(t)是在采样时刻t星形件43绕环组件35中心的轨道角度。在本实施方式中，仅作为示例，星形件43具有6个外齿，而齿轮转子式排量机构限定了7个容积室45。因而，对于星形件43绕其中心的每个完整周期，星形件43绕环组件35进行六次轨道运动。
所述多个控制阀15也是本领域公知的，因此在此仅作简要描述。在本实施方式中，仅作为示例，多个控制阀15中的每一个都是可独立控制的二位三通阀。然而，本领域技术人员应当理解，包括但并不局限于三位四通阀的多位置控制阀也可用于本发明。多个控制阀15中的每一个都是电致动的，以提供多个容积室45中的一个与系统的流体进口25或流体出口27之间的流体连通。电致动通过ECU 17基于位置输入值21和所希望的输入参数23而生成的电信号19实现。
现在参照图2和3，本发明提供一种由ECU 17使用的控制方法47，以控制多个采样时刻t中的每一时刻的流体排量机构33的净排量。使用该净排量控制方法47，ECU 17确定容积室45中的哪一个应与流体进口25流体连通以及容积室45中的哪一个应与流体出口27流体连通，以达到每个采样时刻t所希望的输入参数23。尽管该净排量控制方法47可用于控制液压马达13的输出转矩或输出速度，将结合与在一个采样时刻液压马达13的输出转矩的控制相关的示例详细描述净排量控制方法47。本领域技术人员应当理解，与液压马达13的输出转矩控制相关的示例仅仅用于说明的目的，并不是对本发明的限制。
在步骤49，ECU 17接收希望的输入参数23。所希望的输入参数23可由各种源产生，所述源包括但并不局限于输入控制器，例如操纵杆、键盘或计算机。在步骤51，ECU 17接收流体排量机构33的位置输入值21。在本实施方式中，仅作为示例，位置输入值21对应于星形件43相对于环组件35的相对位置。在其中输出轴(未示出)通过主驱动轴(未示出)与星形件43连接的类型的液压马达中，可通过采用轴编码器检测液压马达13的输出轴(未示出)的位置而得到位置输入值21。然而，由于存在多种对齿轮转子(gerotor)位置进行检测的方法，所以本领域技术人员应当理解，净排量控制方法47并不局限于使用轴编码器。本领域技术人员也应当理解，步骤49相对于步骤51执行的顺序对于净排量控制方法47并不是关键的。
净排量控制方法47的步骤53和55需要确定每个单独的容积室45的输出值，在可与容积室45流体连通的不同流体源的流体条件下对该输出值进行估算。在本实施方式中，仅作为示例，各容积室45与来自流体进口25或流体出口27的增压流体流体连通。因此，在本实施方式中，每个容积室45都具有两个可能的输出值。仅作为示例，单个容积室45的输出转矩可采用下列转矩公式57进行计算：
T jc ( φ ) = P jc × dV jc ( φ ) dφ . . . ( 57 )
其中，Tjc(φ)是在星形件43的给定旋转角φ(t)下容积室jc的瞬时转矩作用/贡献，dVjc(φ)/dφ是室jc相对于星形件43的旋转角φ(t)的增量变化的容积增量变化，Pjc是容积室jc中的流体压力。在步骤53中，转矩公式57将按照Pjc等于流体进口25的流体压力进行计算，而在步骤55中，转矩公式57将按照Pjc于流体出口27的流体压力进行计算。
dVjc(φ)/dφ可采用不同的方法进行计算，其中一种方法包括对结合有与星形件43的轮廓有关的信息的方程进行求解。仅作为示例，dVjc(φ)/dφ可采用下列容积公式59进行计算：
dV jc ( φ ) dφ = 1 2 · N · L M · e c · r r · { cos ( β - ( j c + 1 ) · 2 π N ) - cos ( β - j c · 2 π N ) } +
2 · r g { N 2 · e c 2 + r r - 2 · N · e c · r r · cos ( β - ( j c + 1 ) · 2 π N ) - . . . ( 59 )
N 2 · e c 2 + r r - 2 · N · e c · r r · cos ( β - j c · 2 π N ) }
其中，LM是齿轮转子式排量机构33的厚度，ec是星形件43的中心和环组件35的中心之间的距离，rr是经过辊41的中心形成的圆的半径，rg是辊41的半径。尽管容积公式59是基于上述所列参数的理论公式，本领域技术人员应当理解，容积公式59可以考虑不同的参数而重新整理。由于存在多种不同的可用于计算容积室45的单独作用的公式，本领域技术人员应当理解，本发明并不局限于使用上述公式。
