CN1137417C - 控制系统中修正输出的方法、控制系统和液压泵控制系统 - Google Patents

控制系统中修正输出的方法、控制系统和液压泵控制系统 Download PDF

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Abstract

当接通方式选择开关13的方式信号Sm时，控制器12的操作部分12a执行记忆控制程序，对正比电磁阀3输出与预定的预期泵倾斜角θ0相应的驱动电流I，计算预期泵倾斜角θ0与实际泵倾斜角θ之间的差，并将此差值作为修正值Δθ0存在存储部分12b的EEPROM中。当切断方式选择开关13的方式信号Sm时，操作部分12a执行正常控制程序，将存储部分12b中所存的修正值Δθ0加到预期泵倾斜角θ0上，并对正比电磁阀3输出与修正的预期泵倾斜角θ0相应的驱动电流I。即使当作为液压泵的排量控制装置(控制客体)的调节器2和正比电磁阀3的输入/输出特性发生变化时，也能减小作为控制客体输出的实际泵倾斜角的变化。

Description

控制系统中修正输出 的方法、控制系统和液压泵控制系统
本发明涉及控制系统中修正输出的方法、控制系统和液压泵控制系统，具体地说，涉及一种适用于控制安装在液压工作机械，如液压挖掘机上的可变排量液压泵给料速度的控制系统中修正输出的方法、控制系统和液压泵控制系统。
迄今为止，在比如JP-U-5-64506中已经提出一种公知的用于控制可变排量液压泵给料速度的液压泵控制系统。这种普通的控制系统包括一个可变排量液压泵；一个由所述液压泵输送的工作液体驱动的液压传动结构；一个控制输送给液压传动机构工作液体流速的中心旁路型流量控制阀；一条从液压泵延伸到油箱的中心旁路管线，它穿入流量控制阀的中心旁路；一个在下游侧配置在所述中心旁路管线内的减压阀，用于产生控制压强(负控制压强)；一个检测所产生的控制压强值的传感器；一个控制器，它接收来自传感器的信号，计算所述液压泵的预期泵倾斜，并输出一个与所算出的预期泵倾斜相应的驱动电流；一个正比电磁阀，用以得到与该驱动电流相应的控制压力；以及一个调节器，它根据正比电磁阀的控制压力控制所述液压泵的倾斜。
在上面的结构中，当流量控制阀的行程量较小，而通过中心旁路管线的工作液体的流速较大时，也即当减压阀的上游压强较高时，控制器计算预期泵倾斜，为的是减小所述液压泵的排放速度。当流量控制阀的行程量较大，而通过中心旁路管线的工作液体的流速较小时，也即当减压阀的上游压强较低时，控制器计算预期的泵倾斜，为的是增大所述液压泵的排放速度。
另外，控制器以驱动电流的形式将如上述计算的预期泵倾斜转换成操作值，然后再将所述驱动电流输出到所述正比电磁阀。结果，该正比电磁阀输出一个与所述驱动电流相应的控制压力，并使工作液体在与预期的泵倾斜相应的流速下从液压泵排放。
然而，上述普通控制系统具有以下问题。
如上所述，在普通控制系统中，控制器输出一个与所算得的预期泵倾斜相应的驱动电流，正比电磁阀产生一个与所述驱动电流相应的控制压力，并且调节器根据正比电磁阀得到的控制压力控制所述液压泵的倾斜。但是，不可避免的是正比电磁阀和调节器的输入/输出特性相对于预期的输入/输出特性有一定的允许偏差，而且单个组件的特性根据各个组件而变化。因此，即使所述控制器根据正比电磁阀和调节器的预期输入/输出特性输出一个与预期泵倾斜相应的驱动电流，如果所装配的正比电磁阀或调节器的实际特性与其预期的输入/输出特性在容许范围内偏差，预期泵倾斜与实际泵倾斜之间也会存在偏差。对于各个正比电磁阀或调节器而言，这种偏差的量各不相同。这样就产生与控制系统有关的、实际泵倾斜相对预期泵倾斜变化的问题。
再有，上述泵倾斜不能完全被控制的问题还导致另一个难于精确地控制调节器的问题。这个问题引出有关操纵方面的影响，其中，要求液压工作机械准确地跟上操作者的控制，特别是比如有关由液压挖掘机所影响的矫直定位或正面定位的操作。
类似于上述的各问题存在于任何其它控制相同中，其中计算控制客体预期的输出值，确定与算得的预期值相应的操纵信号，并将该操纵信号输出给所述控制客体，从而通过一个非闭合回路控制所述控制客体。
本发明的目的在于提出一种控制系统中修正输出的方法和控制系统，由此即使控制客体的输入/输出特性发生变化，也使该控制客体输出的变化减小并达到正确的控制。
本发明的另一目的在于提出一种液压泵控制系统，由此，即使改变可变排量液压泵的排量控制装置的输入/输出特性，也使实际泵倾斜随排量控制装置输出的变化被减小，并能使液压工作机械以与所要完成的工作相配合的方式，在合适的驱动速度下工作。(1)为实现上述目的，按照本发明的控制系统中修正输出的方法，其中计算有关控制客体预期的输出值，确定与该预期值相应的操纵信号，并将该操纵信号输出给所述控制客体。这种方法包括：第一步，测量控制客体的输出并计算控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差；第二步，按照在第一步计算的输入/输出特性偏差修正对控制客体的操纵信号输出，以得到一个与预期输入/输出特性相应的输出。
于是，第一步计算控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差，第二步按照所计算的偏差修正对控制客体的操纵信号输出，以得到一个与预期输入/输出特性相应的输出。这实质上等效于根据这时的预期输出值的预期输入/输出特性驱动所述控制客体。因此，使输出的变化减小，达到正确的控制。(2)在上面按照(1)的控制系统中修正输出的方法中，第一步最好计算与给定的有关控制客体预期的输出值相应的操纵信号；将该操纵信号输出给控制客体，以测量控制客体的输出；计算给定的预期值与被测值之间的差；并计算来自这个差的输入/输出特性偏差。(3)在上面按照(2)的控制系统中修正输出的方法中，第一步最好根据与控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算与给定的预期值相应的操纵信号，第二步最好根据与控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算操纵信号，于是所述操纵信号按照输入/输出特性的偏差得到修正。(4)另外，为实现上述目的，按照本发明的控制系统，其中计算有关控制客体预期的输出值，确定与该预期值相应的操纵信号，并将该操纵信号输出给所述控制客体。所述控制系统包括：第一装置，测量控制客体输出并计算控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差；第二装置，按照第一装置中计算的输入/输出特性偏差修正对控制客体输出的操纵信号，以得到一个与预期输入/输出特性相应的输出。
于是，第一装置计算控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差，第二装置按照所计算的偏差修正对控制客体输出的操纵信号，以得到一个与预期输入/输出特性相应的输出。这实质上等效于根据这时关于输出的预期值的预期输入/输出特性驱动所述控制客体。因此，使输出的变化减小，达到正确的控制。(5)在上面按照(4)的控制系统中，第一装置最好包括第三装置，用于计算与对控制客体给定的预期输出值相应的操纵信号，同时将该操纵信号输出给控制客体，以测量控制客体的输出，还包括第四装置，用于计算给定的预期值与被测值之间的差，并计算来自这个差的输入/输出特性偏差。(6)在上面按照(5)的控制系统中，第三装置最好根据与控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算与给定的预期值相应的操纵信号，第二装置最好根据与控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算操纵信号，于是所述操纵信号根据输入/输出特性的偏差得到修正。(7)在上面按照(5)的控制系统中，第四装置最好存储给定的预期值与所测量的值之间的差，作为计算输入/输出特性偏差的值，第二装置利用所存的值作为修正值修正所述操纵信号。
假设控制客体的输入/输出特性实质上并行地与预期的输入/输出特性偏移，则这一特性使得能够通过最简单的计算过程修正所述操纵信号。(8)在上面按照(5)的控制系统中，第四装置最好存储给定的预期值与所测量的值之间的差，作为计算输入/输出特性偏差的计算公式，作为修正值，第二装置利用该计算公式作为修正公式，计算这时的预期值与相应测量值之间的差，并用所算得的修正值修正操纵信号。
