CN1211295A - 用于建工机械的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种建工机械例如液压挖土机的控制装置,即使在开始工作时突然操作操作构件也能平滑改变输给液压缸的指令数值。在建工机械的控制装置中,靠建工机械支持的杆状构件(200,300)和靠杆状构件(200,300)支持的工作构件(400)用圆柱形传动器(120—122)驱动,控制装置具有用于操作杠状构件(200,300)和工作构件(400)的操作构件(6,8),用于设定工作构件(400)的目标运动速度使得操作构件(6,8),开始工作时的特性即使被微分也保持不变的目标运动速度设定装置(101),以及用于通过使用目标运动速度设定装置(101)设定的目标运动速度信息作为输入控制传动器(120—122)使得工作构件(400)以目标运动速度运动的控制装置(1)。

Description

用于建工机械的控制装置
本发明涉及诸如用于掘土的液压挖掘机一类的建工机械，尤其涉及用于上述型式的建工机械的控制装置。
一般地说，诸如液压挖掘机一类的建工机械都具有一种结构，其中包括例如图14所示设置在具有履带构件500A的下部行走机身500上的带有驾驶室600的上部转动单元100，在上部转动单元100上还配备有一个由悬臂200、控制杆300和挖斗400组成的铰接式杠杆机构。
并且，根据行程传感器210、220、230等等所得出的悬臂200、控制杆300和挖斗400的伸/缩移动信息，就能通过液压缸120、121和122分别驱动悬臂200、控制杆300和挖斗400适当进行挖掘操作，同时保持挖斗400的掘进方向或挖斗400的姿态固定，以便能够准确而稳定地完成工作构件例如挖斗400的位置和姿态控制。
要指出的是液压缸120至122是通过通常设置在驾驶室600中的操作手柄(未示出)来操纵的。
另外，已有人建议一种用于上述这类建工机械的半自动控制系统，其中悬臂200、控制杆300、挖斗400等等设置得使它们可以完成一系列预先设定的操作，并且液压缸120、121和122分别被控制得可以完成其用这一方法设定的操作。
在这里，和上述半自动控制方式一样，一种挖斗400与水平方向(垂直方向)的角度(挖斗角度)即使在控制杆300和悬臂200运动时也总是保持固定不变的挖斗角度控制方式，一种挖斗400的端部112直线运动的斜面挖掘方式(挖斗端部直线挖掘方式或倾斜方式)以及其他方式都可以用。
另外，在上述这类半自动控制方式中，用于控制液压缸120至122工作的操作手柄起到设定控制杆300和悬臂200的目标运动速度的构件的作用。
特别是，在半自动控制方式下，控制杆300和悬臂200的运动速度是根据操作手柄的操作量来决定的。
但是，一种应用于常规建工机械的半自动系统具有下面给出的这样一些不同问题。
(1)如果司机用半自动控制方式一开始工作就突然操作操作手柄，则对悬臂200、控制杆300和挖斗400的液压缸120至122的控制指令数值立即变化，并且认为负载可能是突然加到液压缸120、121和122上的。在这种情形下，存在液压缸120、121和122工作不平稳，而是在工作的同时伴随有轻微碰撞、摆动、冲击震动等等的可能性，此外，还存在挖斗端部位置轨迹的精确度恶化的可能性。
为了消除上述这样的情况，一个可能的设想是逐步增加挖斗端部的速度(斜升处理)，或者即使在突然操作手柄时，也通过低通滤波器给出一个平滑的速度变化。但是，在半自动控制方式下，由于对液压缸的控制信号是通过求液压缸位置的时间微分得出的反馈信息，即使进行上述这种斜升处理等等，给液压缸的指令数值也会由于液压缸位置的时间微分信息而不连续变化。因此，仍然存在一个悬臂、控制杆或挖斗工作不平稳的问题。
(2)在以斜面挖掘方式执行挖斗端部位置直线运动的操作(水平平整操作等等)的半自动控制中，在挖掘操作期间加到液压缸120至122的负载必然会因地形、挖掘量等等而变化，因而在应用常规PID控制的情形，存在有液压缸120至122的定位精确度或者挖斗端部位置轨迹的精确度恶化的可能性。
此外，在对液压缸120至122进行反馈控制的情形，由于工作油温变化而引起的控制对象(例如液压缸120至122，设置在液压管路中的电磁阀)的动态特性变化必定影响到闭环控制性能，造成控制系统的稳定性恶化。
为了消除上述这种情况，应当降低闭环控制增益以提高增益余量或稳定界限。但是存在一个问题，其结果要恶化液压缸120至122的定位精确度或挖斗端部位置轨迹的精确度。
(3)在悬臂200、控制杆300和挖斗400通过反馈控制进行轨迹控制(跟踪控制)的半自动控制方式的情形，由于加给液压缸120至122的指令数值是根据反馈的偏差(即输入信息和输出信息之间的误差)算出的，很难将液压缸工作期间的偏差降低到零，其结果是，挖斗端部位置有时就呈现出对目标数值的误差。
简而言之，在这种反馈控制中，由于实际的缸位置或者缸速度被检出来并与目标缸位置或目标缸速度相比较，并进行控制使得它们之间的偏差接近于零，很难在控制期间完全消除偏差，从而存在一个引起控制误差的问题。
(4)在例如说要进行平整地面(斜面形式)这样操作的情形，需要直线移动挖斗400端部(即控制杆300)的操作。但是，根据现有技术，由于悬臂200和控制杆300是分别通过液压缸120和121相互独立控制的，很难完成一个具有高精确度的斜面。
特别是，在悬臂200和控制杆300使用上述电磁阀等等电反馈控制的情形，如果相应的液压缸120和121是相互独立地分别控制的，则即使相应的反馈控制偏差不大，控制偏差也是不能忽略的，要看悬臂200和控制杆300的位置(姿态)，并且挖斗400偏离目标端部位置(控制目标数值)的误差有时会变得很大。
例如，当挖斗400处于接着就形成斜面的位置时，如果悬臂200的控制由于上述控制偏差而滞后于控制杆300的话，则挖斗400的端部将咬入土中，而如果控制杆300的控制滞后于悬臂300的话，则挖斗400工作时将仍然浮留在空中。
在这一办法中，存在一个问题，如果悬臂200和控制杆300各自被完全互相独立地控制，则很难在操作悬臂200和控制杆300的同时保持控制目标数值。
(5)在需要直线移动挖斗400端部(所谓挖斗端部直线挖掘方式)的操作例如借助液压挖掘机的常规控制装置水平平整地面(斜面形式)的情形，通过互相独立地电反馈控制悬臂200(液压缸120)和控制杆300(液压缸121)实现操作。但是，由于液压缸120和121是根据从目标挖斗端部位置得出的控制目标数值互相独立地反馈控制的，例如，当试图将控制杆从挖斗400位于远离建工机械机身100的状态下拉向建工机械机身100一侧以直线移动挖斗400的端部时，如果悬臂200的位置偏差不大(延迟很少)并且控制杆300的位置偏差大(延迟很多)的话，则挖斗400的实际端部位置从目标位置(目标斜面)向上偏移。结果，存在一个问题，即斜面的完工精确度大大降低。
(6)在直线移动挖斗400端部的操作(倾斜)例如通过一个控制器自动进行水平平整操作的情形，液压管路中用于向液压缸120、121和122供应工作油或从中排放工作油的电磁阀(控制阀机构)被PID电反馈控制得控制液压缸120、121和122的伸/缩操作以控制悬臂200、控制杆300和挖斗400的姿态。但是，在控制液压缸120、121和122的伸/缩操作的液压管路中，工作油压通过一个用发动机(原动机)驱动的泵来产生，如果发动机的转速然后因外加负载或类似原因而变化，则泵的转速也因这一变化而变化，结果造成泵的输出(输送能力)的变化。因此，即使加给电磁阀的指令数值(电流)相等，液压缸120、121和122伸/缩速度也会变化。结果是，挖斗400的姿态控制精确度恶化，并且由挖斗400水平平整的面的完工精确度等等都恶化了。
于是，为了克服上述这种发动机转速变化，一种可能的设想是使用一种可变输出型(可变输送压力型、可变能力型)的泵来作泵并调整泵的倾斜角以把泵控制得使泵的输送能力即使在发动机的转速(也就是泵的转速)变化时也可能是固定不变的。但是，由于这种倾斜角控制响应甚慢，就存在一个问题，即目标液压缸伸/缩速度不能保证并且完工精确度的恶化不能避免。
(7)使用中立开口式管路作液压管路的现有技术，例如，在挖掘负载极重的情形，随着负载的增加，悬臂200(液压缸120)和控制杆300(液压缸121)的油压，液压缸120和121的伸/缩移动速度会下掉以及最后，悬臂200和控制杆300的工作(也就是挖斗端部的工作)有时会停止。
在这种情况下，使用PID反馈控制系统，由于挖斗端部的速度信息(P)变得等于零并且位置信息(D)固定到一个等于控制杆刚停止时的数值，故它们对基于该信息(比例运算因子)用作液压缸120和121的伸/缩移动速度的目标速度没有影响，不过由于I(积分因子)包含在控制系统中，液压缸120和121的目标速度最终会继续增加。
因此，如果在这一情况下，例如说挖掘过程中的石头被挖斗端部击打而破碎并且负载突然从悬臂200和控制杆300撤去的话，则液压缸121和122将突然开始以远高于其目标速度的速度运动。其结果，存在一个问题，即挖掘操作的完工精确度大大恶化。
(8)在挖斗400与水平方向(垂直方向)的角度(挖斗角度)即使在悬臂200和控制杆300运动时也总是保持固定不变的情形例如在所挖掘的沙和土等等寄存在挖斗400中的同时借助挖斗400(液压缸122)的PID反馈控制系统运走的情形，如果实际挖斗角度和目标挖斗角度之间的偏差在悬臂200和/或控制杆300工作期间变大，则加给液压缸122的指令数值(控制目标数值)增加以通过P(比例因子)、I(积分因子)和D(微分因子)中I(积分因子)的作用降低偏差。但是，当用于悬臂200、控制杆300和挖斗400的操作手柄(操作构件)6和8移到其空档位置(不工作位置)以停止挖斗400时，由于加给液压缸122的指令数值因停止时刻之前的I(积分因子)积累量而不会立即降低到零。因此，存在一个问题，即使操作手柄6和8移到不工作的位置，挖斗400也不会立即停止并发生过冲，其结果是控制精确度恶化。
本发明就是考虑到上述这些不同的问题作出的，并且本发明的一个目的就是提供一种用于具有半自动控制方式的建工机械的控制装置，达到进一步增强功能。
为此目的，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件被支持在建工机械机身侧面作摆动运动，一个工作构件被支持在杆状构件的一个端头部分作摆动运动，并且杆状构件和工作构件的摆动运动系借助圆柱形传动器的伸/缩操作单独进行，特征在于它包括用于操作杆状构件和工作构件的操作手柄；用于设定工作构件的目标运动速度的目标运动速度设定装置，目的是使得开始用操作手柄操作时的目标运动速度特性即使目标运动速度特性被时间微分也可表现出同一型式的特性；以及控制装置，用于接收目标运动速度设定装置设定的目标运动速度信息作为输入并控制传动器，使得工作构件可呈现目标运动速度。
借助上述结构，有一个优点，即使司机一开始操作时就突然操作操作手柄，杆状构件和工作构件也能平稳工作。
最好，开始操作时的目标运动速度特性设定为余弦波特性。利用这一点，当通过时间微分传动器的位置所得出的信息反馈到设定控制信号的控制装置时，反馈的时间微分信息和一开始操作时的目标运动速度特性具有同一型式的特性，并且余弦波特性具有一个连续曲线，从而，要被输出的控制信号被抑制掉突然的瞬时变化。因此，有一个优点，即在开始操作时，圆柱型传动器的操作可以平稳地进行。此外，通过将目标运动速度特性设定为余弦波特性，还有另一个优点，即可实现优于开始操作时的操作可靠性的控制。
在工作构件操作结束时的目标运动速度特性被设定得使它即使在目标运动速特性是时间微分时也表现出同一型式的特性的情形，当司机不仅在一开始操作而且在一结束操作就突然操作操作手柄时，杆状构件和工作构件也都能平稳工作。
在操作结束时的目标运动速度特性被设定为余弦特性的情形，也能实现优于操作结束时的操作可靠性的控制。
最好，目标运动速度设定装置包括一个用于输出对应于操作手柄位置的第一目标运动速度数据的目标运动速度输出部分；一个存储第二目标运动速度数据的存储部分，一开始操作时和一结束操作时的目标运动速度特性依靠该第二目标运动速度数据即使目标运动速度特性被时间微分时也表现出同一型式的特性；以及一个用于将存储部分的数据与目标运动速度输出部分的数据相比较并输出一个较低的数据作为目标运动速度信息的比较部分。
在用于建工机械的控制装置以刚刚叙述过的这种方式设计的情形，有一个优点，即当熟练的司机在比通过存储部分控制圆柱型传动器更合适的情况下操作操作手柄时，司机的操作易于优先控制圆柱型传动器的工作。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件被支持在建工机械机身侧面作摆动运动，工作构件被支持在杆状构件端部作摆动运动并且杆状构件和工作构件的摆动运动系通过圆柱型传动器的伸/缩操作单独进行，特征在于它包括用于根据操作构件的位置设定杆状构件与工作构件的目标操作信息的目标数值设定装置；检测装置，至少具有用于检测杆状构件与工作构件的操作信息的操作信息检测装置和用于检测建工机械的操作状态的操作状态检测测装置；以及可变参数型控制装置，用于接收来自操作信息检测装置的检测结果和目标数值设定装置设定的目标操作信息作为输入并控制传动器使得杆状构件与工作构件可以呈现出目标操作状态；并且能够根据操作状态检测装置所检出的建工机械操作状态改变参数的控制参数一览表设置在控制装置中。
在使用刚刚叙述的这样一种结构的情形，有一个优点，即能够增强控制的稳定性和工作构件位置的精确度。
控制装置可以包括具有一个可变控制参数的反馈回路式补偿装置和具有一个可变控制参数的前馈式补偿装置。在使用刚刚叙述的这种结构的情形，有一个优点，即能够降低控制偏差并能输出速度指令数值而不考虑对传动器目标速度的位置偏差的大小。
在控制参数一览表设计得允许控制参数根据传动器的位置变化的情形，控制参数可以根据建工机械的操作姿态校正，并有一个优点，即能够达到增强控制系统的稳定性和增强工作构件的位置的精确度。
同时，在控制参数一览表设计得允许控制参数根据传动器的负载而变化的情形，可以根据建工机械的工作负载进行校正控制参数，并且有一个优点，即与上面所述一样，能够达到增强控制系统的稳定性和增强工作构件位置的精确度。
另一方面，在控制参数一览表设计得允许控制参数根据与传动器有关的温度而变化的情形，与传动器有关的温度可以受到补偿并且还有一个优点，即能够达到增强控制系统的稳定性和增强工作构件位置的精确度。
最好，使用传动器的工作油温度或者控制油温度作为与传动器有关的温度。在这种情况下，一开始工作时，比较可能随操作变化的工作油或控制油的温度变化可以受到补偿，并且还有一个优点，即可能达到增强控制系统的稳定性和增强工作构件位置的精确度。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件支持在建工机械机身侧面的摆动运动，工作构件支持在杆状构件端部作摆动运动，并且杆状构件与工作构件的摆动运动是通过圆柱型传动器的伸/缩操作单独进行的，特征在于它包括一个用于根据操作手柄的位置设定杆状构件与工作构件的目标操作信息的目标数值设定装置；用于检测杆状构件与工作构件的操作信息的操作信息检测装置；用于接收操作信息检测装置的检测结果和目标数值设定装置设定的目标操作信息作为输入并控制传动器使得杆状构件与工作构件可能显示出目标操作状态的控制机构；以及用于存储校正信息来校正目标操作信息的校正信息存储装置；并且控制装置设计得用来自校正信息存储装置的校正信息校正过的校正目标操作信息控制传动器，使得杆状构件与工作构件可以显示出目标操作状态。
在使用上述这样一种结构的情形，有一个优点，即能够最大限度地消除目标操作信息和实际操作之间的偏差，并且能够增强传动器的控制精确程度。特别是，通过用得自校正信息存储装置的校正信息来考虑目标数值设定装置设定的目标操作信息，能够大大改善传动器的位置控制和速度控制的精确程度。此外，本装置的有利之处还在于它结构简单，设置校正信息存储部分仅需增加很少一点的费用和增加很少一点的重量。
校正信息存储装置可以设计得使杆状构件与工作构件执行预定的操作来汇集和存储校正信息。
在使用这样一种结构的情形，有一个优点，即出现在目标数值设定装置设定的传动器目标操作信息与传动器的实际操作信息之间的偏差能够通过模拟得出。此外，由于目标数值设定装置是使用偏差来校正的，故而能够最大限度地消除目标操作信息和实际操作信息之间的偏差并且能够进一步增强杆状构件与工作构件的操作控制精确度。
此外，校正信息存储装置可以设计得存储用于杆状构件与工作构件不同操作方式的不同校正信息，并且控制装置可以设计得用根据杆状构件与工作构件的操作方式得出的校正信息校正过的校正目标操作信息控制传动器，使得杆状构件与工作构件可以显示出目标操作状态。
在这种情况下，有一个优点，即目标操作信息与实际操作信息之间的偏差对每一操作方式都能更新并且无论以哪一种操作方式进行控制，目标操作信息和实际操作信息之间的偏差都能最大限度地消除，从而增强控制精确度。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中当至少一对连接成互相作枢轴运动且组成一个设置在建工机械机身上的铰接式杠杆机构的杆状构件被圆柱型传动器驱动时，圆柱型传动器被根据所检得的杆状构件的姿态信息反馈控制，使得杆状构件可以单独地呈现预定的姿态，特征在于该对杆状构件被控制成一种互相关联的关系，使得每一杆状构件的控制系统的控制目标数值可以根据另一杆状构件而不是该杆状构件自身的控制系统的反馈偏差信息控制。
在具有上述这样一种结构的控制装置中，当上述一对杆状构件被单独控制时，由于杆状构件被控制成一种互相关联的关系使得每一个杆状构件的控制系统的控制目标数值可以根据另一杆状构件而不是该杆状构件自身的控制系统的反馈偏差信息进行校正，因而杆状构件能够工作在一种不包含有反馈偏差的理想状态。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个具有至少一对杆状构件的铰接式杠杆机构，具有一个端头部分可作枢轴转动地安装在建工机械机身上并具有一个工作构件在另一端侧且用一个连接件互相连接起来；一个具有多个圆柱形传动器的圆柱形传动机构，用于执行伸/缩操作以驱动杠杆机构；用于检测杆状构件的姿态信息的姿态检测装置；以及用于根据姿态检测装置检出的检测结果控制圆柱形传动器，使得杆状构件可以显示出预定姿态的控制装置；控制系统包括一个反馈控制用于一对杆状构件的一个杆状构件的第一圆柱型传动器第一控制系统，一个反馈控制用于该对杆状构件的另一杆状构件的第二圆柱型传动器的第二控制系统，一个用于根据第二控制系统的反馈偏差信息校正第一控制系统的控制目标数值的第一校正控制系统，以及一个用于根据第一控制系统的反馈偏差信息校正第二控制系统的控制目标数值的第二校正控制系统。
在以上述这样一种方式设计的本发明控制装置中，由于在控制装置(第一和第二控制系统)根据姿态检测装置检出的检测结果控制第一和第二传动器使得杆状构件可以采取预定的姿态时，第一或第二控制系统根据第二或第一控制系统的反馈偏差信息校正自身(第一或第二)控制系统的控制目标数值，因而互相考虑传动器的控制状态执行控制目标数值的校正，并且杆状构件工作在一种不包含有反馈偏差信息的理想状态。
要指出的是，最好姿态检测装置设计成用于检测圆柱型传动器的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。这样，在本控制装置中，杆状构件的姿态信息就可通过检测圆柱型传动器伸/缩移动信息简单而又方便地检测出来。
同时，用于建工机械的控制装置可以设计成这样，使第一校正控制系统包括一个第一校正数据生成部分，用于根据第二控制系统的反馈偏差信息生成一个用来校正第一控制系统的控制目标数值的第一校正数值，并且第二校正控制系统包括一个第二校正数值生成部分，用于根据第一控制系统的反馈偏差信息生成一个用来校正第二控制系统的控制目标数值的第二校正数值。
在用于建工机械的控制装置以刚刚叙述的这样一种方式设计的情形，借助设置在第一校正控制系统中的第一校正数值生成部分和设置在第二校正控制系统中的第二校正数值生成部分的简单结构，的确能生成用于校正第一控制系统的控制目标数值的第一校正数值和用于校正第二控制系统的控制目标数值的第二校正数值有效校正控制目标数值。
此外，第一校正控制系统可以包括一个用于将第一权重系数加到第一校正数值上的第一权重系数加法部分。这样，在第一校正控制系统中，用于校正第一控制系统的控制目标数值的第一校正数值在必要时可以改变，并且能够灵活地执行控制目标数值的校正。
另一方面，第二校正控制系统可包括一个用于将第二权重系数加到第二校正数值上的第二权重系数加法部分。这样，在第二校正控制系统中，用于校正第二控制系统的控制目标数值的第二校正数值在必要时也能改变，并且能够灵活地执行控制目标数值的校正。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个在其一端连接到建工机械机身可作枢轴运动的悬臂；一个借助连接件在其一端连接到悬臂可作枢轴运动的控制杆，控制杆具有一个能够挖掘其端部的土地且将沙和泥土寄存其中的挖斗安装在其另一端可作枢轴运动；一个悬臂液压缸置放在建工机械机身和悬臂之间，用于通过扩大或压缩其端部之间的距离使悬臂作关于建工机械机身的枢轴转动；一个控制杆液压缸置于悬臂和控制杆之间，用于通过扩大或压缩其端部之间的距离使控制杆作关于悬臂的枢轴转动；悬臂姿态检测装置用于检测悬臂的姿态信息；控制杆姿态检测装置用于检测控制杆的姿态信息；一个悬臂控制系统用于根据悬臂姿态检测装置的检测结果反馈控制悬臂液压缸；一个控制杆控制系统，用于根据控制杆姿态检测装置的检测结果反馈控制控制杆液压缸；一个悬臂校正控制系统，用于根据控制杆控制系统的反馈偏差信息校正悬臂控制系统的控制目标数值；以及一个控制杆校正控制系统，用于根据悬臂控制系统的反馈偏差信息校正控制杆控制系统的控制目标数值。
在以上述这样一种方式设计的用于本发明的控制系统中，当悬臂/控制杆控制系统根据相应的悬臂/控制杆姿态检测系统检出的检测结果反馈控制悬臂/控制杆液压缸时，由于悬臂/控制杆校正控制系统分别根据控制杆/悬臂控制系统的反馈偏差信息校正自身控制系统的控制目标数值，所以相互考虑液压缸的控制状态的控制目标数值校正被正常执行，并且悬臂和控制杆各自都工作在不包含有反馈偏差信息的理想状态。
最好，悬臂姿态检测装置设计成用于检测悬臂液压缸的伸/缩移动信息的悬臂液压缸伸/缩移动检测装置，并且控制杆姿态检测装置设计成用于检测控制杆液压缸的伸/缩移动信息的控制杆液压缸伸/缩移动检测装置。
这样，在本控制装置中，悬臂/控制杆的姿态信息就能通过检测悬臂/控制杆液压缸的伸/缩移动信息简单而又方便地检测出来。
此外，悬臂校正控制系统可以包括一个悬臂校正数值生成部分，用于根据控制杆控制系统的反馈偏差信息生成一个校正悬臂控制系统的控制目标数值的悬臂校正数值，并且控制杆校正控制系统可以包括一个控制杆校正数值生成部分，用于根据悬臂控制系统的反馈偏差信息生成一个校正控制杆控制系统的控制目标数值的控制杆校正数值。
并且，通过刚刚叙述的这样一种简单结构，的确能生成用于校正悬臂控制系统的控制目标数值的悬臂校正数值和用于校正控制杆控制系统的控制目标数值的控制杆校正数值有效地校正控制目标数值。
此外，悬臂校正控制系统可以包括一个用于将悬臂权重系数加到悬臂校正数值上的悬臂权重系数加法部分。在这种情况下，在悬臂校正控制系统中，用于校正悬臂控制系统的控制目标数值的悬臂校正数值在必要时能够改变，并且能够灵活地执行控制目标数值的校正。
再者，控制杆校正控制系统可以包括一个用于将控制杆权重系数加到控制杆校正数值上的控制杆权重系数加法部分。这样，在控制杆校正控制系统中，用于校正控制杆控制系统的控制目标数值的控制杆校正数值在必要时也能变化，并且能灵活地执行控制目标数值的校正。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中当至少一对连接成互相作枢轴运动且组成一个设置在建工机械机身上的铰接式杠杆机构的杆状构件被圆柱型传动器驱动时，圆柱型传动器被根据从操作构件的操作位置信息得出的计算控制目标数值控制，使得杆状构件呈现预定的姿态，特征在于根据一个和另一个杆状构件的自身实际姿态信息确定杆状构件自身的控制系统的实际控制目标数值，并根据实际控制目标数值和计算控制目标数值确定一个复合的控制目标数值，液压缸则受到根据复合控制目标数值的控制，使得一对杆状构件中所要求一个杆状构件呈现预定的姿态。
在具有刚刚所述这样一种结构的本发明用于建工机械的控制系统中，由于所要求的杆状构件的姿态是根据通过将计算杠杆机构操作构件的操作位置信息得到的理想计算控制目标数值(一种用于将杆状构件控制到目标姿态的理想目标数值)与通过考虑实际姿态而由杆状构件的实际姿态确定出的实际控制目标数值进行复合求出的目标数值(复合控制目标数值)控制的，故杆状构件的姿态总能通过自动考虑杆状构件的实际姿态而受到控制。
此外，根据本发明的用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个至少具有一对杆状构件的铰接式杠杆机构，有一个端头部分可作枢轴转动地安装在建工机械机身上并在另一端头一侧有一个工作构件且用连接件互相连接起来；一个具有多个圆柱型传动器的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作驱动杠杆机构；计算控制目标数值设定装置，用于根据杠杆机构操作构件的操作位置信息确定计算控制目标数值；以及控制装置，用于根据计算控制目标数值设定装置得出的计算控制目标数值控制圆柱型传动器，使得杆状构件可以各自呈现预定的姿态；控制装置包括实际控制目标数值计算装置，用于对一对杆状构件中的一个要求的杆状构件，根据该杆状构件本身和另一杆状构件的实示姿态信息确定该杆状构件本身的控制系统的实际控制目标数值；复合控制目标数值计算装置，用于根据实际控制目标数值计算装置求出的实际控制目标数值和计算控制目标数值设定装置求出的计算控制目标数值确定一个复合控制目标数值；以及一个控制系统，用于根据复合控制目标数值计算装置求出的复合控制目标数值控制圆柱型传动器，使得所要求的一个杆状构件可以呈现预定的姿态。
在具有刚刚叙述的这样一种结构的本发明用于建工机械的控制装置中，由于所要求的杆状构件的圆柱型传动器是根据通过将计算杠杆机构操作构件的操作位置信息求出的理想计算控制目标数值(一种用于将杆状构件控制到目标姿态的理想目标数值)与考虑实际姿态由杆状构件的实际姿态确定出的实际控制目标数值进行复合所得到的目标数值(复合控制目标数值)控制的，故杆状构件的姿态总能通过自动考虑杆状构件的实际姿态简单而方便地控制。
这里，如果上述控制系统设计成根据复合控制目标数值计算装置求出的复合控制目标数值和杆状构件姿态检测装置检出的杆状构件的姿态信息反馈控制圆柱型传动器，使得杆状构件可以各自呈现预定姿态，则上面所述的控制就能通过简单的结构实现。
此外，如果杆状构件姿态检测装置设计成用于圆柱型传动器的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置，则杆状构件的实际姿态能够简单、方便而又精确地检测出来。
再者，如果复合控制目标数值计算装置设计得将预定的权重信息加到实际控制目标数值和计算控制目标数值上以确定出复合控制目标数值，则为了有效控制，应当重视的是实际目标控制数值和计算控制目标数值中的能够根据状态(杆状构件的实际姿态)改变的那一个。
