本發(fā)明涉及具有轉向輪的作業(yè)車輛以及作業(yè)車輛的控制方法。
背景技術:
在叉車等具有轉向輪的作業(yè)車輛中,轉閥單元與用于操作轉向輪的方向盤的旋轉相應地排出工作油。被排出的工作油向轉向缸供給而使轉向輪動作。作業(yè)車輛的方向盤有時設置有把手,以使得操作員能夠在操作叉等工作裝置的同時用單手進行操作方向盤。操作員有時將該把手作為基準,根據(jù)該把手處于哪個位置來判斷轉向輪的轉向角度是否處于直行姿勢。
方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系有時偏移。根據(jù)該偏移,在作業(yè)車輛的直行時,方向盤的把手的位置有時產(chǎn)生偏移。由于方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系的偏移,而發(fā)生轉向輪的負荷變動所引起的工作油的泄漏、以及在右回轉時和左回轉時向轉向缸供給的工作油的量產(chǎn)生差的情況等。根據(jù)轉閥單元的個體差異,產(chǎn)生向轉向缸供給的工作油的量的差。在專利文獻1中,記載了對方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系的偏移進行修正的內(nèi)容。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平9-263258號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
在修正方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系的偏移時,若將每單位時間的修正率(以下適當稱為修正率)設定得較大,則在操作了方向盤時,存在比起作業(yè)車輛的操作員的本意而轉向輪過度地動作的可能性,因此,在轉向輪的轉向角度處于中立附近時,可能產(chǎn)生擺動。另外,在低速行駛時,若增大修正率而使輪胎角的變化量相對于方向盤的操作較大,則方向盤的操作較少即可,容易進行對位。但是,若在高速行駛時增大修正率,則轉向輪的變化量相對于較少的方向盤操作量而變大,因此,車輛向左右方向較大地移動,難以進行操作。
本發(fā)明的方案的目的在于,在通過方向盤操作轉向輪的作業(yè)車輛中,在修正方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系的偏移之際,抑制轉向輪的轉向角度處于中立附近時產(chǎn)生的擺動,并且抑制在高速行駛時轉向輪過度地動作。
用于解決課題的方案
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,提供一種作業(yè)車輛,其包括:轉向缸,其通過被供給工作油而使作業(yè)車輛的轉向輪動作;轉向構件,其接受用于使所述轉向輪動作的輸入;轉閥單元,其與所述轉向構件連結,且向所述轉向缸供給所述工作油;第一檢測器,其檢測所述轉向構件的操作量;第二檢測器,其檢測所述轉向輪的轉向角度;第三檢測器,其檢測所述作業(yè)車輛的速度;第一運算部,其求出目標信息,該目標信息是相對于由所述第一檢測器檢測到的所述轉向構件的操作量的、作為所述轉向輪的目標的轉向角度的信息;第二運算部,其求出實際轉向角度信息,該實際轉向角度信息是與由所述第二檢測器檢測到的所述轉向輪的實際轉向角度對應的信息;修正部,其修正所述目標信息與所述實際轉向角度信息之間的偏移量;以及調整部,其在所述第二檢測器檢測到所述轉向輪的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,當由所述第三檢測器檢測到的所述作業(yè)車輛的速度變大時,該調整部減小基于所述修正部的所述偏移量的修正率。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,在第一方案的基礎上,提供一種作業(yè)車輛,其中,所述作業(yè)車輛具有第三運算部,該第三運算部求出所述目標信息與所述實際轉向角度信息的偏差,所述修正部根據(jù)由所述第三運算部求出的所述偏差而使所述修正率變化。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,在第一方案或者第二方案的基礎上,提供一種作業(yè)車輛,其中,所述目標信息是相對于由所述第一檢測器檢測到的所述轉向構件的操作量的、所述轉向缸的目標行程,所述實際轉向角度信息是相對于所述實際轉向角度的、所述轉向缸的實際行程。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,在第一方案至第三方案中的任一方案的基礎上,提供一種作業(yè)車輛,其中,所述作業(yè)車輛具有對向所述轉向缸供給的所述工作油的量進行調整的調整裝置,所述修正部控制所述調整裝置來變更向所述轉向缸供給的所述工作油的量。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,在第一方案至第四方案中的任一方案的基礎上,提供一種作業(yè)車輛,其中,相對于由所述第一檢測器檢測到的所述轉向構件的操作量的、所述目標信息使用所述轉閥單元向所述轉向缸供給的工作油的供給量的偏差的上限值來求出。