由于这个性质，即使在控制客体的输入/输出特性具有来自预期输入/输出特性梯度的梯度差情况下，也能使所述操纵信号得到精确的修正。(9)在上面按照(7)或(8)的控制系统中，第二装置最好通过这时将修正值加给预期值，修正操纵信号。(10)在上面按照(7)或(8)的控制系统中，第二装置最好以一个与所述修正值对应的量的方式改变为从对控制客体预期的输出值计算操纵信号所用的特性，并从被改变的特性通过计算与这时的预期值相应的操纵信号，修正该操纵信号。(11)在上面按照(4)到(10)的任何一种控制系统中，所述控制客体包括比如用于可变排量液压泵的排量控制装置，所述预期值是该液压泵的预期排量。(12)此外，为实现上述目的，按照本发明的液压泵控制系统，其中计算预期排量，作为对可变排量液压泵的排量控制装置预期的输出值；确定与算得排量相应的操纵信号；并将该操纵信号输出给所述排量控制装置，以控制液压泵的排量。所述控制系统包括：测量液压泵实际排量的测量装置；方式选择装置，用于选择记忆控制方式和正常控制方式中的一种；记忆计算装置，用于当所述方式选择装置选择记忆控制方式时，计算与给定的预期排量相应的操纵信号，将该操纵信号输出给排量控制装置，由测量装置测量液压泵的实际排量，并计算给定的预期排量与实际排量之间的差；还包括记忆修正装置，用于当所述方式选择装置选择正常控制方式时，根据给定的预期排量与由记忆计算装置计算的实际排量之间的差修正所述操纵信号。
当选择记忆控制方式时，可以通过计算给定的预期排量与由测量装置测量的实际排量之间的差，计算排量控制装置的输入/输出特性与其预期的输入/输出特性之间的偏差，而当选择正常控制方式时，按照给定的预期排量与实际排量之间的差使所述操纵信号得到修正。这实质上等效于根据预期输入/输出特性驱动所述排量控制装置。因此，使得作为所述排量控制装置输出的实际泵倾斜变化得以被减小，并且可以使液压工作机械在与所要完成的工作相配合的合适的驱动速度下工作。(13)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，作为修正值，所述记忆计算装置最好存储给定的预期排量与实际排量之间的差，并且所述记忆修正装置用所存的修正值修正所述操纵信号。
假设所述排量控制装置的输入/输出特性并行地与预期输入/输出特性偏差，这一特性使所述操纵信号可以通过最简单的计算过程得到修正。(14)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，作为修正公式，所述记忆计算装置最好存储给定的预期排量与实际排量之间的差，并且，作为修正值，所述记忆修正装置用该修正公式计算这时的预期排量与相应的实际排量之间的差，并用所算得的修正值修正所述操纵信号。
由于这个性质，即使在所述排量控制装置的输入/输出特性具有来自预期输入/输出特性梯度的梯度差情况下，也能使所述操纵信号得到精确的修正。(15)在上面按照(14)的液压泵控制系统中，所述记忆计算装置最好对两个以上不同的预期排量中的每一个计算给定的预期排量与实际排量之间的差，并由对所述两个以上不同的预期排量所得差值数据得到修正公式。(16)在上面按照(14)的液压泵控制系统中，所述记忆计算装置最好得到修正公式为关于坐标系确定的修正公式，所述坐标系的一个轴代表预期排量，另一个轴代表给定的预期排量与实际排量之间的差。(17)在上面按照(13)或(14)的液压泵控制系统中，所述记忆修正装置最好通过在这时将修正值加给预期排量，修正所述操纵信号。(18)在上面按照(13)或(14)的液压泵控制系统中，所述记忆修正装置最好以一个与所述修正值对应的量的方式，改变为从预期排量计算所述操纵信号所用的特性，并通过这时从该被改变的特性计算一个与预期排量相应的操纵信号修正所述操纵信号。(19)在上面按照(13)或(14)的液压泵控制系统中，所述记忆计算装置最好包括一个非易失性存储器，一旦将数据存于该存储器中，即使切断电源后也不会被失去，而且将修正值或修正公式存储于所述非易失性存储器中。
由于这个性质，修正值一旦被存储，就可被长时间使用，而且省去频繁操作记忆计算装置的需要。(20)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，所述记忆计算装置最好根据与所述排量控制装置的预期输入/输出特性相反的特性计算与给定的预期排量相应的操纵信号，而且所述记忆修正装置也根据与所述排量控制装置的预期输入/输出特性相反的特性计算该操纵信号，随之就利用该差值修正所述操纵信号。(21)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，所述方式选择装置最好包括转换装置，用以指挥记忆控制方式与正常控制方式之间的转换，以便响应此转换装置的通/断，选择记忆控制方式与正常控制方式中的一种。
由于这个性质，可选择记忆控制方式，用以在需要的情况下，只根据操纵者操纵所述转换装置而进行记忆控制。(22)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，所述记忆计算装置最好确定用于驱动所述液压泵的原动机的转速是否在预定的范围内，以及处于预定范围内的转速的条件是否已继续一段预定的时间，只有在这种确定是令人满意的情况下，所述记忆计算装置才计算与给定的预期排量相应的操纵信号，并将该操纵信号输出给排量控制装置。
由于这个性质，在所述原动机开始工作之前的不工作状态，或者在刚开始工作之后的不稳定状态期间，不执行记忆控制，而只在所述原动机的转速达到稳定时才进行记忆控制。从而可使所述操纵信号得到精确的控制。(23)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，当把操纵信号输出给排量控制装置并测量实际排量时，所述记忆计算装置最好继续输出该操纵信号一段预定的时间，以使所述液压泵的排量稳定，而且在已稳定的情况下，由测量装置测量实际排量，另外，所述记忆计算装置接收预定次数的实际排量测量值，并计算实际排量平均值与给定预期排量之间的差。
由于这个性质，能够防止在排量控制装置刚开始工作之后测量排量，即尚未达到预期值的排量，避免测得值的平均变化，并精确地修正所述操纵信号。(24)在上面按照(12)的液压泵控制系统中，最好在给排量控制装置输出操纵信号之前，所述记忆计算装置即对所述排量控制装置输出一个与最小预期排量对应的操纵信号，从而使液压泵的预期排量减至最小。
由于这个性质，当所述记忆计算装置驱动所述排量控制装置时，液压泵总是从最小的预期排量开始工作。因此，即使所述排量控制装置动作，也可以使这样的动作的影响恒定，并能避免所测得的值因这种动作的影响而变化。
图1是包括本发明第一实施例液压泵控制系统的液压管路图；
图2是表示图1所示正比电磁阀的特性曲线(驱动电流-控制压力)；
图3是表示图1所示调节器的特性曲线(控制压力-实际泵倾斜角)；
图4是表示图1所示控制器的硬件结构方框图；
图5是表示图1所示控制器中存储的预期泵倾斜角图表的特性曲线(负控制压强-预期泵倾斜角)；
图6是表示图1所示控制器中存储的预期控制压力图表的特性曲线(预期泵倾斜角-预期控制压力)；
图7是表示图1所示控制器中存储的预期驱动电流图表的特性曲线(负控制压强-预期泵倾斜角)；
图8是表示图1所示压力产生器的特性曲线(中心旁路流速-负控制压强)；
图9是表示图1所示控制器的一般操作程序流程图；
图10是表示图9所示程序中记忆控制方式操作程序流程图；
图11是表示图10所示程序中等候发动机稳定转动过程细节的流程图；
图12是表示图10所示程序中泵倾斜角初始化过程细节的流程图；
图13是表示图10所示程序中泵倾斜记忆计算过程细节的流程图；
图14是表示图13所示程序中记忆计算值检查过程细节的流程图；
图15是表示图9所示程序中正常控制方式操作程序的流程图；
图16是表示图13所示记忆控制方式的程序中泵倾斜记忆计算程序400略图的功能方框图；
图17是表示图15所示正常控制方式的操作程序略图的功能方框图；
图18是表示本发明第二实施例液压泵控制系统中正常控制方式的操作程序流程图；
图19是表示图18所示操作程序略图的功能方框图；
图20是包括本发明第三实施例液压泵控制系统的液压管路图；
图21是表示图20所示控制器的一般操作程序流程图；
图22是表示本发明第四实施例液压泵控制系统中所用正比电磁阀的特性曲线(驱动电流-控制压力)；
图23是表示第四实施例液压泵控制系统中所用调节器的特性曲线(控制压力-实际泵倾斜角)；
图24是表示本发明第四实施例中记忆控制方式操作程序的流程图；
图25是表示图24所示程序中泵倾斜记忆计算过程细节的流程图；