仍然参照图2和3，在步骤61，为多个控制阀配置63中的每一个计算在星形件43的旋转角φ(t)处的总输出值。所述多个控制阀配置63中的每一个都是独一无二的/唯一的并且包含所述多个控制阀15中的每一个的致动位置。在本实施方式中，仅作为示例，所述多个控制阀15中的每一个都具有两个致动位置，一个致动位置提供流体进口25和所对应的容积室45之间的流体连通，而另一个致动位置提供所对应的容积室45和流体出口27之间的流体连通。仅作为示例，下面示出提供多个控制阀配置63的简略采样的表格。在该控制阀配置表中，为多个控制阀15中的每一个指定/分配对应于每个容积室45与流体进口25或流体出口27之间的流体连通的数字表示。数字“1”用于表示那些提供流体进口25和容积室45之间的流体连通的控制阀15的致动位置，而数字“0”用于表示那些提供流体出口27和容积室45之间的流体连通的控制阀15的致动位置。尽管在下表中仅示出三个控制阀配置63a、63b、63c，但是在本实施方式中，仅作为示例，由于每个控制阀15可从两个(2)可能的源(流体进口25或流体出口27)为每个容积室45提供流体连通并且存在七个容积室45(N＝7)，所以存在2N或128个可能的控制阀配置63。然而，由于其中所有控制阀15都连接到流体进口25的控制阀配置63和其中所有控制阀15都连接到流体出口27的控制阀配置将产生相同的总输出值，所以可得到127个独一无二的总输出值。可以如下计算多个控制阀配置63中的每一个的总输出值，即，在控制阀配置63中限定的与多个容积室45中的每一个相连通的流体源的流体条件下，对与每个容积室45相关联的输出值进行求和。仅作为示例，对于所述多个控制阀配置63中的每一个，可使用下列总输出转矩公式65计算在给定的星形件43的旋转角φ(t)处、用于控制液压马达13的输出转矩的总输出值(下文称作“总输出转矩”)：
T m ( φ ) = Σ jc = 1 N T jc ( φ ) . . . ( 65 )
因此，在本实施方式中，仅作为示例，控制阀配置63a(在下表中示出)的总输出转矩通过将下列输出值加在一起来进行计算：(1)在流体出口条件下，与控制阀15a相关联的容积室45a的输出值；(2)在流体进口条件下，与控制阀15b相关联的容积室45b的输出值；(3)在流体进口条件下，与控制阀15c相关联的容积室45c的输出值；(4)在流体出口条件下，与控制阀15d相关联的容积室45d的输出值；(5)在流体出口条件下，与控制阀15e相关联的容积室45e的输出值；(6)在流体进口条件下，与控制阀15f相关联的容积室45f的输出值；以及(7)在流体出口条件下，与控制阀15g相关联的容积室45g的输出值。图4示出多个控制阀配置63的每一个中液压马达13的总输出转矩随星形件43的旋转角φ(t)变化的图。然而，本领域技术人员应当理解，图4中的图仅用于说明的目的，并且可基于包括但并不局限于星形件43的轮廓、可能的流体源和控制阀15的数量等各种参数的变化而变化。
Figure S2006800390542D00081
再次参照图2和3，在净排量控制方法47的步骤67，对多个控制阀配置63中的每一个的总输出值与所希望的输入参数23进行比较。在步骤69，对于星形件43在采样时刻t的具体的旋转角φ(t)，选择对应的总输出值和希望的输入参数23之间差异最小的控制阀配置63。在步骤71，ECU 17根据选定的控制阀配置63致动控制阀15。仅作为示例，图5是与星形件43的35度特定旋转角φ(t)相对应的总输出转矩值的图。所希望的输入参数23在图上示出为三角形。与上表中的控制阀配置63a、63b、63c相对应的总输出转矩值也在图5中示出。如果希望的输入参数23是6000in-lbs，则对该希望的输入参数23和多个控制阀配置中的每一个的总输出转矩进行比较。在本示例中，控制阀配置63b对应于与所希望的输入参数23最近似的总输出转矩。在选择控制阀配置63b后，ECU 17根据控制阀配置63分别将电信号19a、19b、19c、19d、19e、19f、19g发送给控制阀15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g。因此，在本示例中，ECU 17将发送电信号19b、19c、19d和19g以致动控制阀15b、15c、15d和15g，使得容积室45b、45c、45d和45g与流体进口25流体连通。ECU 17还发送电信号19a、19e和19f以致动控制阀15a、15e和15f，使得容积室45a、45e和45f与流体出口27流体连通。
