CN1938518B - 倾转控制信号的校正方法、倾转控制设备和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明的倾转控制设备包括：产生与倾转控制信号i对应的倾转控制压力P的倾转变更装置(4)、输入目标倾转θ的输入装置(12)、根据预先设定的倾转变更装置(4)的基准特性计算与目标倾转θ对应的倾转控制压力P的压力计算装置(10)、检测与该倾转控制压力P对应的压力Pa的压力检测装置(5)、根据预定的倾转控制信号特性计算与所输入的目标倾转θ对应的倾转控制信号i的信号计算装置(10)、根据由压力计算装置(10)计算出的控制压力P和由压力检测装置(5)检测出的实测的压力Pa校正由信号计算装置(10)计算出的倾转控制信号i的校正装置(10)。

Description

倾转控制信号的校正方法、倾转控制设备和工程机械

技术领域

本发明涉及校正液压泵的泵倾转等的倾转控制信号的校正方法、倾转控制设备、工程机械和倾转控制信号校正用程序。 

背景技术

以往，已知一种将与操作杆的操作量对应的倾转(displacement)控制信号输出到比例电磁阀并通过驱动比例电磁阀控制泵倾转的装置(例如参照专利文献1)。根据这种装置，为考虑各个比例电磁阀的控制特性的离差，根据目标泵倾转和实际泵倾转的偏差求取泵倾转的校正式，并根据该校正式控制比例电磁阀。 

专利文献1：日本特开平8-302755号公报 

发明内容

在上述专利文献1所述的装置中，为了根据目标泵倾转和实际泵倾转的偏差求取泵倾转的校正式，需要用于检测实际泵倾转的泵倾转角传感器。但是，泵倾转角传感器的价格较高，因而导致装置的价格上升。 

本发明的倾转控制信号的校正方法，是根据预先确定的倾转变更装置的基准特性校正要输出的倾转控制信号的校正方法，其特征在于：包括根据基准特性计算与成为基准的倾转对应的倾转控制压力，并根据该倾转控制压力和与其对应的实测压力的偏差导出校正压力的特性的步骤；以及根据校正压力的特性计算与目标倾转对应的校正压力并根据该校正压力校正倾转控制信号的步骤。 

另外，本发明的倾转控制信号的校正方法，其特征在于；包括根 据基准特性计算与目标倾转对应的倾转控制压力，并通过反馈控制校正倾转控制信号以减小该倾转控制压力和与其对应的实测压力的偏差的步骤。 

进一步，本发明的倾转控制信号的校正方法，其特征在于；包括根据基准特性预先设定与成为基准的倾转对应的基准倾转控制信号和基准倾转控制压力，并导出预先确定的倾转控制信号和输出了该倾转控制信号时的实测压力的关系，根据所导出的关系计算用于产生基准倾转控制压力的倾转控制信号，并且计算该倾转控制信号和基准倾转控制信号的偏差的步骤；以及根据所计算出的偏差校正与目标倾转对应地要输出的倾转控制信号的步骤。 

本发明的倾转控制设备，其特征在于，包括：倾转变更装置，产生与倾转控制信号对应的倾转控制压力；输入装置，输入目标倾转；压力计算装置，根据预定的倾转变更装置的基准特性计算与目标倾转对应的倾转控制压力；压力检测装置，检测与该倾转控制压力对应的压力；以及校正装置，根据由压力计算装置计算出的倾转控制压力和由压力检测装置检测出的实测压力，校正与由输入装置所输入的目标倾转对应的倾转控制信号。 

优选的是，根据由压力计算装置计算出的倾转控制压力、在使倾转增加的过程中检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、以及在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力，校正倾转控制信号。 

也可以包括压力特性设定装置，根据由压力计算装置计算出的倾转控制压力和由压力检测装置检测出的实测压力的偏差设定与目标倾转对应的校正压力特性；以及校正压力计算装置，根据该校正压力特性计算与由输入装置所输入的目标倾转对应的校正压力，使得根据所计算出的校正压力校正倾转控制信号，以使实际倾转成为目标倾转。 

也可以通过反馈控制校正倾转控制信号，以减小由压力计算装置计算出的倾转控制压力和由上述压力检测装置检测出的实测压力的 偏差。 

本发明的倾转控制设备，其特征在于，包括：倾转变更装置，产生与倾转控制信号对应的倾转控制压力；输入装置，输入目标倾转；压力检测装置，检测与倾转控制压力对应的压力；信号输出装置，根据预先确定的倾转变更装置的基准特性，对倾转变更装置输出与目标倾转对应的倾转控制信号；设定装置，根据基准特性，设定与成为基准的倾转对应的基准倾转控制信号和基准倾转控制压力；以及校正装置，根据由信号输出装置输出倾转控制信号时由压力检测装置检测出的实测压力，计算用于产生基准倾转控制压力的倾转控制信号，并且计算该倾转控制信号和基准倾转控制信号的偏差，根据所计算出的偏差校正输出到倾转变更装置的倾转控制信号。 

优选的是，根据在使倾转增加的过程中由压力检测装置检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、和在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力，计算用于产生基准倾转控制压力的倾转控制信号。 