图26是表示图24所示程序中泵倾斜修正公式计算过程细节的流程图；
图27是表示控制器中存储的预期控制压力图表的特性曲线(预期泵倾斜角-预期控制压力)；
图28是表示控制器中存储的预期驱动电流图表的特性曲线(预期控制压力-预期驱动电流)；
图29所表示修正公式的曲线；
图30是表示本发明第四实施例中正常控制方式的操作程序流程图；
图31是表示调节器另一种形式的图；
图32是表示调节器又一种形式的图；
图33是表示本发明第四实施例包括一个流量控制阀的控制系统的液压管路图；
图34是表示图33所示实施例中记忆控制方式的操作程序略图的功能方框图；
图35是表示图33所示实施例中正常控制方式的操作程序略图的功能方框图。
以下将参照各附图描述本发明的几个实施例。
首先参照图1至17描述本发明的第一实施例。
图1所示实施例的液压管路装备在诸如液压挖掘机之类的工作机械上，它包括可变排量液压泵1；油箱14；发动机4，受按键开关20的起动开关20b操纵而开始工作，并驱动所述可变排量液压泵1；由可变排量液压泵1输送的工作液体驱动的油缸8；中心旁路型流量控制阀7控制由可变排量液压泵1输送的工作液体；控制杆单元17用于控制所述流量控制阀7；以及与可变排量液压泵1和油箱14相连的中心旁路通路15。
本实施例的液压泵控制系统用来控制液压泵1的输送速率，它包括辅助泵5；用于限制输送辅助泵5最大输送压力的减压阀6；压力产生器，如位于油箱14和流量控制阀7之间中心旁路通路15一部分中的节流阀9，用以产生使与控制杆单元17工作的输入量相应的控制压强(以下简称负控制压强)Pn，用以引入节流阀9所产生的负控制压强Pn的管线16；压强传感器10，用以检测通过管线16引入的负控制压强Pn，并将检测值转换成电信号；泵倾斜角传感器11，用以检测液压泵1隔板1a的倾斜角θ(以下简称实际倾斜角)，并将检测值转换成电信号；转速传感器18，用以检测发动机4的转速Ne，并将检测值转换成电信号；方式转换开关13，用以在正常控制方式与记忆控制方式之间转换后面有述的控制方式，并且在选择正常控制方式时，切断方式信号Sm，而在选择记忆控制方式时，接通方式信号Sm；控制器12，用于在接通供给按键开关20的电源开关20a的电源情况下，接收由泵倾斜角传感器11测得的实际倾斜角θ，由转速传感器18测得的发动机转速Ne和方式转换开关13的方式信号Sm，同时执行预定的计算过程，并根据计算结果输出切断电流I；正比电磁阀3由来自控制器12的驱动电流I驱动，并由来自辅助泵5的工作液体产生控制压力P；还包括调节器2，用以控制液压泵1的隔板1a的倾斜，因而也根据正比电磁阀3所产生的控制压力P控制其排量。
控制器2包括操纵隔板1a用的传动机构2A；用于按照正比电磁阀3的控制压力P控制所述传动机构2A动作的流量控制选择器阀门2B，以及功率控制选择器阀门2C。传动机构2A包括一个伺服活塞2a，它在彼此相对端具有承压区，并与隔板1a耦接，用以操纵隔板1a；一个小直径侧室2b中装有伺服活塞2a的小直径部分，同时一个大直径侧室2c中装有伺服活塞2a的大直径部分。流量控制选择器阀门2B包括控制滑阀2d和布置在控制滑阀2d一端的弹簧2e。将来自正比电磁阀3的控制压力P加给与弹簧2e相对的控制滑阀的另一端。在控制压力P与弹簧2e的偏置压力之间平衡的条件下，确定控制滑阀2d的位置。具体地说，如果来自正比电磁阀3的控制压力P大于弹簧2e设定的值，使控制滑阀2d移至如图上所见的右移位置，随之使来自辅助泵5的工作液体被加到所述小直径侧室2b和大直径侧室2c。于是，小直径侧室2b和大直径侧室2c之间的承压区内的压力差就使伺服活塞2a移至如图上所见的左移位置，也即沿加大隔板1a倾斜量的方向移动。相反地，，如果来自正比电磁阀3的控制压力P小于弹簧2e设定的值，使控制滑阀2d移至如图上所见的左移位置，随之使来自辅助泵5的工作液体只被加到所述小直径侧室2b，而大直径侧室2c与油箱14连通。于是，使伺服活塞2a移至如图上所见的右移位置，也即沿减小隔板1a倾斜量的方向移动。
图2中以“实际特性A”表示正比电磁阀3的输入/输出特性。所述特性A是使控制压力P随驱动电流I增大而增加的。另外，对于每个单个的正比电磁阀来说，特性A相对于正比电磁阀3的预期特性A0在允许限度±Δα内变化。例如，当将电流值I1作为驱动电流I输入时，具有由预期特性A0为其给定的实际特性A的正比电磁阀输出控制压力P1，具有由允许偏差上限值Au为其给定的实际特性A的正比电磁阀输出控制压力P1u，以及具有由允许偏差下限值Ad为其给定的实际特性A的正比电磁阀输出控制压力P1d。正如图3中以“实际特性B”表示的那样，调节器2的输入/输出特性也是使泵倾斜角θ随控制压力P增加而加大的。同样地，对于每个单个的正比电磁阀来说，特性B相对于调节器2的预期特性B0也在允许限度±Δβ(允许偏差上限值Bu与允许偏差下限值Bd之间)内变化。这里的正比电磁阀3预期特性A0和调节器2预期特性B0都是作为所需值预先设定的特性。
如图4所示，控制器12包括操作部分12a、存储部分12b和正比电磁阀驱动部分12c。操作部分12a根据负控制压强Pn、实际泵倾斜角θ、发动机转速Ne和方式信号Sm为基础执行预定的计算程序。存储部分12b包括EPRAM，其中预先存有用来执行该预定计算程序所需的程序和特性数据；非易失性存储器，如EEPROM，其中存有后面将述的记忆控制方式过程中所确定的修正值Δθ0，而且数据一经存入，即使加给该控制器12的电源被切断后，所存数据将不会丢失；以及RAM，其中暂时存有在计算程序期间所得的值。正比电磁阀驱动部分12c将与所述计算结果对应的驱动电流I输出给正比电磁阀3。
存储部分12b的EPROM中所存的特征数据被示于图5至7中。图5是表示为从负控制压强Pn确定预期泵倾斜角θ0所用预期泵倾斜图表的曲线。当操作者操纵控制杆单元17的控制电平，以移动流量控制阀7时，随着流量控制阀7行程量(也即所需的流速)的增大，被节流的中心旁路通路15和通过该中心旁路通路的工作液体的流速，也即中心旁路流速被降低。另外，如图8所示，随着中心旁路流速降低，使负控制压强降低。因此，按照图5所示的特性，将使负控制压强Pn与预期泵倾斜角θ0之间的关系设定为，当中心旁路流速较大时，使液压泵1隔板1a的倾斜量减小，以降低泵的给料速率，而当中心旁路流速较小时，使液压泵1隔板1a的倾斜量增大，以加大泵的给料速率。
图6是表示为从预期泵倾斜θ0确定预期控制压力P0作为正比电磁阀3的预期输出所用预期控制压力图表的曲线。所绘特性与图3所示调节器2的预期特性B0相反。
图7是表示为从预期控制压力P0确定预期驱动电流I0作为正比电磁阀3的预期输出所用预期驱动电流图表的曲线。所绘图表特性与图2所示正比电磁阀3的预期特性A0相反。
以下参照图9至15描述控制器12的操作程序。
图9是表示控制器12一般操作程序的流程图。
首先，当接通按键开关20的电源开关20a，给控制器加以电源时，它读取来自方式转换开关13的方式信号Sm(步骤51)。每次接通电源开关20a时，执行这一程序。然后，控制器确定是否接通方式信号Sm(步骤52)。如果确定方式信号Sm被接通，则控制器执行记忆控制方式程序(步骤53)，而如果确定方式信号Sm被切断，则控制器执行正常控制方式程序(步骤54)。本实施例中表明，一旦变换为记忆控制方式，则直至方式转换开关13被改变之前，设计控制流量不会回到正常控制方式。但在过了一段时间之后，设计可使控制流量表现为自动回到正常控制方式。
记忆控制方式的一般操作程序被表示在图10的流程图中。
作为记忆控制方式过程的第一步，控制器12开始执行等候发动机平稳转动程序200，在这一程序中等候发动机4的转速达到规定值。于是，在发动机4起动之前未工作状态或起动后刚稳定的状态期间，不执行记忆控制，而只有当发动机4被稳定在所规定的转速时，才执行记忆控制。此后，控制器12执行泵倾斜初始化程序300，用以使液压泵1隔板1a的倾斜最小化。这一程序300是要按最小倾斜控制液压泵1的隔板1a，每当隔板1a按记忆控制方式动作时，按照使隔板驱动系统作用的影响为恒定的条件下测量液压泵1的倾斜，从而避免因这种作用的影响而使测量值改变。在已经完成这种准备之后，控制器执行泵倾斜记忆计算程序400。