此外，在用于圆柱型传动器的液体压力管路为中立开口式管路、因而圆柱式传动器的伸/缩移动速度随作用于圆柱型传动器的负载而定的情形，由于圆柱型传动器的伸/缩移动速度随作用于圆柱型传动器的负载变化，因而像如上所述，它对考虑杆状构件的实际姿态控制圆柱型传动器特别有效。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个在其一端连接到建工机械机身可作枢轴运动的悬臂；一个在其一端通过连接件连接到悬臂可作枢轴运动的控制杆，控制杆还在其另一端有一个安装成可作枢轴运动的挖斗，挖斗能够挖掘其端部的土地并将沙和泥土寄存在其中；一个放置在建工机械机身和悬臂之间的悬臂液压缸，用于通过扩大和压缩其两端之间的距离使悬臂作关于建工机械机身的枢轴转动；一个放置在悬臂和控制杆之间的控制杆液压缸，用于通过扩大和压缩其两个端部之间的距离使控制杆作关于悬臂的枢轴转动；控制杆控制目标数值设定装置，用于根据杠杆机构操作构件的操作位置信息确定出进行控制杆控制的控制杆控制目标数值；一个控制杆控制系统，用于根据控制杆控制目标数值设定装置得出的控制杆控制目标数值控制控制杆液压缸；悬臂控制目标数值设定装置，用于根据杠杆机构操作构件的操作位置信息确定出进行悬臂控制的悬臂控制目标数值；实际悬臂控制目标数值计算装置，用于根据悬臂和控制杆的实际姿态信息确定出进行悬臂控制的实际悬臂控制目标数值；复合悬臂控制目标数值设定装置，用于根据实际悬臂控制目标数值计算装置求得的实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值设定装置得到的悬臂控制目标数值确定出一个复合悬臂控制目标数值；以及一个悬臂控制系统，用于根据复合悬臂控制目标数值计算装置求出的复合悬臂控制目标数值控制悬臂液压缸，使得悬臂可以呈现一个预定的姿态。
在具有上述这样一种结构的本发明用于建工机械的控制装置中，由于悬臂液压缸是根据通过将计算杠杆机构操作构件的操作位置信息求出的理想控制杆控制目标数值和悬臂控制目标数值(用于将控制杆和悬臂控制到适当姿态的理想目标数值)和考虑实际姿态而由控制杆和悬臂的实际姿态确定出的目标数值(实际悬臂控制目标数值)复合所得到的目标数值(复合悬臂控制目标数值)控制的，因而悬臂的姿态总能通过自动考虑悬臂和控制杆的实际姿态简单而又方便地控制。
这里，如果控制杆控制系统设计成根据控制杆控制目标数值和控制杆姿态检测装置检出的控制杆姿态信息反馈控制控制杆液压缸，并且悬臂控制系统设计成根据复合的悬臂控制目标数值和悬臂姿态检测装置检出的悬臂姿态信息反馈控制悬臂液压缸使悬臂呈现一个预定姿态，就能通过一个简单的结构实现上述控制。
此外，如果控制杆姿态检测装置设计成用于检测控制杆液压缸的伸/缩移动信息的伸/缩移检测装置，并且悬臂姿态检测装置设计成用于检测悬臂液压缸的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置，则控制杆和悬臂的实际姿态就能简单、方便而又精确确地检测出来。
再者，如果实际悬臂控制目标数值计算装置包括一个用于根据悬和控制杆的实际姿态信息计算挖斗的端部位置信息的实际挖斗端部位置计算部分，和一个用于根据实际挖斗端部位置计算部分求出的挖斗端部位置信息确定出实际悬臂控制目标数值的实际悬臂控制目标数值计算部分，则悬臂(悬臂液压缸)就能控制得使挖斗的端部位置呈现一个预定的姿态(位置)。
此外，如果复合悬臂控制目标数值计算装置设计得将预定的权重信息加到实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值上以确定复合悬臂控制目标数值，则对实现有效控制应重视的是实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值中能够根据状态(悬臂和控制杆的实际姿态)变化的那一个。
要指出的是，如果被复合悬臂控制目标数值计算装置所加的权重信息设定得取大于0而小于1的一个数值，则应当重视的是实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值中能够简单而又方便地变化的那一个。
此外，如果复合悬臂控制目标数值计算装置设计得将第一权重系数加到悬臂控制目标数值上并将第二权重系数加到实际悬臂控制目标数值上以确定出复合悬臂控制目标数值，则目标数值的权重系数就能根据悬臂和控制杆的实际姿态单独变化。
在这种情况下，如果被复合悬臂控制目标数值计算装置加的第一权重系数和第二权重系数设定得都采用大于0小于1的数值，则目标数值就能简单而又方便地变化。
此外，在这种情况下，如果第一权重系数和第二权重系数被设定成其和为1，则应当重视的是实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值中能通过仅设定重系数之一来设定的那一个。
要指出的是，如果被复合悬臂控制目标数值计算装置所加的第一权重系数被设定得随着控制杆液压缸的伸长量增加而下降，则在所执行的控制中，随着控制杆液压缸的伸长量增加，越来越重视实际悬臂控制目标数值。
此外，在用于悬臂液压缸和控制杆液压缸的液体压力管路为中立开口型管路、因而液压缸的伸/缩移动速度随作用在液压缸上的负载而定的情形，由于圆柱型传动器的伸/缩移动速度随着作用到液压缸上的负载而变化，如上所述，通过考虑悬臂和控制杆的实际姿态对控制液压缸特别有效。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中当设置在建工机械机身上的铰接式杠杆机构被连接到至少具有被原动机驱动的一些泵和控制阀机构的液体压力管路并依靠泵输送的压力工作)的圆柱型传动器驱动时，控制信号根据所检出的铰接式杠杆机构的姿态信息供应到控制阀机构控制圆柱型传动器，使得铰接式杠杆机构呈现一个预定的姿态，控制装置的特征在于如果检测出原动机中泵的输送能力变化因子，则根据输送能力变化因子校正控制信号。
在上述用于建工机械的控制装置中，由于只要检测出原动机中泵的输送能力变化因子，便根据输送能力变化因子校正控制阀机构的控制信号，即使出现泵的输送能力变化因子，也会根据变化执行对控制阀机构的控制并且将圆柱型传动器快速朝向与变化相反的方向控制，因此，其操作速度能够保证。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于包括一个建工机械机身；一个具有至少一对杆状构件的铰接式杠杆机构，有一个端部可枢轴转动地安装在建工机械机身上并在另一端侧有一个工作构件且用连接件互相连接起来；具有多个圆柱型传动器的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作来驱动杠杆机构；至少具有被原动机驱动的泵和控制阀机构的液体压力管路，用于向圆柱型传动机构供应和从圆柱型传动机构排放工作液体，使圆柱型传动机构的圆柱型传动器实现伸/缩操作；用于检测杆状构件的姿态信息的姿态检测装置；控制装置，用于根据姿态检测装置检出的检测结果向控制阀机构供应控制信号控制圆柱型传动器使杆状构件各自呈现预定的姿态；以及变化因子检测装置，用于检测原动机中诸泵的输送能力变化因子；控制装置包括校正装置，用于在变化因子检测装置检出诸泵的输送能力变化因子时，根据输送能力变化因子校正控制信号。
在这种情况下，用于建工机械的控制装置可以这样设计，使得原动机设计成一个旋转输出型原动机，并且变化因子检测装置设计成用于检测原动机的旋转速度信息的装置，除此以外，在变化因子检测装置检测出原动机的旋转速度信息有变化时，校正装置则根据该变化校正控制信号。
此外，校正装置可以包括参考旋转速度设定装置；用于设定原动机的参考旋转速度信息；偏差计算装置，用于计算参考旋转速度设定装置设定的参考旋转速度信息与变化因子检测装置检出的原动机的实际旋转速度信息之间的偏差；以及校正信息计算装置，用于根据偏差计算装置求出的偏差算出对控制信号进行校正的校正信息。
再者，校正信息计算装置可以包括存储装置，用于存储根据偏差计算装置求出的偏差校正控制信号的校正信息。
在用于建工机械的控制装置中，如果变化因子检测装置检出原动机中诸泵的输送能力变化因子，则由于从控制装置到控制阀机构的控制信号被校正装置根据输送能力变化因子校正的关系，即使出现诸泵的输送能力变化因子，也会根据变化执行对控制阀机构的控制并将圆柱形传动器快速朝向与变化相反的方向控制。因此，其操作速度能够保证。
在这种情况下，如果原动机是一个旋转输出型原动机，则通过用变化因子检测装置检出原动机的旋转速度信息，将原动机旋转速度信息的变化检出作为原动机中诸泵的输送能力变化因子，并且校正装置根据原动机的旋转速度信息的变化校正控制信号。
此外，在校正装置中，参考旋转速度设定装置设定的参考旋转速度信息和变化因子检测装置检出的原动机实际旋转速度信息之间的偏差通过偏差计算装置计算出来，并且用于校正控制信号的校正信息由校正信息计算装置根据该偏差计算出来。
再者，在用于根据偏差计算装置求出的偏差校正控制信号的校正信息被事先存储在存储装置中的情形，对应于偏差计算装置求出的偏差的校正信息可以从存储装置读出来以实施校正信息的计算。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中当组成设置在建工机械机身上的铰接式杠杆机构的杆状构件被其伸/缩移动速度根据作用于其上的负载变化的圆柱型传动器驱动时，圆柱型传动器被根据控制目标数值控制，使得铰接式杠杆机构可以呈现一种预定的姿态，其特征在于控制装置设计成当传动器的负载高于一个预定数值时降低控制目标数值以降低圆柱形传动器的伸/缩移动速度。
此外，根据本发明的用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个具有至少一对杆状构件的铰接式杠杆机构，有一个端部可作枢轴转动地安装在建工机械机身上并在其另一端侧有一个工作构件且用一个连接件互相连接起来；一个具有多个圆柱型传动器的圆柱型传动机构，用于通过产生伸/缩移动速度可以随负载而变这样的伸/缩操作动作来驱动杠杆机构；控制目标数值设定装置，用于根据操作构件的操作位置信息计算出一个控制目标数值；控制装置，用于根据目标数值设定装置求出的控制目标数值控制圆柱型传动器使得诸杆状构件可各自呈现一个预定的姿态；以及传动器负载检测装置，用于检测圆柱型传动器的负载状况；控制装置具有第一校正装置，用于在传动器负载检测装置检出的圆柱型传动器的负载高于一个预定数值时，根据圆柱型传动器的负载状况将目标数值设定装置设定的控制目标数值降低，以使圆柱型传动器的伸/缩移动速度低下来。
借助上述这样一种结构，由于在用于驱动杆状构件的圆柱型传动器的负载高于预定数值时，降低控制目标数值以控制各传动器使其伸/缩移动速度降低下来，即使突然撤掉(减少)传动器的负载，它们的伸长移动也能很平稳地控制而不会突然变化。因此，在所要求的施工操作中，完工精确度能够大大增强。
此外，用于建工机械的控制装置可以如此设计，使它包括姿态检测装置，用于检测杆状构件的姿态信息，并且控制装置根据目标数值设定装置求出的控制目标数值和姿态检测装置检出的杆状构件的姿态信息反馈控制圆柱型传动器使得诸杆状构件可以各自呈现预定的姿态。
借助刚刚叙述的这样一种结构，由于在传动器被根据控制目标数值和诸杆状构件的姿态信息反馈控制得使杆状构件可以呈现预定的姿态时，各杆状构件能够被控制得以高度的精确性呈现预定的姿态，因而在所要求的施工操作中，完工精确度能够进一步增强。
再者，杆状构件姿态检测装置可以设计成用于检测圆柱型传动器的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。在这种情况下，由于姿态信息能够借助简单的结构简单而又方便的得到，这就大大有助于简化本控制装置。
同时，控制装置可以设计成用于通过至少具有一个比例运算因子和一个积分运算因子的反馈控制系统控制圆柱型传动器的装置使杆状构件可以各自呈现预定的姿态，并且具有一个第二校正装置，用于在传动器负载检测装置检出的传动器负载高于预定数值时，根据圆柱型传动器的负载状况调整通过积分运算因子的反馈控制。
在使用刚刚叙述的这样一种结构的情形，当上述传动器的负载高于预定数值时，如果积分运算因子对传动器的反馈控制是根据负载状况调整的话，则的确能防止伸/缩速度因积分因子而连续增加，同时通过比例因子保证(维持)必要的最小传动器伸/缩移动速度。因此，能够以高度的精确性和有效性执行所要求的施工操作。
第一校正装置可以设计得随着传动器负载的增加而增大控制目标数值的减低量以降低圆柱型传动器的伸/缩移动速度。在这种情况下，由于传动器的伸/缩移动速度能够通过简单而又容易的调整很平稳地降低(变化)，这就非常有助于本控制装置的简化和增强性能。
再者，第二校正装置可以设计得随着圆柱型传动器负载的增加而增大通过积分运算因子的反馈控制的调整量。这样，由于积分运算因子引起的传动器伸/缩移动速度的增加能够通过简单而又容易的调整很快地稳定下来，这也非常有助于本控制装置简化和增强性能。
此外，控制装置可以包括第三校正装置，用于在传动器负载检测装置检出的圆柱型传动器的负载从一个负载高于预定数值的状态转变到负载低于预定数值的另一状态的过渡状态下，根据通过积分装置得出的结果增加圆柱型传动器的伸/缩移动速度，以此缓和传动器负载检测装置得出的检测结果的变化。
使用上述这样一种结构，由于即使突然撤掉各传动器的负载，也能够使传动器的伸/缩移动速度缓和增加，因而，杆状构件能够控制得很平稳，大大增强所要求的施工操作中的完工精确度。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个在其一端连接到建工机械机可作枢轴运动的悬臂；一个在其一端用一个连接件连接到悬臂可作枢轴运动并在其另一端有一个安装成可作枢轴运动的挖斗，挖斗能够挖掘其端部的土地并将泥土和沙寄存在其中；一个置放在建工机械机身和悬臂之间的悬臂液压缸，用于通过扩大和压缩其两端之间的距离来使悬臂作关于建工机械机身的枢轴转动；一个置放在悬臂和控制杆之间的控制杆液压缸，用于通过扩大或压缩其两个端部之间的距离来使控制杆作关于悬臂的枢轴运动；控制目标数值设定装置，用于根据操作构件的操作位置信息确定出一个控制目标数值；控制装置，用于根据控制目标数值设定装置得出的控制目标数值控制悬臂液压缸和控制杆液压缸，使得挖斗可以预定的运动速度运动；以及液压缸负载检测装置，用于检测悬臂液压缸和控制杆液压缸的负载状况；并且控制装置包括有第四校正装置，用于在液压缸负载检测装置检出任一缸的负载高于一个预定数值时，根据缸的负载状况减少目标数值设定装置设定的控制目标数值以通过悬臂液压缸和控制杆液压缸降低挖斗运动速度。
借助刚刚叙述的这样一种结构，当液压缸的负载高于预定数值时，由于液压缸被控制得减少控制目标数值以降低它们的伸/缩移动速度，即使液压缸的负载被突然撤去(减少)，它们的伸/缩移动也能被控制得很平稳，不会允许它们突然变化。因此，在所要求的施工操作中，能够显著增强完工精确度。
用于建工机械的控制装置可以这样设计，使它包括有用于检测悬臂的姿态信息的悬臂姿态检测装置；用于检测控制杆的姿态信息控制杆姿态检测装置；并且控制装置设计成根据控制目标数值设定装置得出的控制目标数值和悬臂姿态检测装置与控制杆姿态检测装置检出的悬臂与控制杆的姿态信息反馈控制悬臂液压缸与控制杆液压缸，使得挖斗可以预定的运动速度运动。
在这种情况下，如果液压缸被根据悬臂与控制杆的控制目标数值和姿态信息控制使得挖斗可以预定的速度运动，则由于悬臂和控制杆能够控制得高度精确地呈现预定的姿态，因而在所要求的施工操作中，能够进一步增加完工精确度。
控制杆姿态检测装置可设计成用于检测控制杆液压缸的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置，并且悬臂姿态检测装置可以设计成用于检测悬臂液压缸的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。由于姿态信息能够通过很简单的结构简单而又方便地求出，这就非常有利于本装置的简化。
控制装置可以设计成用于通过至少有一个比例运算因子和一个积分运算因子的反馈控制系统根据控制目标数值控制悬臂液压缸和控制杆液压缸的装置，使得挖斗可以预定的运动速度运动；并且可以包括有第五校正装置，用于在液压缸负载检测装置检出的缸负载高于预定数值时，根据缸负载状况调整通过积分因子的反馈控制。
在这种情况下，的确可以防止由积分运算因子引起的伸/缩移动速度连续增加，同时通过比例运算因子保证(维持)必要的液压缸最小伸/缩移动速度。因此，能够以高度的精确性和有效性执行所要求的施工操作。
此外，在第四校正装置设计成随着缸负载的增加而增大控制目标数值的下降量以降低挖斗运动速度的情形，由于挖斗运动速度能够通过简单而又容易的调整很平稳地降低(变化)，这就非常有利于本控制装置的简化和增强性能。
此外，在第五校正装置设计得随着缸负载的增加而增大通过积分运算因子的反馈控制调节量的情形，由于积分运算因子引起的挖斗运动速度的增加通过简单而又容易的调整很快地稳定下来，这也非常有利于本控制装置的简化和增强性能。
再者，控制装置可以包括第六校正装置，用于在液压缸负载检测装置检出的任何缸负载从一种负载高于预定数值的状态变向另一种负载低于预定数值的状态的过渡状态下，根据积分装置得出的结果通过悬臂液压缸和控制杆液压缸增加挖斗运动速度，以此缓和液压缸负载检测装置得出的检测结果的变化。
在使用上述这样一种结构的情形，甚至在突然撤掉液压缸的负载时，挖斗运动速度也能和缓地增加，因此，杆状构件能够控制得很平稳，从而显著增加在所要求的施工操作中的完工精确度。
要指出的是，如果积分装置是一个低通滤波器，则上述控制可以通过一个很简单的结构容易地实现。
此外，本控制装置在用于上述传动器(液压缸)的液体压力管路(液压管路)为中立开口型管路的情形特别有效，借助这种线路，传动器(液压缸)的伸/缩移动速度随着作用到传动器(液压缸)上的负载而定，并且总能控制得很平稳，不允许传动器(液压缸)的伸/缩移动突然变化。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其中当安装在设置于建工机械机身上的铰接式杠杆机构的一端可作枢轴转动的工作构件用圆柱型传动器驱动时，圆柱型传动器由具有一个比例运算因子、一个积分运算因子和一个微分运算因子的反馈控制系统根据从操作构件的操作位置信息确定出的控制目标数值控制，使得工作构件可呈现一个预定的姿态，其特征在于当满足第一状态即操作构件的操作位置处于不工作位置并且反馈控制系统的控制偏差的控制偏差高于一个预定数值时，执行依据比例运算因子、微分运算因子和积分运算因子的反馈控制，但是，当第一状态不满足时，则禁止依据积分运算因子的反馈控制，并且执行依据比例运算因子和微分运算因子的反馈控制。
此外，根据本发明的一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括一个建工机械机身；一个借助铰接式杠杆机构安装在建工机械机身上的工作构件；一个具有圆柱型传动器的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作来驱动工作构件；控制目标数值设定装置，用于根据操作构件的操作位置信息确定出一个控制目标数值；姿态检测装置，用于检测工作构件的姿态信息；控制装置，用于根据控制目标数值设定装置得出的控制目标数值和姿态检测装置检出的工作构件姿态信息，通过具有一个比例运算因子、一个积分运算因子和一个微分运算因子的反馈控制系统控制圆柱型传动器，使得工作构件可以呈现一个预定的姿态；操作位置检测装置，用于检测操作构件的操作位置是否处于不工作位置；以及控制偏差检测装置，用于检测反馈控制系统的控制偏差是否高于一个预定的数值；并且控制装置包括有第一控制装置，用于在满足第一状态即操作位置检测装置检出的操作构件的操作位置为不工作位置并且控制偏差检测装置检出的反馈控制系统的控制偏差高于一个预定数值时，执行依据比例运算因子、微分运算因子和积分运算因子的反馈控制，以及第二控制装置，用于在第一状态不满足时，禁止依据积分运算因子的反馈控制，并执行依据比例运算因子和微分运算因子的反馈控制。
要指出的是，姿态检测装置可以设计成用于检测圆柱型传动器的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
此外，铰接式杠杆机构可以由通过连接件连接成互相可作枢轴运动的悬臂和控制杆组成，并且工作构件可以设计成一个安装在控制杆上可作枢轴运动并能够挖掘其端部的土地且将泥土和沙寄存其中的挖斗。
借助上述这样一种结构，当操作构件处于操作位置时，由于依据积分运算因子的反馈控制被禁止，由积分运算因子引导起的圆柱型传动器的控制目标数值的大变化能够受到节制。因此，当操作构件在不工作位置并且控制偏差高于预定数值时，如果将依据积分运算因子的反馈控制与依据比例运算因子和微分运算因子的反馈控制相加，则在仅仅依据比例运算因子和微分运算因子执行反馈控制的情形不能完全降低为零的控制偏差能够很快地减到很接近于零，因此，能够快速而准确地把工作构件控制到所要求的姿态，并且能够以很高的精确度控制工作构件。
图1是示出一个液压挖掘机的简要视图，其上配备了一种根据本发明第一实施例的控制装置；
图2是一个视图，简略示出根据本发明第一实施例的控制系统结构；
图3是一个视图，简略示出根据本发明第一实施例的控制装置的整个控制系统的结构；
图4是一个视图，示出根据本发明第一实施例的整个控制系统的结构；
图5是根据本发明第一实施例的控制装置的方框图；
图6是一个原理方框图，示出根据本发明第一实施例的控制装置的基本部件；
图7是一个视图，说明根据本发明第一实施例的控制装置的控制特性；
图8是应用了本发明第一实施例的液压挖掘机操作部件的简要视图；
图9是一个简要视图，说明应用了本发明第一实施例的液压挖掘机的操作；
图10是一个简要视图，说明应用了本发明第一实施例的液压挖掘机的操作；
图11是一个简要视图，说明应用了本发明第一实施例的液压挖掘机的操作；
图12是一个简要视图，说明应用了本发明第一实施例的液压挖掘机的操作；
图13是一个简要视图，说明应用了本发明第一实施例的液压挖掘机的操作；
图14是一个视图，示出一种常规普及型液压挖掘机的一般结构；
图15是根据本发明第二实施例的基本部件控制方框图；
图16是一个视图，用于说明根据本发明第二实施例的控制装置的控制增益校正特性；
图17是一个视图，用于说明根据本发明第二实施例的控制装置的控制增益校正特性；
图18是一个视图，用于说明根据本发明第二实施例的控制装置的控制增益校正特性；
图19是一个视图，用于说明根据本发明第二实施例的控制装置的控制增益校正特性；
图20是根据本发明第三实施例的基本部件的控制方框图；
图21是一个控制方框图，其中注意力放在根据本发明第三实施例的基本部件的功能上；
图22(a)是一个用于说明根据本发明第三实施例的操作的视图，还是一个说明目标缸位置和实际缸位置之间的偏差的例子的视图；
图22(b)是一个用于说明根据本发明第三实施例的操作的视图，还是一个说明校正目标数值的例子的视图；
图23是一个视图，示出根据本发明第四实施例的整个控制系统的结构；
图24是根据本发明第四实施例的基本部件的控制方框图；
图25是根据本发明第四实施例的基本部件的控制方框图；
图26是一个视图，用于说明根据本发明第四实施例的权重系数加法部分的特性；
图27是根据本发明第五实施例的基本部件的控制方框图；
图28是一个视图，说明根据本发明第五实施例设定权重系数的一个例子；
图29是一个方框图，简要示出根据本发明第六实施例的整个控制装置的结构；
图30是一个方框图，示出根据本发明第六实施例的控制装置的校正电路的功能结构；
图31是根据本发明第七实施例的基本部件的控制方框图；
图32是一个视图，用于说明根据本发明第七实施例的目标缸速度校正部分的特性；
图33是一个视图，用于说明根据本发明第七实施例的I增益校正部分的特性；
图34是根据本发明第八实施例的基本部件的控制方框图；
图35是根据本发明第八实施例的基本部件的控制方框图；
图36是应用了本发明第八实施例的液压挖掘机的操作部件的简要视图。
下面，参照附图叙述本发明的诸实施例。
(1)第一实施例的叙述
首先，叙述根据本发明第一实施例的一种用于建工机械的控制装置。本实施例的用于建工机械的控制装置设计成这样，即使操作手柄或类似物件在一开始或一结束以半自动控制方式操作时突然操作，加给液压缸的指令数值的变化也是平滑的。
这里，液压挖掘机作为根据本实施例的建工机械，如图1所示，包括一个具有驾驶室600的上部转动单元(建工机械机身)100，用于在下部行走单元500上的水平平面内作旋转运动，行走单元500在其左右两边具有履带构件500A。
在上部转动单元100上，设置一个有一端连接成可作摆动运动的悬臂200，并且在悬臂200上设置一个通过连接件在其一端连接成可作摆动运动的控制杆(杆状构件)300。
在控制杆300上，设置一个挖斗(工作构件)400，挖斗400在其一端通过一个连接件连接成可作摆动运动并能挖掘其端部的土地且将泥土和沙寄存在其中。
这样，在本实施例中，由悬臂200、控制杆300和挖斗400组成一个铰接式杠杆机构。特别是，组成一种铰接式杠杆机构，在其一个端部安装成在上部转动单元100上可作摆动运动，并在其另一端侧有一个挖斗400，还具有至少一对杆状构件(悬臂200和控制杆300)通过连接件互相连接。
此外，悬臂液压缸120、控制杆液压缸121以及挖斗液压缸122(在下面的叙述中、悬臂液压缸120可叫做悬臂缸120或者简单地叫缸120，控制杆液压缸121可叫做控制杆缸121或者简单地叫缸121，并且挖斗液压缸122可叫做挖斗缸122或者简单地叫缸122)都设计成圆柱型传动器。
这里，悬臂液压缸120在其一端连接成可向上转动单元100作摆动运动并在其另一端连接成可向悬臂200作摆动运动。换句话说，悬臂缸120置放在上转动单元100和悬臂200之间，使得随着两个端头部分之间距离的增大或缩减，悬臂200能够关于上转动单元100作枢轴转动。
控制杆缸121在其一端连接成可向悬臂200作摆动运动并在其另一端连接成可向控制杆300作摆动运动。换句话说，控制杆缸121置放在悬臂200和控制杆300之间，使得随着其两个端头部分之间距离的增大或缩减，控制杆300能够关于悬臂200作枢轴转动。
挖斗缸122在其一端连接成可向控制杆300作摆动运动并且在其另一端连接成可向挖斗作摆动运动。换句话说，挖斗缸122置放在控制杆300和挖斗400之间，随着其两个端部之间距离的增大或缩减，挖斗400能够关于控制杆300作枢轴转动。要指出的是，连杆130设置在挖斗液压缸122的自由端头部分。
这样，由上述的缸120至122组成了一个圆柱型传动机构，它具有多个圆柱型传动器，用于通过执行增大和缩减操作来驱动杠杆机构。
要指出的是，虽然图中没有示出，还设置有用于驱动左右履带构件500A的液压传动器以及用于驱动上部转动单元100转动的转动传动器。
另外，如图2所示，设置有用于上述缸120至122、液压传动器和转动传动器的液压管路(液体压力管路)，并且由发动机700驱动的泵51和51，主控制阀(主控阀)13、14和15都置放在液压管路中。
此外，为了控制主控制阀13、14和15，设置了一个导流液压管路，并且用发动机700驱动的导流泵50，电磁比例阀3A、3B和3C，电磁定向控制阀4A、4B和4C，选择器阀18A、18B和18C等等都放置在导流液压管路中。要指出的是，在图2中，在连接不同元件的每一条线路都是实线的地方，表示这个线路是电气系统，而在连接不同元件的线路都是虚线的地方，表示该线路是液压系统。
此外，设置一个控制器(控制装置)1，用于通过电磁比例阀3A、3B和3C控制主控制阀13、14和15来控制悬臂200、控制杆300和挖斗400使它们具有所要求的伸/缩移动。要指出的是，控制器1由一个微处理器、存储器例如一个ROM和一个RAM、适当的输入/输出接口等等组成。
来自各个传感器的检测信号(包括设定信号)输入到控制器1，控制器1根据来自传感器的信号执行上述控制。要指出的是，控制器1的这种控制叫做半自动控制，并且甚至在半自动挖掘方式下，在挖掘期间仍然有可能靠人工实现精确调整挖斗角度和目标倾斜面高度。
像上述半自动控制的方式一样，控斗角度控制方式(参见图9)，斜面挖掘方式(挖斗端部直线挖掘方式或倾斜方式)(参见图10)、斜面挖掘方式和挖斗角度控制方式相结合的平稳方式(参见图11)、挖斗角度自动复原方式(自动恢复方式)(参见图12)等等都是可用的方式。
这里，挖斗角度控制方式是一种即使控制杆杆300和悬臂200像图9所示那样运动，挖斗400对水平方向(垂直方向)的角度(挖斗角度)总是保持为常数的方式，并且只要图2所示显示器开关面板或者具有目标斜面设定单元的监示器面板10(下文中简单地叫监示器面板)上的挖斗角度控制开关打到ON，就执行这一方式。要指出的是，这一方式在人工移动挖斗400时取消，并且在挖斗400停止时刻的挖斗角度被作为新的挖斗保持角度存储起来。