在上述倾转控制设备中，还包括对压力检测装置的检测值进行滤波处理使得从实测压力中将振动成分除去的滤波装置。 

这种控制装置，最好应用于工程机械。 

本发明的倾转控制信号校正用程序，是在计算机装置上执行根据预先确定的倾转变更装置的基准特性校正要输出的倾转控制信号的处理的程序，其特征在于：在计算机装置上执行根据基准特性计算与成为基准的倾转对应的倾转控制压力，并根据该倾转控制压力和与其对应的实测压力的偏差导出校正压力的特性的处理；以及根据校正压力的特性计算与目标倾转对应的校正压力，并根据该校正压力校正倾转控制信号的处理。 

另外，本发明的倾转控制信号校正用程序，其特征在于：在计算机装置上执行根据基准特性计算与目标倾转对应的倾转控制压力，并通过反馈控制校正倾转控制信号以减小该倾转控制压力和与其对应的实测压力的偏差的处理。 

进一步，本发明的倾转控制信号校正用程序，其特征在于：在计算机装置上执行根据基准特性预先设定与成为基准的倾转对应的基准倾转控制信号和基准倾转控制压力，并导出预先确定的倾转控制信号和输出了该倾转控制信号时的实测压力的关系，根据该所导出的关系计算用于产生基准倾转控制压力的倾转控制信号，并且计算该倾转控制信号和基准倾转控制信号的偏差的处理；以及根据所计算出的偏差校正与目标倾转对应地要输出的倾转控制信号的处理。 

根据本发明，使得根据与目标倾转对应地计算出的倾转控制压力和实测压力，或根据预先确定的基准倾转控制信号和与其对应的实测压力的关系，校正对倾转变更装置输出的倾转控制信号。因此，可以不使用倾转角传感器而进行高精度的倾转控制，并能低成本地构成倾转控制设备。 

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的倾转控制设备的结构的图。 

图2是应用本发明的液压挖掘机的侧面图。 

图3是图1的比例电磁阀的特性图。 

图4是表示比例电磁阀的指令压力和泵倾转的关系的图。 

图5是表示第1实施方式的控制器内的处理的一例的流程图。 

图6是表示图5的泵倾转学习计算处理的详细的流程图。 

图7是表示图6的学习计算值检查处理的详细的流程图。 

图8是表示图5的泵倾转校正式计算处理的详细的流程图。 

图9是表示本发明的目标指令压力相对于目标泵倾转的关系的图。 

图10是表示本发明的目标驱动电流相对于目标指令压力的关系的图。 

图11是表示本发明的校正压力相对于目标泵倾转的关系的图。 

图12是表示本发明的目标泵倾转相对于正向控制(positivecontrol)压的关系的图。 

图13是表示第2实施方式的控制器内的处理的框图。 

图14是表示第3实施方式的控制器内的处理(学习处理)的一例的流程图。 

图15是表示第3实施方式的控制器内的处理(普通处理)的一例的流程图。 

图16是表示第3实施方式的控制器内的处理(抽样处理)的一例的流程图。 

图17是表示比例电磁阀的二次压和驱动电流的关系的图。 

图18是表示泵倾转和电流的基准特性的图。 

图19是表示图18的基准特性和校正特性的关系的图。 

图20是表示第4实施方式的比例电磁阀的电流压力特性的图。 

图21是表示第4实施方式的倾转控制设备的学习控制时的时序图。 

符号说明 

2液压泵 

4比例电磁阀 

5压力传感器(二次压Pa) 

9压力传感器(正向控制压Pn) 

10控制器 

12操作杆 

具体实施方式

第1实施方式 

以下，参照图1～图12说明本发明的倾转控制设备的第1实施方式。 

图1是表示本发明的第1实施方式的倾转控制设备的结构的图。该倾转控制设备，例如安装在图2的液压挖掘机上。如图2所示，液压挖掘机，具有行驶体101、可旋转的旋转体102、由可转动地以轴支承在旋转体上的动臂BM、斗杆AM、铲斗BK构成的作业装置103。 

在图1中，来自由发动机(未图示)驱动的可变容量式的液压泵1的液压油，通过控制阀11供给用于驱动作业装置103的液压缸等的液压驱动器。控制阀11由操作杆12的操作驱动，并根据操作杆12的操作量控制对液压驱动器供给的液压油的流量。此外，如后文所述，操作杆12也用于发出液压泵1的目标泵倾转θ0的指令。将来自泵1、2的液压油导入调节器3的一个油室(活塞杆(bod)室3a)，并通过液压切换阀6将来自泵1、2的液压油导入另一个油室(底(bottom)室3b)。根据作用于该活塞杆室3a和底室3b的液压力(hydraulic force)驱动调节器3，并控制液压泵1的倾转。 

使来自副泵2的控制压(二次压Pa)通过比例电磁阀4作用于液压切换阀6，使液压切换阀6根据二次压Pa进行切换。即，当比例电磁阀4的二次压Pa增加时，液压切换阀6切换到位置A侧。由此使作用于底室3b的液压力增加，泵倾转增加。另一方面，当二次压Pa减小时，液压切换阀6切换到位置B侧。由此使作用于底室3b的液压力减小，泵倾转减少。比例电磁阀4的二次压Pa由压力传感器5检测。 