等候发动机平稳转动程序200的细节被示于图11的流程中。首先，控制器在等候时间计数器C1中置零(0)(步骤201)，用以设定一段等候发动机转速稳定的时间，比如4秒。继而，控制器读取发动机转速传感器18测得的发动机4转速Ne(步骤202)，并确定该发动机转速Ne是否达到规定值，如在1350rpm±100rpm范围内的转速(步骤203)。如果尚未达到规定的转速，则再重复读取发动机转速Ne程序(步骤202)。如果已达到规定的转速，则等候时间计数器C1加1(步骤204)。之后确定C1是否不小于设定值R1，本实施例中即4秒(步骤205)。除了C1不小于4秒之外，控制器返回读取发动机转速Ne的步骤202，从而重复上述程序，直至C1成为不小于4秒。如果C1小于4秒，则结束等候发动机平稳转动程序200，转进到泵倾斜初始化程序300。
泵倾斜初始化程序300的细节被示于图12的流程中。首先，控制器对预期泵倾斜角θ0设定一个最小倾斜角θ0min(步骤301)。另外，由于要将正比电磁阀3的输出从调节器2传送到隔板1a并形成预期泵倾斜需要一定的时间，所以控制器在等候时间计数器C2中置零(0)(步骤301)，以设定一段预定的时间，比如1秒。继而，根据图6所示预期控制压力图表特性计算与预期泵倾斜角θ0(设定为θ0min)对应的预期控制压力P0(＝P0min)(步骤302)。然后，根据图7所示预期驱动电流图表特性计算与预期控制压力P0(＝P0min)对应的预期驱动电流I0(＝I0min)(步骤303)。此后，将与预期驱动电流I0min对应的驱动电流I(＝Imin)从控制器12的正比电磁阀驱动部分12c输出到正比电磁阀3(步骤304)。对等候时间计数器C2加1(步骤305)之后，控制器确定C2是否不小于设定值R2，本实施例中即1秒(步骤306)。除了C2不小于1秒之外，控制器返回对正比电磁阀3输出与预期驱动电流I0min对应的驱动电流I(＝Imin)的步骤304，从而重复上述程序，直至C2成为不小于1秒。如果C2小于1秒，则结束泵倾斜初始化程序300，转进到泵倾斜记忆计算程序400。
泵倾斜记忆计算程序400的细节被示于图13的流程中。首先，控制器对预期泵倾斜角θ0设定一个预定倾斜角θ01(步骤401)。另外，由于要将正比电磁阀3的输出从调节器2传送到隔板1a并形成预期泵倾斜角需要一定的时间，所以控制器在等候时间计数器C4中置零(0)(步骤402)，以设定一段预定的时间，比如2秒。继而，根据图6所示预期控制压力图表特性计算与预期泵倾斜角θ0(设定为θ01)对应的预期控制压力P0(＝P01)(步骤403)。然后，根据图7所示预期驱动电流图表特性计算与预期控制压力P0(＝P01)对应的预期驱动电流I0(＝I01)(步骤404)。此后，将与预期驱动电流I01对应的驱动电流I(＝I1)从控制器12的正比电磁阀驱动部分12c输出给正比电磁阀3(步骤405)。对等候时间计数器C4加1(步骤406)之后，控制器确定C4确定是否不小于设定值R4，本实施例中即2秒(步骤407)。除了C4不小于2秒之外，控制器返回对正比电磁阀3输出与预期驱动电流I01对应的驱动电流I(＝I1)的步骤405，从而重复上述程序，直至C4成为不小于2秒。
当输出驱动电流I(＝I1)之后逝去的时间不小于2秒时，控制器在读取周期数计数器C5中置零(0)，以设定读取测定值的次数(步骤408)。然后，控制器读取倾斜角传感器11测得的实际泵倾斜角θa(＝θ1*；见图3)，并将其存在存储部分12b的RAM中(步骤409)。对读取周期数计数器C5加1以后(步骤410)，控制器确定C5是否小于设定的次数R5，本实施例中即为10(步骤411)。除了C5不小于次数R5之外，控制器返回读取由倾斜角传感器11测得的实际泵倾斜角θa(＝θ1*)的步骤409，从而重复上述程序，直至C5成为不小于所述次数R5。于是，实际泵倾斜角θa的数据以数目R5(10)的形式被存在存储部分12b的RAM中。
接着，考虑到实际泵倾斜角θa(＝θ1*)的变化，执行以R5除按数目R5形式存储的θa数据的平均程序，以计算平均的实际泵倾斜角θaa(步骤412)。之后，确定预期泵倾斜角θ0(＝θ01)与平均实际泵倾斜角θaa之间的差Δθ0(＝θ0-θaa)，并将其作为修正值存储于存储部分12b的EEPROM中(步骤413)。
在此，如果正比电磁阀3及调节器2的特性分别与图2和3所示的预期特性A0、B0相符，则当通过步骤402至405将与预期泵倾斜角θ01相应的驱动电流I1输出给正比电磁阀3时，正比电磁阀3应输出与驱动电流I1相应的控制压力P1，调节器2应提供与该控制压力P1相应的泵倾斜角θ0(＝θ01)。但实际上正比电磁阀3及调节器2的实际特性如图2和3所示A、B所表明的那样变化。所以，当把驱动电流I1输出给正比电磁阀3时，正比电磁阀3输出与驱动电流I1相应的控制压力P1*，而调节器2提供与该控制压力P1*相应的实际泵倾斜角θ1*(平均的实际泵倾斜角θaa)。因而，在步骤413中确定的Δθ0(＝θ0-θaa)对应于泵倾斜角θ1和实际泵倾斜角θ1*之间的差，其中所述θ1是以预期的泵倾斜角θ0为θ01时所得出的预期特性为基础的。由此差值，可以估算正比电磁阀3及调节器2的实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间各自的偏差。具体地说，在像本实施例这样的正比电磁阀3及调节器2之实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0并行偏差(具有相同斜率的特性曲线)的情况下，可用差Δθ0(＝θ0-θaa)表示正比电磁阀3及调节器2输入/输出特性A、B的偏差。即使在实际输入/输出特性A、B不与预期输入/输出特性A0、B0并行偏差的情况下，如果所述偏差互相差一个较小的量，或者在按本发明的修正操作中可允许的范围内，也可以用差Δθ0(＝θ0-θaa)表示所述输入/输出特性A、B的偏差。换句话说，通过根据差Δθ0(＝θ0-θaa)估算实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间的偏差，并作为修正值将其加到预期泵倾斜角θ0(＝θ01)上，就能按照不含变化的预期特性得到泵倾斜角θ1(有如后面更详细描述的那样)。
将修正值Δθ0存储在存储部分12b的RAM中之后，控制器执行记忆计算值检查程序500，用以检查该修正值是否为与计算的值相适合的值。
记忆计算值检查程序500的细节被示于图14的流程图中。首先，控制器对预期泵倾斜角θ0设定一个由将修正值Δθ0加到预期泵倾斜角θ0(＝θ01)上所得的值，即θ0+(θ0-θaa)(步骤501)。另外，控制器对等候时间计数器C6置零(0)(步骤502)，用以设定一段用于等候使泵倾斜角稳定的预定时间，如2秒。继而，执行有如上述步骤403至407同样的程序(步骤503至507)。如果C6不小于2秒，则控制器读取倾斜角传感器11所测得的实际泵倾斜角θa(步骤508)，然后确定该实际泵倾斜角θa关于预期倾斜角θ0是否在所允许的倾斜角范围θ0-θx≤θa≤θ0+θx内(步骤509)。如果所述实际泵倾斜角在该允许的倾斜角范围内，则表明记忆成功(步骤510)，而如果不在该允许的倾斜角范围内，则表明记忆失败(步骤511)。通过比如在控制器进入上述记忆控制流量之后由一个LED(未示出)连续发光，当记忆成功时LED中止发光，而当记忆失败时通-断LED的发光，可实现这种指示。
正常控制方式的处理程序被示于图15的流程图中。首先，控制器读取压力传感器10测得的负控制压强Pn(步骤81)。例如，假设这时测得的负控制压强为Pn3。继而，以图5所示预期泵倾斜角图表特性为基础，确定这时与负控制压强Pn(＝Pn3)相应的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)(步骤82)。然后，将存储部分12b的EEPROM中所存的修正值Δθ0加给所述预期泵倾斜角θ0(＝θ03)，以得到一个经修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03c)(步骤83)。之后，再以图6所示预期控制压力图表特性为基础，计算与该经修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03c)相应的预期控制压力P0(＝P03c)(步骤84)。进而，再以图7所示预期驱动电流图表特性为基础，计算与所述预期控制压力P0(＝P03c)相应的预期驱动电流I0(＝I03c)(步骤85)。此后，从正比电磁阀驱动部分12c将与该预期驱动电流I0(＝I03c)相应的驱动电流I(＝I3c)输出给正比电磁阀3。
当把驱动电流I3c输出给正比电磁阀3时，正比电磁阀3以图2所示输入/输出特性为基础输出一个控制压力P3c，同时调节器2移动液压泵1的隔板1a，致使具有一个以图3所示输入/输出特性B为基础的实际泵倾斜角θ3c。