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,在第一方案至第五方案中的任一方案的基礎上,提供一種作業(yè)車輛,其中,所述調整部在所述閾值以上時使所述修正率線性地變化。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,提供一種作業(yè)車輛的控制方法,是控制作業(yè)車輛的方法,所述作業(yè)車輛具備:轉向缸,其通過被供給工作油而使作業(yè)車輛的轉向輪動作;轉向構件,其接受用于使所述轉向輪動作的輸入;以及轉閥單元,其與所述轉向構件連結,且向所述轉向缸供給所述工作油,所述作業(yè)車輛的控制方法包括以下步驟:獲取所述作業(yè)車輛的速度以及所述轉向輪的轉向角度;以及在基于所述轉向角度獲得的、所述轉向輪的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,當所述作業(yè)車輛的速度變大時,減小用于修正所述轉向輪的實際轉向角度信息相對于目標信息的偏移量的修正率,該目標信息是相對于所述轉向構件的操作量的、作為所述轉向輪的目標的轉向角度的信息。
本發(fā)明的方案在通過方向盤操作轉向輪的作業(yè)車輛中,在修正方向盤的操作量與轉向輪的轉向角度之間的關系的偏移之際,能夠抑制轉向輪的轉向角度處于中立附近時產(chǎn)生的擺動,并且在高速行駛時減小修正率而抑制轉向輪過度地動作。
附圖說明
圖1是表示實施方式所涉及的作業(yè)車輛的整體結構的圖。
圖2是表示圖1所示的叉車的轉向系統(tǒng)的圖。
圖3是表示方向盤角度傳感器的檢測值的一例的圖。
圖4是表示轉向角度傳感器的檢測值的一例的圖。
圖5是控制裝置的控制框圖。
圖6是用于供修正部求出修正率的表。
圖7是表示修正率與方向盤的角速度之間的關系的一例的圖。
圖8是表示修正率與偏差之間的關系的一例的圖。
圖9是用于供調整部求出增益的表。
圖10是表示增益與叉車的速度之間的關系的一例的圖。
圖11是表示增益與實際行程之間的關系的一例的圖。
圖12是用于說明轉向輪的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況的圖。
圖13是用于說明轉向輪的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況的圖。
圖14是控制裝置執(zhí)行實施方式所涉及的作業(yè)車輛的控制方法時的流程圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式進行說明。
<作業(yè)車輛>
圖1是表示實施方式所涉及的作業(yè)車輛的整體結構的圖。以下,作為作業(yè)車輛,以叉車1為例進行說明,但作業(yè)車輛不局限于叉車。叉車1具有:包括驅動輪2a及轉向輪2b的車身3;工作裝置5;以及控制裝置20。叉車1的從駕駛席12朝向作為轉向構件的方向盤14的一側為前方,從方向盤14朝向駕駛席12的一側為后方。工作裝置5設置在車身3的前方。
在車身3上搭載有作為內(nèi)燃機的一例的發(fā)動機4、由發(fā)動機4驅動的工作裝置液壓泵9以及行駛用液壓泵10。工作裝置液壓泵9以及行駛用液壓泵10是可變?nèi)萘啃偷谋谩0l(fā)動機4是叉車的動力源。發(fā)動機4例如是柴油發(fā)動機,但不局限于此。叉車1也可以代替發(fā)動機4而具有電動機來作為動力源。
工作裝置5具有載置貨物的叉6、使叉6升降的升降缸7以及使叉6傾轉的傾轉缸8。
在工作裝置液壓泵9以及行駛用液壓泵10上連結有發(fā)動機4的輸出軸。工作裝置液壓泵9以及行駛用液壓泵10由發(fā)動機4經(jīng)由輸出軸進行驅動。驅動輪2a由液壓馬達11驅動。轉向輪2b由方向盤14變更轉向、即方向。方向盤14具有把手16。方向盤14接受用于使轉向輪2b動作的輸入。叉車1的操作員能夠一邊進行叉6的升降或者傾轉這樣的裝卸操作一邊把持把手16而用單手進行方向盤14的操作。
圖2是表示圖1所示的叉車1的轉向系統(tǒng)30的圖。轉向系統(tǒng)30是利用工作油使轉向輪2b動作的液壓式的系統(tǒng)。轉向系統(tǒng)30搭載于叉車1,用于使轉向輪2b轉向。轉向系統(tǒng)30具有方向盤14、轉閥單元50、轉向缸60、作為調整裝置的電磁閥19以及控制裝置20。
轉閥單元50經(jīng)由軸18而與方向盤14連結。當方向盤14旋轉時,轉閥單元50被操作。轉閥單元50是手動的方向切換閥與帶有伺服反饋的測量機構成為一體的裝置。轉閥單元50通過將從液壓泵56供給來的工作油供給至轉向缸60而使轉向缸60動作。當轉向缸60動作時,轉向輪2b、2b進行動作。這樣,轉閥單元50經(jīng)由轉向缸60使轉向輪2b、2b動作。
轉向缸60通過被供給工作油而使叉車1的轉向輪2b動作,在實施方式中使一對轉向輪2b、2b動作。轉向缸60例如是液壓缸。轉向缸60的活塞桿62從兩端部突出?;钊麠U62、62與使轉向輪2b、2b動作的構件63、63連接。當通過方向盤14操作轉閥單元50時,從轉閥單元50向轉向缸60供給工作油。這樣,活塞桿62的一方伸展,另一方收縮,因此,一對轉向輪2b、2b分別朝相同的方向動作。這樣,通過方向盤14的操作使轉向輪2b、2b轉向。