图3中示出比例电磁阀4的输入输出特性的一例，图4中示出泵倾转θ对比例电磁阀4的指令压力P(二次压Pa)的特性的一例。在图3中，特性A0是基准特性，随着比例电磁阀4中的驱动电流i的增加，指令压力P增加。在这种比例电磁阀4的特性中存在个体差异，在容许公差±Δα内偏离基准特性A0。因此，如图所示，实际的特性A从基准特性A0偏移。所以，当例如要产生目标指令压力P3c而根据基准特性A0向比例电磁阀4输出驱动电流i3时，实际的指令压力为P3，因而目标指令压力P3c与实际指令压力P3乖离。其结果是，如图4所示，实际的泵倾转θ3和目标泵倾转θ3c不同，因而不能进行与操作杆12的操作对应的良好的作业。因此，在本实施方式中，按如下的方式校正对比例电磁阀4输出的控制信号i。 

使控制器10与压力传感器5、键式开关7、切换后述的学习模式/通常模式的模式开关8、检测与操作杆12的操作量对应的控制压力 (例如正向控制压Pn)的压力传感器9连接。在控制器10中，根据这些部件的输入信号执行如下的处理，并向比例电磁阀4输出控制信号。即，在本实施方式中，不使用倾转角传感器，而是根据来自压力传感器5、9的信号控制泵倾转。 

图5是表示第1实施方式的控制器10内的处理的一例的流程图。该流程图，当通过键式开关7的接通将电源开关接通时开始。首先，在步骤S1中读入来自模式开关8的信号(模式信号)。在步骤S2中判断模式信号是否接通、即是否选择了学习模式。当步骤S2为肯定时，执行与学习模式对应的处理(学习控制)，如为否定，则执行与通常模式对应的处理(通常控制)。此处，所谓学习模式，是计算泵倾转控制用的校正式的模式，在计算出校正式后，通过模式开关8的切换执行通常模式。此外，也可以不通过模式开关8的切换，而是从学习模式开始起经过一定时间后切换到通常模式。 

(1)学习控制 

当学习控制开始时，首先，在步骤S200中待机直到发动机转数达到预定的稳定转数。由此，可以避免在发动机刚起动后的不稳定状态下进行学习控制。接着，在步骤S300中对比例电磁阀4输出控制信号，使泵倾转为最小倾转。这是用于从一定的初始状态起进行学习控制的处理，为的是使泵倾转不会因液压泵1的斜板的振动而产生离差。然后，执行步骤S400的泵倾转学习计算处理。 

图6是表示泵倾转学习计算处理的详细流程图。在图6中，首先，在步骤S401中将学习控制用的基准倾转θ01赋给目标泵倾转θ0，并将初始值0赋给执行次数计数器C3。此外，在本实施方式中，将图9中示出的θ01和θ02预先设定为基准倾转。执行次数计数器C3对步骤S402～步骤S500的一连串的处理的执行次数进行计数。接着，在步骤S402中将初始值0赋给等待时间计数器C4。在步骤S403中，根据预定的在图9中示出的目标指令压力特性，计算与目标泵倾转θ0(＝θ01)对应的目标指令压力P0(＝P01)。然后，在步骤S404中，根据图10中示出的目标驱动电流特性求出与目标指令压力P0(＝P01) 对应的目标驱动电流i0(＝i01)。 

在步骤S405中向比例电磁阀4输出与目标驱动电流i0对应的驱动电流。接着，在步骤S406中使等待时间计数器C4增加1，并在步骤S407中判断等待时间计数器C4是否达到了预定的设定值R4。此处，设定值R4被设定为泵倾转达到目标泵倾转θ0所需的时间(例如2秒)。当步骤S407为否定时返回步骤S405，反复进行同样的处理直到C4≥R4为止。 

当步骤S407为肯定时进入步骤S408，将初始值0赋给读取次数计数器C5。接着，在步骤S409中读取由压力传感器5检测出的比例电磁阀4的二次压Pa，并存储到控制器10的存储器内。在步骤S410中使读取次数计数器C5增加1，并在步骤S411中判断读取次数计数器C5是否达到了预先确定的预定次数R5(例如10次)。当步骤S411为否定时返回步骤S409，反复进行同样的处理直到C5≥R5为止。 

当步骤S411为肯定时进入步骤S412，将已在步骤S409中存储的二次压Pa之和除以R5。计算二次压Pa的平均值(平均二次压)Paa。接着，在步骤S413中从步骤S403的目标指令压力P0(＝P01)减去平均二次压Paa求得压力的偏差ΔP0(＝P0-Paa)，并将该偏差ΔP0存储到控制器9内。然后，在步骤S500中进行用于检查是否已正确地计算出偏差ΔP0的学习计算值检查处理。 