斜面挖掘方式是一种挖斗400的端部112如图10所示那样直线运动的方式。但是，在这种情况下，挖斗液压缸122不运动，因此，挖斗角度Φ(挖斗400端部112对斜面的角度)随着挖斗400的运动而变化。
斜面挖掘方式+挖斗角度控制方式(平稳方式)是一种挖斗400的端部直线运动而且挖斗角度在挖掘期保持为常数的方式，如图11所示。
挖斗自动复原方式是一种挖斗角度如图12所示那样自动回复到事先设定的角度，并且复原的挖斗角度通过监示器面板设定的方式。在操作手柄6上的挖斗自动复原起动开关7打到ON时开始这一方式，并且在挖斗400回复到事先设定的角度时取消这一方式。要指出的是，操作手柄6是一个用于操纵悬臂200和挖斗400的操作构件，并在下文中称为悬臂操作手柄或悬臂/挖斗操作手柄。
此外，上述斜面挖掘方式和平稳方式均在监示面板10上的半自动控制开关打到ON和控制杆操作手柄8上的斜面挖掘开关9打到ON并且除此之外控制杆操作手柄8与悬臂/挖斗操作手柄6两者或两者之一操作时开始。要指出的是，目标斜面角度通过在监示器面板10上的一次开关操作设定。
此外，在斜面挖掘方式和平稳方式中，平行于目标斜面角度方向的挖斗端部运动速度通过控制杆操作手柄8的操作量来设定，并且在垂直于目标斜面角度的方向的挖斗端部运动速度通过悬臂/挖斗操作手柄6的操作量设定。
因此，如果控制杆操作手柄8工作，则挖斗端部112开始其沿目标斜面角度的直线运动，并通过在挖掘期间搬动悬臂/挖斗操作手柄6执行人工操作精密调整目标斜面角度。
此外，如果控制杆操作手柄8和悬臂/挖斗操作手柄6同时操作，则挖斗端部112的运动方向和运动速度通过关于所设定的倾斜面(斜面)平行和垂直方向的一个复合向量确定。
此外，在斜面挖掘方式和平稳方式中，不仅挖掘期间的挖斗角度可以通过操作悬臂/挖斗操作手柄6精密调整，而且目标斜面高度也能改变。换句话说，在半自动挖掘方式中，在挖掘期间同样可以人工执行精确调整挖斗角度和目标斜面高度。
要指出的是，在本系统中，人工方式也是可能的，并且在人工方式中，不仅等效于常规挖掘机的操作可能，而且挖斗400端部112的坐标显示也是可能的。
还准备了一种用于执行维修保养整个半自动动系统的维修方式，这个维修方式通过将一个外接终端2连接到控制器1来起动。控制增益调整、各传感器的初始化等等都通过这个维修方式来执行。
另外，由于各种不同的传感器都连接到控制器1，如图2所示，设置了压力开关16，压力传感器19、28A和28B，解算器(角度传感器)20至22，倾斜角度传感器24等等。此外，发动机泵控制器27,ON-OFF开关7和9，监示器面板10都连接到控制器1。要指出的是，外接终端2仅在调整控制增益、初始化传感器等等时才连接到控制器1。
要指出的是，发动机泵控制器27接收来自发动机旋转速度传感器23的发动机速度信息并控制发动机700，发动机泵控制器27能与控制器1互通坐标信息。此外，解算器20至22的检测信号通过一个信号转换器(转换装置)26输入到控制器1。
压力传感器19是安装在从用于控制杆300的操作手柄6和用于悬臂200的操作手柄200连接到主控制阀13、14和15导流管道上并检测导流管道中的导流液压的传感器。由于这种导流管道中的导流液压是通过操作手柄6和8的操作量变化的，因此操作手柄6和8的操作量可通过测量液压估算出来。
压力传感器28A和28B检测供应给悬臂缸120和控制杆缸121的液压以达到检测缸120和121的伸/缩状况。
压力开关16是安装在其间置放有选择器等等的用于操作手柄6和8的导流管路中并形成为用于检测操作手柄6和8的操作位置是否处于空档位置的空档检测开关。于是，当操作手柄6和8处于空档状态时，压力开关16的输出为OFF，而当操作手柄6和8操作时(当它不处于空档状态时)，压力开关16的输出为ON。要指出的是，压力开关16还用于检测压力传感器19的非正常状态和用于在人工/半自动方式之间转换。
解算器20设置在上部转动单元100上的悬臂200可作枢轴转动安装的部分(连接件)处并起一个用于检测(监测)悬臂200的姿态的第一角度传感器的作用。解算器21设置在悬臂200上控制杆300可作枢轴转动安装的部分(连接件)并起一个用于检测(监测)控制杆300的姿态的第二角度传感器的作用。此外，解算器22设置在连杆可作枢轴转动安装的部分并起一个用于检测(监测)挖斗400的姿态的第三传感器的作用。使用这些解算器20至22就组成了用于以角度信息检测杠杆机构姿态的角度检测装置。
信号转换器(转换装置)26将解算器20得出的角度信息转换为悬臂缸120的伸/缩移动信息，将解算器21得出的角度信息转换为控制杆缸121的伸/缩，以及将解算器22得出的角度信息转换为挖斗缸122的伸/缩，也就是说，将解算器20至22得出的角度信息转换为缸120至122的相应伸/缩移动信息。为此，信号转换器26包括一个用于接收来自解算器20至22的信号的输入接口26A；一个包含有用于存储对应于解算器20至22得出的角度信息的缸120至122的伸/缩移动信息的查找表26B-1的存储器26B；一个主计算单元(CPU)26C，它能算出对应于解算器20至22得出的角度信息的缸120至122的伸/缩移动信息并与控制器1互通缸伸/缩移动信息；一个用于从主计算单元(CPU)26C输出缸伸/缩移动信息的输出接口26D等等。
这样，对应于解算器20至22得出的角度信息λbm、λst和λbk的缸120至122的伸/缩移动信息θbm、θst和θbk可以使用余弦定理借助下面的表示式计算出来：
λbm=[L101102 2+L101111 2-2L101102·L101111COS(θbm+Axbm)]1/2    …
λst=[L103104 2+L104105 2-2L103104·L104105COSθst]1/2    …(1-2)
λbk=[L106107 2+L107109 2-2L106107·L107109COSθbk]1/2    …(1-3)
这里，在上面的表示式中，Lij表示一个固定长度，Axbm表示一个固定角度，L的下标ij具有节点i和节点j之间的信息。例如，L101102表示节点101和节点102之间的距离。要指出的是，节点101的位置被定为XY坐标系的原点(参见图8)。
自然，解算器20至22每次得出角度信息θbm、θst和θbk，上面的表示式都可通计算装置(例如CPU 26C)算出来。在这种情况下，CPU 26C组成一种计算装置，它根据解算器20至22得出的角度信息通过计算算出对应于角度信息的缸120至122的伸/缩移动信息。
要指出的是，通过信号转换器26转换得出的信号不仅在半自动控制时用于反馈控制，而且也用于测量/显示挖斗端部112的位置时测量坐标。
挖斗端部112的位置在半自动控制方式中使用液压挖掘机的上部转动单元100的某一点作原点算出。但是，当上转动单元100朝正面连杆方向倾斜时，需要将用于控制计算的坐标系校正一个车辆倾斜的角度。设置倾斜传感器24就是为了校正坐标系。
电磁比例阀3A至3C接收来自控制器1的控制信号并控制导流泵50供应的液压，受控的液压流过控制阀4A至4C或选择阀18A至18C，以便作用于主控制阀13、14和15控制主控制阀13、14和15的阀塞位置，从而获得目标缸速度。
另一方面，如果控制阀4A至4C变到人工方式一侧，则能够人工控制缸120至122。
要指出的是，控制杆汇流控制比例阀11调整两个泵51和51的汇流比例以获得相应于目标缸速度的油量。
另外，ON-OFF开关(斜面挖掘开关)9安装在控制杆操作手柄8上，并且随着司机操作这一开关，执行选择或不选择半自动控制方式。于是，如果选择半自动控制方式，则挖斗端部112可以像上面所述那样直线运动。
再者，ON-OFF开关(挖斗自动复原启动开关)7安装在悬臂/挖斗操作手柄6上，并且随着司机将开关7打到ON，挖斗400能够自动回复到事先设定的角度。
设置安全阀5来切换要被供应给电磁比例阀3A至3C的导流压力，并且仅在安全阀5处于ON状态时，导流压力才供应给电磁比例阀3A至3C。因此，在半自动控制中发生某些故障或类似情况时，通过将安全阀5打到OFF状态就能很快停止自动控制。
另外，发动机700的旋转速度随着司机设定的发动机油门的位置而不同，此外，即使发动机油门固定，发动机旋转速度也会随负载变化。由于泵50、51和52直接耦联到发动机700，如果发动机旋转速度变化，则泵输出量也变化，因此，即使主控制阀13、14或15的阀塞位置固定，缸速度也会因发动机旋转速度的变化而变化。于是，为了校正这一点，把发动机旋转速度传感器23安装在发动机700上。特别是，当发动机旋转速度低时，挖斗端部112的目标运动速度调慢。
监示器面板10不仅用作目标斜面角度α(参照图8和13)和挖斗复原角度的设定单元，而且也用作挖斗端部112的坐标、测得的斜面角度α或测得的两点坐标之间的距离的指示器。要指出的是，监示器面板10与操作手柄6和8一起设置在驾驶室600内。
特别是，在根据本实施例的系统中，压力传感器19和压力开关16被合并在常规的导流液压管路中检测操作手柄6和8的操作量，并使用解算器20、21和22实施反馈控制，这种控制使得有可能实现对每一个缸120、121和122的独立多自由度反馈控制。因此，消除了对增加一个油单元例如压力补偿阀的需求。要指出的是，上部转动单元100倾斜的影响通过使用车辆倾斜角度传感器24来校正。此外，司机能够使用换向开关9任意选择方式(半自动方式和人工方式)，还能设定一个目标斜面角度α。
下面，参照图4叙述通过控制器1实施的半自动控制方式(不包括挖斗自动复原方式)的控制算法。
特别是，首先根据目标斜面设定角度、用于控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度的信息计算挖斗端部112的运动速度和方向。然后根据该信息计算缸120、121和122的目标速度。在这种情况下，使用发动机旋转速度的信息决定缸速度的上极限。
此外，如图3和4所示，控制器1包括为缸120、121和122互相独立设置的控制部分1A、1B和1C，并且各控制部分设计成图4所示的独立控制反馈回路以使它们互不干扰。
此外，闭环控制中的补偿结构(参见图4)在每一个控制部分1A、1B和1C都有一个包含有关于移动和速度的反馈回路和前馈回路的多自由度结构，如图5所示。
特别是，如果给出目标速度，则就反馈回路处理来说，根据一条其中目标速度与缸速度(缸位置的时间微分)的反馈信息之间的偏差乘以一预定的增益Kvp(指标号62)的路由、另一条其中目标速度被积分一次(指图5的积分元件61)并且目标速度积分信息和移动反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由以及另外的一条其中目标速度积分信息和移动反馈信息之间的偏差乘以一个预定的增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由进行处理，与此同时，就前馈回路处理来说，则通过一条目标速度乘以一个预定增益Kf(指标号65)进行处理。
要指出的是，增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf可以通过增益一览表70改变。
另外，在配备一个非线性排除表71排除电磁比例阀3A至3C，主控制阀13、14和15等等的非直线性能的同时，通过计算机利用表查找技术以高速度执行一个使用有非线性排除表的处理过程。
另外，在用于悬臂缸120的控制部分1A、用于控制杆缸121的控制部分1B和用于挖斗缸122的控制部分1C如图3和4所示互相独立地设置在控制器1中时，用于悬臂缸120的控制部分1A和用于控制杆缸121的控制部分1B各自包括图6所示那样的目标运动速度设定装置100a。要指出的是，图6是一个注意力放在控制部分1B上的方框图，悬臂缸120的控制部分1A也具有和图6相似的结构。
这里，叙述作为本发明基本部件的目标运动速度设定装置100a。设置目标运动速度设定装置100a是为了即使在司机在一开始用半自动控制方式操作或者一结束用半自动控制方式操作时就突然操作操作手柄6或8时防止给用于液压缸120和121的控制阀3A和3B的指令数值瞬间改变。
特别是，在没有设置上述这种目标运动速度设定装置100a的情形，如果司机在一开始半自动控制方式的操作时就突然操作操作手柄6和8，则给电磁阀3A至3C的控制信号瞬间突然变化。在这种情况下，主控制阀(主控阀)13、14和15的操作跟不上从电磁阀3A至3C输出的导流压力，并且液压缸120至122的工作伴随有振动、撞击等等，不能平稳起动或停止。
这是因为在半自动控制方式中，控制杆300和悬臂200的操作速度系根据操作手柄6和8的操作量确定的，并且为了消除上述这样一种状况，一种可能的想法是设定挖斗端部112的运动速度，使得即使在突然操作操作手柄6或8时它也会逐渐增加(斜升)，或者是通过一个低通滤波器提供平滑的速度变化。
但是，由于输送到缸120至122的主控制阀13至15的控制信号是如像参照图5所述的那样通过时间微分缸的位置得出的反馈信息(缸速度信息)，在突然操作操作手柄6或8时，即使进行上述斜升一类的处理，输送到悬臂缸120或控制杆缸121的控制信号(指令数值)仍然会瞬时变化，并且悬臂200、控制杆300和挖斗400的工作不能平滑起动。
因此，在本发明中，在控制器1的每个控制部分1A和1B中设置有目标运动速度设定装置100a，使得即使如上所述在一开始或者一结束这样一种半自动控制方式下的操作就突然操作操作手柄6或8，液压缸120至122与悬臂200和/或控制杆300也可以平稳工作。
这里，目标运动速度设定装置100a如图6所示，包括一个目标运动速度输出部分102，一个存储部分(存储器)103以及一个比较部分104。
目标运动速度输出部分102根据操作手柄6和8的位置输出液压缸120至122的目标运动速度数据(第一目标运动速度数据)。特别是，在目标运动速度输出部分102中，操作手柄6或8的操作位置和液压缸120或121的目标运动速度之间的关系设定成线性关系，使得操作手柄6或8的操作位置可以直接折算为液压缸120或121的一个目标运动速度。
存储部分103存储目标运动速度数据(第二目标运动速度数据)，借助它，对操作手柄6或8的目标运动速度特性求时间微分结果产生和开始或结束半自动控制方式下的操作时同样型式的特性。
这里，正如在图7所看到的，在本实施例中，这些目标运动速度数据--挖斗端部112的运动速度借助它在开始或结束半自动控制方式下的操作时呈现一个余弦特性(余弦曲线)--被存储在存储部分103。
目标运动速度特性设定得使对其求时间微分的结果产生和开始或结束半自动控制方式下的操作时同样型式的特性的原因是，正如在图4和图5中所看到的，驱动缸120和121的控制阀13和14反馈缸速度信息(即缸位置的微分信息)。
特别是，由于这样设置，根据目标运动速度反馈的速度信息也能具备类似于目标运动速度信息(例如说余弦曲线)的特性(正弦曲线)，通过考虑反馈信息产生的控制信号不会不连续(瞬间)变化，并且能够连续操作电磁阀3A至3C，从而能够平稳操作液压缸120至122。
因此，即使司机例如说在一开始以半自动控制方式操作时突然操作操作手柄6或8，输送到控制阀13和14的指令数值(控制信号)也能具备连续的特性。
要指出的是，存储在存储部分103中的目标运动速度数据(第二目标运动速度数据)并不局限于图7所示的余弦波特性，而是可以使用任何的数据(例如说正弦曲线或自然对数曲线)，只要通过微分这些数据求得到同样型式的特性即可。但是，在考虑操作响应等等的情形，目标运动速度数据最好设定为余弦波特性。
比较部分104将上述存储部分103输出的数据与目标运动速度输出部分102输出的数据互相比较，并输出一个较低的数据作为目标运动速度信息。
要指出的是，设置上述这样的比较部分104和目标运动速度输出部分102有以下原因。
特别是，本装置被设置得允许悬臂200、控制杆300和挖斗400以及液压缸120至122在一开始以半自动方式操作或类似情况下突然操作操作手柄6或8时平稳工作，从刚刚叙述的这种观点看，仅需设置存储部分103，而不必设置上述这样的目标运动速度输出部分102和比较部分104。但是，例如说，在熟练司机的情形，司机可能在比这种通过存储部分103控制液压缸更合适的状况下操作操作手柄6或8。
在这种情形，只要司机的操作是先操作液压缸120至122，可操作性会更好些。而且，在这种情况下，几乎不需要使用从存储部分103输出的数据实现控制液压缸120至122。
因此，设置上述这样一个比较器104，使得目标运动速度输出部分102得出的数据(即操作手柄6或8的操作状态)和存储部分103输出的数据中较低的数据，也就是说表示目标运动速度的较小变化的数据被输出作为目标运动速度信息。
由于根据本发明第一实施例的用于建工机械的控制装置以上述这样一种方式设计，当使用液压挖掘机以半自动控制方式执行图13所示这种目标斜面角度α的斜面挖掘操作时，就能够实现上述这样的半自动控制功能。
特别是，当来自各种传感器的检测信号(包括目标斜面角度α的设定信息)输入到安装在液压挖掘机上的控制器1时，控制器1根据来自传感器的检测信号(包括经由信号转换器26接收的解算器20至22的检测信号)和操作手柄6和8的操作状态设定用于电磁比例阀3A、3B和3C的控制信号。
然后，主控制阀13、14和15根据来自电磁比例阀3A、3B和3C的导流液压操作控制悬臂200、控制杆300和挖斗400，使它们呈现出所要求的伸/缩移动，从而实现上述这样的半自动控制。
同时，在半自动控制时，挖斗端部112的运动速度和方向首先根据目标斜面设定角度、根据操作手柄6和8的操作状态设定并控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压、车辆倾斜角度、发动机旋转速度等等信息计算出来，并且根据该信息计算出缸120、121和122的目标速度。在这种情况下，发动机旋转速度的信息在确定缸速度的上限时需要用到。此外，由于这种控制被设计成对缸120、121和122互相独立的反馈回路、它们不会互相干扰。
尤其是在本装置中，由于在控制器1设置了如在图5所见的这种目标运动速度设定装置100a，即使司机在一开始或者一结束半自动控制方式下的操作时就突然操作操作手柄6或8，悬臂200、控制杆300和挖斗400也会平稳工作。
特别是，在时间微分液压缸120至122的位置得出的信息如在图4和5所见的那样反馈到控制器1时，由于在本发明中目标运动速度的特性被存储部分103设定得使被反馈的微分信息和操作手柄6与8设定的开始操作或结束操作时的目标运动速度特性可具有如在图6和图7所见的同样型式的特性，故而输出到电磁阀3A至3C的控制信号为连续的控制信号，并且控制号被抑制掉了瞬间的突然变化。
因此，可以消除在一开始或者一结束以半自动控制方式工作时，主控制阀13、14和15的操作跟不上从电磁阀3A、3B和3C输出的导流压力的状况，悬臂200、控制杆300和挖斗400都能平稳工作。
此外，在本装置中，由于设置了根据操作手柄6和8的位置输出液压缸120至122的目标运动速度数据(第一目标运动速度数据)的目标运动速度输出部分102和将存储部分103输出的数据与目标运动速度输出部分102输出的数据(第二目标运动速度数据)互相比较并输出较低的一个数据作为目标运动速度信息的比较部分104，例如，如果熟练的司机在比通过存储部分103控制液压缸更合适的状况下操作操作手柄6或8，司机的操作先控制液压缸120至122工作，因此，可操作性不会变差。
要指出的是，设定半自动系统中目标斜面角度α可以用一种基于监示面板10上的开关输入一个数字数值的方法、一种两点坐标输入方法或是一种通过挖斗角度的输入方法来进行，同样地，为了设定半自动系统中的挖斗复原角度，使用一种基于监示面板10上的开关输入一个数字数值或一种基于挖斗运动的方法。所有这些方法，使用的都是已知技术。
此外，上述半自动控制方式和其中的控制方法都以下面基于解算器20至22检出的角度信息经信号变换器26变换得出的缸伸/缩移动信息的方式进行。
首先，在挖斗角度控制方式(参见图9)下，挖斗缸122的长度被控制得使定义在挖斗400和X轴之间的角度(挖斗角度)Φ可固定在每一个任意的位置。在这种情况下，挖斗缸长度λbk可以使用悬臂缸长度λbm、控制杆缸长度λst以及上述角度Φ作参数计算出来。
在平稳方式(参见图11)下，由于挖斗角度Φ保持固定，故挖斗端部位置112和节点108平行运动。下面首先叙述一种节点108平行于X轴运动(水平挖掘)的情形。
特别是，在这种情况下，连杆姿态中的节点108的坐标在挖掘开始时表示为(X108,Y108)，并算出这一情况下连杆姿态中的悬臂缸120和控制杆缸121的缸长度、算出悬臂200和控制杆300的速度使X108水平运动。要指出的是，节点108的的运动速度依赖于控制杆操作手柄8的操作量。
另一方面，在考虑节点108平行运动的情形，节点108在一个很短时间Δt之后的坐标用(X108+ΔX,Y108)表示。ΔX是一个依赖于运动速度的很小位移量。因此，通过考虑X108的ΔX，可以算出悬臂和控制杆缸在Δt之后的目标长度。
在斜面挖掘方式(参见图10)，控制以与平稳方式相同的方法进行。但是，移动点从节点108变为挖斗端部位置112，而且，控制认为挖斗缸长度λbk固定不变。
此外，为了通过车辆倾斜角度传感器24校正最终倾斜角度，要在原点为图8的节点101的XY坐标系中进行前连杆位置的计算。因此，如果车身对XY平面倾斜，则XY坐标对地面(水平平面)倾斜，并且对地面的目标倾斜角度是变化的。为了校正这一点，在车辆上安装了倾斜角度传感器24并且在倾斜角度传感器24检出车身对XY平面倾斜β时，目标倾斜角度通过以加上β所得到的数值代替而受到校正。
用发动机旋转速度传感器23来防止控制精确度恶化的过程如下。特别是，就校正目标挖斗端部速度而言，目标挖斗端部速度依赖于控制杆与悬臂操作手柄6和8的操作位置以及发动机的旋转速度。同时，由于液压泵51和52直接耦连到发动机700，当发动机旋转速度低时，泵的输出量也小并且缸速度也低。因此，检测出发动机旋转速度和计算出目标挖斗端部速度，使得与泵输出量的变化相一致。
同时，就校正目标缸速度的最大数值而言，通过认为目标缸速度因连杆的姿态和目标斜面倾斜角度而变化，并且当泵输出量因发动机旋转速度降低而降低时，最大缸速度也必然降低来执行校正。要指出的是，如果目标缸速度超过其最大缸速度，则降低目标挖斗端部速度使得目标缸速度可以不超过最大缸速度。
在上面叙述各种控制方式和控制方式中的控制方法时，它们都使用了一种根据缸伸/缩移动信息执行控制的技术，并且根据这一技术的控制内容是众所周知的。特别是，在根据本实施例的系统中，由于首先通过解算器20至22检出角度信息，然后再通过信号转换器26将角度信息转换为缸伸/缩移动信息，因此，已知的控制技术可以用于后面的处理。
在根据本发明的系统中以这种方式通过控制器1进行各种控制时，由于解算器20至22检出的角度信息信号被信号转换器26转换为缸移动信息，然后输入到控制器1，在常规控制系统所用的缸伸/缩移动量控制即使不像现有技术中那样使用昂贵的行程传感器检测用于悬臂200、控制杆300和挖斗400的每个缸的伸/缩移动也能够得到执行。因此，在压低成本的同时，能够提供一种能精确而又稳定地控制挖斗400的位置和姿态的系统。
此外，由于反馈控制回路对每个缸120、121和122是互相独立的并且控制算法是移动量、速度及前馈的多自由度控制，因而控制系统可以简化。此外，由于液压装置的非直线性可以借助表查找技术快速转换为直线性，因而本系统也有利于增加控制精确度。
再者，由发动机油门的位置和负载变化引起的控制精确度恶化通过使用车辆倾斜传感器24校正车辆倾斜的影响或通过读取发动机旋转速度而得到校正，故本系统有利于实现更精确的控制。
此外，由于还能通过使用外接终端进行诸如增益调整一类的维护，因而还能获得容易调整等优点。
再者，由于操作手柄6和8的操作量系通过使用压力传感器19等等根据导流压力的变化算出，而且事实上还使用了常规中立开口阀液压系统，故有一个优点，即不需要增加压力补偿阀或类似物件，还有可能在带有目标斜面角度设定单元的的监示器面板上实时显示挖斗端部坐标。此外，由于采取使用安全阀5的结构，还能防止在系统失常时的不正常操作。
同时，存储在控制器1的存储部分103中的目标运动速度数据(第二目标运动速度数据，参见图6)并不局限于图7所示的余弦波特性，而是可以使用任何的数据(例如说正弦曲线或自然对数曲线)，只要通过微分该数据求得出同样型式的特性即可。但是，在考虑操作响应或类似要求的情形，目标运动速度数据最好设定为余弦波特性。
此外，在本第一实施例中，在开始操作时的目标运动速度特性和结束操作时的目标运动速度特性设定为同一样的特性(即余弦波特性)的同时，开始操作和结束操作时的目标运动速度特性也可以互不相同，只要通过微分求得出同样型式的特性即可。
(2)第二实施例的叙述
下面，参照15至19大致叙述根据第二实施例用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用了本第二实施例的建工机械的一般结构与前面参照图1等等结合上述第一实施例叙述的内容相同，建工机械的控制系统的一般结构与前面参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与前面参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
现在，本第二实施例设计成能够进行克服液压缸的负载变化或工作油的温度变化的稳定控制。
特别是，必须认为在以半自动控制斜面挖掘方式直线移动挖斗端部位置的操作(例如水平平整操作)中，液压缸120至122在挖掘操作期间的负载会因地形、挖掘量等等而变化。在使用常规PID控制这样一种情形下，存在着液压缸120至122的定位精确度或挖斗端部位置轨迹的精确度下降的可能性。
此外，在执行对液压缸120至122的反馈控制的情形，还意味着因工作油的温度变化引起的控制对象(例如液压缸120至122或设置在液压管路中的电磁阀)的动态特性的变化对闭环的控制性能有影响，结果造成控制系统的稳定性恶化。
为了消除上述这种状况，应当降低闭环的控制增益以增加增益余量或稳定界限。但是，这意味着会造成液压缸120至122的定位精确度或者挖斗端部位置的轨迹的精确度的下降。
根据本发明第二实施例的用于建工机械的控制装置就设计得解决上述这样的问题并提供克服了液压缸上的负载变化或工作油的温度变化的稳定控制。
首先，参照图15叙述本第二实施例中通过控制器1执行的半自动控制方式(不包括挖斗自动复原方式)的控制算法。在控制器1中设置有目标数值设定装置80，根据操作手柄6和8的位置设定悬臂200、挖斗400等等的目标速度(目标操作信息)。
特别是，首先根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度信息算出挖斗端部112的运动速度和方向。然后根据该信息算出缸120、121和122的目标速度。在这种情况下，发动机旋转速度的信息被用作确定缸速度上限的一个参数。
同时，控制器1包括有用于缸120、121和122的互相独立的控制部分1A、1B和1C，并且各个控制部分都组成独立的控制反馈回路互不干扰(参见图3和4)。
这里，叙述用于本实施例的建工机械的控制装置的基本部件。闭环控制中的补偿结构(参见图4)在每一个控制部分1A、1B和1C中都有一个包括有关于移动量和速度的反馈回路和前馈回路的多自由度结构，如图15所示，并包括具有一个可变控制增益(控制参数)的反馈回路式补偿装置72和具有一个可变控制增益(控制参数)的前馈式补偿装置73。
特别是，如果给出目标速度，则根据一条其中目标速度和速度反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kvp(指标号62)的路由，另一条其中目标速度被积分一次(指图15中的积分元件61)并且目标速度积分信息和移动反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由以及另外一条其中目标速度积分信息和移动反馈信息之间的偏差乘以一个I增益系数(指标号64a)和一个预定的增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由的反馈回路处理由反馈回路式补偿装置72执行，与此同时，通过一条目标速度乘以一个预定的增益Kf(指标号65)的路由的前馈回路处理由前馈式补偿装置73执行。