现在参照图2和6，提供了一种可选的净排量控制方法101，该方法与净排量控制方法47相比需要较少的电能用于切换控制阀15，因为在该可选的净排量控制方法101中，并不需要致动所有的控制阀15。该可选的净排量控制方法101将与自锁阀(latch valve)类型的控制阀15一起使用。在该可选的净排量控制方法101中，与净排量控制方法47中相同的方法步骤将采用相同的附图标记且不再赘述。但是，不同的方法步骤将采用超过100的附图标记并进行详细描述。
在可选的净排量控制方法101中，在步骤69中选择控制阀配置63之后，在步骤103中，将所选择的控制阀配置63与前一采样时刻的控制阀配置63进行比较。在步骤105，ECU 17仅仅致动那些前一采样时刻的位置与所选择的控制阀配置63的位置不同的控制阀15。仅作为示例，假定前一时间步的控制阀配置63需要控制阀15b、15c、15d和15g提供流体进口25与容积室45b、45c、45d和45g之间的流体连通，并且需要控制阀15a、15e和15f提供容积室45a、45e和45f与流体出口27之间的流体连通。如果当前采样时刻的控制阀配置需要控制阀15c、15d、15e和15g提供流体进口25与容积室45c、45d、45e和45g之间的流体连通，并且需要控制阀15a、15b和15f提供容积室45a、45b和45f与流体出口27之间的流体连通，则ECU 17仅将电信号19b和19e发送给控制阀15b和15e。也就是说，在上面的示例中，ECU 17仅将电信号19发送给那些当前需要其提供从与前一采样时刻流体源不同的流体源到容积室45的流体连通的控制阀15。
尽管高性能的ECU的计算能力可执行高采样率(sample time rates)下的净排量控制方法47、101，但是标准工业ECU的计算能力可能不能够适应那些高采样率。因此，需要一种可在标准工业ECU的计算能力内使用的可选净排量控制方法201。
现在参照图2和7，提供了一种在每个采样时刻t由ECU 17用以控制流体排量机构33的净排量的可选的净排量控制方法201。在该可选的净排量控制方法201中，与净排量控制方法47中相同的那些方法步骤将采用相同的附图标记并且不再赘述。但是，那些不同的方法步骤将采用超过200的附图标记并进行详细描述。
在步骤203中，将在步骤49和51获得的所希望的输入参数23和位置输入值21输入到控制阀配置查找表中。该控制阀配置查找表除了是以表格的格式外将包含与图4中所包含的相似的信息。在步骤205中，检索与所希望的输入参数23和位置输入值21最接近的控制阀配置63。在步骤207中，ECU 17根据检索到的控制阀配置63致动控制阀15。
现在参照图2和8，提供了一种可选的净排量控制方法301，该方法与净排量控制方法201相比需要较少的电能用于切换控制阀15，因为在该可选的净排量控制方法301中，并不需要致动所有的控制阀15。该可选的净排量控制方法301将与自锁阀类型的控制阀15一起使用。在所述可选的净排量控制方法301中，与前面所述的方法步骤相同的方法步骤采用相同的附图标记。
在所述可选净排量控制方法301中，在步骤205中检索到控制阀配置63之后，在步骤103中，将所选择的控制阀配置63与前一采样时刻的控制阀配置63进行比较。在步骤105中，ECU 17仅仅致动那些其中前一采样时刻的控制阀15位置不同于所选择的控制阀配置63的控制阀15位置的控制阀15。
尽管前面所述的净排量控制方法47、101、201、301在低速运行期间能有效控制旋转液压装置13的净排量，但是在前面所述的净排量控制方法47、101、201、301中提供的许多控制阀配置63在旋转液压装置13的高速运行期间并不同样有效。在前面所述的净排量控制方法47、101、201、301中，许多独一无二的控制阀配置63在流体出口条件下供给流体以使流体排量机构33的容积室45膨胀。在旋转液压装置13高速运行期间，在流体出口条件下供给流体以使容积室45膨胀的这些控制阀配置63可能在那些膨胀容积室45中产生气穴现象(cavitation)，并且可能导致流体排量机构33的机械损坏。然而，通过仅在流体进口条件下将流体供给到膨胀容积室45，可显著降低流体排量机构33的膨胀容积室45中产生气穴现象的危险。因此，下面将说明一种控制旋转液压装置13的高速运行的高速净排量控制方法401。在该高速净排量控制方法401中，与前面所述的净排量控制方法47、101、201、301中相同的方法步骤将采用相同的附图标记并不再赘述。但是，那些不同的方法步骤将采用超过400的附图标记并进行详细描述。