方向盤14的操作量由作為第一檢測器的方向盤角度傳感器13進行檢測。方向盤角度傳感器13對方向盤14以軸18為中心旋轉時的方向盤14的旋轉角度進行檢測。由方向盤角度傳感器13檢測到的方向盤14的旋轉角度是方向盤14的操作量。方向盤角度傳感器13與控制裝置20連接。控制裝置20獲取方向盤角度傳感器13的檢測值,并用于實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法。實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法是對叉車1直行時的把手16的位置進行修正的方法。
圖3是表示方向盤角度傳感器13的檢測值的一例的圖。方向盤角度傳感器13輸出與方向盤14的旋轉方向上的位置相應的電壓Ed。在方向盤14轉一圈時,方向盤角度傳感器13所輸出的電壓Ed從電壓Edl變化到Edh。圖3中的R表示方向盤14旋轉了一圈、即旋轉了360度的情況。當方向盤14朝第一方向、例如繞順時針旋轉了時,方向盤角度傳感器13輸出的電壓Ed隨著方向盤14的旋轉量增加而變大。當方向盤14朝第二方向、例如繞逆時針旋轉了時,方向盤角度傳感器13輸出的電壓Ed隨著方向盤14的旋轉量增加而變小。因此,通過方向盤角度傳感器13輸出的電壓Ed隨著時間的經(jīng)過而變大或變小,來區(qū)別方向盤14的旋轉方向。
在轉閥單元50上連接有工作油供給通路52和工作油回收通路53。工作油供給通路52與轉閥單元50的P端口連接。工作油供給通路52使從液壓泵56排出的工作油通過并導向轉閥單元50。工作油回收通路53使從轉閥單元50排出的工作油通過并導向工作油箱51。工作油回收通路53與轉閥單元50的T端口連接。液壓泵56由圖1所示的發(fā)動機4驅動,從工作油箱51吸入工作油并供給至轉閥單元50。液壓泵56是可變?nèi)萘啃偷谋茫痪窒抻谶@種形式。
轉閥單元50和轉向缸60由第一工作油通路54和第二工作油通路55連接。第一工作油通路54與轉向缸60的第一工作油室60L連接,第二工作油通路55與轉向缸60的第二工作油室60R連接。第一工作油通路54與轉閥單元50的L端口連接。第二工作油通路55與轉閥單元50的R端口連接。
當向第一工作油室60L供給工作油時,從第二工作油室60R排出工作油。當向第一工作油室60L供給工作油時,活塞桿62被向第一工作油室60L拉入,且活塞桿62從第二工作油室60R突出。當向第二工作油室60R供給工作油時,活塞桿62被向第二工作油室60R拉入,且活塞桿62從第一工作油室60L突出。
轉向缸60的動作量、更詳細而言活塞桿62的動作量由作為動作量檢測器的行程傳感器61進行檢測。行程傳感器61與控制裝置20連接??刂蒲b置20獲取行程傳感器61的檢測值,并用于實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法。
轉向缸60根據(jù)從轉閥單元50向第一工作油室60L或第二工作油室60R供給的工作油的量,使活塞桿62的動作量發(fā)生變化。通過活塞桿62的動作量變化,從而轉向輪2b、2b的動作量、即轉向量也發(fā)生變化。轉向輪2b、2b的轉向量由轉向角度β表示。轉向角度β是轉向輪2b、2b的子午平面P的傾斜角,是以轉向輪2b、2b處于中立狀態(tài)時的子午平面Pc為基準的傾斜角。子午平面P是與轉向輪2b的旋轉中心軸Ztr正交、且穿過轉向輪2b的寬度方向(與旋轉中心軸Ztr平行的方向)上的中心的平面。在轉向輪2b、2b處于中立狀態(tài)的情況下,叉車1直行。
轉向角度β由作為第二檢測器的轉向角度傳感器17進行檢測。轉向角度傳感器17與控制裝置20連接??刂蒲b置20獲取轉向角度傳感器17的檢測值,并用于實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法。在實施方式中,轉向角度傳感器17對一方的轉向輪2b的轉向角度β進行檢測。根據(jù)轉向機構的構造,右側的轉向輪2b以及左側的轉向輪2b在朝相同的方向動作時,各自的轉向角度β的大小不同,但控制裝置20在控制中使用一方的轉向角度β即可。
圖4是表示轉向角度傳感器17的檢測值的一例的圖。轉向角度傳感器17輸出與轉向輪2b的轉向角度β的大小相應的電壓Er。轉向角度傳感器17在轉向輪2b被朝向第一方向、例如右方轉向時,輸出電壓Ed。在該情況下,電壓Ed隨著轉向角度β變大而增大。轉向角度傳感器17在轉向輪2b被朝向第二方向、例如左方轉向時,輸出電壓Ed。在該情況下,電壓Ed隨著轉向角度β變大而減小,即絕對值變大。轉向輪2b被轉向的方向例如通過轉向角度傳感器17輸出的電壓Ed的本次值與上次值之差是正還是負來進行區(qū)別。詳細而言,在電壓Ed的本次值與上次值之差是正的情況下,轉向輪2b的轉向方向為右方向,在電壓Ed的本次值與上次值之差為負的情況下,轉向輪2b的轉向方向為左方向。