图7是表示学习计算值检查处理的流程图。在图7中，首先，在步骤S501中将基准倾转θ01赋给目标泵倾转θ0。接着，在步骤S502中将初始值0赋给等待时间计数器C6。在步骤S503中，根据图9的目标指令压力特性，计算与目标泵倾转θ0(＝θ01)对应的目标指令压力P0(＝P01)。然后，在步骤S504中，将步骤S413的偏差ΔP0(＝P0-Paa)与目标指令压力P0相加，并将结果赋给目标指令压力P0。 

在步骤S505中根据图10的目标驱动电流特性计算与目标指令压力P0对应的目标驱动电流i0，并在步骤S506中将与目标驱动电流i0对应的驱动电流i输出到比例电磁阀4。接着，在步骤S507中使等待时间计数器C6增加1，并在步骤S508中判断等待时间计数器C6是 否达到了预先设定的设定值R6(例如2秒)。 

当步骤S508为肯定时进入步骤S509，读取由压力传感器5检测出的二次压Pa。然后，在步骤S510中判断该二次压Pa与步骤S504的目标指令压力P0之差是否在预定的容许值Px内、即是否满足P0-Px≤Pa≤P0+Px。当步骤S510为肯定时进入步骤S511，将预定的控制信号输出到未图示的显示装置(例如LED)，进行旨在学习已成功的显示。当步骤S510为否定时进入步骤S512，将预定的控制信号输出到显示装置，进行旨在学习已失败的显示。例如，当步骤S500的学习处理开始时使LED闪烁，当学习处理成功时使LED熄灭，当学习处理失败时使LED常亮。当学习处理成功时进入图6的步骤S414，如失败则结束处理。此外，当学习处理失败时，操作员发出重新进行学习控制的指令，或检查压力传感器5、9和比例电磁阀6等是否发生故障等。 

在步骤S414中，使执行次数计数器C3增加1。接着，在步骤S415中判断C3是否达到了预先确定的预定次数R3。此处，R3相当于基准倾转的数，在本实施方式中将基准倾转设定为θ01、θ02的2点，因此R3＝2。当步骤S415为否定时进入步骤S416，将另一个基准倾转θ02赋给目标泵倾转θ0。然后，根据该倾转θ02与上述同样地执行步骤S402～步骤S414的处理。当分别对基准倾转θ01、θ02计算偏差ΔP01、ΔP02时步骤S415为肯定，从而结束泵倾转学习计算处理，并执行步骤S600(图5)的泵倾转校正式计算处理。 

图8是表示泵倾转校正式计算处理的流程图。在图8的步骤S601中，利用对基准倾转θ01、θ02求得的压力的偏差ΔP01(＝P01-Paa)、ΔP02(＝P02-Paa)求取目标指令压力P0的校正式。此处，如图11所示，校正式是通过点P(θ01、ΔP1)和点Q(θ02、ΔP2)2点的直线的一次式，用下式(I)表示。 

ΔP0＝((ΔP02-ΔP01)/(θ02-θ01))θ0+C    (I) 

接着，在步骤S602中将上述校正式(I)存储到控制器10内。在这种情况下，不是以一次式的形式存储，而是分别存储比例常数(Δ P02-ΔP01)/(θ02-θ01)和常数C即可。 

在以上的学习控制中，分别求出与预定的基准倾转θ01、θ02对应的目标指令压力P02、P02(步骤S403)，将与这些目标指令压力P02、P02对应的目标驱动电流i01、i02分别输出到比例电磁阀4(步骤S405)，分别检测此时的二次压Paa(步骤S409)，分别求出目标指令压力P02、P02与二次压Paa之差ΔP01、ΔP02(步骤S413)。然后，检查将偏差ΔP01、ΔP02分别与目标指令压力P02、P02相加后的校正后目标指令压力P0和输出了与该目标指令压力P0对应的目标驱动电流时的二次压Paa之差(绝对值)是否在容许值Px以内(S510)，如在容许值Px以内则视为正确地进行了学习控制并求得校正式(I)(步骤S601)。利用按照如上方式求得的校正式(I)，进行如下的通常控制。 

(2)通常控制 

当在图5的步骤S2中判断为模式信号断开时，开始通常控制。首先，在步骤S101中读取由压力传感器9检测出的正向控制压Pn。此外，在以下的说明中，假定正向控制压的检测值为Pn3。接着，在步骤S102中，根据预先确定的在图12中示出的目标泵倾转的特性求出与正向控制压Pn(＝Pn3)对应的目标泵倾转θ0(＝θ03)。然后，在步骤S103中，根据上述图9的特性求出与目标泵倾转θ0(＝θ03)对应的目标指令压力P0(＝P03)。在步骤S104中根据已在步骤S602中存储的校正式(I)计算与目标泵倾转θ0(＝θ03)对应的校正压力ΔP0(图11的ΔP03)。接着，在步骤S105中，将校正压力ΔP0(＝ΔP03)与目标指令压力P0(＝P03)相加后的值赋给目标指令压力P0，并在步骤S106中根据上述图10的特性计算与校正后的目标指令压力P0(＝P03c)对应的目标驱动电流i0(＝i03c)。然后，在步骤S107将该目标驱动电流i0(＝i03c)输出到比例电磁阀4。 