现在参照图2和9，在高速净排量控制方法401的步骤49和51获得希望的输入参数23和位置输入值21。如在前面所述的净排量控制方法47、101、201和301中一样，执行步骤49和51的顺序对于高速净排量控制方法401并不是关键的。
在步骤403中，确定流体排量机构33的哪个容积室45膨胀以及哪个容积室45收缩(下文中和所附权利要求书中称作多个容积室45的“膨胀状态”)。如本领域技术人员众所周知的，存在多种方法确定多个容积室45中的每一个的膨胀状态。一种确定方法(仅作为示例)是对于多个容积室45中的每一个求出容积的瞬时变化率，dV/dt。膨胀的容积室45被定义为其中容积的瞬时变化率大于零(dV/dt＞0)的容积室。另一种方法(仅作为示例)是将位置输入值21和旋转液压装置13的旋转方向输入到查找表中，该查找表基于这些输入提供多个容积室45中的每一个的膨胀状态。本领域技术人员应当理解，由于存在多种可用于确定多个容积室45的膨胀状态的方法，本发明并不局限于上述方法。
在步骤405中，仅在流体进口条件下确定各个单独的膨胀容积室45的输出值。步骤407和409非常类似于净排量控制方法47的步骤53和55，只是在步骤407和409中，仅确定收缩容积室45的输出值。本领域技术人员应当理解，执行步骤405、407和409的顺序对高速净排量控制方法401并不是关键的。
由于图9示出的高速净排量控制方法401中的剩余步骤类似于在净排量控制方法47中所描述的那些步骤，所以这些剩余步骤在此不再赘述。然而，高速净排量控制方法401中的剩余步骤与净排量控制方法47中的那些步骤之间的一个重要区别在于，高速净排量控制方法401中的控制阀配置463的总数量远小于净排量控制方法47中的控制阀配置63的总数量。高速净排量控制方法401和净排量控制方法47之间(相比)控制阀配置463的总数量减小的原因在于，高速净排量控制方法401中的全部膨胀容积室45仅在流体进口条件下被供给流体。相反，净排量控制方法47的控制阀配置63允许在流体进口条件或者流体出口条件下为膨胀容积室45供给流体。在本实施方式中，仅作为示例，高速净排量控制方法401的可能的控制阀配置463的数量等于2Nc+2N-Nc，其中，Nc是收缩容积室45的数量，N是容积室45的总数量。在本实施方式中，仅作为示例，当容积室45的数量等于7(N＝7)并且收缩容积室45的数量等于3或4(Nc＝3或4)时，将有24种可能的控制阀配置463。(齿轮转子式排量机构33领域的技术人员已知的是，当齿轮转子式排量机构33具有7个容积室45时，取决于星形件43相对于环组件35的取向，收缩容积室45的数量可为3或者4。然而，如上述公式所示，无论收缩容积室45的数量是3或者4，可能的控制阀配置463的数量仍为24。)如上所述，如上所计算的这24种可能的控制阀配置463远远小于净排量控制方法47的127个独一无二的控制阀配置63。
现在参照图10，提供了一种可选的高速净排量控制方法501，该方法与高速净排量控制方法401相比需要较少的电能用于切换控制阀15，因为在该可选的高速净排量控制方法501中，并不需要致动所有的控制阀15。该可选的高速净排量控制方法501将与自锁阀类型的控制阀15一起使用。如图10所示，由于与该可选的高速净排量控制方法501相关的全部步骤已经在净排量控制方法47、可选的净排量控制方法101和高速净排量控制方法401中详细描述，因此这些步骤将不再赘述。
现在参照图7和8，可选的净排量控制方法201、301也可应用于高速运行的旋转液压装置13。为了提供对旋转液压装置13的有效高速控制，并且减少流体排量机构33的膨胀容积室45中产生气穴现象的危险，所述可选的净排量控制方法201、301的唯一附加要求在于，在控制阀配置查找表中提供的控制阀配置463应当允许仅在流体进口条件下为膨胀容积室45供给流体。
在前面已经详细描述过的净排量控制方法47、101、201、301、401、501使用在当前采样时刻t确定的星形件43的旋转角φ(t)。因此，在前面也已经详细描述过的所选择的控制阀配置63基于该当前采样时刻t。然而，该选择的控制阀配置63没有考虑在当前采样时刻t与下一采样时刻之间的时间间隔内将发生的星形件43的旋转。如果随后的采样时刻之间的间隔相当大，则可导致总输出值迅速偏离所希望的输入参数23，因为所选择的控制阀配置63没有考虑该间隔。为了使这种迅速的偏离最小化，利用在当前采样时刻t和下一采样时刻之间的某个时间间隔中确定的星形件43的预测旋转角φp(t)，而不是在当前采样时刻t测得的星形件43的旋转角φ(t)的净排量控制方法47、101、201、301、401、501是有利的。星形件43的预测旋转角φp(t)可使用下列预测旋转角公式603进行计算：