现在更详细地叙述上述处理中的反馈回路处理。如图15所示，本装置包括用于检测缸120至122的操作信息的操作信息检测装置91，并且控制器1接收操作信息检测装置91的检测信息和目标数值设定装置80设定的目标操作信息(例如目标运动速度)作为输入信息并设定控制信号使得杆状构件例如悬臂200和工作构件(挖斗)400呈现目标工作状态。
此外，目标信息检测装置91显然就是能够检测液压缸120至122的位置的缸位置检测装置83，并且在本实施例中，缸位置检测装置83由前面叙述的解算器20至22和信号转换器26组成。缸位置检测装置83还具有如像下文将要叙述的操作状态检测装置90的功能，并且检测装置93就由上述这种操作信息检测装置91和下文将要叙述的操作状态检测装置90组成。
同时，上述增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值可以通过增益一览表(控制参数一览表)70单独改变，并且悬臂200、挖斗400等等可以通过用这种方法改变或校正增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值控制操作状态。
特别是，如图15所示，本装置包括操作状态检测装置90，后者本身又包括用于检测工作油温度的油温检测装置81，用于检测缸120至122的负载的缸负载检测装置82，以及用于检测缸的位置信息的缸位置检测装置83。增益一览表70根据操作状态检测装置90的检测信息(即建工机械的操作信息)改变增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf。
油温检测装置81是一个设置在电磁比例阀3A、3B或3C附近的温度传感器，增益一览表70则根据与缸120至122有关的温度校正增益。
这里，与液压缸120至122有关的温度是例如说控制油(导流油)的温度，并且这里检测出导流油的温度作为代表工作油温的代表油温。
同时，在增益一览表70中存储一个具有图16所示特性的图，增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf就使用油温检测装置81检出的代表油温信息进行校正。
这里，简单地叙述一下图16所示的增益校正特性。增益校正特性基本上设置成这样一种特性，即增益随着导流油温度的上升而降低。这是因为要防止闭环的控制性能因工作油的温度变化引起控制对象例如液压120至122、电磁阀3A至3C等等的动态特性变化而降低，并且要保持控制系统的稳定性。
要指出的是，上述这样一种代表油温并不局限于上述导流油的温度，而是可以使用用于控制的主工作油(供应给缸120至122或从缸120至122的油箱输出的工作油)的温度作为代表油温。在这种情况下，温度传感器最好设置在工作油箱中。
此外，增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf可以使用导流油的温度和用于控制的主工作油的温度(在下面的叙述中，这种主工作油温叫做油箱油温)两者校正。在这种情况下，代表油温例如说用下面的式子计算。
代表油温=油箱油温×W+导流油温×(1-W)
在上面的式子中，W是一个用来加权表示油箱油温和导流油温中的那一个应当被优先考虑作为代表油温的系数，并设在一个范围0≤W≤1之内。W接近1时，代表油温高度优先考虑油箱油温，但在W接近0时，则代表油温高度优先考虑导流油温。
此外，权重系数W设定为如图17所示这样一种特性，并设置得随着用于电磁阀3A至3C的指令数值(电磁阀驱动电流)的下降，W趋近于0，但随着指令数的增加，则W趋近于1。
这是因为当加给电磁阀3A至3C的指令数值小时，也就是要使电磁阀3A至3C以及缸120至122操作较慢时，导流油温的变化对控制系统的动态特性有显著的影响。还有另一个理由是，当电磁阀3A至3C的开口很小时，导流油温的影响值得注意。
要指出的是，在Kvp、Kpp、Kpi和Kf使用上述导流油温和油箱油温两者进行校正的情形，在油温检测装置81中设置一个如图17所示的图并且仅有油温检测装置81算出的代表油温的信息输入到增益一览表70。
其次，叙述组成操作状态检测装置90的缸负载检测装置82。缸负载检测装置82检测缸120和121的负载并且增益一览表70读取缸120和121的负载信息和校正比例增益Kpp与Kf。
要指出的是，缸负载检测装置82显然由图2所示的压力传感器28A和28B等等组成并且根据来自压力传感器28A和28B等等的信息检测缸120至122的负载。
同时，在增益一览表70中存储一个具有如图18所示这种特性的图，并且增益一览表70就用缸负载检测装置82检出的缸120至122的负载信息和图18所示的图来校正增益Kpp和Kf。
要指出的是，由于执行增益kvp和Kpi的校正必定会产生噪声之类的东西，因而本实施例中不执行根据缸负载校正增益Kvp和Kpi。
这里，简单叙述一下图18示出的图的特性。在这一用于比例增益Kpp和Kf的校正图中，比例增益Kpp和Kf随着缸负载的增加而逐渐增加。换句话说，在以这一方式作用到液压缸120和121上的负载高的情形，增益则因阻尼的增加而上升。
于是，可以通过根据悬臂200、控制杆300以及挖斗400的缸负载以这一方式校正(调度)PID反馈式补偿装置72和前馈式补偿装置73的控制增益Kpp和Kf，并且实现精确控制悬臂200、控制杆300以及挖斗400。
其次，叙述组成操作状态检测装置90的缸位置检测装置83。缸位置检测装置83检测悬臂缸120和控制杆缸121的实际缸位置并由解算器20至22和信号转换器26组成。
这里，在本实施例中，通过读取由解算器20至22检出的角度信息输入信号转换器26并在转换器26中将角度信息转换为缸移动信息而检出缸位置来。
于是，增益一览表70也读取液压缸120和121的位置信息并校正悬臂200和控制杆300的比例增益Kpp和Kf。
要指出的是，这种根据缸位置对比例增益Kpp和Kf的校正主要是对悬臂缸120和控制杆缸121进行的，这是因为在上述这种半自动控制方式下加到工作构件上的负载几乎都作用在悬臂缸120和控制杆缸121上。
此外，增益一览表70包括一个用于根据来自缸位置检测装置83的检测信息改变增益Kpp和Kf的图(参见图19)。
如图19所示，图中互相独立的特性系对悬臂200和控制杆300的增益Kpp和Kf单独设置的，并且用于悬臂200和控制杆300的增益在收杆和出杆时以不同的方法单独校正。
这里，收杆表示控制杆300移向较近一侧时的运动，出杆表示控制杆300移向较远一侧时的运动。
图19所示的图的横坐标轴是控制杆缸121的移动量，当控制杆缸121的移动量小时，这也就是挖斗400的端部112位于远处时，而当控制杆缸121的移动量大时，挖斗400的端部便位于较近一侧。
首先，叙述出杆时悬臂200的比例增益Kpp和Kf的校正特性。校正特性各自设定成这样，使得在出杆期间当控制杆缸121的移动量出现在中间位置时增益的校正数值呈现一个最小数值，而在控制杆缸121从中间位置扩大或缩减时，增益校正数值增加，同时画出一条如曲线①所示的大体像平方曲线的曲线。
同时，控制杆300的比例增益Kpp和Kf设定为如曲线②所表示的特性，当控制杆缸121的移动量小于一个预定的移动量时，它们被设定为一个基本固定的数值，而当移动量变得大于预定的移动量时，它们逐渐增加。
此外，收杆时的悬臂200的比例增益Kpp和Kf设定成如曲线③所表示的相似于出杆时的特性的特性，也就是说，设定成这样一种特性，当控制杆缸121的移动量出现在大体上是中间位置时，增益校正数值呈现最小数值，而当控制杆缸121的移动量从中间位置增大或缩减时，增益校正数值增加，同时画出一条基本上像平方曲线的曲线。
这是因为，当控制杆缸121的移动量小时，由于控制杆300伸长并且挖斗400的端部112位于远处，加到控制杆缸121或控制杆缸122上的负载为高负载，因而增益必须做成高增益。但是，如果增益校正量做得过大，则必然是整个控制系统变得不稳定，并引起控制精确度(端部位置的精确度)恶化，因此不执行这种超出曲线①所表示的悬臂200出杆时的校正的大数值校正。
另一方面，当控制杆缸121的移动出现在靠近中间位置时，通过降低增益确保控制精确度的稳定性。
此外，当控制杆缸121的移动量大时，由于挖斗400的端部112位于较近一侧并且悬臂200和控制杆300两者都呈现相当竖直的姿态，平行方向的力分量很可能变得小于液压缸120和121操作的方向。因此，当控制杆缸121的移动量大时，执行这样的校正以增加增益。要指出的是，在这种情况下，也像在上面叙述的缸移动量小的情形一样，由于考虑到如果增益校正量设定得过大，则整个控制系统变得不稳定，因此，考虑到控制精确度(端部位置精确度)的恶化问题，不执行校正量大于一个预定量的校正。
相反，收杆时控制杆300的比例增益Kpp和Kf的校正特性设定成如曲线④所表示的那样，当控制杆缸121的移动量小时，增益设定为高数值，而当控制杆缸121扩大到超过预定移动量时，增益变成基本固定。这是因为收杆时的操作是一种挖斗400的端部112移向近侧的操作，在沿这一方向运动时，由于挖斗端部112变为前进方向，当挖斗400的端部112的位置在近侧邻近时，控制杆缸121可以用较小的力完成操作。
另外，本装置的控制器1包括由上述油温检测装置81、缸负载检测装置82和缸位置检测装置83组成的操作状态检测装置90，并且增益一览表70根据检测装置81至83检出的信息校正控制增益，如果检测装置81至83的检测信息同时输入增益一览表70并且根据检测信息为一个增益(例如为比例增益Kpp)设定多个校正数值，则增益一览表70输出全部校正数值的一个总和作为最终校正增益。
在这种情况下，为了考虑控制系统的稳定性，增益校正量的上限数值和下限数值均设定在增益一览表70中并且如果设定了一个超过上限数值的校正量或者另一个低于下限数值的校正数值，则使用上限数值或下限数值作为极限值进行校正。
根据本发明第二实施例的用于建工机械的控制装置的有利之处在于，由于控制器1包括一个能够根据操作状态检测装置90检出的建工机械的操作状态改变控制参数(控制增益)的增益控制器，并且以这样一种方式设计成根据具有图16至19所示特性的图改变和校正增益，这有一个优点即根据建工机械工作时的操作状态校正控制增益，并且总能通过稳定化的操作进行工作。
此外，通常在对缸120至122执行反馈控制时，由工作油的温度变化引起的控制对象(例如缸120至122和电磁阀3A至3C)的动态特性的变化必然对闭环的控制性能有影响，控制系统的稳定性会恶化，但使用本第二实施例的用于建工机械的控制装置，就能避免缸120至122的定位精确度和挖斗端部位置轨迹的精确度降低。
此外，由于工作油的油温变化通过油温检测装置81补偿并且缸120至122的负载变化通过缸负载检测装置82补偿，加之液压缸120至122的位置偏差通过缸位置检测装置83补偿，因此能够执行精确的端部位置控制。
要指出的是，虽然本实施例设计成通过根据工作油的油温变化的校正、根据缸120至122的负载的校正以及根据液压缸120至122的操作位置和操作方向的校正来执行依据增益一览表70的控制增益校正，但本实施例用于建工机械的控制装置并不局限于刚刚叙述的这样一种形式，而是例如说可以仅仅执行三种校正的一种(例如根据工作油的油温变化的校正)或者可以执行三种校正的任何二种的组合。
(3)第三实施例的叙述
现在参照图20至22(a)和22(b)大致叙述根据第三实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用本第三实施例的建工机械的一般结构与上面参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上面参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上面参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
现在，本第三实施例设计成这样，使得当建工机械的缸120至122被自动控制时，目标操作信息和实施操作信息之间的偏差被消除到最大限度以达到增强控制精确度。
特别是，当悬臂200、控制杆300和挖斗400的轨迹控制(跟踪控制)使用半自动控制方式的反馈控制进行时，由于缸120至122的指令数值是根据反馈偏差(即输入信息和输出信息之间的控制误差)计算出来的，很难将缸操作期间的偏差缩小到零，其结果是，挖斗端部位置有时呈现出一个偏离目标数值的误差。
特别是，在这种反馈控制中，由于检出实际缸位置和缸速度并与目标缸位置和目标缸速度相比较，并进行控制使得偏差接近于零，很难在控制期间完全消除偏差，结果产生一个控制误差。
根据本发明第三实施例的用于建工机械的控制装置被设计成解决上述这种问题并在悬臂200、控制杆300和挖斗400被自动控制时，最大限度消除目标操作信息和实际操作信息之间的偏差。
首先，叙述通过本第三实施例的控制器1执行的半自动控制方式(不包括挖斗自动复原方式)的控制算法。在控制器1中设置目标数值设定装置80，以便根据杠杆6和8的位置设定悬臂200、挖斗400等等的目标速度(目标操作信息)。
特别是，根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压压力、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度信息首先算出挖斗端部112的运动速度和方向。然后，根据该信息算出缸120、121和122的目标速度。在这种情况下，发动机旋转速度的信息被用作确定缸速度上限的一个参数。
同时，控制器1包括用于缸120、121和122的互相独立的控制部分1A、1B和1C，各个控制部分形成独立的控制回路，互不干扰(参见图3和4)。
在每个控制部分1A、1B和1C中，闭环控制的补偿结构具有一个如图20所示的关于位移和速度的多自由度反馈回路和前馈回路结构，并且包括具有一个可变控制增益(控制参数)的反馈回路式补偿装置72和具一个可变控制增益(控制参数)的前馈式补偿装置73。
特别是，如果给出目标速度，则根据一条其中目标速度和速度反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kvp(指标号62)的路由，另一条其中目标速度被积分一次(指图20的积分元件61)并且目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由以及另外又一条目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个I增益系数(指标号64a)和一个预定增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由通过反馈回路式补偿装置72执行反馈回路处理，同时通过前馈式补偿装置执行经由一条其中目标速度乘以一个预定增益Kf(指标号65)的路由的前馈回路处理。
这里，在本装置中，缸位置检测装置83形成用于检测缸120至122的操作信息的操作信息检测装置91，并且控制器1接收来自操作信息检测装置91的检测信息和目标数值设定装置80设定的目标操作信息(例如目标运动速度)作为输入信息并设定控制信号以使各杆状构件例如悬臂200和工作构件(挖斗)400呈现目标操作状态。
此外，在本实施例中，缸位置检测装置83由前文所述的解算器20至22和信号转换器26组成。缸位置检测装置83通过读取解算器20至22检出的角度信息输入信号转换器26并在信号转换器26中将角度信息转换成缸移动信息来检测缸位置。此外，通过时间微分来自缸位置检测装置83的检测信息，不仅缸的位置信息而且缸速度信息也都被反馈。
要指出的是，上述增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值都可通过增益一览表70单独改变，并且增益一览表70根据工作油的温度信息、缸120至122的负载信息等等以和第二实施例中相同的方式校正增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值。
此外，虽然设置了一个非线性去除表71来除去电磁比例阀3A至3C、主控制阀13至15等等的非线性特性，但使用非线性去除表71的处理过程还是要通过计算机使用表查找技术高速执行。
下面，叙述第三实施例的用于建工机械的控制装置的基本部件。
在本实施例中，实际缸位置信息与缸速度信息被反馈回路式补偿装置72反馈作为输入信息，并且控制器1根据该信息控制缸120至122的操作，以便悬臂200、挖斗400等等能呈现出目标操作状态。
但是，在这种反馈控制中，由于检出实际缸位置和缸速度并与目标缸位置和缸速度相比较且执行控制以使它们之间的偏差接近于零，很难在控制期间完全消除偏差。
于是，在本发明中，如图20和21所示，设置了用于存储校正信息的校正信息存储装置140，校正信息系由目标数值设定装置80设定用来校正目标操作信息，液压缸120至122则根据来自校正信息存储装置140的校正目标操作信息控制，使得悬臂200和挖斗400呈现目标操作状态。
特别是，在用半自动方式工作时，在开始根据目标数值设定装置设定的控制信号工作之前，先进行一个预定次数(或一次)的模拟操作，并且液压缸120至122的目标位置信息和从操作信息检测装置91(尤其是缸位置检测装置83)得到的实际缸位置信息之间的偏差(校正信息)被存储到校正信息存储装置140中。
然后，在开始工作时，相应于存储在校正信息存储装置140中的偏差的误差信息被加到目标数值设定装置80设定的控制信号上，以将包括有以前的偏差的信号输出到液压缸120至122。
于是，通过执行上述这样的控制，能以半自动控制方式执行精确的挖斗位置控制。
现在，在这里稍稍详细地叙述下校正信息存储装置140。如图21所示，校正信息存储装置140由用于存储目标数值设定装置80设定用来校正缸的目标位置信息的校正信息的目标位置校正信息存储装置141和用于存储目标数值设定装置80设定用来校正缸的目标速度信息的校正信息的目标速度校正信息存储装置142组成。此外，如图21所示，对用于悬臂缸120、控制杆缸121以及挖斗缸122的每个控制系统都设置了校正信息存储装置140。
要指出的是，组成校正信息存储装置140的目标位置校正信息存储装置141和目标速度校正信息存储装置142以互相相同的方法设计，并且使用目标位置校正信息存储装置141代表存储装置141和142给出下面的叙述。
如图21所示，目标位置校正信息存储装置141包括一个存储部分(存储器)141a，一个放大器141b，一个输入开关(Sin)141C和一个输出开关(Sout)141d，如果开关141c闭合，则目标数值设定装置80设定的缸目标位置信息和缸位置检测装置83检出的实际缸位置之间的偏差(校正信息)被输入到存储部分141a使得偏差被存储到存储部分141a中。要指出的是，刚刚叙述的这种偏差(校正信息)汇集操作在每次改变半自动控制方式下的操作方式时都要执行。
此外，如果输入开关141c打开并且输出开关141d闭合的话，则来自存储部分141a的偏差信息经过放大器141b输出并被加到目标数值设定装置80设定的缸目标位置信息上。
因此，由于考虑误差产生的信号被输入作为要输出到缸120至122的位置和速度控制信号，实际液压缸位置和目标液压缸位置之间的偏差就能够消除并执行精确而又可靠的端部位置控制。
例如，如果在模拟操作时得出的目标缸位置和实际缸位置之间的偏差是像图22(a)所示那样的特征数据，则相应于图22(a)所示偏差的信息被加到目标数值设定装置80设定的目标缸位置信息[在图22(b)中用实线表示]上。因此，实际输入到液压缸120至122的是如像图22(b)中用虚线表示的这样一种特性的控制信号。
要指出的是图21所示目标速度校正信息存储装置142中的标号142a至142d分别相应于上述存储部分141a、放大器141b、输入开关141c和输出开关141d，并且各自具有分别与存储部分141a、放大器141b、输入开关141c以输出开关141d相同的功能。
此外，虽然图22(a)和22(b)中的横坐标轴被设为控制杆缸位置，但图22(a)和22(b)中的横坐标轴可以设为时间。
同时，在使用具有上述这样一种结构的校正信息存储装置140获得目标缸位置和实际缸位置之间的偏差信息的情形，由于实际缸位置与目标缸位置之间的偏差能够降低到0，在这种情况下，通过反馈回路式补偿装置73进行的PID控制的作用有所变低。但是，在以半自动控制方式操作期间加到缸120至122的负载必然会变化并且在刚刚提到的扰动起作用时，便通过反馈回路式补偿装置73执行这种消除了目标缸位置和实际缸位置之间的偏差的控制。
在根据本发明第三实施例的用于建工机械的控制装置中，由于用于存储目标数值设定装置80设定用来校正目标操作信息的校正信息的校正信息存储装置140设在控制器1中并且液压缸120至122根据来自校正信息存储装置140的校正目标操作信息控制，使得悬臂200等等的操作可以呈现目标操作状态，因此挖斗400的端部位置控制精确度能够增加。
这里，叙述通过校正信息存储装置进行汇集和输出校正信息。首先，如果司机将控制转为半自动控制并且设定一种操作方式例如斜面挖掘方式的话，则通过目标数值设定装置80设定相应于操作方式的目标缸位置和目标缸速度。
此外，在校正信息存储装置140中，输入开关141c闭合(打到ON)以与操作变为半自动控制相同步，并且输出开关141d打开(打到OFF)。
此外，根据目标数值设定装置80设定的目标标缸位置和目标缸速度的控制信号，执行一次用于悬臂等等的缸120至122的模拟操作(预定操作)。
在这种情况下，在缸位置检测装置83检出悬臂200等等的液压缸120至122的实际缸位置和实际缸速度的同时，检测信号通过反馈回路式补偿装置72返回到输入端，并算出它们与目标缸位置和目标缸速度的偏差[参见图22(a)]。
此外，由于在上述这样一种模拟操作时输入开关141c为ON，输出开关141d为OFF，所以偏差信息通过输入开关141c存入校正信息存储装置140的存储部分141b。要指出的是，上述偏差是通过反馈控制和前馈控制而出现在目标缸位置(速度)和实际缸位置(速度)之间的控制误差。
然后，如果上述这种模拟操作执行一个预定的次数(例如一次)，则输入开141c现在转换到ON而输出开关141d转换到ON，并开始以一种实际的半自动控制方式操作。
在这种情况下，存储部分141a存储的偏差信息经过放大器141b和输出开关141d输出并被加到来自目标数值设定装置80的信息上。
因此，在实际控制时，根据来自目标数值设定装置80的信息通过考虑偏差信息而产生的控制信号[在图22(b)中用虚线表示]输出到液压缸120至122，并且能够最大限度地消除目标缸位置(速度)与实际缸位置(速度)之间的偏差。
特别是，在开始以半自动控制方式操作之前，进行一次根据控制方式的模拟方式，随后将目标缸位置(速度)和实际缸位置(速度)之间的偏差信息存储起来，在开始实际操作时，将偏差信息加到目标缸位置信息上校正输送到液压缸120至122的控制信号。
因此，通过考虑偏差校正的控制信号被输入到液压缸120至122，并可大大增加液压缸120至122的位置控制和速度控制精确度。因此，也能大大增加端部位置的控制精确度。
再者，借助本发明用于建工机械的控制装置，还有一个优点，即由于结构简单也就是说提供了校正信息存储装置140的简单线路，成本费用的增加和重量的增加都很少。
(4)第四实施例的叙述
下面，参照图24至26大致叙述根据第四实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用本第四实施例的建工机械的一般结构与上面参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上面参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上面参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
如上所述，液压挖掘机被设计得至少悬臂200(悬臂缸120)和控制杆300(控制杆缸121)通过使用电磁阀等等的互相独立的电气控制系统(反馈回路控制系统)控制。
另外，通常在使用液压挖掘机执行这样一种操作例如平整地平面(斜面形式)的情形，需要一种直线移动挖斗400的端部(也就是控制杆300)的操作。但是，在上述这种液压挖掘机中，悬臂200和控制杆300是分别通过液压缸120和121相互独立控制的，很难加工出一个高精度的斜面来。
特别是，在悬臂200和控制杆300使用上述电磁阀等等电反馈控制的情形，如果相应的液压缸120和121分别被相互独立控制，则即使各自的反馈控制偏差都不大，控制偏差也由于悬臂200和控制杆300的位置(姿态)不同而不能忽略，并且偏离挖斗400的目标端部位置(控制目标数值)的误差有时会变得很大。
例如，当挖斗400处于其后要形成一个斜面的位置时，如果悬臂200的控制由于上述控制偏差而滞后于控制杆300，则挖斗400的端部将咬入土地中，反之，如果控制杆300的控制滞后于悬臂200，则挖斗400将保持浮在空中操作。
在这种方式下，如果悬臂200和控制杆300完全互相独立地单独控制，则很难在操纵悬臂200和控制杆300的同时维持控制目标数值。
于是，本发明第四实施例的用于建工机械的控制装置设计得通过考虑反馈控制时的控制偏差来控制杆状构件例如悬臂200和控制杆300，使得杆状构件总是工作在反馈偏差信息降低到零的理想状态之中，目的是以高精确度执行预定的操作。
特别是，在本实施例中，悬臂200和控制杆300不像在现有技术中那样通过相互完全独立的反馈控制系统控制，而是被控制在互相关联的状态下，使得控制杆300和挖斗400的端部112能够在斜面挖掘方式下以高度的精确性直线运动。
要指出的是，在本实施例中，控制杆操作手柄8被用来确定挖斗端部沿平行于所设挖掘倾斜面方向的运动速度，而悬臂/挖斗操作手柄6则被用来确定挖斗端部沿垂直于所设倾斜面方向的运动速度。因此，当控制杆操作手柄8和悬臂/挖斗操作手柄6同时被操作时，挖斗端部的运动方向和运动速度由一个沿平行和垂直于所设倾斜面的复合向量确定。
此外，在本实施例中，用于检测悬臂缸120的伸/缩移动信息的悬臂液压缸伸/缩移动检测装置由信号转换器26和充当悬臂姿态检测装置的解算器20组成，用于检测控制杆缸121的伸/缩移动信息的控制杆液压缸伸/缩移动检测装置由信号转换器26和充当控制杆姿态检测装置的解算器21组成。
其次，叙述控制器1执行的半自动系统的控制算法。控制器1执行的半自动控制方式(不包括挖斗自动复原方式)的控制算法一般如图23所说明，控制器1的基本部件的结构如图24所示。
要指出的是，图23所说明的控制算法和图24示出的方框图几乎和前文在第一实施例中参照图4和5叙述的那些完全一样，不过还是有一些不同之处，因此参照图23和24再一次叙述它们。
首先，叙述图23所说明的控制算法。首先，挖斗端部112的运动速度和方向根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度的信息算出。其次，缸120、121和122的目标速度根据该信息算出。在这种情况下，需要用发动机旋转速度的信息确定缸速度的上限。
同时，控制器1包括用于缸120、121和122的控制部分1A、1B和1C并且各个控制部分组成如图23所示的控制反馈回路。
图23所示的闭环控制的补偿结构在每个控制部分1A、1B和1C中都具有如图24所示的关于位移量和速度的多自由度的反馈回路和前馈回路结构，并包括具有一个可变控制增益(控制制参数)的反馈回路式补偿装置72和具有一个可变控制增益(控制参数)的前馈式补偿装置73。
特别是，如果给出目标速度，则就反馈回路处理而言，在根据一条其中目标速度和速度反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kvp(指标号62)的路由、另一条其中目标速度被积分一次(指图24的积分元件61)并且目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由以及另外又一条其中目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由执行反馈回路处理的同时，对前馈回路处理通过一条其中目标速度乘以一个预定增益Kf(指标号65)的路由进行处理。