轉向輪2b、2b在叉車1行駛時,通過與地面的摩擦而進行旋轉。因此,根據(jù)轉向輪2b的旋轉速度來檢測叉車1的速度。作為第三檢測器的車速傳感器15檢測轉向輪2b的旋轉速度。由于轉向輪2b的旋轉速度為叉車1的速度,因此車速傳感器15檢測叉車1的速度。車速傳感器15與控制裝置20連接。控制裝置20獲取車速傳感器15的檢測值、即轉向輪2b的旋轉速度,并用于實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法。
電磁閥19設置于工作油供給通路52。電磁閥19由控制裝置20切換開狀態(tài)和閉狀態(tài)。當電磁閥19打開時,通過工作油供給通路52從液壓泵56向轉閥單元50供給工作油。當電磁閥19閉合時,停止從液壓泵56向轉閥單元50的工作油的供給。通過變更電磁閥19打開的時間與閉合的時間的比例、即占空比,來變更從液壓泵56向轉閥單元50供給的工作油的量。
在轉閥單元50接受來自方向盤14的輸入的情況下,轉閥單元50向轉向缸60供給工作油。在該時機電磁閥19被開閉時,從液壓泵56向轉閥單元50供給的工作油的量發(fā)生變更,因此,向轉向缸60供給的工作油的量被變更。這樣,電磁閥19調整向轉向缸60供給的工作油的量。
控制裝置20包括處理器20P和存儲器20M??刂蒲b置20例如是計算機,是執(zhí)行與叉車1的控制相關的各種處理的裝置。與叉車1的控制相關的各種處理包括與實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法相關的處理。處理器20P也稱為CPU(Central Processing Unit:中央處理裝置)、處理裝置、運算裝置、微處理器、微型計算機或者DSP(Digital Signal Processor)。存儲器20M對應于RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、閃速存儲器、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、以及EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)這樣的易失性或者非易失性的半導體存儲器、磁盤、軟盤、光盤、CD、微型盤以及DVD(Digital Versatile Disc)。
處理器20P讀入存儲于存儲器20M且用于控制叉車1的計算機程序、以及用于實現(xiàn)實施方式所涉及的作業(yè)機械的控制方法的計算機程序,并執(zhí)行這些程序所記述的命令,由此控制叉車1。存儲器20M存儲上述計算機程序以及叉車1的控制所需的數(shù)據(jù)等。
<控制裝置20的控制塊>
圖5是控制裝置20的控制框圖??刂蒲b置20包含第一運算部21、第二運算部22、修正部25以及調整部26。第一運算部21求出相對于由方向盤角度傳感器13檢測到的方向盤14的旋轉角度θhr的、作為轉向輪2b的目標的轉向角度β的信息即目標信息。第二運算部22求出與由轉向角度傳感器17檢測到的轉向輪2b的實際轉向角度βtr對應的信息即實際轉向角度信息。修正部25修正實際轉向角度信息相對于目標信息的偏移量。調整部26在由車速傳感器15檢測到的叉車1的速度為閾值以上的情況下,當轉向角度傳感器17檢測到轉向輪2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍內(nèi)時,減小由修正部25修正的偏移量的修正率Dr。
控制裝置20還具有第三運算部23、前處理部24以及切換部27。第三運算部23求出目標信息與實際轉向角度信息的偏差δ。修正部25根據(jù)由第三運算部23求出的偏差δ而使所述修正率變化。前處理部24將從第三運算部23、方向盤角度傳感器13以及第二運算部22獲取到的信息加工成修正部25能夠利用的形式,并賦給修正部25。切換部27根據(jù)方向盤14的狀態(tài),切換從調整部26輸出的修正指令值Cnc或者未修正的指令值,并向電磁閥19輸出。
第一運算部21具有常數(shù)賦予部21R、乘法部21P以及目標信息決定表TB1。常數(shù)賦予部21R將用于與由方向盤角度傳感器13檢測到的方向盤14的旋轉角度θhr相乘的常數(shù)X賦給乘法部21P。乘法部21P將常數(shù)X與方向盤14的旋轉角度θhr相乘,并賦給目標信息決定表TB1。在常數(shù)X為1的情況下,乘法部21P將由方向盤角度傳感器13檢測到的方向盤14的旋轉角度θhr賦給目標信息決定表TB1。常數(shù)X用于在方向盤角度傳感器13的檢測值由于例如環(huán)境的變動以及方向盤角度傳感器13的經(jīng)時變化等而從設計值發(fā)生了變化的情況下對方向盤角度傳感器13的檢測值進行修正。
目標信息決定表TB1記述有方向盤14的旋轉角度θhr與轉向缸60的目標行程St之間的關系。目標行程St為目標信息。目標信息決定表TB1將與乘法部21P的相乘結果對應的轉向缸60的目標行程St輸出至第三運算部23。
在考慮轉閥單元50的偏差的情況下求出記述于目標信息決定表TB1的方向盤14的旋轉角度θhr與轉向缸60的目標行程St之間的關系。詳細而言,使用轉閥單元50向轉向缸60供給的工作油的供給量的偏差的上限值,求出與由方向盤角度傳感器13檢測到的方向盤14的旋轉角度θhr相對的目標行程St。并且,將求出的方向盤14的旋轉角度θhr與目標行程St之間的關系記述于目標信息決定表TB1。