在上述步骤82和83中，不把由负控制压强Pn(＝Pn3)所得的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)设定为它所是的预期值，而把由对预期泵倾斜角θ0(＝θ03)加上所述修正值Δθ0所得的值θ0+Δθ0设定为预期值θ03c。如上所述，这里的修正值Δθ0分别表示正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0间的偏差。因此，设定值θ0+Δθ0是预先得到补偿，这个值是通过把修正值Δθ0加给预期泵倾斜角θ0(＝θ03)得到的，这使预期值θ03c包含了实际泵倾斜角的误差，如果采用没有任何修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)输出驱动电流I3，就会引起所说的这种误差。再有，以对预期值(θ03c)设定的θ0+Δθ0控制正比电磁阀3和调节器2，实质上等效于使得具有图2和3各自所示预期特性的正比电磁阀3和调节器2受驱动电流I3的控制。换句话说，从以对预期值(θ03c)设定的θ0+Δθ0控制正比电磁阀3和调节器2所得到的实际泵倾斜角θ3c是与实际泵倾斜角θ3一样的。这里所说的实际泵倾斜角θ3是在根据图6所示特性从预期泵倾斜角θ03计算预期控制压力P03；根据图7所示特性从预期控制压力P03计算预期驱动电流I03；将与该预期驱动电流I03相应的驱动电流I3输出给正比电磁阀3；根据图2所示预期特性A0输出与驱动电流I3相应的控制压力P3；以及在控制压力P3下根据图3所示预期特性B0移动液压泵1的隔板1a时得到的。
同样地，当管线16中所产生的负控制压强Pn不是Pn3时，从通过加修正值Δθ0来修正预期泵倾斜角θ0所得的实际泵倾斜角θc也与通过根据图2和3所示预期特性而不修正预期泵倾斜角θ0来控制所得的实际泵倾斜角θ一样。
以图16的功能方框图表示按照记忆控制方式的泵倾斜记忆计算程序400的略图。图16中的方框103代表图13中步骤403的操作功能，方框104代表图13中步骤404的操作功能，而方框105代表图13中步骤405的操作功能。在减法器106中，从预期泵倾斜角θ01减去平均的实际泵倾斜角θaa，得到其间的差，即修正值Δθ0。
以图17的功能方框图表示按照正常控制方式的程序略图。图17中的方框111代表图15中步骤82的操作功能，加法器112与图15中步骤83的操作功能相符，方框113代表图15中步骤84的操作功能，方框114代表图15中步骤85的操作功能，而方框115代表图15中步骤86的操作功能，
在有如上述结构的本实施例中，当操作者接通方式选择开关13时，设定记忆控制方式，并按照上面描述的方式将修正值Δθ0存储于存储部分12b的EEPROM中。
当操作者断开方式选择开关13时，使方式转换成正常控制方式。随后，当操作者为完成所要作的工作而操纵控制杆单元17的控制电平时，在管路16中产生一个与操纵所述控制电平的输入量对应的负控制压强Pn，所产生的负控制压强Pn由压力传感器10检测，并将其送至控制器12的操作部分12a。如上所述，在操作部分12a中，确定与所述负控制压强Pn相应的预期泵倾斜角θ0，然后，将把修正值Δθ0加到预期泵倾斜角θ01所得的值设定为预期值θ03c，从而补偿误差，这里所说的误差是由于正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B以另一种方式所引起的。按照被修正的预期值，正比电磁阀3和调节器2受到控制。
因而，采用本实施例，即使在正比电磁阀3和调节器2的特性逐一改变时，也总能得到与通过根据图2和3所示预期特性控制所得的实际泵倾斜角θ(＝预期泵倾斜角θ0)一样的泵倾斜。因此，可将实际泵倾斜控制成使其保持与预期泵倾斜相符，并能减小实际泵倾斜。在需要液压工作机械准确地跟随操作者的操纵的工作过程中，特别是如由液压挖掘机所影响的矫直定位或正面定位的操作过程中，能够改善良好的可操作性和操作中的感觉，提高工作效率。
应予说明的是，在正常工作时，采用所谓反馈控制也能控制实际泵倾斜，使保持与预期泵倾斜相符，在所说的反馈控制中，是将由倾斜角传感器11测得的液压泵1的倾斜角反馈，形成以反馈数据与预期泵倾斜角间的差为基础的控制。不过，这种反馈控制有如下问题，即存在响应延迟，以及若倾斜角传感器11出现故障，则所述控制不能持续得更长。本发明中，由于是在无反馈控制下，但不凭借倾斜角传感器11测得值的开环控制实现正常控制方式的，所以不存在响应延迟，而且即使倾斜角传感器11会出现故障，工作机械也能继续正常工作。
再有，采用本实施例，由于是通过操作者操纵方式选择开关13选择记忆控制方式与正常控制方式之一的，所以只要需要，即可随操作者的意愿选择记忆控制方式。
进而，由于其中存有修正值的存储部分12b中所包括的存储器部分是非易失性存储器，所以一旦该存储器中存入数值，即使切断供给控制器12的电源后，仍能保持，而无需频繁地进行记忆控制。
以下将参照图18和19描述本发明的第二实施例。本实施例中，不是对预期倾斜角θ0加修正值Δθ0，而是利用相应于正常控制方式下修正值Δθ0的量改变预期控制压力图表的特性。图18和19中与图15和17所示同样的步骤和方框用相同的参考标号指示，而且下面将不再描述。
参照图18，除步骤83A和84A之外，本实施例中正常控制方式的程序与第一实施例相同。在步骤83A中，控制器读取存储部分12b的EEPROM中所存的修正值Δθ0，并利用相应于修正值Δθ0的量改变图6这所示预期控制压力图表的特性。然后，在步骤84A中，控制器根据已改变的预期控制压力图表特性计算与预期泵倾斜角θ0相应的预期控制压力P0。
图19中的方框113A对应于步骤3A的操作功能。在方框113A中，虚线表示变化前预期控制压力图表特性，实线表示已由相应于修正值Δθ0的量改变之后的预期控制压力图表特性。
本实施例也能如第一实施例那样减小实际泵倾斜角θ关于预期泵倾斜角θ0的变化。
以下将参照图20和21描述本发明的第三实施例。本实施例中不设置方式选择开关13，而是利用来自键盘开关20的发动机4起动开关20b的信号执行记忆控制方式。图20和21中与图1和9所示同样的部件和步骤用相同的参考标号指示，而且下面将不再描述。
参照图20，控制器12A接收来自键盘开关20的起动开关20b的信号Ss(步骤51A)，确定此来自起动开关20b的信号Ss是否接通(步骤52A)。如果确定信号Ss被接通，则控制器执行记忆控制方式程序(步骤53)。当记忆控制方式程序结束时，工作方式被转换到正常控制方式(步骤54)。本实施例便于操作者无需再进行特别的操作去指令控制方式的选择，并使开始记忆控制所需的操作得以简化。
以下将参照图22至30描述本发明的第四实施例。按照以上各实施例修正预期泵倾斜时，是假定正比电磁阀及调节器的输入/输出特性具有与预期输入/输出特性同样的斜率的情况，而本实施例中修正预期泵倾斜的同时考虑到正比电磁阀和调节器的特性具有来自预期特性斜率的斜率差的情况。由于本实施例系统的结构与第一实施例相同，所以下面将使用图1的参考标号，以各图中未示出的系统结构进行描述。
图22表示本实施例所假设的正比电磁阀3的输入/输出特性。对每一个正比电磁阀来说，实际特性A在允许范围±Δα内相对于预期特性A0变化，并且在某些情况下具有与预期特性A0同样的斜率，而在另一些情况下与其斜率不同。图23表示本实施例所假设的调节器2的输入/输出特性。对每一个调节器来说，实际特性B也是在允许范围±Δβ内相对于预期特性B0变化，并且在某些情况下具有与预期特性B0同样的斜率，而在另一些情况下与其斜率不同。鉴于上述，本实施例用来确定在记忆控制方式下通过记忆计算程序的至少两个点时预期泵倾斜与实际泵倾斜间的差别；从在两点处所确定的差确定修正公式，用以估算正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间各自的偏差；还利用该修正公式确定在正常控制方式下的修正值，从而修正预期的泵倾斜。
本实施例中控制器12的一般操作程序与图9所示第一实施例相同。因此，根据方式选择开关Sm究竟是被接通还是被断开，选择性地起动记忆控制方式或正常控制方式。
记忆控制方式的一般操作程序被示于图24的流程图中。
作为记忆控制方式程序的第一步，控制器12首先执行等候发动机平稳转动程序100和随后的泵倾斜初始化程序300。这两个程序的过程与关于第一实施例的图11和12所示的相同。已经完成这种准备之后，控制器执行泵倾斜记忆计算程序400A和其后的泵倾斜修正公式计算程序600。