如在正向控制压为Pn3时将目标驱动电流i03c输出到比例电磁阀4，则如图3所示比例电磁阀4的二次压为P3c。这与基于基准特性A0的驱动电流i3所对应的二次压相等。因此，可以产生与正向控制 压Pn3对应的二次压P3c，而与比例电磁阀4的特性的离差无关。其结果是，如图4所示，可以将泵倾转控制在目标泵倾转θ3c。 

根据以上的第1实施方式，可以取得如下的作用效果。 

(1)在学习控制时用压力传感器5的检测值求出泵倾转控制用的校正式(I)，在通常控制时根据校正式(I)校正目标驱动电流i并控制比例电磁阀4。因此，可以高精度地控制泵倾转，而与每个比例电磁阀4的特性的离差无关。其结果是，可以提高液压作业机械的精细的操作性和操作感，并能提高作业效率。 

(2)在学习控制时由压力传感器5检测比例电磁阀4的二次压Pa，并根据二次压Pa(平均值Paa)与目标指令压力P0的偏差ΔP0求出校正式(I)，从而可以不使用倾转角传感器而求得校正式(I)，因而能抵成本地构成倾转控制设备。 

(3)由于压力传感器5与倾转角传感器相比温度特性好，即使在高温条件下进行作业时也能高精度地校正泵倾转。 

(4)在通常控制时不进行反馈控制而以开环控制泵倾转，因此能够防止泵倾转控制的响应滞后。 

第2实施方式 

参照图13说明本发明的倾转控制设备的第2实施方式。 

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于控制器10内的处理。即，在第2实施方式中，通过反馈控制来控制泵倾转θ。 

图13是表示第2实施方式的控制器10内进行的计算内容的框图。由压力传感器9检测出的正向控制压Pn被取入到目标泵倾转计算电路21。目标泵倾转计算电路21，根据预先设定的与图12同样的特性计算与正向控制压Pn对应的目标泵倾转θ0。目标泵倾转θ0被取入到目标指令压力计算电路22，目标指令压力计算电路22，根据预先设定的与图9同样的特性计算与目标泵倾转θ0对应的目标指令压力P0。目标指令压力P0被取入到目标驱动电流计算电路23和减法电路24。 

目标驱动电流计算电路23，根据预先设定的与图10同样的特性 计算与目标指令压力P0对应的目标驱动电流i0。减法电路24，从目标指令压力P0减去由压力传感器5检测出的二次压Pa，并计算压力的偏差ΔP(＝P0-Pa)。偏差ΔP被取入到电流值校正计算电路25，电流值校正计算电路25，根据预先设定的与图10同样的特性计算与偏差ΔP对应的校正电流Δi。目标驱动电流i0和校正电流Δi被取入到加法电路26，加法电路26，将校正电流Δi与目标驱动电流i0相加，计算校正后的目标驱动电流ix。放大器27将目标驱动电流ix放大，并输出到比例电磁阀4。 

在第2实施方式中，当由压力传感器5检测出的二次压Pa大于目标指令压力P0时，偏差ΔP小于0，目标驱动电流ix小于目标驱动电流i0。因此，对比例电磁阀4进行反馈控制以使二次压Pa等于目标指令压力P0。而当由压力传感器5检测出的二次压Pa小于目标指令压力P0时，偏差ΔP大于0，目标驱动电流ix大于目标驱动电流i0。因此，对比例电磁阀4进行反馈控制以使二次压Pa等于目标指令压力P0。 

这样，在第2实施方式中，由于对比例电磁阀4进行反馈控制以使二次压Pa等于目标指令压力P0，即使比例电磁阀4的特性中存在离差也能高精度地控制泵倾转。而且，由于不使用倾转角传感器而进行倾转控制，能低成本地构成倾转控制设备。在反馈控制的情况下，在进行通常控制前无需进行学习控制，因此可以迅速地进行作业。 

第3实施方式 

参照图14～图19说明本发明的倾转控制设备的第3实施方式。 

一般，比例电磁阀4被构成为总是在振动以防阀塞(spool)被卡主(所谓的高频振动)。因此，使由压力传感器5检测出的二次压Pa存在离差，该离差成为使泵倾转校正的精度恶化的主要原因。在第3实施方式中考虑了这一点。此外，第3实施方式与第1实施方式的不同点在于控制器10内的处理，以下，主要说明与第1实施方式的不同点。 

在控制器10内，预先存储有与泵最小倾转θmin对应的比例电磁 阀4的设计上的二次压(基准控制压Pmin)及与其对应的比例电磁阀4的驱动电流(基准控制信号)iAmin、和与泵最大倾转θmax对应的二次压(基准控制压Pmax)及驱动电流(基准控制信号)iAmax(参照图17、图18)。图14是表示第3实施方式的倾转控制设备的控制器10内执行的学习控制的一例的流程图，图15是表示通常控制的一例的流程图。 