控制裝置20在對方向盤14的旋轉角度θhr與轉向輪2b、2b的轉向角度β的偏移進行修正的情況下,從電磁閥19向轉閥單元50供給工作油,來補充向轉向缸60供給的工作油的量的不足。即,在不發(fā)生向轉向缸60供給的工作油的量的不足的狀態(tài)下,無法修正方向盤14的旋轉角度θhr與轉向輪2b、2b的轉向角度β的偏移。
在實施方式中,使用轉閥單元50供給的工作油的供給量的偏差的上限值來求出目標信息決定表TB1。實際的轉閥單元50的工作油的供給量比上述的上限值小。因此,使用實際上搭載于叉車1的轉閥單元50的情況下的轉向缸60的目標行程St的絕對值比記述于目標信息決定表TB1的目標行程St的絕對值小。其結果是,即便轉閥單元50的工作油的供給量存在偏差,控制裝置20也能夠通過補充向轉向缸60供給的工作油的量的不足,來修正方向盤14的旋轉角度θhr與轉向輪2b、2b的轉向角度β的偏移。
偏差的上限能夠為例如多個轉閥單元50中的工作油的供給量的平均值加上3×σ而得到的值。σ是多個轉閥單元50中的工作油的供給量的標準偏差。多個轉閥單元50中的工作油的供給量的平均值以及標準偏差σ根據(jù)轉閥單元50的制造偏差等信息而求出。這些通常是作為轉閥單元50的規(guī)格而求出的。偏差的上限并不局限于這樣的形式。
如上所述,目標信息是相對于方向盤14的旋轉角度θhr的、作為轉向輪2b的目標的轉向角度β的信息。即,目標信息是用于決定相對于方向盤14的操作量的、轉向輪2b的動作量的信息。
若確定轉向缸60的行程,則轉向輪2b的轉向角度β也被唯一確定。因此,根據(jù)目標行程St來確定作為轉向輪2b的目標的轉向角度β。在實施方式中,目標行程St為目標信息。
第二運算部22具有實際轉向角度信息決定表TB2。實際轉向角度信息決定表TB2記述有實際轉向角度βtr與轉向缸60的行程Sr之間的關系。即,實際轉向角度信息決定表TB2是用于將由轉向角度傳感器17檢測到的實際轉向角度βtr轉換成作為轉向缸60的動作量的行程Sr的表。在實施方式中,與實際轉向角度βtr對應的轉向缸60的行程St成為實際轉向角度信息。轉向缸60的行程Sr可以根據(jù)轉向機構的連桿的關系以逆運算的方式求出,也可以采用由圖2所示的行程傳感器61檢測到的值。以下,將行程Sr適當稱為實際行程Sr。實際行程Sr是實際轉向角度信息。
第三運算部23具有加減法器23ad。加減法器23ad從自第一運算部21輸出的目標行程St中減去自第二運算部22輸出的實際行程Sr。通過該運算,第三運算部23求出目標信息與實際轉向角度信息的偏差δ并輸出至前處理部24。
前處理部24具有符號轉換部24a和絕對值處理部24b、24c。前處理部24從第三運算部23獲取偏差δ,從方向盤角度傳感器13獲取方向盤14的操作狀態(tài)STh以及方向盤14的角速度ωh,從第二運算部22獲取實際行程Sr。方向盤14的操作狀態(tài)STh是表示方向盤14是繞順時針(CW,第一方向)、還是繞逆時針(CCW,第二方向)、還是停止的信息。
在實施方式中,控制裝置20在方向盤14繞順時針且實際行程Sr小于目標行程St的情況下、以及方向盤14繞逆時針且實際行程Sr大于目標行程St的情況下,執(zhí)行基于電磁閥19的修正。即,在實際行程Sr的絕對值小于目標行程St的絕對值的情況下,執(zhí)行基于電磁閥19的修正。因此,符號轉換部24a將偏差δ乘以+1或-1并賦給修正部25。詳細而言,在方向盤14繞順時針的情況下,符號轉換部24a將偏差δ乘以-1并賦給修正部25。在方向盤14繞逆時針的情況下,符號轉換部24a將偏差δ乘以-1并賦給修正部25。
絕對值處理部24b將從方向盤角度傳感器13獲取到的方向盤14的角速度ωh的值轉換成絕對值并賦給修正部25。方向盤14的角速度ωh通過以時間對方向盤14的旋轉角度θhr進行微分而求出。絕對值處理部24b將從第二運算部22獲取到的實際行程Sr的值轉換成絕對值并賦給調整部26。在實施方式中,方向盤角度傳感器13輸出表示方向盤14的操作狀態(tài)STh、即繞順時針、繞逆時針或者停止的信息、角速度ωh、以及方向盤14的旋轉角度θhr。不局限于這樣的方式,方向盤角度傳感器13也可以按照例如脈沖的數(shù)量輸出方向盤14旋轉的量,并利用方向盤角度傳感器13以外的裝置、例如控制裝置20根據(jù)方向盤14旋轉了的量來運算操作狀態(tài)STh、角速度ωh以及方向盤14的旋轉角度θhr。
在實施方式中,轉向角度傳感器17輸出實際轉向角度βtr,但不局限于這樣的形式。轉向角度傳感器17也可以按照例如脈沖的數(shù)量輸出轉向輪2b動作了的量,并利用轉向角度傳感器17以外的裝置、例如控制裝置20根據(jù)轉向輪2b動作了的量來運算實際轉向角度βtr。
在實施方式中,車速傳感器15輸出叉車1的速度V,但不局限于這樣的形式。車速傳感器15也可以按照例如脈沖的數(shù)量輸出轉向輪2b的轉數(shù),并利用車速傳感器15以外的裝置、例如控制裝置20根據(jù)轉向輪2b的轉數(shù)以及周長來運算叉車1的速度。