稍稍详细叙述一下两种处理之中的反馈回路处理。在本装置中，设置有用于检测缸120至122的操作信息的操作信息检测装置91，控制器1接收来自操作信息检测装置91的检测信息和目标数值设定装置80设定的目标操作信息(例如目标运动速度)作为输入信息并设定控制信号以使杆状构件的例如悬臂200和工作构件(挖斗)400可以呈现目标操作状态。
要指出的是，一方面操作信息检测装置91是一种用于检测悬臂200和控制杆300姿态的特别的姿态信息检测装置83，另一方面姿态信息检测装置83也具有和下文将要叙述的操作状态检测装置90一样的功能，并且检测装置93就由操作信息检测装置91和下文要叙述的操作状态检测装置90组成。
同时，上述增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值可以通过增益一览表(控制参数一览表)70单独改变，并且用这种方法改变或校正增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值来将悬臂200、挖斗400等等控制到目标操作状态。
特别是，如图24所示，本装置包括操作状态检测装置90(操作状态检测装置本身又包括用于检测工作油的油温的油温检测装置81和用于检测缸120至122的负载的缸负载检测装置82)和用于检测缸的位置信息的缸位置检测装置83。增益一览表70根据来自操作状态检测装置90的检测信息(也就是建工机械的操作信息)改变增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf。
各种装置中的油温检测装置81是设在电磁比例阀3A、3B和3C邻近的温度传感器，增益一览表70根据与缸120至122有关的温度校正增益。要指出的是，与缸120至122有关的温度表示例如控制油(导流油)的温度，这里，导流油的温度被检出来作为代表工作油的温度的代表油温。
此外，如图24所示，虽然设置一个非线性去除表71来除去电磁比例阀3A、3B和3C，主控制阀13至15等等的非线性，但使用非线性去除表71的处理过程还是要由计算机使用表查找技术以高速度执行。
另外，如图25所示，在本实施例中，控制制杆控制系统(第二控制系统)1B’的反馈控制偏差(反馈偏差信息)被供应到悬臂控制系统(第一控制系统)1A’，同时悬臂控制系统1A’的反馈控制偏差供应到控制杆控制系统1B’，并且控制系统1A’和1B’根据反馈控制偏差校正悬臂/缸的控制目标数值(位置和速度)。
为此，如图25所示，控制器1除了包括上述悬臂控制系统1A’和控制杆控制系统1B之外，还包括一个悬臂(第一)校正数值生成部分112A和一个悬臂(第一)权重系数加法部分112A作为根据控制杆控制系统1B’的反馈控制偏差校正悬臂控制系统1A’的控制目标数值的悬臂(第一)校正控制系统11A，以及一个控制杆(第二)校正数值生成部分111B和一个控制杆(第二)权重系数加法部分112B作为根据悬臂控制系统1A’的反馈控制偏差校正控制杆控制系统1B’的控制目标数值的控制杆(第二)校正控制系统11B。
这里，悬臂校正数值生成部分111A根据控制杆控制系统1B’的反馈控制偏差(下文中可以简单地叫做控制偏差)生成用于校正悬臂控制系统1A’的悬臂缸120的控制目标数值的悬臂校正数值(悬臂修正量)。这里，悬臂校正数值生成部分111A设定得使它基本上与来自控制杆控制系统(另一个控制系统)1B’的控制偏差的大小成比例增加其悬臂校正数值，如图25所示。
同时，控制杆校正数值生成部分111B根据悬臂控制系统1A’的控制偏差生成用于校正控制杆控制系统1B’的控制杆缸121的控制目标数值的控制杆校正数值。控制杆校正数值生成部分111B设定得使它与上述悬臂校正数值生成部分111A相似，它基本上与来自悬臂控制系统(另一个控制系统)的控制偏差的大小成比例增加其控制杆校正数值。
再者，悬臂权重系数加法部分11A和控制杆权重系数加法部分112B将权重系数分别加到相应的悬臂校正数值生成部分111A和控制杆校正数值生成部分111B生成的悬臂校正数值和控制杆校正数值上。这里，例如说如图26所示，悬臂校正数值被悬臂权重系数加法部分112A乘以一个具有用实线表示的这样一个特性(一种根据挖斗400的端部位置和建工机械机身100之间的距离倒换被加系数的正负极性的特性曲线)的悬臂权重系数，而控制杆校正数值则被控制杆权重系数加法部分112B乘以一个具有用虚线表示的这样一个特性(基本上与悬臂权重系数的特性相反的特性)的控制杆重系数。
因此，校正控制系统11A和11B能够改变用来校正控制系统1A’和1B’的控制目标数值的校正数值并能实现灵活校正控制目标数值。要指出的是，虽然可以只是校正控制系统11A和11B之一装备上述这种权重系数加法部分111A(112B)，但这里为两个校正控制系统11A和11B都配备，为的是能够以高速度执行下文将要叙述的消除控制偏差。
下面，叙述通过具有上述结构的控制器1对控制目标数值的校正处理。例如，如果在斜面挖掘方式(挖斗端部线性挖掘方式)下，当挖斗400的端部位置位于靠近建工机械机身100的位置时，悬臂200(悬臂缸120)的控制滞后于控制杆300(控制杆缸121)的控制，则控制杆300的操作速度相对增加并通过控制杆控制系统1B’产生一个控制偏差。
控制偏差被输入到悬臂校正控制系统11A的悬臂校正数值生成部分111A，并且悬臂校正数值生成部分111A生成一个用于提高悬臂缸120的控制目标数值的悬臂校正数值。现在，由于挖斗400的端部位置位于靠近建工机械机身100的位置，悬臂校正数值被悬臂权重数加法部分112A乘以一个增加悬臂校正数值的正权重系数(参见图26中的实线)。
然后，用这一方法乘过了权重系数的悬臂校正数值被加到悬臂缸120的目标数值上。其结果是悬臂缸120的操作速度增加。
同时，在这种情况下，通过悬臂控制系统1A’产生的控制误差被输入到控制杆校正控制系统11B的控制杆校正数值生成部分111B。控制杆校正数值生成部分111B与上述悬臂校正数值生成部分111A相反，生成一个用于降低控制杆缸121的控制目标数值的控制杆校正数值。但是，现在由于上述挖斗400的端部位置位于靠近建工机械机身的位置，控制杆校正数值被控制杆权重系数加法部分112B乘以一个降低控制杆校正数值的负权重系数(参见图26中的虚线)。
然后，用这一方法乘过了权重系数的控制杆校正数值被加到控制杆缸121的目标数值上。其结果是，控制杆缸121的操作速度下降。
因此，悬臂控制系统1A’的控制误差和控制杆控制系统1B’的控制误差互相低消，并且悬臂200和控制杆300能够以高度的精确性稳定地执行斜面挖掘方式(挖斗端部直线挖掘方式)下的直线挖掘操作。
要指出的是，如果在挖斗400的端部位置位于远离建工机械机身100的位置时，悬臂200(悬臂缸120)的控制滞后于控制杆300(控制杆缸121)的控制，则控制杆300的操作速度也延缓。但是在这种情况下，由于悬臂校正数值被悬臂权重系数加法部分112A乘以一个负的权重系数并且悬臂校正数值被悬臂权重系数加法部分112B乘以一个正的权重系数，控制杆缸121的操作速度相对增加并且控制偏差互相抵消。
简而言之，上述控制器1被设计成这样，当它单独控制悬臂200和控制杆300时，一方面它根据不是自身控制系统的控制系统1B’和1A’的控制偏差校正自身控制系统1A’和1B’的控制目标数值，另一方面它以一种互相关联的关系控制悬臂200和控制杆300，使得悬臂200和控制杆300总能工作在一种消除了控制系统1A’和1B’的控制偏差的理想状态之中。
由于根据本发明第四实施例的用于建工机械的控制装置用上述这样一种方法设计，当使用液压挖掘机以半自动方式进行图13所示目标斜面角度为α的这样一种斜面挖掘操作时，就能够实现上述这种半自动控制功能。特别是，来自各种传感器的检测信号(包括目标斜面角度的设定信息)被输入到控制器1，并且控制器1根据来自各种传感器的检测信号(也包括通过信号转换器26接收的解算器20至22的检测信号)通过电磁比例阀3A、3B和3C控制主控制阀13、14和15实现这样的控制使悬臂200、控制杆300以及挖斗400可以呈现所要求的伸/缩移动执行如上所述的这种半自动控制。
然后，在半自动控制方时的挖斗端部112的运动速度和方向根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压压力、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度信息计算出来，并根据该信息计算出缸120、121和122的目标速度。发动机旋转速度的信息则是确定缸速度的上限所需要的。
此外，这种情况下的控制由用于每个缸120、121和122的反馈回路执行，并且在本实施例中，正像上文所说的一样，当悬臂200(悬臂缸120)和控制杆300(控制杆缸121)被单独控制时，悬臂200和控制杆300的自身控制系统1A’和1B’的控制目标数值分别通过校正控制系统11A和11B根据控制系统1B’和1A’而不是自身控制系统的控制偏差校正，同时以一种互相关联的关系控制悬臂200和控制杆300，使得悬臂200和控制杆300总能工作在消除了控制系统1A’和1B’的控制偏差的理想状态。
正如上面详细叙述的，借助本实施例的用于建工机械的控制装置，由于悬臂200(悬臂缸120)和控制杆300(控制杆缸121)不是像现有技术中那样通过互相独立的反馈系统控制，而是在自身控制系统1A’和1B’的控制目标数值通过校正控制系统11A和11B根据不是自身控制系统的控制系统1B’和1A’的控制偏差校正的同时，以一种相互关联的关系控制悬臂200和控制杆300，使得悬臂200和控制杆300总是工作在消除了控制系统1A’和1B’的控制偏差的理想状态，就能够以很高程度的精确性进行任何施工操作(特别是挖掘斗端部直线挖掘方式的操作)，并能在大增加操作的完工精确度。
再者，在本实施例中，由于悬臂200和控制300的姿态信息可以通过使用解算器20和21以及信号转换器26分别检测液压缸120和12 121的伸/缩位移信息简单地检测出来，因此能够借助简单的结构准确得出悬臂200和控制杆300的姿态信息。
此外，正如参照图25所叙述的一样，由于的确能够生成用于校正悬臂控制系统1A’的控制目标数值的悬臂校正数值和用于校正控制杆控制系统1B’的控制目标数值的控制杆校正数值实现悬臂缸120和控制杆缸121的控制目标数值校正，通过在悬臂校正控制系统11A中设置悬臂校正数值生成部分111A和在控制杆校正控制系统11B中设置控制杆校正数值生成部分111B这样一种简单的结构，还增加了校正处理的可靠性。
再者，由于在悬臂校正控制系统11A中设置了悬臂权重系数加法部分112A和在控制杆校正控制系统11B中设置了控制杆权重系数加法部分112B，使得校正数值能够根据需要变化，悬臂缸120和控制杆缸121的控制目标数值的校正就能够灵活地执行，并且不管悬臂200和控制杆300处于哪种状态(姿态)，总能高速度地执行合适的校正和控制。要指出的是，可以仅为校正控制系统11A和11B中的一个配备刚刚叙述的这种权重系数加法部分112A(112B)。
(5)第五实施例的叙述
下面，参照图27和28大致叙述根据第五实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用本第五实施例的建工机械的一般结构与上文参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上文参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上文参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
一般，在使用液压挖掘机的施工操作中，有时需要一种直线移动挖斗400的端部的操作(所谓挖斗端部直线挖掘方式)例如水平平整(斜面形式)土地。在这种情况下，借助用于液压挖掘机的控制装置，通过使用电磁阀等等相互电独立地分别反馈控制悬臂200(液压缸120)和控制杆300(液压缸121)实现上述操作。
特别是，例如说，液压缸120和121的目标位置(控制目标数值)通过一个根据由用于控制杆300的操作手柄(下文称为控制杆操作手柄)的操作位置得出的目标挖斗端部位置的预定计算确定，液压缸120和121则根据所得目标数值互相独立地分别反馈控制。
在用于液压挖掘土机的常规控制装置中，由于液压缸120和121是根据由目标挖斗端部位置得出的控制目标数值互相独立地分别反馈控制的关系，例如说，在试图将控制杆300拉向建工机械机身100一侧以将挖斗400的端部从挖斗400位于远离建工机械机身100的状态直线移动时，如果悬臂200的位置偏差不大(延迟很少)并且控制杆300的位置偏差大(延迟很多)的话，则进入一种挖斗400的实际端部位置从目标位置(目标斜面)上移的状态，其结果是存在一个斜面的完工精确度大大恶化的问题。
因此，本发明第五实施例的用于建工机械的控制装置设计得在控制杆状构件(悬臂或控制杆)的操作的同时考虑杆状构件的实际位置(姿态)，从而达到增加预定施工操作中的精确度。
首先，叙述本实施例的建工机械的控制装置的一般结构。用于建工机械的本控制装置与上述实施例相似，包括用于缸120至122的液压管路、液压传动器和转动传动器。在液压管路中置放有通过发动机700驱动的泵51和52，主控制阀(控制阀)13、14和15等等。
此外，在本实施例中，应用中立开口式液压管路作为液压管路，在这种管路中，缸120至122的伸/缩移动速度取决于作用到缸120至122上的负载(例如伸/缩移动速度根据挖掘操作时从地上接受的力而变慢)。
同时，控制杆操作手柄8用来确定挖斗端部在平行于所设挖掘倾斜面方向的运动速度，而悬臂/挖斗操作手柄6则用来确定挖斗端部在垂直于所设倾斜面的方向的运动速度。因此，当控制杆操作手柄8和悬臂/挖斗操作手柄6同时操作时，挖斗端部的运动方向和运动速度则通过一个在所设倾斜面的平行方向和垂直方向的复合向量确定。
此外，在本实施例中，用于检测悬臂液压缸120的伸/缩位移信息的伸/缩位移检测装置由信号转换器26和充当悬臂姿态检测装置(或杆状构件姿态检测装置)的解算器20组成，并且用于检测液压缸121的伸/缩位移信息的伸/缩位移检测装置由信号转换器26和充当控制杆姿态检测装置(或杆状构件姿态检测装置)的解算器21组成。
下面，叙述本实施例的基本部件的结构。在本实施例中，当控制器1计算悬臂缸120和控制杆缸121的目标速度时，悬臂的目标速度通过考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态确定，使得挖斗端部112的直线操作特别是在斜面挖掘方式下能够高度精确地执行。
为此，如图27所示，本实施例的控制器1包括例如说一个目标挖掘斗端部位置检测部分31，一个计算目标控制杆位置设定部分(控制杆控制目标数值设定装置)32，一个计算目标悬臂位置设定部分(悬臂控制目标数值设定装置)33，一个实际悬臂控制目标数值计算部分(实际控制目标数值计算装置)34以及一个复合目标悬臂位置计算部分(复合控制目标数值计算装置或复合悬臂控制目标数值计算装置)35。要指出的是，闭环控制部分1A和1B以和图3、4以及24所示相同的方法设计。
这里，目标挖斗端部位置检测装置31检测悬臂/挖斗操作手柄(杠杆机构操作构件)6的操作位置信息，并且计算目标控制杆位置设定部分(控制杆控制目标数值设定装置)32根据目标挖斗端部位置检测部分31检出的操作位置信息通过预定的计算确定出用于控制杆控制的目标控制杆位置(控制杆控制目标数值)。
特别是，计算目标控制杆位置设定部分32根据目标挖斗端部位置检测部分31得出的作为操作手柄6的操作位置信息的目标挖斗端部位置(X115,Y115)通过下面叙述的计算处理确定一个计算目标控制杆位置(控制杆缸长度)λ103/105(参见图8)。要指出的是，Li/j表示一个固定的长度，λi/j是一个可变长度，Ai/j/k是一个固定角度以及θi/j/k表示一个可变角度，L的下标i/j表示节点i和j之间的长度，A和θ的下标i/j/j表示按顺序i→j→k连接节点i,j和k。因此，例如说L101/102表示节点101和节点102之间的的距离，θ103/104/105表示按节点103→节点104→节点105的顺序连接节点103至105时所定义的角度。此外，如图8所示，这里还假定节点101为XY坐标系的原点。
首先，根据余弦定理用下面的表示式(2-1)表示计算目标控制杆位置。
λ103/105=(L103/104 2+L104/105 2-2L103/104·L104/105·COSθ103/104/105)1/2…(2-1)
这里，由于上面给出的L103/104和L104/105各自为已知的固定数值，如果确定出θ103/104/105，则能够确定出控制杆位置λ103/105。由图8,θ103/104/105可以表示为
θ103/104/105=2π-A105/104/108-A101/104/103-θ101/104/115-θ108/104/115 …(2-2)
现在，由于上面的A105/104/108和A101/104/103各自为固定角度，故应当确定出θ101/104/115和θ108/104/115。
首先，根据余弦定理，θ101/104/105可以表示为：
θ101/104/115=COS-1[(L101/104 2+L104/108 2-λ101/115 2)/2L101/104·L104/108]…(2-3)
这里，由于λ101/115=(X115 2+Y115 2)1/2，并且X115和Y115各自为通过目标挖斗端部位置检测部分31得出的已知数值，因此θ101/104/115由上面的表示式(2-3)确定。
同时，θ108/104/115可以根据余弦定理表示为：
θ108/104/115=COS-1[(L104/108 2+λ104/115 2-L108/115 2)/2L104/108·λ104/105]…(2-4)
这里，由于上面的λ104/115可表示为：
λ104/115=(L104/108 2+λ108/115 2-2L104/108·L108/115·COSθ104/108/115)1/2…(2-5)
此外，本表示式(2-5)中的θ104/108/115表示为：
θ104/108/115=2π-A110/108/115-A104/108/107-θ107/108/110    …(2-6)
并且这个表示式(2-6)中的θ107/108/110表示为
θ107/108/110=θ107/108/109+θ109/108/110    …(2-7)
然后，这个表示式(2-7)中的θ107/108/109和θ109/108/110根据余弦定理分别表示为：
θ107/108/109=COS-1[(L107/108 2+λ108/109 2-L107/109 2)/2L107/108·λ108/109]…(2-8)
θ109/108/110=COS-1[(L108/110 2+λ108/109 2-L109/110 2)/2L108/110·λ108/109]…(2-9)
这里，表示式(2-8)和(2-9)中的λ108/109根据余弦定理表示为：
λ108/109=(L107/109 2+L107/108 2-2L107/109·L107/108·COSθ108/107/109)1/2…(2-10)
正如从图8所能看到的，由于本表示式(2-10)中的θ108/107/109就是挖斗角度，如果假设上述起挖斗角度传感器功能的解算器22检出的角度信息等于这个θ108/107/109，则根据上面给出的表示式(2-4)至(2-10)相继解出各个未知数，从而解出表示式(2-3)中的θ108/104/115。
因此，解出表示式(2-2)表示的θ103/104/105，并且最后解出表示式(2-1)表示的计算目标控制杆位置λ103/105。要指出的是，在本实施例中，由于解算器22检出的角度信息通过信号转换器26转换为液压缸122的伸/缩位移信息，也可以用挖斗缸长度代替角度信息确定出上面表示式(2-10)中的θ108/107/109。
在这种情况下，根据图8,θ108/107/109可以表示为：
θ108/107/109=2π-A105/107/108-A105/107/106-θ106/107/109    …(2-11)
这里，本表示式(2-11)中的θ106/107/109可以根据余弦定理表示为：
θ106/107/109=COS-1[(L106/107 2_L107/109 2-λ106/109 2)/2L106/107·λ107/109…(2-12)
由于λ106/109就是从液压缸122的伸/缩移动信息得出的挖斗缸长度，因而解出由表示式(2-11)表示的θ108/107/109，此后，用同样的办法根据表示式(2-1)至(2-10)确定出计算目标控制杆位置λ103/105。
其次，叙述上面所说的计算目标悬臂位置设定部分(悬臂控制目标数值设定装置)33。计算目标悬臂位置设定部分33根据目标挖斗端部位置检测部分31检出的操作位置信息通过预定的计算确定出用于悬臂控制的计算目标悬臂位置(悬臂控制目标数值)，并且计算控制目标数值设定装置由目标挖斗端部位置检测部分31和计算目标悬臂位置设定部分33组成。然后，在这里通过下面叙述的这种计算处理确定出计算目标悬臂位置(悬臂缸长度λ102/111(参见图8)。
计算目标悬臂位置λ102/111可以表示为：
λ102/111=(L101/102 2+L101/111 2-2L101/102·L101/111COSθ102/101/111)1/2…(2-13)
这里，本表示式(2-13)中的θ102/101/111可以表示为：
θ102/101/111=Axbm+A102/101/104+θbm    …(2-14)
这个表示式(2-14)中的θbm可以表示为：
θbm=θ104/101/115+tan-1(Y115/X115)    …(2-15)
此外，这个表示式(2-15)中的θ104/101/115可以表示为：
θ104/101/115=COS-1[L101/104 2+L101/115 2-λ104/115 2)/2L101/104·λ101/115]…(2-16)
这里，这个表示式(2-16)中的λ101/115可以表示为：
λ101/115=(X115 2+Y115 2)1/2    …(2-17)
如果作为目标挖斗端部位置检测部分31检出的操作位置信息的目标挖斗端部位置(X115,Y115)代入这个表示式(2-17)的X115,Y115，则计算目标悬臂位置λ102/111可以根据表示式(2-13)至(2-16)确定出来。要指出的是，对于λ104/115，就使用根据表示式(2-5)算出的数值。
此外，上述实际悬臂控制目标数值计算部分34根据悬臂200和控制杆300的实际姿态信息计算出用于悬臂控制的实际目标悬臂位置(实际悬臂控制目标数值。为此目的，实际悬臂控制目标数值计算部分34包括一个实际挖斗端部位置计算部分34A和一个实际目标悬臂位置计算部分(实际悬臂控制目标数值计算部分)34B。
这里，实际挖斗端部位置计算部分34A根据悬臂缸120、控制杆缸121和挖斗缸122的实际位置(缸120至122的伸/缩移动信息)即悬臂200和控制杆300的实际姿态信息通过计算确定挖斗400的实际端部位置(实际挖斗端部位置)。这里，实际挖斗端部位置计算部分34A根据实际悬臂缸位置(λ102/111)和控制杆缸位置(λ103/105)通过下面叙述的这种计算处理确定出实际挖斗端部位置(X115,Y115；参见图8)。
首先，由于X115和Y115可以分别表示为：
X115=λ101/105COSθbt    …(2-18)
Y115=λ101/105Sinθbt    …(2-19)
如果算出表示式(2-18)和(2-19)中的θbt，就能确定出实际挖斗端部位置。这里，由于θbt可以表示为：
θbt=θbm-θ104/101/115    …(2-20)
故必须确定出θbm和θ104/101/115。因此，首先确定θ104/101/115。这个θ104/101/115根据图8可以表示为：
θ104/101/115=COS-1[(L101/104 2+λ101/115 2-λ104/115 2)/2L101/104·λ101/11]…(2-21)
然后，这个表示式(2-21)中的λ101/115可以表示为：
λ101/115=(L101/104 2+λ104/115 2-2L101/104·λ104/115·COSθ101/104/115)1/2…(2-22)
此外，这个表示式(2-22)中的θ101/104/115可以表示为：
θ101/104/115=2π-A101/104/103-A105/104/108-θ108/104/115-θ103/104/105    …(2-23)
要指出的是，上面表示式(2-22)中的λ104/115可以根据上文给出的表示式(2-5)确定，并且上面表示式(2-23)中的θ108/104/115可以根据上文给出的表示式(2-4)确定。此外，上面表示式(2-23)中的未知数θ103/104/105可以算出为：
θ103/104/105=COS-1[(L103/104 2+L104/105 2-λ103/105 2)/2L103/104·L104/105    …(2-24)
这里，由图8可以看出，由于上面给出的λ103/105就是控制杆缸长度(实际控制杆缸位置)，如果根据信号转换器26转换解算器21解出的控制杆300的实际角度信息得到的伸/缩位移信息确定出这个控制杆缸长度，则可根据表示式(2-24)解出θ103/104/105，其结果是，相继解出表示式(2-22)至(2-23)中的未知数并解出表示式(2-21)所表示的θ104/101/115。
同时，根据图8，上面给出的表示式(2-20)中的θbm可以表示为：
θbm=θ102/101/111-A102/101/104-Axbm    …(2-25)
此外，这一表示式(2-25)中的θ102/101/111可以根据余弦定理表示为：
θ102/101/111=COS-1[(L101/102 2+L101/111 2-λ102/111 2)/2L101/102·L101/111]…(2-26)
这里，由于这个表示式(2-26)中的λ102/111就是悬臂缸长度(实际悬臂缸位置)，如果根据信号转换器26转换解算器20解出的悬臂200的实际角度信息得到的伸/缩信息确定出这个悬臂缸长度，则根据表示式(2-26)解出θ102/101/111，其结果是解出表示式(2-25)所表示的θbm。
因此，解出表示式(2-20)中的θbm和θ104/101/115，最终由表示式(2-18)和(2-19)确定出实际挖斗端部位置(X115,Y115)。
此外，实际目标悬臂位置计算部分(实际悬臂控制目标数值计算部分)34B根据实际挖斗端部位置计算部分34A求出的挖斗400的端部位置信息确定上文所述的实际目标悬臂位置。要指出的是，实际目标悬臂位置通过使用实际挖斗端部位置计算部分34A求出的实际目标悬臂位置执行与计算目标悬臂位置设定部分33相同的计算处理[参见表示式(2-13)至(2-17)]。
复合目标悬臂位置计算部分(复合控制目标数值计算装置)35根据实际目标悬臂位置计算部分34B求出的实际目标悬臂位置和计算目标悬臂位置设定部分33求出的计算目标悬臂位置确定出一个复合目标悬臂位置(复合悬臂控制目标数值)。
然后，在本实施例中，悬臂缸120通过一个由控制部分1A和悬臂缸120组成的悬臂控制系统1A’根据复合目标悬臂位置计算部分35求出的复合目标悬臂位置反馈控制，使得悬臂200呈现一个预定的姿态。
特别是，在本实施例中，控制杆控制系统1B’根据目标控制杆位置和充当控制杆姿态检测装置的解算器21检出的控制杆300的伸/缩移动信息(姿态信息)反馈控制液压缸121，并且悬臂控制系统1A’根据复合目标悬臂位置和充当悬臂姿态检测装置的解算器20检出的悬臂200的伸/缩位移信息(姿态信息)反馈控制悬臂缸120，使得悬臂200呈现一个预定的姿态。