              φp(t)＝φ(t)+k·ω·Δt            (603)
其中，φ(t)是星形件43在当前采样时刻t的旋转角，ω是星形件43的角速度，Δt是当前采样时刻和上一采样时刻之间的时间间隔，k是介于0和1之间的采样时刻预测常数。仅作为示例，为了预测在当前采样时刻和下一采样时刻之间的间隔的一半的采样时刻下的星形件43的旋转角φp(t)，k等于1/2。由于存在多种不同的可用于预测星形件43的旋转角φp(t)的公式，本领域技术人员应当理解，本发明并不局限于使用上述公式。
在上述说明书中已经对本发明进行了非常详细的描述，从对说明书的阅读和理解中相信对于本领域技术人员而言各种可选方案和修改方案将变得显而易见。只要这些可选方案和修改方案在所附权力要求的范围内，则认为所有这些可选方案和修改方案包括在本发明中。

Claims (29)

1.一种用于控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，该旋转液压装置包括流体进口(25)和流体出口(27)、具有第一部件(43)和与所述第一部件(43)可操作地联接的第二部件(35)的流体能量转换排量组件(33)、多个(N)可独立控制的控制阀(15)，所述第一部件(43)和所述第二部件(35)具有相对运动，并且相互啮合以响应于所述相对运动而限定多个(N)膨胀和收缩的流体容积室(45)；所述多个控制阀(15)中的每一个提供所述多个容积室(45)中的一个与所述流体进口(25)和所述流体出口(27)之间的选择性的流体连通；并且所述多个控制阀(15)中的每一个电响应于电控信号(19)，所述电控信号(19)由控制装置(17)生成；所述方法包括以下步骤：
(a)获得当前采样时刻所希望的输入参数(23)；
(b)确定所述流体能量转换排量组件(33)的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的相对位置(21)；
(c)确定所述多个容积室(45)中的每一个的第一输出值，其中，所述第一输出值基于所述相对位置(21)，并且每个容积室(45)被供给具有与流体进口条件相似的流体条件的流体；
(d)确定所述多个容积室(45)中的每一个的第二输出值，其中，所述第二输出值基于所述相对位置(21)，并且所述多个容积室(45)中的每一个被供给具有与流体出口条件相似的流体条件的流体；
(e)计算多个控制阀配置(63)中的每一个的总输出值；
(f)将所述总输出值与所述希望的输入参数(23)进行比较；
(g)选择所述控制阀配置(63)中的一个，其中，所述控制阀配置(63)的所述总输出值与所述希望的输入参数(23)相似；以及
(h)按照所述选定的控制阀配置(63)致动所述控制阀(15)。
2.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，从输出轴编码器获得所述相对位置。
3.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，在所述当前采样时刻确定步骤(b)中的所述相对位置(21)。
4.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，步骤(b)中的所述相对位置(21)是在所述当前采样时刻和随后的采样时刻之间的时间间隔内估算的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的预测相对位置(21)。
5.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，所述流体能量转换排量组件是齿轮转子式排量机构。
6.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，所述第一输出值是瞬时转矩输出值。
7.根据权利要求6所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，所述第二输出值是瞬时转矩输出值。
8.根据权利要求6所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，所述总输出值是总转矩输出值。