修正部25使用從前處理部24的符號轉換部24a接收到的偏差δ和從前處理部24的絕對值處理部24b接收到的角速度ωh的絕對值來求出修正率Dr,并輸出至調整部26。在實施方式中,修正率Dr是電磁閥19的占空比。在將電磁閥19的開閥時間設為To、將電磁閥19從打開到閉合之后再次打開為止的時間設為T時,電磁閥19的占空比由To/T表示。在該情況下,T成為電磁閥19的動作的1個周期。另外,在將電磁閥19的開閥時間設為To、將閉閥時間設為Tc時,占空比由To/(To+Tc)表示。
圖6是用于供修正部25求出修正率Dr的表TB1。圖7是表示修正率Dr與方向盤14的角速度ωh之間的關系的一例的圖。圖8是表示修正率Dr與偏差δ之間的關系的一例的圖。修正率Dr基于方向盤14的角速度ωh和偏差δ進行變更。
在表TB1中,角速度ωh按照ωh1、ωh2、ωh3的順序變大。偏差δ按照δ1、δ2、δ3的順序變大。在角速度ωh相對變大時,修正率Dr相對變大。這樣,在快速地操作方向盤14時,通過電磁閥19向轉閥單元50供給的工作油的量增多。
另外,當偏差δ相對變大時,修正率Dr相對變大。這樣,轉向缸60的實際行程Sr的絕對值越小于目標行程St的絕對值,通過電磁閥19向轉閥單元50供給的工作油的量越多。其結果是,控制裝置20在轉向缸60的實際行程Sr的絕對值小于目標行程St的絕對值的情況下執(zhí)行基于電磁閥19的修正時,能夠迅速地將實際行程Sr的絕對值設為目標行程St的絕對值。
當操作員使方向盤14相對緩慢地旋轉時,偏差δ相對變小。在偏差δ相對變小的情況下,若使用與偏差δ相對較大的情況相同的修正率Dr,則有可能顯著地表現(xiàn)出轉向角度β的變動的增加。修正部25通過在偏差δ相對變大時相對地增大修正率Dr、即偏差δ相對變小時相對地減小修正率Dr,來抑制操作員使方向盤14相對緩慢地旋轉時的轉向角度β的變動的增加。
在表TB1中,修正率Dr31、DR32、DR33按該順序變大,修正率Dr21、DR22、DR23按該順序變大。在表TB1中,修正率Dr11、DR12、DR13相同,但也可以按該順序變大。另外,在表TB1中,修正率Dr13、DR23、DR33按該順序變大,修正率Dr12、DR22、DR32按該順序變大。在表TB1中,修正率Dr11、DR21、DR31相同,但也可以按該順序變大。
在表TB1中,角速度ωh以及偏差δ是離散的,但修正部25也可以通過使用了表TB1所記述的角速度ωh以及偏差δ的插值來求出不存在這些值的范圍的修正率Dr。插值例如例示出線性插值,但不局限于此。如圖7以及圖8所示,利用線性插值,修正率Dr相對于角速度ωh以及偏差δ線性地變化。這樣,能抑制修正率Dr的急劇變化、即向轉向缸60供給的工作油的量的急劇變化。
調整部26將從修正部25接收到的修正率Dr乘以增益G而生成修正指令值Cnc,并賦給切換部27。調整部26基于叉車1的速度V以及實際行程Sr的絕對值使增益G變化。
圖9是用于供調整部26求出增益G的表TB2。圖10是表示增益G與叉車1的速度V之間的關系的一例的圖。圖11是表示增益G與實際行程Sr之間的關系的一例的圖。圖11的實際行程Sr是絕對值。
在表TB2中,實際行程Sr按照Sr2、Sr1的順序變小。速度V按照V1、V2的順序變大。當實際行程Sr變小時,增益G減小。實際行程Sr小是指,轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況。轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況也包括轉向輪2b、2b的轉向角度處于中立的情況。轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下的增益G比轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍之外的情況下的增益G小。在表TB2中,例如,在為實際行程Sr1的情況下,轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍,在為實際行程Sr2的情況下,轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍之外。在該情況下,例如增益G22、G21按該順序變小。在實施方式中,增益G12、G11為相同的大小,但也可以按該順序變小。
這樣,在轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,增益G變小。由于調整部26將增益G乘以修正率Dr,因此,在轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,通過電磁閥19向轉閥單元50供給的工作油的量減少。因此,控制裝置20能夠在操作員操作了方向盤14時抑制轉向輪2b比操作員的本意過度地動作的情況。其結果是,控制裝置20在叉車1行駛的情況下,能夠抑制當轉向輪2b、2b的轉向角度處于中立附近時產(chǎn)生擺動。
當速度V變大時,增益G變小。由于調整部26將增益G乘以修正率Dr,因此,當速度V變大時,通過電磁閥19向轉閥單元50供給的工作油的量減少。這樣,控制裝置20能夠在叉車1高速行駛的情況下操作員操作了方向盤14時,抑制轉向輪2b比操作員的本意過度地動作的情況。另外,控制裝置在叉車1的速度相對大的情況下,能夠抑制當轉向輪2b、2b的轉向角度處于中立附近時產(chǎn)生擺動。在表TB2中,例如增益G11、G21按該順序變小。在實施方式中,增益G12、G22為相同的大小,但也可以按該順序變小。