但是，由于在反馈控制系统中，如图24所示，被接收作为输入的是速度信息，因此上述位置信息例如挖斗端部位置和控制杆/悬臂位置都要在通过执行微分处理等等转换为速度信息之后才使用。
因此，控制器1能够根据将计算悬臂/挖斗操作手柄6的操作位置信息求出的理想计算目标控制杆位置和计算目标悬臂位置(用于将悬臂200和控制杆300控制到相应姿态的理想目标数值)与根据悬臂200和控制杆300的实际姿态确定的实际目标悬臂位置复合而得到的复合目标悬臂位置并考虑实际姿态控制悬臂缸120，并能简单而方便地控制悬臂200，同时始终自动考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态。
这里，更具体地说，上述复合目标悬臂位置计算部分36通过将预定的权重信息加到实际目标悬臂位置计算部分34B所得出的实际目标位置上以及计算目标悬臂位置设定部分33所得出的悬臂控制目标数值上来确定出一个复合的目标悬臂位置。这里，如图27所示，一个权重系数“W”(第一系数：其中0≤W≤1)加到(乘)计算目标悬臂位置上，而另一个权重系数“1-W”(第二系数)则加到实际目标悬臂位置上，以确定出一个复合目标悬臂位置。
简而言之，上述权重系数设定得具有一个等于或大于0却等于或低于1的数值，并且呈现一个等于1的和值。因此，能够简单地改变计算目标悬臂位置和实际目标位置中应当予以重视的那一个，并且仅设定一个权重系数“W”，就能够定出计算目标悬臂位置和实际目标悬臂位置中应当予以重视的那一个。
要指出的是，上述权重系数在本实施例中设定为例如说像图28示意性说明的那样，它随着液压缸121的长度增加(随着伸长量的增加)也就是说随着控制杆300的接近建工机械机身100而降低，因此，复合目标悬臂位置计算部分36确定一个随着控制杆300离开建工机械机身的距离的增加而越来越重视实际目标悬臂位置的复合目标悬臂位置。
因此，例如说在执行一种随着挖斗400(控制杆300)接近机械机身100而逐渐向下移动悬臂300以便用斜面挖掘方式直线移动挖斗400的挖斗端部112的操作时，执行一种重视通过考虑挖斗400的实际端部位置(悬臂200和控制杆300的实际姿态)得实际目标悬臂位置的悬臂控制，并且肯定能够防止悬臂200因其重量而从计算目标悬臂位置快速下移及挖斗400的端部位置的运动失调这样一种现象。
由于根据本发明第五实施例的用于建工机械的控制装置以上述这样一种方式设计，当使用液压挖掘机以半自动方式执行图13所示目标斜面角为α的这样一种斜面挖掘操作时，就能够实现上述这种半自动控制功能。特别是，各种传感器的检测信号(包括目标斜面角度的设定信息)输入到装在液压挖掘机中的控制器1，并且控制器1根据传感器的检测信号(还包括通过信号转换器26接收的解算器20至22的检测信号)通过电磁比例阀3A、3B和3C控制主控制阀13、14和15，以实现悬臂200、控制杆300和挖斗400显示所要求的伸/缩移动执行上述半自动控制这样的控制。然后，在半自动控制下的挖斗端部112的运动速度和方向根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压压力、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度的信息算出，并且根据该信息算出缸120、121和122的目标速度。
但是，在本实施例的这种情况下，悬臂的目标速度(目标位置)是像上面参照图27所述那样考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态确定的。特别是，目标计算目标控制杆位置和计算目标悬臂位置根据操作手柄6的操作位置信息确定，实际目标悬臂位置通过考虑悬臂200和控制杆300确定，并组成位置信息确定出一个复合的目标悬臂位置。然后，控制器1根据复合的目标悬臂位置反馈控制液压缸120。
如上所述，在根据本实施例的系统中，由于悬臂缸120被控制器1根据将理想的计算目标悬臂/控制杆位置和考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态得出的实际目标悬臂位置复合而求出的复合目标悬臂位置控制，同时自动考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态，就能够简单而方便地控制悬臂的姿态。
因此，由于最低限度地要求控制液压缸120，能够很容易地并且高度精确地执行任何施工操作(尤其是斜面挖掘操作)，同时用一种简单的结构设计控制系1A’和1B，并且能够大大增加斜面的完工精确度。
此外，在本实施例中，由于控制杆控制系统1B’根据计算目标控制杆位置和控制杆的姿态信息(控制杆缸长度)反馈控制控制杆缸121，以及悬臂控制系统1A’根据复合的目标悬臂位置和悬臂的姿态信息(悬臂缸长度)反馈控制液压缸120，使得悬臂200可以呈现一种预定的姿态，因此上述控制能用一种简单的结构实现，而且这也有助于减低本装置的费用。
此外，在这种情况下，由于控制杆300的姿态信息系从控制杆缸121的伸/缩移动信息中检出并且悬臂200的姿态信息系从悬臂缸120的伸/缩移动信息中检出，因此，的确能简单而又方便地检出控制杆300和悬臂200的实际姿态，并且能够通过很简单的结构增加悬臂200和控制杆300的姿态检测精确度。
再者，在上述实际悬臂控制目标数值计算部分34中，由于实际挖斗端部位置计算部分34A根据悬臂200和控制杆300的实际姿态信息计算挖斗端部位置以及实际目标悬臂位置计算部分34B根据实际挖斗端部位置计算部分34A求得的挖斗端部位置确定实际目标悬臂位置，悬臂缸120能够控制得使挖斗端部位置可以精确地呈现一种要求的位置，并且能在斜面挖掘之中以很高度的精确性形成一个斜面，等等。
此外，由于复合目标悬臂位置计算部分35将一个权重系数“W(0≤W≤1)”(参见图27)加到计算目标悬臂位置上并将另一个权重系数“1-W”加到实际目标悬臂位置上来确定一个复合的目标悬臂位置，计算目标悬臂位置和实际目标悬臂位置中应予以重视的那一个能够简单而又方便地改变，而且仅通过设定一个权重系数“W”就能设定计算目标悬臂位置和实际目标悬臂位置中应予以重视的那一个，并且能够以很高速度执行目标数值的复合处理。
此外，由于上述权重系数“W”设定得使它随着控制杆缸121的伸长量的增加而降低(参见图28)，因此执行的是随着液压缸121的伸长量的增加而越来越重视实际目标悬臂位置的控制。因此，例如说随着控制杆缸121的伸长量的增加能够有效地抑制因悬臂200的高权重引起的偏离理想姿态的误差，并且以高度的精确性将悬臂200控制到一个预定的姿态。
此外，在本实施例中，一方面用于悬臂缸120和控制杆缸121的液压管路都是中立开口型的并且圆柱型传动器的伸/缩移动速度根据作用到液压缸上的负载而变化，一方面通过如上所述那样考虑悬臂200和控制杆300的实际姿态很有效地控制缸120，能够大大增加施工操作的精确度。
要指出的是，在本实施例中，作为一对杠杆构件的悬臂200和控制杆300中的悬臂200(液压缸120)根据由实际目标悬臂位置和计算目标悬臂位置确定的复合目标悬臂位置控制的同时，可以反过来由实际目标控制杆位置和计算目标控制杆位置确定出一个复合目标控制杆位置并根据复合目标控制杆位置控制控制杆300(液压缸121)。
(6)第六实施例的叙述
下面，参照图29至30大致叙述根据第六实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用本第六实施例的建工机械的一般结构与上文参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上文参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上文参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
另外，在普通的液压挖掘机中，例如说当使用一个控制器执行自动直线移动挖斗400的端部的操作(倾斜)例如水平平整操作时，通过PID反馈电控制实现向液压缸120、121和122供应工作油和从其中排出工作油的液压管路中的电磁阀(控制阀机构)控制液压缸120、121和122的伸/缩移动操作以达到控制悬臂200、控制杆300和挖斗400的姿态。
在控制液压缸120、121和122的伸/缩操作的液压管路中，液压油压力通常由发动机(原动机)驱动的泵产生。在这种情况下，如果发动机的旋转速度因外加负载等等而变化，则泵的旋转速度会因发动机旋转速度的变化而变化并且泵的输出量(传送能力)也要变化。因此，即使输送给电磁阀的指令数值(电流)一样，液压缸120、121和122的伸/缩速度也会变化。其结果是，挖斗400的姿态控制精确度降低，并且通过挖斗400水平平整的工作面等等的完工精确度下降。
因此，为了对付上述这种发动机旋转速度的变化，一种可能的设想是使用可变输出型(可变输送压力型，可变能力型)的泵并调整泵的倾斜角，以便即使发动机的旋转速度(也就是泵的旋转速度)改变，泵的输送能力也可固定不变。但是，由于这种倾斜角控制可靠性甚低，因而不能保证目标缸伸/缩速度，也不能避免完工精确度的降低。
因此，根据本发明第六实施例的用于建工机械的控制装置解决上述这种问题，并且设计得即使由于发动机(原动机)而出现泵的输出能力变化因子，也能保证圆柱型传动器的操作速度很快克服该变化，达到增加完工精确度。
首先，叙述本实施例的用于建工机械的控制装置的一般结构。正如已经参照图2叙述过的一样，提供用于液压缸120至122的液压管路(液体压力管路)、液压传动器和转动传动器，并且在液压管路中，还放置了通过发动机700(旋转输出型原动机例如柴油机)驱动的可变输出型(可变输送压力型，可变能力型)泵51和52、悬臂主控制阀(控制阀、控制阀机构)13、控制杆主控制阀(控制阀、控制阀机构)14、挖斗主控制阀(控制阀、控制阀机构)15等等。可变输出型泵51和52能够通过下文要叙述的发动机泵控制器27单独调整其倾斜角来改变向液压管路的工作油输出。要指出的是，图2中连接不同元件的线路为实线的情形表示线路是电气线路，而在连接不同元件的线路为虚线的情形则表示线路为液压管路。
发动机泵控制器27接收来自发动机旋转速度传感器23的发动机旋转速度信息并控制发动机700和可变输出型(可变输送压力型、可变能力型)泵51与52的倾斜角，并能与控制器1互通坐标信息。
在本实施例的控制装置中，图29示出的控制器1的控制部分1A至1C起到根据解算器20至22检出的检测结果(实际是经信号变换器26变换后的结果)向电磁比例阀3A至3C供应控制信号(电磁阀指令数值)分别控制缸120至122使得悬臂200、控制杆300和挖斗400具有预定姿态的控制装置的作用。此外，在本实施例中，用于驱动泵51和52的原动机为旋转输出型发动机(柴油发动机)700，并且发动机旋转速度传感器23起着用于检测发动机700的旋转速度作为泵51和52的输送能力变化因子的变化因子检测装置的作用。
然后，如图29所示，校正电路(校正装置)60A、60B和60C分别设置在紧随控制部分1A、1B和1C之后的一级中。如发动机旋转速度传感器23检出泵51和52的输送能力变化因子，校正电路(校正装置)60A至60C则根据输送能力变化因子校正控制部分1A至1C输出的电磁阀指令数值。更具体地说，校正电路60A至60C根据发动机旋转速度传感器23的检测结果校正来自控制部分1A至1C的电磁阀指令数值并将通过校正得到的修改过的电磁阀指令数值输出到电磁比例阀3A至3C。校正电路60A至60C的详细结构示于图30。
如图30所示，每个校正电路60A至60C包括一个减法器60a、一个发动机旋转补偿表60b和一个乘法器60c。
减法器(偏差计算装置)60a计算发动机旋转速度设定数值(参考旋转速度信息)和发动机旋转速度传感器23检出的发动机700的实际发动机旋转速度(实际旋转速度信息)之间的偏差：[发动机旋转速度设定数值]-[实际发动机旋转速度]。
这里，发动机旋转速度设定数值通过司机操作一个油门盘(未示出)来设定，对应于油门盘的位置的信息被作为发动机旋转速度设定数值设在组成控制器1的存储器(例如RAM)或寄存器的预定区域。简而言之，在本实施例中，未示出的油门盘和存储器或寄存器上的预定区域起到一个用于设定发动机700的参考旋转速度信息的参考旋转速度设定装置的作用。
同时，发动机旋转速度补偿表60b和乘法器60c起到计算用来根据减法器60a所得出的偏差校正电磁阀指令数值(控制信号)的校正信息的校正信息计算装置的作用。
设置发动机旋转速度补偿表60b输出一个相应于减法器60a的偏差的校正系数(校正信息)校正电磁阀指令数值，并事先存储在组成控制器1的存储器(例如ROM或RAM)中，以便通过使用表查找技术读出相应于减法器60a的偏差的校正系数。
乘法器60c将来自每个控制部分1A至1C的电磁阀指令数值与从发动机旋转速度补偿表60b读出的校正系数相乘，并将乘积作为修改过的电磁阀指令数值输出到每个电磁比例阀3A至3C。
在发动机旋转速度补偿表60b中，设置与减法器60a算出的发动机旋转速度偏差成线性关系的校正系数，例如说像图30所说明的那样。
特别是，在发动机旋转速度设定数值和实际发动机旋转速度相等的情形(偏差等于0的情形)，1被设定为校正系数，并且从乘法器60c输出的是来自控制部分1A至1C的电磁阀指令数值，就像它们没有变化一样，但是在实际发动机旋转速度下掉的情形(在偏差变为正数值时)，由于泵51和52的输出降低，校正系数被设定得高于1以使输给电磁比例阀3A至3C的指令数值(电流)增加一个下降量，并且来自控制部分1A至1C的电磁阀指令数值在它们借助校正系数变大一个数值之后才从乘法器60输出。
反之，当实际发动机旋转速度增加时(当偏差变为负数值时)由于泵51和52的输出增加，校正系数被设定得小于1，使输送到电磁比例阀3A至3C的指令数值(电流)下降一个增加量，并且来自控制部分1A至1C的电磁阀指令数值在它们借助校正系数变小一个数值之后才从乘法器60C输出。
要指出的是，发动机旋转速度补偿表60b的校正系数可以线性设定在整个发动机旋转速度偏差范围内或者可以提供一个上限数值和一个下限数值。
由于根据本发明第六实施例的用于建工机械的的控制装置以上述这种方法设计，如果通过发动机旋转速度传感器23检测出由发动机700引起的泵51和52的输送能力变化因子(发动机700的旋转速度变化)，则从控制部分1A至1C输送到电磁比例阀3A至3C指令数值根据偏差校正，因此，即使出现泵51和52的输送能力变化因子，也会根据变化执行控制电磁比例阀3A至3C因而控制主控制阀13至15，并且能够快速响应变化保证缸120至122的操作速度。
更具体地说，如果发动机的旋转速度下掉，则来自控制部分1A至1C的指令数值被校正电路60A至60C乘以一个相应于旋转速度偏差的大于1的校正系数，把它们修改得变成高于初始数值，并将经过修改的电磁阀指令数值供应给电磁比例阀3A至3C。因此，对电磁比例阀3A至3C(主控制阀13至15)所执行的控制与发动机旋转速度下掉造成的泵51和52的输出下降量相适应，并且保证了缸120至122的操作速度。
反之，如果发动机700的旋转速度增加，则来自控制部分1A至1C的电磁阀指令数值被校正电路60A至60C根据旋转速度偏差乘以一个小于1的校正系数，把它们修改得变成低于初始数值，并将修改过的电磁阀指令数值供应到电磁比例阀3A至3C。因此，对电磁比例阀3A至3C(主控制阀13至15)所执行的控制与发动机700的旋转速度增加所造成的泵51和52的输出增加量相适应，并且保证了缸120至122的操作速度。
通过发动机旋转速度传感器23防止控制精确度降低的过程如下。特别是，就校正目标挖斗端部速度来说，目标挖斗端部速度由操作手柄6和8的位置以及发动机旋转速度确定。此外，由于液压泵51和52直接耦连到发动机700，当发动机旋转速度低时，泵输出和缸速度也都降低。因此，检测发动机旋转速度并且算出目标挖斗端部速度使它与泵输出的变化相适应。在本实施例中，刚刚叙述的这种操作与上面叙述的通过校正电路60A至60C的操作同时进行。
在根据本实施例的控制系统中，在通过控制器1以这一方法执行各种控制时，如果发动机700旋转速度传感器23检测到发动机700的旋转速度变化，则根据旋转速度变化量(实际发动机旋转速度和发动机旋转速度设定数值之间的偏差)校正输送给电磁比例阀3A至3C的控制信号(指令数值)，即使出现泵51和52的输送能力变化因子例如发动机700的旋转速度的变化，也会执行相应于该变化的液压管路控制(对电磁比例阀3A至3C以及主控制阀13至15的控制)。因此，缸120至122被控制得快速克服变化，并保证了它们的操作速度，并且大大增加挖斗400所进行的水平平整面的完工精确度。
此外，在本实施例中，通过借助发动机泵控制器27根据发动机旋转速度传感器23的检测结果调整泵51和52的倾斜角，执行控制泵51和52的输送能力的倾斜角控制使它们即使在发动机700的旋转速度变化时也固定不变，同时通过利用倾斜角控制和通过校正电路60A至60C对电磁阀指令数值的校正操作两种办法，能够获得一种更快克服泵51和52的输送能力变化因子的措施，这有利于增加完工精确度。
(7)第七实施例的叙述
下面，参照图31至33大致叙述根据第七实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用第七实施例的建工机械的一般结构与上文参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上文参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上文参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
一般，液压挖掘机都设计成悬臂200(液压缸120)、控制杆300(液压缸121)和挖斗400(液压缸122)各自使用电磁阀等等进行PID电反馈控制，并且能够在精确保持所要求的目标操作(姿态)的同时适当地校正对工作构件的位置和姿态的控制。
要指出的是，这里假定，至少是对用于悬臂200(液压缸120)和控制杆300(液压缸121)的液压管路，使用一种所谓的中立开口型管路，其中液压缸120和121的伸/缩移动速度分别随着加到液压缸120和121上的负载变化。
另外，在上述液压挖掘机中，由于使用中立开口型管路作上述液压管路，例如说，在挖掘负载很重情形，随着负载的增加，悬臂200(液压缸120)和控制杆300(液压缸121)的液压压力上升，并且液压缸120和121的伸/缩移动速度下降，悬臂200和控制杆300的操作(也就是说挖斗端部的操作)有时会最终停止。
这种情况下，在PID反馈控制系统中，由于挖斗端部的速度信息(P)减少到零并且位置信息(D)固定到一个等于控制杆刚停止时的数值，信息(比例运算因子)对用于液压缸120和121的伸/缩移动速度的目标速度没有影响，可是由于I(积分因子)包含在控制系统中，液压缸120和121的目标速度最终还是继续增加。
因此，如果例如说挖掘中遭到挖斗端部打击的石块在这种情况下破碎，并且负载突然从悬臂200和控制杆300撤掉，则液压缸121和122将开始以比它们的目标速度高得多的速度运动。其结果是，显著降低挖掘操作的完工精确度。
因此，根据本发明第七实施例的用于建工机械的控制装置被设计成缸121和122的伸/缩移动速度随着加到液压缸121和122上的负载的增加而减少，即使突然撤掉作用在液压缸121和122上的负载，也能平稳地控制液压缸121和122的伸/缩移动。
首先叙述本装置的一般结构。本装置的控制器1包括用于缸120、121和122的控制部分1A、1B和1C并且每个控制部分都形成一个控制反馈回路(参见图3和4)。
图4示出的闭环控制的补偿结构在每个控制部分1A、1B和1C中具有一个如图5所示的关于位移和速度的反馈回路和前馈回路的多自由度结构，并且包括具有一个可变控制增益(控制参数)的反馈回路式补偿装置72和具有一个可变控制增益(控制参数)的前馈式补偿装置73。
特别是，如果通过目标缸速度设定部分(控制目标数值设定装置)80根据操作手柄(杠杆机构操作构件)6和8的操作位置信息给出目标速度(控制目标数值)，则就反馈回路处理来说，根据一条其中目标速度和速度反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kvp(指标号62)的路由，另一条其中目标速度被积分一次(指图5中的积分元件61)并且目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由，以及另外又一条其中目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由执行反馈回路处理，同时就前馈回路处理来说，通过一条其中目标速度乘以一个预定增益Kf(指标号65)执行前馈回路处理。
简而言之，在本实施例的控制部分1A、1B和1C中，液压缸120、121和122分别通过各自至少具有一个比例运算因子和一个积分运算因子的反馈控制系统控制，使得悬臂200和控制杆300可以呈现预定的姿态(特别是在本实施例中，使得挖斗400可以预定的运动速度运动)。
要指出的是，上述增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf各自可以通过增益一览表(控制参数一览表)70改变，并且通过以这种方式改变和校正增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值将悬臂200、挖斗400等等控制到目标操作状态。
此外，虽然如图5所示设置了一非线性去除表71来去除电磁比例阀3A至3C、主控制阀13至15等等的非线性特性，但还是要通过计算机使用表查找技术以高速度执行使用非线性去除表71的处理过程。
下面，叙述本实施例的基本部件的结构，如图31所示，控制部分1A、1B和1C中的控制部分1B包括一个缸负载检测部分(传动器负载检测装置)181，开关182和183，一个低通滤滤器184，一个微分处理部分185，一个开关控制部分186和一个目标缸速度校正部分187，并且在增益一览表70中设置一个I增益校正部分70a。
这里，缸负载检测部分181检测液压缸121的负载状况，并且开关182和183实现一条路由188(缸负载检测部分181检出的液压缸121的负载信息沿着它原样输出到目标缸速度校正部分187)和另一条路由189(负载信息被低通滤波器184进行积分处理之后沿着它输出到目标缸速度校正部分187)之间的转换，并且通过一个开关控制部分186同时转换。
目标缸速度校正部分(第一或第四校正装置)187在缸负载检测部分181检出的缸负载高于一个预定数值时，则根据缸负载状态减少目标缸速度设定部分80设定的目标速度以降低液压缸121引起的挖斗400的运动速度，并设计得使它将通过路由188或189输入的负载信息乘以一个具有例如说图32所示的特性的目标挖斗速度系数，以随着缸负载的增加而增加目标速度的减低量，达到降低挖斗400的运动速度。
因此，即使缸121的负载被突然撤掉，控制部分1B也能够平衡控制，不致突然改变缸121的伸/缩移动(挖斗400的运动速度)。
另外，在本实施例中，上述的低通滤波器(积分装置)具有如图31所示的积分特性，并在输入缸负载检测部分181检出的液压缸121的负载信息时，提供对负载信息的积分以缓和负载信息对时间轴的变化，使得在开关182和183转换到本低通滤波器184(路由189)一侧时，输入到目标缸速度校正部分187的负载信息的变化可以缓和下来。要指出的是，除低通滤波器以外的积分电路也可以用作这一积分装置。
此外，微分处理部分185对缸负载检测部分181检出的负载信息执行微分处理以检出负载信息对时间的变化率。开关控制部分186根据微分处理部分185求出的负载信息变化率转换开关182和183。这里，开关控制部分186在负载信息变化率为正时将开关182和183转换到路由188一侧，而在负载信息的变化率为负时将开关182和183转换到路由189一侧。
简而言之，在本控制部分1B中，在负载信息的变化率为负(当作用在液压缸121上的负载降低时)并且缸负载检测部分181检出的缸负载从一种高于一个预定数值的状态变到另一种低于一个预定数值的状态的过渡状态时，开关182和183转换到低通滤波器184一侧使得液压缸121产生的挖斗400的运动速度根据通过低通滤波器184得出的负载信息增加。
因此，由于控制部分1B在作用到缸121上的负载下降时，根据其变化已被低通滤波器184缓和了的负载信息增加挖斗的运动速度，即使突然撤掉作用到挖斗400上的负载，挖斗400也能缓慢而平稳地运动。
要指出的是，在本实施例中，这一功能(第三和第六校正装置)是通过低通滤波器184和目标缸速度校正部分187来实现的。
同时，设置在增益一览表70中的I增益校正部分(第二和第五校正装置)在缸负载检测部分181检出的缸负载信息高于一个预定数值时，通过一个I增益即积分运算因子Kpi根据负载状态调整反馈控制。这里，I增益校正部分70a将I增益Kpi乘以一个具有例如说图33所示特性的I增益系数，以随着缸负载的增加而增加依据I增益的反馈控制调整量，使得I增益Kpi可以接近于零。
简而言之，即使加在缸121上的负载变得极高并且超过预定数值时，本I增益校正部分70a也能防止缸121的伸/缩移动速度依据积分运算因子而继续增加。要指出的是，在这种情况下，由于对其他增益Kf、Kpp和Kvp(比例运算元件)没有进行这种调整，这就通过增益Kf、Kpp和Kvp保证了(维持了)挖斗400挖掘时的最小必要挖掘力(液压缸121的伸/缩移动速度)。
要指出的是，在本实施例中，虽然仅是控制部分1B具有图31示出的结构，但控制部分1A即悬臂控制系统也可以用同样的方法设计成如图31所示的结构。
由于根据本发明第七实施例的用于建工机械的控制装置用上述这种方法设计，因而在半自动控制时，如果控制部分1B中的缸负载检测部分181检出的缸负载高于预定的数值，则在随着缸负载的增加而增加目标速度的降低量，以降低挖斗400的运动速度的同时，增加通过I增益Kpi的反馈控制的调整量以使I增益Kpi接近于零。
因此，即使在挖掘中遭到端部112击打的石块破碎等等并且加在液压缸121上的负载突然撤掉，挖斗400也会被平稳控制，不致突然改变其运动速度。同时，在作用到液压缸121的负载降低时，由于挖斗400的运动速度根据被低通滤波器184缓和了变化的负载信息增加，即使作用在挖斗400上的负载像上述那样突然撤掉，挖斗也会缓慢而又平稳地工作。
因此，在根据本实施例的系统中，由于控制部分1B控制控制杆缸121，使得在控制杆缸121的负载高于预定数值时，降低目标速度来降低控制杆缸121的伸/缩移动速度，因此，即使突然撤掉缸121的负载，挖斗400也能控制得很平稳，不致允许缸121的伸/缩移动速度突然变化。因此，大大增加了在所要求的施工操作例如形成一个斜面的完工精确度。
此外，在这种情况下，由于控制部分1B根据控制杆300的目标速度和姿态信息反馈控制缸121，使得挖斗400可以预定的运动速度运动，因此能够更精确地控制挖斗400的运动速度，并且进一步增加在所要求的施工操作中的完工精确度。
这里，在本实施例中，由于从缸121的伸缩移动信息中检出上述控制杆300的姿态信息，因此能够以很简单的结构简单而又方便地取得这个信息，这对简化控制器1非常有利。
此外，在加到缸121上的负载高于预定数值的情形，由于通过I增益Kpi的对缸121的反馈控制根据负载状态进行调整，的确能够防止缸121的伸/缩移动速度(挖斗400的挖掘力)依据积分运算因子继续增加，同时保证了(维持了)液压缸121的最低必要伸/缩移动速度。因此，能够以高度精确性和有效性执行所要求的施工操作。
此外，在本实施例中，由于随着缸121的负载的增加而增加目标速度的降低量(参见图32)来降低挖斗400的运动速度，因此挖斗400的运动速度能够借助简单而又容易的装置很平滑地降低(变化)，这对简化控制器1和增强性能非常有利。
此外，在本实施例中，由于通过I增益Kpi的反馈控制调整量如参照图33所叙述的那样随着缸121的负载的增加而增加，就能够防止因I增益Kpi引起的缸121的伸/缩移动速度(挖斗400的运动速度)的增加，达到借助简单而又容易的装置克服缸121的负载突然变化。