9.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(47)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(h)包括致动所述多个控制阀(15)中的每一个。
10.根据权利要求1所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(101)，其特征在于，所述控制阀(15)是自锁阀类型。
11.根据权利要求10所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(101)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(h)包括以下步骤：(h1)将所述控制阀配置(63)与前一时间步的所述控制阀配置(63)进行比较；以及(h2)仅致动与所述控制阀配置(63)不一致的所述控制阀(15)。
12.一种用于控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，该旋转液压装置包括流体进口(25)和流体出口(27)、具有第一部件(43)和与所述第一部件(43)可操作地联接的第二部件(35)的流体能量转换排量组件(33)、多个(N)可独立控制的控制阀(15)，所述第一部件(43)和所述第二部件(35)具有相对运动，并且相互啮合以响应于所述相对运动而限定多个(N)膨胀和收缩的流体容积室(45)；所述多个控制阀(15)中的每一个提供所述多个容积室(45)中的一个与所述流体进口(25)和所述流体出口(27)之间的选择性的流体连通；并且所述多个控制阀(15)中的每一个电响应于电控信号(19)，所述电控信号(19)由控制装置(17)生成；所述方法包括以下步骤：
(a)获得当前采样时刻所希望的输入参数(23)；
(b)确定所述流体能量转换排量组件(33)的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的相对位置(21)；
(c)将所述希望的输入参数(23)和所述相对位置(21)输入到控制阀配置查找表中；
(d)基于所述希望的输入参数(23)和所述相对位置(21)，从所述控制阀配置查找表中检索控制阀配置(63)；
(e)按照所述检索到的控制阀配置(63)致动所述控制阀(15)。
13.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，从输出轴编码器获得所述相对位置。
14.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，在所述当前采样时刻确定步骤(b)中的所述相对位置(21)。
15.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，步骤(b)中的所述相对位置(21)是在所述当前采样时刻和随后的采样时刻之间的时间间隔内估算的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的预测相对位置(21)。
16.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，所述流体能量转换排量组件(33)是齿轮转子式排量机构(33)。
17.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(e)包括致动所述多个控制阀(15)中的每一个。
18.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(201)，其特征在于，所述控制阀配置(463)仅对所述膨胀的流体容积室(45)中的每一个提供具有与流体进口条件相似的流体条件的流体。
19.根据权利要求12所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(301)，其特征在于，所述控制阀(15)是自锁阀类型。
20.根据权利要求19所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(301)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(e)包括以下步骤：(e1)将所述控制阀配置(63)与前一时间步的所述控制阀配置(63)进行比较；以及(e2)仅致动与所述控制阀配置(63)不一致的所述控制阀(15)。