在表TB2中,實際行程Sr以及速度V是離散的,但調整部26也可以通過使用了表TB2所記述的實際行程Sr以及速度V的插值來求出不存在這些值的范圍的增益G。插值例如例示出線性插值,但不局限于此。如圖10以及圖11的實線A所示,利用線性插值,增益G相對于實際行程Sr以及速度V線性地變化。這樣,能抑制增益G的急劇變化、即向轉向缸60供給的工作油的量的急劇變化。
圖12以及圖13是用于說明轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況的圖。轉向輪2b、2b的轉向角度成為中立的情況是指,方向盤14處于中立的轉向角度的情況。轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況是指,方向盤14處于從中立位置起分別繞順時針以及繞逆時針規(guī)定的范圍的情況。在圖12所示的例子中,把手16處于中立位置。將使方向盤14繞順時針旋轉的情況設為+(正),繞逆時針旋轉的情況設為-(負)。在該例子中,將方向盤14的中立位置設為αc度,以αc度為基準,將方向盤14在從+α度到-α度的范圍內(nèi)動作的范圍設為轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍。α以及αc是以方向盤14的旋轉中心軸Zhr為中心的中心角的大小。α是比0大且90以下的值,通常是20至30左右。
在使用了圖13所示的轉向輪2b的轉向角度β的情況下,轉向輪2b、2b的轉向角度成為中立的情況是指轉向角度β為0度的情況。轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況是指,轉向角度β處于朝向左右方向分別旋轉2度至6度、優(yōu)選2度至4度的范圍的情況。
在圖11所示的例子中,在實際行程Sr0的情況下轉向輪2b、2b的轉向角度成為中立。在圖11所示的例子中,從實際行程Sr1到實際行程Src的范圍是轉向輪2b、2b的轉向角度從中立起規(guī)定范圍。如實線A所示,在轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,與轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍之外的情況相比,增益G變小。圖11的實線B示出,直到轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍內(nèi)的某一位置為止增益G恒定,當超過某一位置時,實際行程Sr變大,即隨著轉向角度β增大而增益G變大。圖11的實線C示出,直到轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍為止增益G恒定,當超過規(guī)定范圍時,實際行程Sr變大,即隨著轉向角度β增大而增益G變大。即便在如實線B以及實線C所示那樣增益G發(fā)生了變化的情況下,當轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍時,與轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍之外的情況相比,增益G變小。
切換部27具有判斷部27J、開關27SW以及常數(shù)輸出部27B。判斷部27J從方向盤角度傳感器13接收方向盤14的操作狀態(tài)STh。判斷部27J基于方向盤14的操作狀態(tài)STh,將從常數(shù)輸出部27B輸出的常數(shù)Y或者修正指令值Cnc向電磁閥19輸出。
常數(shù)輸出部27B輸出常數(shù)Y,來作為用于控制裝置20不修正從轉閥單元50向轉向缸60供給的工作油的量的修正率Dr、即用于不使電磁閥19動作的修正率Dr。在實施方式中,常數(shù)Y為0[%]。這樣,在不修正工作油的量的情況下,電磁閥19的占空比成為0%,因此,電磁閥19維持閉合的狀態(tài)。其結果是,從液壓泵56排出的工作油以不通過電磁閥19的方式向轉閥單元50供給,因此,從轉閥單元50向轉向缸60供給的工作油的量不發(fā)生變化。
判斷部27J在方向盤14繞順時針或繞逆時針的任意一種成立的情況下,將開關27SW切換到ON側。根據(jù)操作狀態(tài)STh來判斷方向盤14是繞順時針還是繞逆時針。由于當方向盤14繞順時針或繞逆時針的任意一種成立時,判斷部27J將開關27SW切換到ON側,因此,從調整部26向電磁閥19輸出修正指令值Cnc。電磁閥19按照修正指令值Cnc進行動作。
電磁閥19向轉閥單元50供給工作油,以使得成為與方向盤14的旋轉角度θhr對應的轉向缸60的目標行程St。轉閥單元50將與從電磁閥19供給來的工作油相當?shù)牧康墓ぷ饔拖蜣D向缸60供給。其結果是,轉向缸60的動作量成為與方向盤14的旋轉角度θhr對應的目標行程St,因此,能抑制方向盤14的把手14的位置與轉向輪2b、2b的轉向角度β的偏移。在叉車1直行時,也能抑制方向盤14的把手16的位置偏移。