在第3实施方式中，与第1实施方式一样，也是当模式开关8被接通时开始学习控制。即，首先，在步骤S701中根据预先确定的比例电磁阀4的设计特性(图18的f0)计算与泵最小倾转θmin或接近其的倾转θ对应的驱动电流i11(例如iAmin)，并将该驱动电流i11输出到比例电磁阀4。接着，在步骤S702中对直到二次压数据稳定的预定时间(例如5秒)进行计数，并在经过预定时间后读入通过以下的抽样处理求得的二次压Pas。 

图16是表示二次压的抽样处理的流程图。该流程图在电源开关接通后总是执行。首先，在步骤S801中读取由压力传感器5检测出的比例电磁阀4的二次压Pa。接着，在步骤S802中求出二次压Pa的移动平均值。移动平均值可以通过将预定数量(例如4个)的新读取的二次压数据之和除以该预定数量求得。例如当依次抽取了二次压Pa1、Pa2、Pa3、Pa4时，移动平均值为(Pa1+Pa2+Pa3+Pa4)/4，当在下一个瞬间抽取到Pa5时，移动平均值为(Pa2+Pa3+Pa4+Pa5)/4。 

在步骤S803中，将移动平均值输入到低通滤波器(低通滤波处理)，并在步骤S804中将该滤波后的值设定为抽样处理后的二次压Pas。由此，从压力传感器5检测出的数据中将振动成分除去。在图14的步骤S703中读入按如上方式求得的二次压Pas，并将其作为实测二次压P11存储到存储器内。 

然后，在步骤S704中，将与从比例电磁阀4的设计特性(图18的f0)得到的泵最大倾转θmax或接近其的倾转θ对应的驱动电流i12(例如iAmax)输出到比例电磁阀4。接着，在步骤S705中对直到二次压数据稳定的预定时间(例如5秒)进行计数，并在步骤S706中 在经过预定时间后读入通过上述的抽样处理求得的二次压Pas。并将其作为实测二次压P12存储到存储器内。由此，求得如图17所示的二次压与控制信号(电流)的关系(实测值)。 

在步骤S707中，用图17的关系计算与预先确定的基准控制压Pmin、Pmax对应的驱动电流imin、imax。计算式为下式(II)。 

imin＝i11-(P11-Pmin)×(i12-i11)/(P12-P11) 

imax＝i12-(Pmax-P12)×(i12-i11)/(P12-P11)(II) 

此处求得的imin、imax意味着与各比例电磁阀4的最小倾转θmin、最大倾转θmax对应的驱动电流。即，当对比例电磁阀4输出电流imin、imax时，实际泵倾转为θmin、θmax。 

接着，在步骤S708中，从imin、imax分别减去预先确定的驱动电流iAmin、iAmax，计算图18中示出的电流校正值Δimin、Δimax，并存储到存储器内。由此可以求出如图19所示的比例电磁阀4的校正特性f1 。通过以上的步骤结束学习控制。此外，也可以在学习控制结束时使驾驶座的指示灯等点亮，向操作员报知学习控制已结束。与目标泵倾转θ0对应的基准特性f0和校正特性f1的偏差(校正值Δia)，可以按下式(III)计算。 

Δia＝Δimin+(θa-θmin)×(Δimax-Δimin)/(θmax-θmin)(III) 

当学习控制结束并将模式开关8断开时，开始图15的通常控制。首先，在步骤S751中读取由压力传感器9检测出的正向控制压Pn(例如图12的Pn3)。接着，在步骤S752中，根据图12所示的目标泵倾转的特性求出与正向控制压Pn(＝Pn3)对应的目标泵倾转θ0(＝θ03)。在步骤S753中，根据比例电磁阀4的基准特性f0(图19)，计算与目标泵倾转θ0对应的驱动电流i0。 

在步骤S754中，利用在学习控制中求得的电流校正值Δimin、Δimax按上式(III)计算与目标泵倾转θ0对应的电流校正值Δi0。接着，在步骤S755中将电流校正值Δi0与驱动电流i0相加，计算目标驱动电流i，并在步骤S756中将该目标驱动电流i输出到比例电磁阀 4。在通常控制中反复执行以上的处理。 

这样，在第3实施方式中，使得求出压力传感器5的检测值Pa的移动平均值，并且将其输入到低通滤波器，从而将检测值Pa的振动成分除去(抽样处理)，以抽样处理后的二次压Pas为基准求出成为比例电磁阀4的基准的电流校正值Δimin、Δimax(学习控制)，并计算与目标泵倾转θ0对应的电流校正值Δi0(通常控制)。即，使得在学习控制中不是直接读入压力传感器5的检测值Pa，而是读入抽样处理后的值Pas。由此，即使由于比例电磁阀4的高频振动的影响而使压力检测值Pa产生离差，学习控制时的二次压Pas也能稳定，因而能高精度地求出成为比例电磁阀4的基准的电流校正值Δimin、Δimax，并能够高精度地将泵倾转控制在目标泵倾转θ0。 