21.根据权利要求20所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(301)，其特征在于，所述控制阀配置(463)仅对所述膨胀的流体容积室(45)中的每一个提供具有与流体进口条件相似的流体条件的流体。
22.一种用于控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，该旋转液压装置包括流体进口(25)和流体出口(27)、具有第一部件(43)和与所述第一部件(43)可操作地联接的第二部件(35)的流体能量转换排量组件(33)、多个(N)可独立控制的控制阀(15)，所述第一部件(43)和所述第二部件(35)具有相对运动，并且相互啮合以响应于所述相对运动而限定多个(N)膨胀和收缩的流体容积室(45)；所述多个控制阀(15)中的每一个提供所述多个容积室(45)中的一个与所述流体进口(25)和所述流体出口(27)之间的选择性的流体连通；并且所述多个控制阀(15)中的每一个电响应于电控信号(19)，所述电控信号(19)由控制装置(17)生成；所述方法包括以下步骤：
(a)获得当前采样时刻所希望的输入参数(23)；
(b)确定所述流体能量转换排量组件(33)的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的相对位置(21)；
(c)确定所述多个容积室(45)中的每一个的膨胀状态；
(d)确定所述膨胀的流体容积室(45)中的每一个的第一输出值，其中，所述第一输出值基于所述相对位置(21)，并且所述膨胀的流体容积室(45)中的每一个被供给具有与流体进口条件相似的流体条件的流体；
(e)确定所述收缩的流体容积室(45)中的每一个的第一输出值，其中，所述第一输出值基于所述相对位置(21)，并且所述收缩的流体容积室(45)中的每一个被供给具有与流体进口条件相似的流体条件的流体；
(f)确定所述收缩的流体容积室(45)中的每一个的第二输出值，其中，所述第二输出值基于所述相对位置(21)，并且所述收缩的流体容积室(45)中的每一个被供给具有与流体出口条件相似的流体条件的流体；
(g)计算多个控制阀配置(463)中的每一个的总输出值；
(h)将所述总输出值与所述希望的输入参数(23)进行比较；
(i)选择所述控制阀配置(463)中的一个，其中，所述控制阀配置(463)的所述总输出值与所述希望的输入参数(23)相似；以及
(j)按照所述选定的控制阀配置(463)致动所述控制阀(15)。
23.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，其特征在于，从输出轴编码器获得所述相对位置(21)。
24.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，其特征在于，在所述当前采样时刻确定步骤(b)中的所述相对位置(21)。
25.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，其特征在于，步骤(b)中的所述相对位置(21)是在所述当前采样时刻和随后的采样时刻之间的时间间隔内估算的所述第一部件(43)和所述第二部件(35)的预测相对位置(21)。
26.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，其特征在于，所述流体能量转换排量组件是齿轮转子式排量机构。
27.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(401)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(j)包括致动所述多个控制阀(15)中的每一个。
28.根据权利要求22所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(501)，其特征在于，所述控制阀(15)是自锁阀类型。
29.根据权利要求28所述的控制旋转液压装置(13)的净排量的方法(501)，其特征在于，致动所述控制阀(15)的所述步骤(j)包括以下步骤：(j1)将所述控制阀配置(463)与前一时间步的所述控制阀配置(463)进行比较；以及(j2)仅致动与所述控制阀配置(463)不一致的所述控制阀(15)。
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