泵倾斜记忆计算程序400A和泵倾斜修正公式计算程序600的细节分别被示于图25和26的流程图中。
在泵倾斜记忆计算程序400A中，控制器首先对预期泵倾斜角θ0设定一个预定的倾斜角θ01，并对执行周期数目计数器C3置零(0)，以设定重复以下从402至416各步骤(步骤401A)的次数R3，本实施例中即为2。另外，由于为将正比电磁阀3的输出从调节器2传送至隔板1a并得到预期泵倾斜需要一段确定的时间，所以控制器对等候时间计数器C4置零(0)(步骤402)，用以设定一段预定时间，如2秒。继而，根据图27中所示预期控制压力图表的特性计算与预期泵倾斜角θ0(设定为θ01)相应的预期控制压力P0(＝P01)(步骤403)。然后，根据图28中所示预期驱动电流图表的特性计算与预期控制压力P0(＝P01)相应的预期驱动电流I0(＝I01)(步骤404)。此后，从控制器12的正比电磁阀驱动部分12c将与预期驱动电流I01相应的驱动电流I(＝I1)输出给正比电磁阀3(步骤405)。在对等候时间计数器C4加1(步骤406)以后，控制器确定C4是否不小于设定值R4，本实施例中即为2秒(步骤407)。除了C4不小于2秒之外，控制器返回对正比电磁阀3输出与预期驱动电流I01相应的驱动电流I(＝I1)的步骤405，从而重复上面的程序，直至C4成为不小于2秒。
在输出驱动电流I(＝I1)之后逝去一段不小于2秒的时间时，控制器读取周期数计数器C5置零(0)(步骤408)，以设定读取所测值的次数。然后，控制器读取由倾斜角传感器11测得的实际泵倾斜角θa(＝θ1*；见图23)，并将其存储在存储部分12b的RAM中(步骤409)。在对读取周期数计数器C5加1(步骤410)之后，控制器确定C5是否不小于设定的次数R5，本实施例中即为10(步骤411)。除了C5不小于次数R5之外，控制器返回读取由倾斜角传感器11测得的实际泵倾斜角θa(＝θ1*；)的步骤409，从而重复上面的程序，直至C5成为不小于次数R5。于是，以次数R5(10)形式的实际泵倾斜角θa数据被存储在存储部分12b的RAM中。
继而，考虑到实际泵倾斜角θa(＝θ1*)的改变，执行用R5除按次数R5形式存储的θa数据的平均程序，以计算平均实际泵倾斜角θaa(步骤412)。然后，确定预期泵倾斜角θ0(＝θ01)与平均实际泵倾斜角θaa之间的差Δθ1＝θ0-θaa(＝θ01-θ1*)，并存在存储部分12b的EEPROM中(步骤413)。
这里，如果正比电磁阀3和调节器2的特性各自与图22和23中所示的预期特性A0、B0相符，当通过步骤402至405把与预期泵倾斜角θ01相应的驱动电流I1输出给正比电磁阀3时，则正比电磁阀3应输出与驱动电流I1相应的控制压力P1，而调节器2应提供与控制压力P1相应的泵倾斜角θ0(＝θ01)。但实际上，正比电磁阀3和调节器2的实际特性是如图22和23所示A、B表示的那样变化的。所以，当对正比电磁阀3输出驱动电流I1时，正比电磁阀3输出一个与该驱动电流I1相应的控制压力P1*，而调节器2提供一个与该控制压力P1*相应的实际泵倾斜角θ1*(θaa)。因而，在步骤413中确定的Δθ1＝θ0-θaa(＝θ01-θ1*)对应于以预期泵倾斜角θ0为θ01时所得的预期特性为基础的泵倾斜角θ1与实际泵倾斜角θ1*之间的差。
在将差Δθ1＝(θ0-θaa)存在存储部分12b的RAM中之后，控制器执行记忆计算值检查程序500，以检查所述差值是否是一个适当地计算的值。所述记忆计算值检查程序500与图14所示第一实施例相同。
如果程序500中确定记忆成功，则控制器对执行周期数目计数器C3加1(步骤414)，然后确定C3是否小于设定的次数R3(2)(步骤415)。除非C3不小于次数R3(2)，控制器对预期倾斜角θ0设定一个不同于θ01的预定倾斜角θ02，然后返回在等候时间计数器C4中置零(0)的步骤402，以便重复上面的步骤403至415。通过这些步骤，确定预期泵倾斜角θ0(＝θ02)与平均实际泵倾斜角θaa之间的差Δθ2＝θ0-θaa(＝θ02-θ2*)，并存在存储部分12b的EEPROM中(步骤413)。如果C3成为不小于次数R3(2)，控制流程进到图26所示的泵倾斜修正公式计算程序600。
在泵倾斜修正公式计算程序600中，根据预期泵倾斜角的两个值θ01、θ02，以及存储部分12b中所存两点处的平均实际泵倾斜角Δθ1和Δθ2之间的两个差θ0-θaa的数据，一个表示如图29中所示的XY坐标系(其中X轴表示预期泵倾斜角θ0，Y轴表示预期泵倾斜角与平均实际泵倾斜角之间的差θ0-θaa)中直线P-Q的一次方程被确定如下(步骤601)：
Y＝((Δθ2-Δθ1)/(θ02-θ01))X+C这可以被简化成：
Y＝KX+C
这之后，将此一次方程作为修正公式存储于存储部分12b的EEPROM中。此过程实际是通过存储K和C来实现的，而不是存储一次方程本身。
这里，在步骤601中确定的计算公式Y＝KX+CY的Y坐标值θ0-θaa对应于以预期特性为基础的泵倾斜角θ1与实际泵倾斜角θaa之间的差，而且由于该计算公式，可以计算正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间各自的偏差。具体地说，如同本实施例一样，在正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B以具有互不相同之斜率的特性曲线偏离预期输入/输出特性A0、B0的情况下，可用计算公式Y＝KX+CY准确地表示正比电磁阀3和调节器2输入/输出特性的偏差。换句话说，通过根据计算公式Y＝KX+CY计算实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间的偏差，同时计算修正值以根据采用计算公式Y＝KX+CY的预期值补偿所述偏差，并将其加到预期泵倾斜角θ0上，就能按照脱离变化的预期特性得到泵倾斜角θ1(如后面以更详细的方式描述的那样)。
正常控制方式的操作程序被示于图30的流程图中。首先，控制器读取由压力传感器10测得的负控制压强Pn(步骤81)。假设这时测得的负控制压强为比如Pn3。继而，根据预期泵倾斜图表的特性(见图5)确定与这时的负控制压强Pn(＝Pn3)相应的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)(步骤82)。然后，从存储部分12b的EEPROM中所存的前述计算公式(Y＝KX+CY)(见图29)计算倾斜角修正值Δθ0(＝Δθ03)(步骤82X)，并将所算得的修正值Δθ0(＝Δθ03)加到预期泵倾斜角θ0(＝θ03)上，以得到经修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03c)(步骤83)。此后，根据图27中所示预期控制压力图表的特性计算与经修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03c)相应的预期控制压力P0(＝P03c)(步骤84)。另外，根据图28中所示预期驱动电流图表的特性计算与预期控制压力P0(＝P03c)相应的预期驱动电流I0(＝I03c)(步骤85)。这之后，将与预期驱动电流I0(＝I03c)相应的驱动电流I(＝I3c)从正比电磁阀驱动部分12c输出到正比电磁阀3。
当电流I(＝I3c)输出给正比电磁阀3时，正比电磁阀3根据图22所示输入/输出特性A输出控制压力P3c，并且调节器2移动液压泵1的隔板1a，致其根据图23所示输入/输出特性B具有实际泵倾斜角θ3c。
在上述步骤82、82X和83中，不把从负控制压强Pn(＝Pn3)得到的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)设定为预期值，而将由修正公式(Y＝KX+CY)计算倾斜角修正值Δθ0(＝Δθ03)所得的值，然后再将该修正值Δθ0加到预期泵倾斜角θ0(＝θ03)上所得的值θ0+Δθ0设定为预期值θ03c。如上所述，这里的修正公式(Y＝KX+CY)表示正比电磁阀3和调节器2的实际输入/输出特性A、B与预期输入/输出特性A0、B0之间各自的偏差，而由此修正公式所得的修正值Δθ0对应于以预期泵倾斜角θ0是θ03时所得预期特性为基础的泵倾斜角θ3与实际泵倾斜角θ3c之间的差。因此，设定θ0+Δθ0值是预先得到补偿，这个θ0+Δθ0值是把从所述修正公式得到的修正值Δθ0加到预期泵倾斜角θ0(＝θ03)上而得到的，这使预期值θ03c包含了实际泵倾斜角的误差，如果采用无任何修正的预期泵倾斜角θ0(＝θ03)输出驱动电流I3，就会引起所说的这种误差。另外，以设定预期值(θ03c)的θ0+Δθ0控制正比电磁阀3和调节器2，实质上等效于使分别具有图22和23所示预期特性的正比电磁阀3和调节器2受到驱动电流I3的控制。换句话说，以设定预期值(θ03c)的θ0+Δθ0控制正比电磁阀3和调节器2所得到的实际泵倾斜角θ3c，等同于如下所得的实际泵倾斜角θ3c，即当根据图27所示特性从预期泵倾斜角θ03计算预期控制压力P03；根据图28所示特性从预期控制压力P03计算预期驱动电流I03；将与预期驱动电流I03相应的驱动电流I3输出给正比电磁阀3；根据图22所示预期特性A0输出与驱动电流I3相应的控制压力P3，并根据图23所示预期特性B0在控制压力P3下移动液压泵1的隔板1a时得到的。