第4实施方式 

参照图20、图21说明本发明的倾转控制设备的第4实施方式。 

在上述第3实施方式中，考虑了比例电磁阀4的高频振动的影响，但在第4实施方式中，进一步考虑比例电磁阀4的滞后现象的影响。即，如图20所示，比例电磁阀4的电流压力特性具有滞后现象(hysteresis)，在使电流增加的过程中检测的二次压、例如与泵最小倾转θmin对应的二次压P11a和与泵最大倾转θmax对应的二次压P12a，小于在使电流减小的过程中检测的二次压(P11b、P12b)。因此，在学习控制时，成为基准的实测二次压的值因对比例电磁阀4输出的驱动电流i11、i12的进行方式、即在图14的步骤S701、步骤S704中怎样输出电流而不同，因而使电流校正值Δimin、Δimax受到影响。 

在这种情况下，由于P11a＜P11b、P12a＜P12b，因此正好使最小二次压P11a与泵最小倾转θmin相对应，并正好使最大二次压P12b与泵最大倾转θmax相对应。考虑到这一点，在第4实施方式中，在图14的步骤S701、步骤S704中按如下的方式对比例电磁阀4输出电流i11、i12。 

即，在步骤S701中，在学习控制开始后如图21所示使驱动电流增加到i11并输出。由此，经过预定时间后(时刻t1)的实测压力P11 (步骤S703)，为与泵最小倾转θmin对应的最小二次压P11a。与此不同，在步骤S704中，使驱动电流一旦超过i12并达到了最大后，将其减小到i12并输出。因此，经过预定时间后(时刻t2)的实测压力P12(步骤S706)，为与泵最大倾转θmax对应的最大二次压P12b。 

这样，在第4实施方式中，使比例电磁阀4中的驱动电流增加并输出与泵最小倾转θmin对应的电流i11，并且在使驱动电流一旦达到了最大后将其减小并输出与泵最大倾转θmax对应的电流i12。由此，在学习控制时实测的成为基准的压力P11、P12，正好与泵最小倾转θmin和泵最大倾转θmax相对应，考虑比例电磁阀4具有的滞后现象的特性，能高精度地进行泵倾转校正。 

此外，在第4实施方式中，根据在使倾转增加的过程中检测出的与最小倾转θmin对应的实测压力P11(第1实测压力)、和在使倾转减小的过程中检测出的与最大倾转θmax对应的实测压力P12(第2实测压力)，计算出倾转控制信号imin、imax，但也可以与第1实施方式同样地检测成为校正的基准的实测压力Pa(步骤S409)。即，也可以根据在使倾转增加的过程中检测出的实测压力Pa和在使倾转减小的过程中检测出的实测压力Pa，校正倾转控制信号i。另外，在第1实施方式中也可以与第3实施方式同样地对压力检测值Pa进行滤波处理。因此，不需要执行步骤S410～步骤S413的处理。 

此外，在上述实施方式中，对控制液压泵1的倾转的倾转控制设备进行了说明，但在可变更倾转的其他液压设备(例如液压马达)中同样也可以适用。根据来自比例电磁阀4的二次压Pa控制泵倾转，但也可以采用产生倾转控制压力的其他倾转变更装置。因此，作为倾转变更装置的比例电磁阀4的基准特性不限于图9、图18的特性。在第1实施方式中，将目标泵倾转θ0设定为2点(θ01、θ02)、并按一次式(I)求出校正压力ΔP0的特性，但也可以将成为基准的倾转θ0仅设定1点、或设定3点以上，校正压力ΔP0的特性也并不限定为一次式(I)。同样地，在第3实施方式中，既可以将目标泵倾转θ0仅设定1点、也可以设定3点以上。 

通过操作杆12的操作产生正向控制压Pn输入作为指令值的目标泵倾转θ0，但也可以使用其他的输入装置。由压力传感器5检测出与目标指令压力P0对应的压力Pa，但也可以使用其他的压力检测装置。 

在第1实施方式中根据预定的图9的特性计算与目标泵倾转θ0对应的目标指令压力P0，并且根据图10的特性计算与目标泵倾转θ0对应的目标驱动电流i0，但压力计算装置和信号计算装置的结构并不限于此。只要是根据目标指令压力P0和实测压力Pa校正目标驱动电流i0，作为校正装置的控制器10内的处理不限于上述的处理。另外，由控制器10进行学习控制并设定校正式(I)，并且在通常控制时根据校正式(I)计算校正压力ΔP，但压力特性设定装置和校正压力计算装置的结构并不限于此。 

在第3实施方式中，由控制器10根据预先确定的图18的基准特性f0输出与目标泵倾转θ0对应的控制信号i11、i12，但信号输出装置的结构并不限于此。将与成为基准的泵倾转θmin、θmax对应的基准控制信号iAmin、iAmax和基准控制压Pmin、Pmax预先存储到存储器内，但基准控制信号iAmin、iAmax、基准控制压Pmin、Pmax的设定并不限于此。例如，在将任意的泵倾转作为成为基准的泵倾转手动输入时，也可以由控制器10根据基准特性f0计算与该泵倾转对应的电流(设计值)和压力(设计值)并将其作为基准控制信号和基准控制压。只要是根据由实测压力P11、P12求得的电流imin、imax与基准控制信号iAmin、iAmax的偏差Δimin、Δimax(电流校正值)校正控制信号，校正装置的结构也不限于上述的结构。 