再者，由于在缸120的负载进入到低于预定数值的过渡状态下，挖斗400的运动速度是根据被低通滤波器184缓和了变化的负载信息增加的，即使缸121的负载突然撤掉，挖斗400的运动速度也能够缓慢增加。因此，即使突然撤掉负载，也能平滑地控制挖斗400，从而进一步显著增加在所要求的施工操作中的完工精确度。
要指出的是，虽然上述的控制部分1B在用于缸121的液压管路为中立开口型时特别有效，但是，甚至在应用于其他型式的液压管路的情形，与上述那些相同的作用和效果也是可以预见的。
此外，在本实施例中，虽然在控制部分1B中设置了I增益校正部分70a、低通滤波器184以及目标缸速度校正部分187，但是，也可以采取一种克服缸121的负载突然变化的对策措施，即只要至少设置目标缸速度校正部分187即可。
(8)第八实施例的叙述
下面，参照图34至36大致叙述根据第八实施例的用于建工机械的控制装置。要指出的是，应用本第八实施例的建工机械的一般结构与上文参照图1等结合上述第一实施例叙述的内容相同，并且建工机械的控制系统的一般结构与上文参照图2至4结合上述第一实施例叙述的内容相同。此外，表示建工机械的半自动方式的形式与上文参照图9至14结合上述第一实施例叙述的内容相同。因此，略去相应于它们的部分的叙述，并在下面给出与第一实施例不同之处的大致叙述。
另外，在普通的液压挖掘机中，有时需要挖斗400对水平方向(垂直方向)的角度(挖斗角度)即使在悬臂200和控制杆300运动例如所挖掘的沙和泥土等寄存在挖斗400内运输的情形总是保持固定不变这样的控制。
在这种情况下，依靠用于挖斗400(液压缸122)的PID反馈控制系统，如果在悬臂200和控制杆300操作期间实际挖斗角度和目标挖斗角度之间的偏差变大，则增加输给液压缸122的指令数值(控制目标数值)以通过P(比例因子)的I(积分因子)、I(积分因子)和D(微分因子)的作用来降低偏差。
但是，当用于悬臂200、控制杆300和挖斗400的操作手柄(操作构件)6和8移到其空档位置(不工作位置)以停止挖斗400时，在上述控制系统中，由于给液压缸122的指令数值因I(积分因子)在停止时刻前的累积量而不减小到零，即使操作手柄6和8移到了不工作位置，挖掘斗400也不立即停下来并出现过冲，其结果是降低控制精确度。
根据本发明第八实施例的用于建工机械的控制装置被设计得解决刚刚叙述的这种问题，并防止操作手柄6和8位于其不工作位置时产生挖斗(工作构件)过冲，从而达到增加工作构件的控制精确度。
下面叙述本实施例。首先在本实施例中，用于检测悬臂液压缸120的伸/缩移动信息的悬臂液压缸伸/缩移动检测装置由信号转换器26和充当悬臂姿态检测装置的解算器20组成，用于检测控制杆液压缸121的伸/缩移动信息的控制杆液压缸伸/缩移动检测装置由信号转换器26和充当控制杆姿态检测装置的解算器21组成，并且挖斗液压缸伸/缩移动检测装置由信号转换器26和充当挖斗姿态检测装置的解算器22组成(参见图1)。
控制器1的悬臂控制部分1A、1B和1C基本上具有一个关于移动量和速度的多自由度反馈回路和前馈回路的结构，并包括具有一个可变控制增益(控制参数)的反馈回路式补偿装置72，具有一个可变控制增益(控制参数)的前馈式补偿装置，以及用于根据操作手柄6和8的操作位置信息确定出缸120、121和122的目标速度(控制目标数值)的目标缸速度设定装置80(参见图5)。
特别是，如果通过目标缸速度设定部分(控制目标数值设定装置)80根据操作手柄(杠杆机构操作构件)6和8的操作位置给出目标速度(控制目标数值)，则就反馈回路处理来说，根据一条其中目标速度和速度反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kvp(指标号62)的路由(微分运算因子D)，另一条其中目标速度被积分一次(指图5的积分元件61)并且目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpp(指标号63)的路由(比例运算因子P)以及另外又一条其中目标速度积分信息和位移量反馈信息之间的偏差乘以一个预定增益Kpi(指标号64)并再积分(指标号66)的路由(积分运算因子I)执行反馈回路处理，同时就前馈回路处理来说，执行通过一条其中目标速度乘以一个预定增益Kf(指标号65)的处理。
简而言之，在本实施例的控制部分1A、1B和1C中，液压缸120、121和122分别通过各自具有比例运算因子P、积分运算因子I以及微分运算因子D的PID反馈控制系统根据已给目标速度和解算器20至22检出的悬臂200、控制杆300和挖斗400的位置信息(这里是通过相应的解算器20、21和22检出的缸120、121和122的伸/缩移动信息)控制使悬臂200和控制杆300得以呈现预定的姿态。
要指出的是，上述增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值各自可以通过增益一览表(控制参数一览表)70改变，并且通过用这种方法改变和校正增益Kvp、Kpp、Kpi和Kf的数值将悬臂200、挖斗400等等控制到目标操作状态。
此外，虽然为了去除电磁比例阀3A至3C、主控制阀13至15等等的非线性特性设置了一个非线性去除表71，但使用非性性去除表的处理过程还是要通过计算机利用表查找技术以高速度执行。
但是，在本实施例中，特别是为了防止在挖斗角度控制方式下挖斗400的过冲、控制部分1C即挖斗控制系统设计成如图34和35所示，目标缸速度设定部分80形成为目标挖斗缸长度计算装置80’，并且控制部分1C包括控制偏差检测装置281，一个“与”门(逻辑“与”电路)282和一个开关283。要指出的是，图34和35中与图5一样的那些标号与上文参照图5所述的相同。
这里，目标挖斗缸长度计算装置80’根据实际悬臂角度θbm’(参见图36)和实际控制杆角度θst’(参见图36)用预定的算法确定出挖斗缸122的目标长度(控制目标数值)，并且在本控制部分1C中，根据用微分方法对计算装置80’获得的控制目标数值求微分得出的数值(速度信息)执行PID反馈控制。
特别是，在本目标挖斗缸长度计算装置80’中，目标挖斗缸长度使用下面给出的表示式(3-1)至(3-7)算出。要指出的是，在下面的叙述中，Li/j表示一个固定的长度，Ri/j表示一个可变长度，Ai/j/k表示一个固定的角度，以及θi/j/k表示一个可变角度，L的下标i/j表示节点i和j之间的长度，A和θ的下标i/j/k表示按顺序i→j→k连接节点i、j和k。因此，例如说L101/102表示节点101和节点102之间的距离，θ103/104/105表示按节点103→节点104→节点105的顺序连接节点103至105时所定义的角度。
此外，这里假设节点101为XY坐标系的原点，如图36所示，并且由连接原点和节点104的直线和X轴所定义的角度(悬臂角)用θbm′表示，由连接原点和节点104的直线与连接节点104和107的另一条直线所定义的角度(控制杆角)用θst′表示，由连接节点104和107的直线与挖斗400所定义的角度用θbk′表示。但是，图36所示角度在采取逆时钟方向时表示为正的角度，因此，θst′和θbk′二者取负的数值。
首先，目标挖斗缸长度(R106/109)根据余弦定理表示成下面的式子：
R106/109=[L106/107 2+L107/109 2-2L106/107L107/109COS(2π-A104/107/106-A104/107/108-θ109/107/108)]1/2…(3-1)
这里，本表示式(3-1)中的θ109/107/108表示为
θ109/107/108=θ109/107/110+θ108/107/110    …(3-2)
此外，根据余弦定理，本表示式(3-2)中的θ109/107/110和θ108/107/110可以表示为：
θ109/107/110=COS-1[(L107/109 2+R107/110 2-L109/110 2)/2L107/109·R107/110]…(3-3)
θ108/107/110=COS-1[(L107/108 2+R107/110 2-L108/110 2)/2L107/108·R107/110]…(3-4)
这里，由于表示式(3-3)和(3-4)中的L107/108、L107/109、L108/110和L109/110都是已知的固定数值，因此目标挖斗缸长度R106/109可以通过确定出R107/110，将表示式(3-3)和(3-4)代入表示式(3-2)，再将表示式(3-2)代入表示(3-1)确定出来。R107/110可以根据余弦定理表示为：
R107/110=(L107/108 2+L108/110 2-2L107/108L108/110COSθ107/108/110)1/2    …(3-5)
此外，本表示式(3-5)中的θ107/108/110可以表示为：
θ107/108/110=π-A104/108/107-A110/108/115-θ bk′    …(3-6)
然后，本表示式(3-6)中的θ bk′可以用下式表示为挖斗角Φ(控制目标角)、实际悬臂角θbm′和控制杆角θst′的函数。
θbk′=Φ-π-θbm′-θst′    …(3-7)
因此，如果通过解算器20和21求出实际悬臂角θ bm′和控制杆角θst′，则上面的R107/110可以通过将上面给出的表示式(3-7)代入表示式(3-6)，然后将表示式(3-6)代入表示式(3-5)确定出来，并且上面的R107/110能够通过将上面给出的表示式(3-6)代入表示式(3-5)确定出来，并且最后可以根据表示式(3-1)至(3-4)确定出目标挖斗缸长度R106/109。
要指出的是，虽然如上所述，目标挖斗缸长度R106/109是根据实际悬臂角θbm′和控制杆角θst′确定的，但目标挖斗缸长度R106/109也可以例如说根据悬臂缸120的长度和控制杆缸121的长度确定。
然后，参照图34和35，控制偏差检测装置281检测反馈控制系统的控制偏差是否高于一个预定数值，并且“与”门282对控制偏差检测装置281的输出和所有操作手柄6和8都处于其空档状态(不工作状态)时的一个信号求逻辑乘积，以便在所有的操作手柄6和8都处于其空档状态并且上述控制偏差高于预定数值(这被确定为第一状态)时输出一个H脉冲。
然后，在上述“与”门282输出一个H脉冲时，开关283呈现ON态，并且在开关283处于ON态时，上文所述的增益Kpi反馈控制路由被加入上文所述的增益Kvp反馈控制路由和增益Kpp反馈路由。
简而言之，本控制部分1C包括一个第一控系统(第一控制装置)，用于在满足上述第一状态时通过增益Kpp、增益Kvp和增益Kpi的路由(比例运算因子P、微分运算因子D和积分运算因子I)执行PID反馈控制；以及一个第二控制系统(第二控制装置)，用于在不满足上述第一状态时，执行PD反馈控制同时禁止通过Kpi(积分运算因子I)路由的反馈控制。
由于根据本发明第八实施例的用于建工机械的控制装置以上述这种方法设计，在半自动控制时，首先根据目标斜面设定角度、控制控制杆缸121和悬臂缸120的导流液压压力、车辆倾斜角度以及发动机旋转速度的信息确定出挖斗端部112的运动速度和方向，并根据该信息计算出缸120、121和122的目标速度。要指出的是，这种情况下的发动机旋转速度信息对于确定缸速度的上限是必要的。
这种情况下，在本实施例中，当所有操作手柄6和8都处于其空档位置并且上述控制偏差高于预定数值的第一状态被满足时，控制部分1C中的开关83被推到ON态并执行PID反馈控制(通过上述第一控制系统的反馈控制)，但是当第一状态不满足时，控制开关83呈OFF态，并且通过积分运算因子的反馈控制被禁止，同时执行PD反馈控制(通过上述第二控制系统的反馈控制)。
因此，由于在操作手柄6和8处于其操作位置时(简言之，在挖斗角度Φ变化时)，通过积分运算因子的反馈控被禁止，因此，例如说当挖斗缸122偏离其目标速度的控制偏差变大时，这种目标速度的大变化(为降低控制偏差通过积运算因子使挖斗缸122的目标速度变大)能够被抑制。
因此，当操作手柄6和8从其操作位置(挖斗角度Φ被保持在所要求的角度时)移到其空档位置时，在存在控制偏差的情形(当控制偏差大于预定值时)，开关283转换到ON，使通过积分运算因子I的反馈控制加入PD反馈控制以实现上面所述的PID反馈控制。因此，依据PD反馈控制没有成功地完全降低到零的控制偏差可以迅速降低到接近零，以将挖斗缸122伸/缩移动(简单地说是挖斗400的姿态)快速控制到所要求的目标数值(挖斗角度)并使挖斗缸122停止。
如上所述，在根据本实施例的系统中，当操作手柄6和8处于其空档位置(当挖斗400停止时)并且控制偏差高于预定数值时，控制部分IC使通过积分运算因子I的反馈控制加入PD反馈控制以实现PID反馈控制，仅通过PD反馈控制没有成功地完全降低到零的控制偏差能够很快速地降低接近于零，将挖斗400迅速而又精确地控制到一个要求的姿态，的确以很高程度的精确性控制挖斗400，同时防止了挖斗400的过冲等等缺点。
此外，在本实施例中，由于挖斗400的姿态信息是通过解算器22和信号转换器26以缸122的伸/缩移动信息的形式检出来的，因此能够借助简单而又方便的结构检出挖斗400的准确姿态信息。
要指出的是，在上述实施例中，虽然图34和35所示的结构被应用到挖斗控制系统，但可以预料，在应用悬臂控制系统(控制部分1A)或控制杆控制系统(控制部分1B)的情形，也会有和上面所述同样的作用和效果。
(9)其他
本发明的用于建工机械的控制装置并不局限于上述各个实施例，能够以各种形式变化而不致脱离本发明的精神。
例如，虽然在上述实施例中，本发明是以应用于液压挖掘机的形式叙述的，但本发明并不局限于这一点，它同样可以应用于任何建工机械例如牵引机、装卸机和推土机，只要它具有通过圆柱型传动器驱动的铰接式杠杆机构即可。
此外，虽然在上述实施例中，通过圆柱型传动器操作的液体压力管路是以液压管路的形式叙述的，但本发明并不局限于这一点，使用除工作油以外的液体的压力或气动压力的液体压力管路都可以使用。而且在这种情况下，能够获得和上述实施例同样的作用和效果。
再者，虽然在上述实施例中，置放在液管路中的泵51和52是以可变输出型的形式叙述的，但置放在液压管路中的泵也可以是固定输出型的(固定能力型)，而且在这种情况下，能够获得和上述实施例同样的作用和效果。
在本发明被应用到建工机械例如具有半自动控制方式的液压挖掘机的情形，能够达到进一步增强功能。此外，本发明有利于增强上述型式的建工机械的工作性能和可操作性。本发明的实用性可以说是很高的。

Claims (73)

1．一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件(200,300)支持在建工机械机身(100)一侧作摆动运动，工作构件(400)支持在所述杆状构件(200,300)的一个端头部分作摆动运动，并且所述杆状构件(200,300)和所述工作构件(400)的摆动运动通过圆型传动器(120至122)的伸/缩操作单独进行，其特征在于它包括：
用于操纵所述杆状构件(200,300)和所述工作构件(400)的操作构件(6,8)；
目标运动速度设定装置(100a)，用于设定所述工作构件(400)的目标运动速度，使得开始通过所述操作构件(6,8)操作时的目标运动速度特性呈现即使目标运动速度特性被时间微分也还是同一型式的特性；以及
控制装置1，用于接收所述目标运动速度设定装置(100a)设定的目标运动速度的信息作为输入并控制所述传动器(120至122)使得所述工作构件(400)可以呈现目标运动速度。
2．根据权利要求1的用于建工机械的控制装置，其特征在于开始操作时的目标运动速度特性被设定为余弦波特性。
3．根据权利要求1的用于建工机械的控制装置，其特征在于通过所述目标运动速度设定装置(100a)设定目标运动速度，使得在所述工作构件(400)结束操作时的目标运动速度特性呈现即使目标运动速度特性被时间微分也还是同一型式的特性。
4．根据权利要求3的用于建工机械的控制装置，其特征在于操作结束时的目标运动速度特性被设定为余弦波特性。
5．根据权利要求1的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述目标运动速度设定装置(100a)包括：
一个目标运动速度输出部分(102)，用于输出相应于所述操作构件(6,8)的位置的第一目标运动速度数据；
一个存储部分(103)，其中存储着第二目标运动速度数据，利用该数据，开始操作和结束操作时的目标运动速度特性呈现即使目标运动速度特性被时间微分也还是同一型的特性。以及
一个比较部分(104)，用于将所述存储部分(103)的数据和所述目标运动速度输出部分(102)的数据相比较并输出较低的一个数据作为目标运动速度信息。
6．一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件(200,300)支持在建工机械机身(100)一侧作摆动运动，工作构件(400)支持在所述杆状构件(200,300)的一个端头部分作摆动运动，并且所述杆状构件(200,300)和所述工作构件(400)的摆动运动通过圆柱型传动器(120至122)的伸/缩操作单独进行，其特征在于它包括：
目标数值设定装置(80)，用于根据所述操作构件(8)的位置设定所述杆状构件(300)与工作构件(400)的目标操作信息；
检测装置(93)，至少具有用于检测所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)的操作信息的操作信息检测装置(91)以及用于检测所述建工机械的操作状态的操作状态检测装置(90)；以及
可变控制参数型的控制装置(1)，用于接收所述操作信息检测装置(91)的检测结果和所述目标数值设定装置(80)设定的目标操作信息作为输入并控制所述传动器(120至122)使得所述杆状态构件(300)与所述工作构件(400)可以呈现目标操作状态；以及
一个控制参数一览表(70)，能够根据设置在所述控制装置(1)中的所述操作状态检测装置(90)检出的所述建工机械的操作状态改变控制参数。
7．根据权利要求6的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制装置(1)包括具有一个可变控制参数的反馈式补偿装置(72)和具有一个可变控制参数的前馈式补偿装置(73)。
8．根据权利要求6的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制参数一览表(70)设计得允许控制参数根据所述传动器(120,121)的位置变化。
9．根据权利要求6的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述数一览表(70)设计得允许控制参数根据所述传动器(120,121)的负载变化。
10．根据权利要求6的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制参数一览表(70)设计得允许控制参数根据与所述传动器(120,121)有关系的温度变化。
11．根据权利要求10的用于建工机械的控制装置，其特征在于与所述传动器(120,121)有关系的温度是所述传动器(120,121)的工作油的温度或控制油的温度。
12．一种用于建工机械的控制装置，其中杆状构件(200,300)支持在建工机械机身(100)一侧作摆动运动，工作构件(400)支持在所述杆状构件(200,300)的一个端头部分作摆动运动，并且所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)的摆动运动通过圆柱型传动器(120至122)的伸/缩操作单独进行，其特征在于：
目标数值设定装置(80)，用于根据操作构件(8)的位置设定所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)的目标操作信息；
操作信息检测装置(91)，用于检测所述杆状态构件(300)与所述工作构件(400)的操作信息；
控制装置(1)，用于接收所述操作信息检测装置(91)的检测结果和所述目标数值设定装置(80)设定的目标操作信息作为输入并控制所述传动器(120至122)使得所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)呈现目标操作状态；以及
校正信息存储装置(140)，用于存储校正目标操作信息的校正信息；以及
所述控制装置(1)设计得使用经所述校正信息存储装置(140)的校正信息校正过的校正目标操作信息控制所述传动器(120至122)，使得所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)可以呈现目标操作状态。
13．根据权利要求12的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述校正信息存储装置(140)设计得使所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)执行一种预定的操作以汇集和存储校正信息。
14．根据权利要求12的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述校正信息存储装置(140)设计得存储不同的校正信息用于所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)的不同操作方式；以及
所述控制装置(1)设计得使用经根据所述杆状构件(300)与工作构件(400)的操作方式得到的校正信息校正过的校正目标操作信息控制所述传动器(120至122)，使所述杆状构件(300)与所述工作构件(400)可以呈现目标操作状态。
15．一种用于建工机械的控制装置，其中当至少一对连接得互相作枢轴运动并组成一个设置在建工机械机身(100)上的铰接式杠杆机构的杆状构件通过圆柱型传动器驱动时，所述圆柱型传动器被根据检出的所述杆状构件的姿态信息反馈控制得使所述杆状构件可以单独呈现预定的姿态，其特征在于：
所述的一对杆状构件以一种互相关联的关系相互控制，使得每个所述杆状构件的控制系统[1B′(1A′)]的控制目标数值可以根据另一个杆状构件而不是杆状构件自身的控制系统[1A′(1B′)]的反馈偏差信息校正。
16．一种用于建工机械的控制系统，其特征在于它包括；
一个建工机械机身(100)；
一个至少具有一对杆状构件(200,300)的铰接式杠杆机构，有一个端头部分可作枢轴转动地安装在所述建工机械机身(100)上，并有一个工作构件在另一端侧且用一个连接件相互连接；
一个具有多个圆柱型传动器(120,121)的圆柱型传动机构，用于执行伸/缩操作以驱动所述杠杆机构；
姿态检测装置(83)，用于检测所述杆状构件(200,300)的姿态信息；以及
控制装置(1)，用于根据所述姿态检测装置(83)的检测结果控制所述圆柱型传器(120，121)，使得所述杆状构件(200,300)可以呈现预定姿态；
所述控制装置(1)包括：
一个第一控制系统(1A’)，反馈控制用于所述一对杆状构件(200,300)中的一个杆状构件(200)的第一圆柱型传动器(120)；
一个第二控制系统(1B’)，反馈控制用于所述一对杆状构件(200,300)中另一个杆状构件(300)的第二圆柱型传动器(121)；
一个第一校正控制系统(11A)，用于根据所述第二控制系统(1B’)的反馈偏差信息校正所述第一控制系统(1A’)的控制目标数值；以及
一个第二校正控制系统(11B)，用于根据所述第一校正控制系统(11A)的反馈偏差信息校正所述第二控制系统(1B’)的控制目标数值。
17．根据权利要求16的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述姿态检测装置(83)设计成用于检测所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
18．根据权利要求16的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述第一校正控制系统(11A)包括一个第一校正数值生成部分(111A)，用于根据所述第二控制系统(1B’)的反馈偏差信息生成校正所述第一控制系统(1A’)的控制目标数值的第一校正数值；并且
所述第二校正控制系统(11B)包括一个第二校正数值生成部分(111B)，用于根据所述第一控制系统(1A’)的反馈偏差信息生成校正所述第二控制系统的控制目标数值的第二校正数值。
19．根据权利要求18的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第一校正控制系统(11A)包括一个第一权重系数加法部分(112A)，用于将第一权重系数加到第一校正数值上。
20．根据权利要求18的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第二校正控制系统(11B)包括一个第二权重系数加法部分(112B)，用于将第二权重系数加到第二校正数值上。
21.一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个在其一端可作枢轴运动地连接到所述建工机械机身(100)的悬臂(200)；
一个控制杆(300)，在其一端通过一个连接件可作枢轴运动地连接到所述悬臂(200)，并有一个能够挖掘其端部的土地且将沙和泥土寄存其中的工作构件(400)安装在其另一端可作枢轴运动；
一个置放在所述建工机械机身(100)和所述悬臂(200)之间的悬臂液压缸(120)，用于通过扩大或缩减其两个端头部分之间的距离使所述悬臂对所述建工机械机身作枢轴转动；
一个置于所述悬臂(200)和所述控制杆(300)之间的控制杆液压缸(121)，用于通过扩大或缩减其两个端头部分之间的距离使所述控制杆(300)对所述悬臂作枢轴转动；
悬臂姿态检测装置(20)，用于检测所述悬臂(200)的姿态信息；
控制杆姿态检测装置(21)，用于检测所述控制杆(300)的姿态信息；
一个悬臂控制系统(1A’)，用于根据所述悬臂姿态检测装置(20)的检测结果反馈控制所述悬臂液压缸(120)；
一个控制杆控制系统(1B’)，用于根据所述控制杆姿态检测装置(21)的检测结果反馈控制所述控制杆液压缸(121)；
一个悬臂校正控制系统(11A)，用于根据所述控制杆控制系统(1B’)的反馈偏差信息校正所述悬臂控制系统(1A’)的控制目标数值；以及
一个控制杆校正控制系统(11B)，用于根据所述悬臂控制系统(1A’)的反馈偏差信息校正所述控制杆控制系统(1B’)的控制目标数值。
22．根据权利要求21的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述悬臂姿态检测装置(20)设计成用于检测所述悬臂液压缸(120)的伸/缩移动的悬臂液压缸伸/缩移动检测装置，所述控制杆姿态检测装置(21)设计成用于检测所述控制杆液压缸(121)的伸/缩移动信息的控制杆液压缸伸/缩移动检测装置。
23．根据权利要求21的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述悬臂校正控制系统(11A)包括一个悬臂校正数值生成部分(111A)，根据所述控制杆控制系统(1B’)的反馈偏差信息生成用于校正所述悬臂控制系统(1A’)的控制目标数值的悬臂校正数值；并且
所述控制杆校正控制系统(11B)包括一个控制杆校正数值生成部分(111B)，根据所述悬臂控制系统(1A’)的反馈偏差信息生成用于校正所述控制杆控制系统(1B’)的控制目标数值的控制杆校正数值。
24．根据权利要求21的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述悬臂校正控制系统(11A)包括一个悬臂权重系数加法部分(112A)，用于将悬臂权重系数加到悬臂校正数值上。