同样地，当管线16中所产生的负控制压强Pn不同于Pn3时，从由所述修正公式得到倾斜角修正值Δθ0并通过加上该修正值Δθ0来修正预期泵倾斜角θ0所得到的实际泵倾斜角θc，也等同于通过基于图22和23所示预期特性的控制，而不修正预期泵倾斜角θ0所得的实际泵倾斜角θ。
所以，采用本实施例，即使在正比电磁阀3和调节器2特性在允许偏差的范围内逐一改变并且由于预期特性具有不同斜率的情况下，也总能得到有如通过根据图2和3所示预期特性的控制所得的实际泵倾斜角θ一样的泵倾斜。因此，可减小实际泵倾斜关于预期泵倾斜角θ0的改变。
前述各实施例已结合所举例的情况予以描述，其中作为拟由控制器12控制之客体的可变排量液压泵1的排量控制装置是正比电磁阀3和调节器2的组合。不过，本发明并不限于前述这些实施例，并且所述排量控制装置可以是有如图31所示高速电磁阀30a、30b与调节器2的组合。在这种情况下，当使高速电磁阀30b关于来自控制器12的驱动电流I保持于关闭状态，并使高速电磁阀30a转换为开启状态时，来自可变排量液压泵1的工作液体既被送到小直径侧室2b中又被送到大直径侧室2c中。于是，小直径侧室2b和大直径侧室2c之间承压面积的不同，引起伺服活塞2a如图中所见那样移至左侧。另一方面，当使高速电磁阀30a关于来自控制器12的驱动电流I保持关闭状态，并使高速电磁阀30b转换为开启状态时，小直径侧室2b和大直径侧室2c之间的联系被切断，大直径侧室2c与油箱连通，这时。来自可变排量液压泵1的工作液体只被送到小直径侧室2b中，这引起伺服活塞2a如图中所见那样移至右侧。根据伺服活塞2a的上述移动，使隔板1a动作，以控制可变排量液压泵1的排量。
另外，如图32所示，可变排量液压泵1的排量控制装置可以包括正比电磁阀31。在这种情况下，控制器输出与预期泵倾斜角θ0相应的驱动电流I，同时正比电磁阀31产生与驱动电流I成正比的电磁力。一个滑阀(未示出)根据该电磁力移动，同时隔板1a根据该滑阀的移动而移动，以控制可变排量液压泵1的排量。
以下将参照图33至35描述本发明的第五实施例。作为不同于液压泵排量控制装置的控制客体另一实例，本实施例示出一个用来对流量控制阀输出一个指令压力的正比电磁阀。图33中与图1同样的部件用相同的标号表示。
参照图33，以17A表示的是一个电平单元。将来自电平单元17A的输入信号(电信号)输入给控制器12B。控制器12B对作为控制客体的正比电磁阀40、41输出驱动电流，于是，正比电磁阀40、41被该驱动电流所驱动，产生控制压力。流量控制阀7在该控制压力下动作，控制送给液压传动机构8工作液体的流速。另外，由压力传感器42、43分别检测正比电磁阀40、41产生的控制压力，并将与测得的值对应的电信号输入给控制器12B。
图34的功能方框图中示出在记忆控制方式下记忆计算过程的略图。在方框124中，根据预期驱动电流图表的特性计算预期驱动电流I0(＝I01)，它相应于被设定为预定压力值P01的预期控制压力P0(＝P01)。所述预期驱动电流图表的特性与正比电磁阀40的预期输入/输出特性相反。在方框125中，确定与预期驱动电流I01相应的驱动电流IA(＝IA1)，然后输出给正比电磁阀40。由压力传感器42检测正比电磁阀40所产生的控制压力P。在减法器126中，从预期控制压力P0(＝P01)减去平均的实际控制压力Paa，给出有关修正值ΔPA0。类似地，将驱动电流IB输出给正比电磁阀41，并给出一个修正值ΔPB0。修正值ΔPA0、ΔPB0分别表示正比电磁阀40、41的实际输入/输出特性与预期输入/输出特性间的偏差。
图35的功能方框图中示出在正常控制方式下一个过程的略图。在方框131A和131B中，根据预期控制压力图表的特性计算预期控制压力P0，它相应于这时来自电平单元17A的输入信号X0；所述预期控制压力图表的特性有赖于流量控制阀7动作所沿的方向。在加法器132A和132B中，将前述修正值ΔPA0、ΔPB0分别加到预期控制压力P0上，得到经修正的预期控制压力。换句话说，实际控制压力的误差预先就被补偿，如果利用预期控制压力P0(P01)输出驱动电流IA、IB，而无任何修正，就会引起所说的误差。此后，在方框134A、134B中，根据预期驱动电流图表的特性计算预期驱动电流I0，它相应于经修正的预期控制压力P0。所述预期驱动电流图表的特性也与正比电磁阀40、41的输入/输出特性相反。在方框135A、135B中，确定与引起驱动电流I0相应的驱动电流IA、IB，然后分别输出给正比电磁阀40、41。
因此，采用本实施例，在一个将正比电磁阀40、41被用为拟被控制器12B控制的客体的系统内，即使正比电磁阀40、41的特性在允许偏差范围内逐一发生变化，也可以减小实际控制压力关于引起控制压力P0的变化。再有，由于是在开环控制下实现正常控制方式，所以就不存在响应的延迟，而且即使压力传感器42、43会出现故障，工作机械也能继续正常工作。
按照本发明，即使在控制客体的输入/输出特性逐一发生变化时，也能控制每个控制客体的输出总等于预期的值，并可减小所述输出值的变化。另外，由于是在开环控制下实现正常控制方式，所以就不存在响应的延迟，而且即使传感器等会出现故障，工作机械也能继续正常工作。
此外，按照本发明，即使当排量控制装置的输入/输出特性逐一发生变化时，也能控制作为所述排量控制装置的输出总等于预期的泵倾斜，并可减小实际泵倾斜的变化。因此，能够改善良好的可操作性和操作中的感觉，提高工作效率。

Claims (22)

1.一种控制系统中修正输出的方法，计算控制客体(2、3；41)预期的输出值，确定与所述预期值相应的操纵信号，并将所述操纵信号输出给所述控制客体，其特征在于，包括：
第一步(11、103-106；400A，600；43，124-126)，测量所述控制客体(2、3；41)的输出并计算所述控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差；
第二步(111-115；82X，83；131A-135B)，按照在所述第一步计算的输入/输出特性偏差修正对所述控制客体的操纵信号输出，以得到一个与所述预期输入/输出特性相应的输出，
所述第一步(11、103-106；400A，600；43，124-126)计算与给定的所述控制客体(2、3；41)的预期输出值相应的操纵信号；将所述操纵信号输出给所述控制客体，以测量所述控制客体的输出；计算所述给定的预期值与被测值之间的差(Δθ0；Δθ01，Δθ02；ΔPA0、ΔPB0)，并计算来自所述差的输入/输出特性偏差。
2.根据权利要求1所述的控制系统中修正输出的方法，其特征在于，所述第一步(11、103-106；400A，600；43，124-126)根据与控制客体(2、3；41)预期输入/输出特性相反的特性计算与所述给定的预期值相应的操纵信号；所述第二步(111-115；82X，83；131A-135B)根据与所述控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算所述操纵信号，于是所述操纵信号按照所述输入/输出特性的偏差得到修正。
3.一种控制系统，计算有关控制客体(2、3；41)预期的输出值；确定与该预期值相应的操纵信号；并将该操纵信号输出给所述控制客体；其特征在于，包括：
第一装置(11、103-106；400A，600；43，124-126)，测量所述控制客体(2、3；41)的输出并计算所述控制客体的输入/输出特性与其预期输入/输出特性之间的偏差；
第二装置(111-115；82X，83；131A-135B)，按照所述第一装置中计算的输入/输出特性偏差修正对所述控制客体输出的操纵信号，以得到一个与所述预期输入/输出特性相应的输出，