即，只要能实现本发明的特征、功能，本发明并不限定于实施方式的倾转控制设备。此外，以上的说明终究是一例而已，在解释发明时，对上述实施方式的所述事项和权利要求书的所述事项的对应关系没有任何的限定和约束。 

工业上可利用性 

本发明对具有可变容量式的液压泵或液压马达等的其他工程机 械也可以适用。 

本申请以日本专利申请2004-91228号为基础，其内容作为引文包含在这里。 

Claims (9)

1.一种倾转控制信号的校正方法，根据预先确定的倾转变更装置的基准特性校正要输出的倾转控制信号，

该校正方法的特征在于，包括：

根据上述基准特性计算与成为基准的倾转对应的倾转控制压力，并根据该倾转控制压力和与其对应的实测压力的偏差导出校正压力的特性的步骤；以及

根据上述校正压力的特性计算与目标倾转对应的校正压力，并按照该校正压力校正上述倾转控制信号的步骤，

其中，在上述与其对应的实测压力在使倾转增加的过程中被检测时与在使倾转减少的过程中被检测时存在不同的情况下，上述与其对应的实测压力为，在使倾转增加的过程中检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、以及在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力。

2.一种倾转控制信号的校正方法，根据预先确定的倾转变更装置的基准特性校正要输出的倾转控制信号，

该校正方法的特征在于，包括：

根据上述基准特性预先设定与成为基准的倾转对应的基准倾转控制信号和基准倾转控制压力，并导出预先确定的倾转控制信号和输出了该倾转控制信号时的实测压力的关系，根据所导出的关系计算用于产生上述基准倾转控制压力的倾转控制信号，并且计算该倾转控制信号和上述基准倾转控制信号的偏差的步骤；以及

根据上述所计算出的偏差，校正与目标倾转对应地输出的倾转控制信号的步骤，

其中，在上述实测压力在使倾转增加的过程中被检测时与在使倾转减少的过程中被检测时存在不同的情况下，输出了该倾转控制信号时的实测压力为，在使倾转增加的过程中检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、以及在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力。

3.一种倾转控制设备，其特征在于，包括：

倾转变更装置，产生与倾转控制信号对应的倾转控制压力；

输入装置，输入目标倾转；

压力计算装置，根据预先确定的上述倾转变更装置的基准特性计算与目标倾转对应的倾转控制压力；

压力检测装置，检测与该倾转控制压力对应的压力；以及

校正装置，根据由上述压力计算装置计算出的倾转控制压力和由上述压力检测装置检测出的实测压力，校正与由上述输入装置所输入的目标倾转对应的倾转控制信号，

其中，在上述实测压力在使倾转增加的过程中被检测时与在使倾转减少的过程中被检测时存在不同的情况下，由上述压力检测装置检测出的实测压力为，在使倾转增加的过程中检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、以及在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力。

4.根据权利要求3所述的倾转控制设备，其特征在于：

上述校正装置，包括：

压力特性设定装置，根据由上述压力计算装置计算出的倾转控制压力和由上述压力检测装置检测出的实测压力的偏差，设定与目标倾转对应的校正压力特性；以及

校正压力计算装置，根据该校正压力特性计算与由上述输入装置所输入的目标倾转对应的校正压力，

根据所计算出的校正压力校正倾转控制信号，以使实际倾转成为目标倾转。

5.根据权利要求3所述的倾转控制设备，其特征在于：

上述校正装置，通过反馈控制校正倾转控制信号以减小由上述压力计算装置计算出的倾转控制压力和由上述压力检测装置检测出的实测压力的偏差。

6.一种倾转控制设备，其特征在于，包括：

倾转变更装置，产生与倾转控制信号对应的倾转控制压力；

输入装置，输入目标倾转；

压力检测装置，检测与上述倾转控制压力对应的压力；

信号输出装置，根据预先确定的上述倾转变更装置的基准特性，对上述倾转变更装置输出与目标倾转对应的倾转控制信号；

设定装置，根据上述基准特性，设定与成为基准的倾转对应的基准倾转控制信号和基准倾转控制压力；以及

校正装置，根据由上述信号输出装置输出倾转控制信号时由上述压力检测装置检测出的实测压力，计算用于产生上述基准倾转控制压力的倾转控制信号，并且计算该倾转控制信号和上述基准倾转控制信号的偏差，并根据所计算出的偏差校正要输出到上述倾转变更装置的倾转控制信号，

其中，在上述实测压力在使倾转增加的过程中被检测时与在使倾转减少的过程中被检测时存在不同的情况下，由上述压力检测装置检测出的实测压力为，在使倾转增加的过程中由上述压力检测装置检测出的与最小倾转对应的第1实测压力、和在使倾转减少的过程中检测出的与最大倾转对应的第2实测压力。

7.根据权利要求3、5～6的任何一项所述的倾转控制设备，其特征在于：

还包括滤波装置，对上述压力检测装置的检测值进行滤波处理，使得将振动成分从上述实测压力中除去。

8.一种工程机械，其特征在于：

备有权利要求3、5～6的任何一项所述的倾转控制设备。

9.一种工程机械，其特征在于：

备有权利要求7所述的倾转控制设备。

Images