25．根据权利要求23的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制杆校正控制系统(11B)包括一个控制杆权重系数加法部分(112B)，用于将控制杆权重系数加到控制杆校正数值上。
26．一种用于建工机械的控制装置，其中当至少一对杆状构件(200,300)连接得互相可作枢轴运动并组成一个设置在建工机械机身(100)上的铰接式杠杆机构用圆柱型传动器(120,121)驱动时，所述圆柱型传动器(120,121)被根据从操作构件(6,8)的操作位置信息得出的计算目标数值控制，使得所述杠状构件可以呈现预定的姿态，其特征在于：
根据所述杆状构件(200,300)中的一个杆状构件自身和另一个杆状构件的实际姿态信息确定出用于所述杆状构件(200,300)中的杆状构件自身(200)的控制系统(1A’)的实际控制目标数值，并根据实际控制目标数值和计算控制目标数值确定出一个复合控制目标数值，再根据复合控制目标数值控制所述液压缸(120)，使得所述一对杆状构件(200,300)中所要求的一个杆状构件(200)可以呈现预定的姿态。
27．根据权利需求26的用于建工机械的控制装置，其特征在于用于所述圆柱型传动器(120,121)的液体压力管路是中立开口型管路，借助这种管路，使所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度随作用在圆柱型传动器(120,121)上的负载而定。
28．一种用于建工机械的控制装置，其特征在它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个至少具有一对杆状构件(200,300)的铰接式杠杆机构，具有一个端头部分可枢轴转动地安装在所述施要机械机身(100)上，并在另一端侧具有一个工作构件(400)且用一个连接件互相连接起来；
一个具有多个圆柱型传动器(120至122)的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作驱动所述杠杆机构；
计算控制目标数值设定装置(31,33)，用于根据操作构件(6,8)的操作位置信息确定出一个计算目标控制数值；以及
控制装置(1)，用于根据所述计算控制目标数值设定装置(31,33)得出的计算控制目标数值控制所述圆柱型传动器(120,121)，使所述杆状构件(200,300)可以各自呈现预定的姿态。
所述控制装置(1)包括：
实际控制目标数值计算装置(34)，用于根据所述杆状构件(200,300)中的一个杆状构件自身和另一个杆状构件的实际姿态信息为所述一对杆状构件(200,300)中被要求的一个杆状构件(200)确定出杆状构件自身(200)的控制系统的实际控制目标数值；
复合控制目标数值计算装置(35)，用于根据所述实际控制目标数值计算装置(34)得出的实际控制目标数值和所述计算控制目标数值设定装置(31,33)得出的计算控制目标数值确定出一个复合控制目标数值；以及
一个控制系统(1A’)，用于根据所述复合控制目标数值计算装置(35)得出的复合控制目标数值控制所述圆柱型传动器(120)，使所要求的一个杆状构件(200)可以呈现预定姿态。
29．根据权利要求28的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制系统(1A’)设计成根据所述复合控制目标数值计算装置(35)得出的复合控制目标数值和所述杆状构件姿态检测装置(20,21)检出的所述杆状构件(200,300)的姿态信息反馈控制所述圆柱型传动器(120,121)，使得所述杆状构件(200,300)可以各自呈现预姿态。
30．根据权利要求29的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述杆状构件姿态检测装置(20,21)设计成用于检测所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
31．根据权利要求28的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合控制目标数植计算装置(35)设计成将预定的权重信息加到实际控制目标数值和计算控制目标数值上，以确定出复合控制目标数值。
32．根据权利要求28的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述圆柱型传动器(120,121)的液体压力管路是中立开口型管路，借助这种管路，使所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度随作用在所述圆柱型传动器(120,121)上的负载而定。
33．一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个在其一端可作枢运动地连接到所述施工机构机身(100)的悬臂(200)；
一个控制杆(300)，在其一端通过一个连接件可作枢轴运动地连接到所述悬臂(200)，并有一个能够挖掘其端部的土地并将沙和泥土寄存其中的挖斗(400)安装在其另一端可作枢轴运动；
一个置放在所述施工机构机身(100)和所述悬臂(200)之间的悬臂液压缸(120)，用于通过扩大或缩减其两个端头部分之间的距离使所述悬臂(200)对所述建工机械机身(100)作枢轴转动；
一个置放在所述悬臂(200)和所述控制杆(300)之间的控制杆液压缸(121)，用于通过扩大或缩减其两个端头部分之间的距离使所述控制杆(300)对所述悬臂(200)作枢轴转动；
控制杆控制目标数值设定装置(32)，用于根据所述杠杆机构操作构件(8)的操作位置信息确定出一个用于控制杆控制的控制杆控制目标数值；
一个控制杆控制系统(1B’)，用于根据所述控制控制目标数值设定装置(32)得出的控制杆控制目标数值控制所述控制杆液压(121)；
悬臂控制目标数值设定装置(33)，用于根据所述杠杆机构操作构件(6)的操作位置信息确定出一个用于悬臂控制的悬臂控制目标数值；
实际悬臂控制目标数值计算装置(34)，用于根据所述悬臂(200)和所述控制杆(300)的实际姿态信息确定出一个用于悬臂控制的实际悬臂控制目标数值；
复合悬臂控制目标数值计算装置(35)，用于根据所述实际悬臂控制目标数值计算装置(34)得出的实际悬臂控制目标数值和所述悬臂控制目标数值设定装置(33)得出的悬臂控制目标数值确定出一个复合悬臂控制目标数值；以及
一个悬臂控制系统(1A’)，用于根据所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)得出的复合悬臂控制目标数值控制所述悬臂液压缸(120)，使得所述悬臂(200)可以呈现一个预定状态。
34．根据权利要求33的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制杆控制系统(1B’)设计成根据控制杆控制目标数值和所述控制杆姿态检测装置(21)检出的所述控制杆(300)的姿态信息反馈控制所述控制杆液压缸(121)；并且
所述悬臂控制系统(1A’)设计成根据复合悬臂控制目标数值和所述悬臂姿态检测装置(21)检出的所述悬臂(200)的姿态信息反馈控制所述悬臂液压缸(120)，使得所述悬臂(200)可以呈现预定姿态。
35．根据权利要求34的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制杆姿态检测装置(21)设计成用于检测所述控制杆液压缸(121)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置；并且
所述悬臂姿态检测装置(20)设计成用于检测所述悬臂液压缸(120)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
36．根据权利要求33的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述实际悬臂控制目标数值计算装置(34)包括一个用于根据所述悬臂(200)和所述控制杆(300)的实际姿态信息计算出所述挖斗(400)的端部位置信息的实际挖斗端部位置计算部分(34A)；以及一个用于根据所述实际挖斗端部位置计算部分(34A)得出的所述挖斗的端部位置信息确定出实际悬臂控制目标数值的实际悬臂控制目标数值计算部分(34B)。
37．根据权利要求36的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)设计成将预定的权重信息加到实际悬臂控制目标数值和悬臂控制目标数值上以确定出复合悬臂控制目标数值。
38．根据权利要求37的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)所加的权重信息被设定为一个高于0但低于1的数值。
39．根据权利要求37的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)被设计为将第一权重系数加到悬臂控制目标数值上并将第二权重系数加到实际悬臂控制目标数值上以确定复合悬臂控制目标数值。
40．根据权利要求39的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)所加的第一权重系数和第二权重系数被设定为两者都为高于0但低于1的数值。
41．根据权利要求40的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)所加的第一权重系数被设定为随着所述控制杆液压缸(121)的伸长量的增加而降低。
42．根据权利要求39的用于建工机械的控制装置，其特征在于第一权重系数和第二权重系数被设定为其和等于1。
43．根据权利要求42的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述复合悬臂控制目标数值计算装置(35)所加的第一权重系数被设定为随着所述控制杆液压缸(121)的伸长量的增加而降低。
44．根据权利要求33的用于建工机械的控制装置，其特征在于用于所述悬臂液压缸(120)和控制杆液压缸(121)的液体压力管路是中心开口型管路，借助这种管路，使所述缸(120,121)的伸/缩移动速度随作用在所述缸(120,121)上的负载而定。
45．一种用于建工机械的控制装置，其中当设置在建工机械机身(100)上的铰接式杠杆机构被圆柱型传动器(120至122)驱动、圆柱型传动器(120至122)连接到至少具有用原动机(700)驱动的泵(51,52)和控制阀机构(3A至3C,13至15)的液体压力管路并使用所述泵(51,52)的传送压力工作时，控制信号根据所检出的所述铰接式杠杆机构的姿态信息供应到所述控制阀机构(3A至3C)以控制所述圆柱型传动器(120至122)，使所述铰接式杠杆机构呈现预定姿态，其特征在于：
如果检测出所述原动机(700)中的所述泵(51,52)的输送能力变化因子，则根据该输送能力变化因子校正控制信号。
46．一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个至少具有一对杆状构件(200,300)的铰接式杠杆机构，具有一个端头部分可作枢轴转动地安装在所述建工机械机身(100)上并具有一个工作构件(400)在另一个端头一侧且用连接件互相连接；
一个具有多个圆柱型传动器(120至122)的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作驱动所述杠杆机构；
至少具有用原动机(700)驱动的泵(51,52)和控制阀机构(3A至3C，13至15)的液体压力管路，用于向所述圆柱型传动机构供应和从中排出工作液体，以使得所述圆柱型传动机构的圆柱型传动器(120至122)实现伸/缩操作；
姿态检测装置(20至22)，用于检测所述杆状构件(200,300)的姿态信息；
控制装置(1)，用于根据所述姿态检测装置(20至22)检出的检测结果向所述控制阀机构(3A至3C)供应控制信号控制所述圆柱型传动器(120至122)，使得所述杆状构件(200,300)各自呈现预定姿态；以及
变化因子检测装置(23)，用于检测所述原动机(700)中的所述泵(51,52)的输送能力变化因子；
所述控制装置(1)包括：
校正装置(60A至60C)，用于在所述变化因子检测装置(23)检出所述泵(51，52)的输送力变化因子时，根据该输送能力变化因子校正控制信号。
47．根据权利要求46的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述原动机(700)设计为旋转输出型原动机；以及所述变化因子检测装置(23)设计为用于检测所述原动机(700)的旋转速度信息的装置；而且
在所述变化因子检测装置(23)检出所述原动机(700)的旋转速度信息已经变化时，所述校正装置(60A至60C)根据该变化校正控制信号。
48．根据权利要求47的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述校正装置(60A至60C)包括：
参考旋转速度设定装置，用于设定所述原动机(700)的参考旋转速度信息；
偏差计算装置(60a)，用于计算所述参考旋转速度设定装置设定的参考旋转速度信息和所述变化因子检测装置(23)检出的所述原动机(700)的实际旋转速度信息之间的偏差；以及
校正信息计算装置(60b,60c)，用于计算出根据所述偏差计算装置(60a)得出的偏差校正控制信号的校正信息。
49．根据权利要求48的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述校正信息计算装置(60b,60c)包括有存储装置(60c)，用于存储根据所述偏差计算装置(60a)得出的偏差校正控制信号的校正信息。
50．一种用于建工机械的控制装置，其中当组成设置在建工机械机身(100)上的铰接式杠杆机构的杆状构件(200,300)通过伸/缩移动速度随其负载变化的圆柱型传动器(120,121)驱动时，所述圆柱型传动器(120,121)被根据控制目标数值控制得使所述铰接式杠杆机构可以呈现预定的姿态，其特征在于：
所述控制装置设计得在所述传动器(120,121)的负载高于一个预定数值时，降低控制目标数值以达到降低所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度。
51．根据权利需求50的用于建工机械的控制装置，其特征在于用于所述圆柱型传动器(120,121)的液体压力管路是中立开口型管路，借助这种管路，使所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度随作用在所述圆柱传动器(120,121)上的负载而定。
52．一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个至少具有一对杆状构件(200,300)的铰接式杠杆机构，具有一个端头部分可作枢轴转动地安装在所述建工机械机身(100)上，并且有一个工作构件(400)在另一端头一侧且用一个连接件互相连接；
一个具有多个圆柱型传动器(120,121)的传动机构，用于通过产生伸/缩操作驱动所述杠杆机构，使伸/缩移动速度随所加负载变化；
控制目标数值设定装置(80)，用于根据操作构件(6,8)的操作位置信息计算出一个控制目标数值；
控制装置(1)，用于根据所述目标数值设定装置(80)得出的控制目标数值控制所述圆柱型传动器(120,121)，使得所述杆状构件(200,300)可以各自呈现预定姿态；以及
传动器负载检测装置(181)，用于检测所述圆柱型传动器(120,121)的负载状况；
所述控制装置(1)具有：
第一校正装置(187)，用于在所述传动器负载检测装置(181)检出所述圆柱型传动器(120,121)的负载高于一个预定数值时，根据所述圆柱型传动器(120,121)的负载状况降低所述目标数值设定装置(80)设定的控制目标数值，以使所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度低下来。
53．根据权利要求52的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制装置包括用于检测所述杆状构件(200,300)的姿态信息的姿态检测装置(20,21)；并且
所述控制装置(1)根据所述目标数值设定装置(80)得出的控制目标数值和所述姿态检测装置(20,21)检出的所述杆状构件(200,300)的姿态信息反馈控制所述圆柱型传动器(120,121)，使得所述杆状构件(200,300)可以各自呈现预定姿态。
54．根据权利要求53的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述杆状构件姿态检测装置(20,21)被设计成用于检测所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
55．根据权利要求53的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制装置(1)被设计成通过至少具有一个比例运算因子和一个积分运算因子的反馈控制系统控制所述圆柱型传动器(120,121)，使得所述杆状构件(200,300)可以各自呈现预定姿态的装置；并且具有第二校正装置(70a)，用于在所述传动器负载检测装置(181)检出所述传动器(120,121)的负载高于预定数值时，通过积分运算因子调整反馈控制以响应所述圆柱型传动器(120,121)的负载状况。
56．根据权利要求52的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第一校正装置(187)被设计得随着所述圆柱型传动器(120,121)的负载增加而增加一个控制目标数值的减低量以达到降低所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度。
57．根据权利要求55的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第二校正装置(70a)被设计成随着所述圆柱型传动器(120,121)的负载增加而增加一个通过积分运算因子反馈控制的调整量。
58．根据权利要求52的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制装置(1)包括有第三校正装置(184,187)，用于在所述传动器负载检测装置(181)检出的所述圆柱型传动器(120,121)的负载从负载高于预定数值的状态变到低于预定数值的状态的过渡状态下，根据通过积分装置得出的结果增加所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度，缓和通过所述传动器负载检测装置(181)得出的检测结果的变化。
59．根据权利要求58的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述积分装置是一个低通滤波器(184)
60．根据权利要求52的用于建工机械的控制装置，其特征在于用于所述圆柱型传动器(120,121)的液体压力管路是中立开口型管路，借助这种管路，使所述圆柱型传动器(120,121)的伸/缩移动速度随作用在所述圆柱型传动器(120,121)上的负载而定。
61．一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个在其一端可作枢轴运动地连接到所述建工机械机身(100)的悬臂(200)；
一个控制杆(300)，在其一端用连接件可作枢轴运动地连接到所述悬臂(200)，并有一个能挖掘其端部的土地且将沙和泥土寄存其中的挖斗(400)可作枢轴运动地安装在其另一端；
一个置放在所述建工机械机身(100)和所述悬臂(200)之间的悬臂液压缸(120)，用于通过扩大和缩减其两个端头部分之间的距离使所述悬臂(200)对所述建工机械机身(100)作枢轴转动；
一个置放在所述悬臂(200)和所述控制杆(300)之间的控制杆液压缸(121)，用于通过扩大和缩减其两个端头部分之间的距离使所述控制杆(300)对所述悬臂(200)作枢轴转动；
控制目标数值设定装置(80)，用于根据操作构件(6,8)的操作位置信息确定出一个控制目标数值；
控制装置(1)，用于根据所述控制目标数值设定装置(80)得出的控制目标数值控制所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸121)，使得所述挖斗(400)可以预定的运动速度运动；以及
液压缸负载检测装置(181)，用于检测所述悬臂液压缸(120)或所述控制杆液压缸(121)的负载状况；并且
所述控制装置(1)包括：
第四校正装置(187)，用于在所述液压缸负载检测装置(181)检出任何一个缸负载高于预定数值时，根据缸负载状况降低所述目标数值设定装置(80)设定的控制目标数值以降低通过所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸(121)产生的挖斗运动速度。
62．根据权利要求61的用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
悬臂姿态检测装置(20)，用于检测所述悬臂(200)的姿态信息；以及
控制杆姿态检测装置(21)，用于检测所述控制杆(300)的姿态信息；并且
所述控制装置(1)被设计成根据所述控制目标数值设定装置(80)得出的控制目标数值和所述悬臂姿态检测装置(20)与所述控制杆姿态检测装置(21)检出的所述悬臂(200)与所述控制杆(300)的姿态信息反馈控制所述悬臂液压缸(120)与所述控制杆液压缸(121)，使得所述挖斗(400)可以以预定的运动速度运动。
63．根据权利要求62的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制杆姿态检测装置(21)被设计成用于检测所述控制杆液压缸(121)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置；并且
所述悬臂姿态检测装置(20)被设计成用于检测所述悬臂液压缸(120)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
64．根据权利要求62的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述控制装置(1)被设计成用于通过至少具有一个比例运算因子和一个积分运算因子的反馈控制系统根据控制目标数值控制所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸(121)，使得挖斗(400)可以预定的运动速度运动的装置，并且包括：
第五校正装置(70a)，用于在所述液压缸负载检测装置(181)检出的缸负载高于一个预定数值时，根据缸负载状况调整通过积分运算因子的反馈控制。
65．根据权利要求61的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第四校正装置(187)被设计成随着缸负载的增加而增加控制目标数值的减低量以降低挖掘斗运动速度。
66．根据权利要求64的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述第五校正装置(70a)被设计成随着缸负载的增加而增加通过积分运算因子的反馈控制调整量。
67．根据权利要求61的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述控制装置(1)包括第六校正装置(184,187)，用于在所述液压缸负载检测装置(181)检测出任何一个缸负载从负载高于预定数值的状态变化到负载低于预定数值的另一状态的过渡状态下，根据通过积分装置得出的结果增加由所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸(121)产生的挖斗运动速度，缓和所述液压缸负载检测装置(181)得到的检测结果的变化。
68．根据权利要求67的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述积分装置是一个低通滤波器(184)。
69．根据权利要求61的用于建工机械的控制装置，其特征在于用于所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸的液体压力管路是中立开口型管路，借助这种管路，使所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸(121)的伸/缩移动速度随作用在所述悬臂液压缸(120)和所述控制杆液压缸(121)上的负载而定。
70．一种用于建工机械的控制装置，其中当安装在设置于建工机械机身(100)上的铰接式杠杆机构的一端可作枢轴运动的工作构件(400)被圆柱型传动器(120至122)驱动时，所述圆柱型传动器被具有一个比例运算因子、一个积分运算因子和一个微分运算因子的反馈控制系统根据由操作构件(6,8)的操作位置信息确定的控制目标数值进行控制，使得所述工作构件(400)可以呈现一个预定的姿态，其特征在于：
当满足第一状态即所述操作构件(6,8)的操作位置为不工作位置并且所述反馈控制系统的控制偏差高于一个预定数值时，执行通过所述比例运算因子、所述微分运算因子以及所述积分运算因子的反馈控制，但是当不满足第一状态时，则禁止通过积分运算因子的反馈控制，并且执行通过比例运算因子和微分运算因子的反馈控制。
71．一种用于建工机械的控制装置，其特征在于它包括：
一个建工机械机身(100)；
一个通过铰接式杠杆机构安装在所述建工机械机身(100)上的工作构件(400)；
一个具有圆柱型传动器(120至122)的圆柱型传动机构，用于通过执行伸/缩操作驱动所述工作构件(400)；
控制目标数值设定装置(80)，用于根据操作构件(6,8)的操作位置信息确定出一个控制目标数值；
姿态检测装置(20至22)，用于检测所述工作构件(400)的姿态信息；
控制装置(1)，用于通过具有一个比例运算因子、一个积分运算因子和一个微分运算因子的反馈控制系统根据所述控制目标数值设定装置(80)得出的控制目标数值和所述姿态检测装置(20至22)检出的所述工作构件(400)的姿态信息控制所述圆柱型传动器(120至122)，使得所述工作构件(400)可以呈现预定的姿态；
操作位置检测装置，用于检测所述操作构件(6,8)的操作位置是否处在不工作位置；以及
控制偏差检测装置(281)，用于检测所述反馈控制系统的控制偏差是否高于一个预定的数值；并且
所述控制装置(1)包括：
第一控制装置，用于在满足第一状态即所述操作位置检测装置检出所述操作构件(6,8)的操作位置处在不工作位置并且所述控制偏差检测装置(281)检出的所述反馈控制系统的控制偏差高于预定数值时，执行通过比例运算因子、微分运算因子和积分运算因子的反馈控制；以及
第二控制装置，用于在不满足第一状态时禁止通过积分运算因子的反馈控制，并且执行通过比例运算因子和微分运算因子的反馈控制。
72．根据权利要求71的用于建工机械的控制装置，其特征在于所述姿态检测装置(20至22)被设计成用于检测所述圆柱型传动器(120到122)的伸/缩移动信息的伸/缩移动检测装置。
73．根据权利要求71的用于建工机械的控制装置，其特征在于：
所述铰接式杠杆机构由通过连接件连接成互相可作枢轴运动的悬臂(200)和控制杆(300)组成；并且
所述工作构件(400)被设计成安装在所述控制杆(300)上可作枢轴运动的挖斗，挖斗能够挖掘其端部的土地且将沙和泥土寄存在其中。
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