所述第一装置(11、103-106；400A，600；43，124-126)包括第三装置(11、103-105；400A；43，124-125)，用于计算与对所述控制客体(2、3；41)给定的预期输出值相应的操纵信号，同时将该操纵信号输出给所述控制客体，以测量所述控制客体的输出，还包括第四装置(106；600；126)，用于计算所述给定的预期值与被测值之间的差(Δθ0；Δθ01，Δθ02；ΔPA0、ΔPB0)，并计算来自所述差的输入/输出特性偏差。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述第三装置(11、103-105；400A；43，124-125)根据与所述控制客体(2、3；41)预期输入/输出特性相反的特性计算与所述给定的预期值相应的操纵信号，所述第二装置(111-115；82X，83；131A-135B)根据与所述控制客体预期输入/输出特性相反的特性计算所述操纵信号，于是所述操纵信号根据所述输入/输出特性的偏差得到修正。
5.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述第四装置(106；126)存储给定的预期值与所测量的值之间的差(Δθ0；ΔPA0、ΔPB0)，作为计算所述输入/输出特性偏差的值，所述第二装置(111-115；131A-135B)利用所存的值作为修正值修正所述操纵信号。
6.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述第四装置(600)存储给定的预期值与所测量的值之间的差(Δθ01，Δθ02)，作为计算所述输入/输出特性偏差的计算公式，并且，作为修正值，第二装置(82X，83)利用所述计算公式作为修正公式，计算这时的预期值与相应测量值之间的差(Δθ0)，并用所算得的修正值修正所述操纵信号。
7.根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，所述第二装置(112；83；132A，132B)通过这时将所述修正值加给预期值，修正所述操纵信号。
8.根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，所述第二装置(113A)以一个与所述修正值对应的量的方式改变为从对所述控制客体(2、3；41)预期的输出值计算所述操纵信号所用的特性，并从被改变的特性通过计算与这时的预期值相应的操纵信号，修正该操纵信号。
9.根据权利要求3至8任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制客体(2，3)包括用于可变排量液压泵(1)的排量控制装置(2，3)，所述预期值是所述液压泵的预期排量。
10.一种液压泵控制系统，计算预期排量，作为对可变排量液压泵(1)的排量控制装置(2，3)预期的输出值；确定与算得排量相应的操纵信号；并将该操纵信号输出给所述排量控制装置，以控制所述液压泵的排量；其特征在于，包括：
测量所述液压泵(1)实际排量的测量装置(11)；
方式选择装置(13，20b)，用于选择记忆控制方式和正常控制方式中的一种；
记忆计算装置(11；103-106；400A，600)，用于当所述方式选择装置(13，20b)选择记忆控制方式时，计算与给定的预期排量相应的操纵信号，将该操纵信号输出给所述排量控制装置(2，3)，由所述测量装置(11)测量所述液压泵(1)的实际排量，并计算所述给定的预期排量与实际排量之间的差(Δθ0；Δθ1，Δθ2)；
记忆修正装置(111-115；82X，83)，用于当所述方式选择装置(13，20b)选择正常控制方式时，根据给定的预期排量与由所述记忆计算装置计算的实际排量之间的差(Δθ0；Δθ1，Δθ2)修正所述操纵信号。
11.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，作为修正值，所述记忆计算装置(106)存储给定预期排量与实际排量之间的差(Δθ0)，并且所述记忆修正装置(111-115)用所存的修正值修正所述操纵信号。
12.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，作为修正公式，所述记忆计算装置(400A，600)存储给定的预期排量与实际排量之间的差(Δθ1，Δθ2)，并且，作为修正值，所述记忆修正装置(82X，83)用所述修正公式计算这时的预期排量与相应的实际排量之间的差(Δθ0)，并用所算得的修正值修正所述操纵信号。
13.根据权利要求12所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆计算装置(400A，600)对至少两个不同的预期排量(θ01，θ02)中的每一个计算给定的预期排量与实际排量之间的差(Δθ1，Δθ2)，并由对所述至少两个不同的预期排量所得所述差值数据得到所述修正公式。
14.根据权利要求12所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆计算装置(600)得到所述修正公式作为关于坐标系确定的修正公式，所述坐标系的一个轴代表所述预期排量，另一个轴代表所述给定的预期排量与实际排量之间的差(Δθ1，Δθ2)。
15.根据权利要求11或12所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆修正装置(112；83)通过在这时将所述修正值加给预期排量修正所述操纵信号。
16.根据权利要求11或12所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆修正装置(113A)以一个与所述修正值对应的量的方式，改变为从所述预期排量计算所述操纵信号所用的特性，并通过这时从该被改变的特性计算一个与预期排量相应的操纵信号修正所述操纵信号。
17.根据权利要求11或12所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆计算装置(11，103-106；400A，600)包括一个非易失性存储器(12b：EEPROM)，一旦将数据存于该存储器中，即使切断电源后也不会被失去，而且将所述修正值或修正公式存储于所述非易失性存储器中。
18.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆计算装置(11，103-106；400A，600)根据与所述排量控制装置(2，3)的预期输入/输出特性相反的特性计算与所述给定的预期排量相应的操纵信号，而且所述记忆修正装置(111-115；82X，83)也根据与所述排量控制装置的预期输入/输出特性相反的特性计算所述操纵信号，随之就利用所述差(Δθ0；Δθ1，Δθ2)修正所述操纵信号。
19.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述方式选择装置(13)包括转换装置(13)，用以指挥记忆控制方式与正常控制方式之间的转换，以便响应所述转换装置的通/断，选择记忆控制方式与正常控制方式中的一种。
20.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，所述记忆计算装置(200)确定用于驱动所述液压泵(1)的原动机(4)的转速是否在预定的范围内，以及处于所述预定范围内的转速的条件是否已继续一段预定的时间，只有在所述确定是令人满意的情况下，所述记忆计算装置(200)才计算与所述给定的预期排量相应的操纵信号，并将该操纵信号输出给所述排量控制装置(2，3)。
21.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，当把所述操纵信号输出给所述排量控制装置(2，3)并测量实际排量时，所述记忆计算装置(401-413)继续输出所述操纵信号一段预定的时间，以使所述液压泵(1)的排量稳定，而且在已稳定的情况下，由所述测量装置(11)测量所述实际排量，另外，所述记忆计算装置(401-413)接收预定次数的实际排量测量值，并计算实际排量平均值与所述给定预期排量之间的差。
22.根据权利要求10所述的液压泵控制系统，其特征在于，在给所述排量控制装置(2，3)输出所述操纵信号之前，所述记忆计算装置(300)即对所述排量控制装置输出一个与最小预期排量对应的操纵信号，从而使所述液压泵(1)的预期排量减至最小。
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