判斷部27J在方向盤14的操作狀態(tài)STh不是繞順時針且不是繞逆時針的情況下,將開關27SW切換到OFF側。這樣,從常數(shù)輸出部27B向電磁閥19輸出常數(shù)Y。在該情況下,電磁閥19維持閉合的狀態(tài)。即,電磁閥19不動作。
第一運算部21、第二運算部22、修正部25、調整部26、第三運算部23、前處理部24以及切換部27的功能例如通過軟件、固件、或者軟件與固件的組合來實現(xiàn)。軟件以及固件記述為程序,并存儲在圖2所示的存儲器20M中。處理器20P讀出存儲器20M所存儲的程序并執(zhí)行,由此實現(xiàn)第一運算部21、第二運算部22、修正部25、調整部26、第三運算部23、前處理部24以及切換部27的功能。這些程序也可以說是用于使計算機執(zhí)行第一運算部21、第二運算部22、修正部25、調整部26、第三運算部23、前處理部24以及切換部27所要執(zhí)行的步驟以及實施方式所涉及的作業(yè)車輛的控制方法的程序。
第一運算部21、第二運算部22、修正部25、調整部26、第三運算部23、前處理部24以及切換部27的功能也可以通過作為專用的硬件的處理電路來實現(xiàn)。在該情況下,處理電路包括單一電路、復合電路、程序化了的處理器、并行程序化了的處理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、或者組合上述結構而成的處理電路。
圖14是控制裝置20執(zhí)行實施方式所涉及的作業(yè)車輛的控制方法時的流程圖。在步驟S101中,控制裝置20獲取速度V以及實際轉向角度βtr。詳細而言,控制裝置20的調整部26獲取速度V,控制裝置20的第二運算部22獲取實際轉向角度βtr。第二運算部22根據(jù)實際轉向角度βtr求出實際行程Sr并賦給調整部26。
在步驟S102中,當轉向輪2b、2b的轉向角度處于中立附近的情況下(步驟S102、是),控制裝置20在步驟S104中在速度V變大時減小修正率Dr。詳細而言,控制裝置20的調整部26在步驟S102以及步驟S103中,將實際行程Sr和速度V賦給圖9所示的表TB2,獲得對應的修正率Dr。然后,如上所述,在方向盤14繞順時針或繞逆時針的任意一種成立時,將在步驟S103中由調整部26求出的修正率Dr賦給電磁閥19。
在步驟S102中,當轉向輪2b、2b的轉向角度不處于中立附近的情況下(步驟S102、否),控制裝置20在步驟S104中不根據(jù)速度V而變更修正率Dr。詳細而言,控制裝置20的調整部26在步驟S102以及步驟S104中,將實際行程Sr和速度V賦給圖9所示的表TB2,獲得對應的修正率Dr。在表TB2中,例如在為實際行程Sr2的情況下,轉向輪2b、2b的轉向角度不處于中立附近,但與實際行程Sr2對應的增益G12、G22相同。因此,在將轉向輪2b、2b的轉向角度不處于中立附近的情況下的實際行程Sr賦給表TB2時,調整部26能夠獲得相同的修正率Dr而不依賴于速度V。
然后,如上所述,當方向盤14繞順時針或繞逆時針的任意一種成立時,將在步驟S104中由調整部26求出的修正率Dr賦給電磁閥19。
以上,在實施方式中,在轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,減小修正率Dr,因此,通過電磁閥19向轉閥單元50供給的工作油的量變少。因此,控制裝置20能夠抑制在操作員操作了方向盤14時轉向輪2b比操作員的本意過度地動作的情況。其結果是,在實施方式中,在通過方向盤14操作轉向輪2b、2b的作業(yè)車輛中,當對方向盤14的操作量與轉向輪2b、2b的轉向角度β之間的關系的偏移進行修正時,能夠抑制在轉向輪2b、2b的轉向角度處于中立附近時產(chǎn)生的擺動。另外,在實施方式中,在轉向輪2b、2b的轉向角度處于從中立起規(guī)定范圍的情況下,當叉車1的速度V變大時減小修正率Dr。其結果是,在實施方式中,在叉車1以相對高的速度V行駛的情況下,能夠抑制轉向輪2b、2b的轉向角度在中立附近處的轉向輪2b、2b過度地動作。
在實施方式中,電磁閥19設置在工作油供給通路52中,但只要電磁閥19能夠調整向轉向缸60供給的工作油的量,則可以配置在任意位置。例如,也可以利用通路將第一工作油通路54與第二工作油通路55連接,并且在該通路中設置電磁閥19。在實施方式中,轉向缸60為一個,但只要轉向缸60能夠使轉向輪2b、2b動作,則可以采用任意個數(shù)。
以上,對本實施方式進行說明,但不通過上述內(nèi)容來限定本實施方式。另外,在上述構成要素中包括本領域技術人員能夠容易假定的構成要素、實質上相同的構成要素、所謂的等同范圍內(nèi)的構成要素。此外,上述構成要素能夠適當進行組合。此外,在不脫離本實施方式的宗旨的范圍內(nèi),能夠進行各種構成要素的省略、置換以及變更中的至少一個。
附圖標記說明
1 叉車
2b 轉向輪
3 車身
5 工作裝置
13 方向盤角度傳感器
14 方向盤
15 車速傳感器
16 把手
17 轉向角度傳感器
19 電磁閥
20 控制裝置
21 第一運算部
21P 乘法部
21R 常數(shù)賦予部
22 第二運算部
23 第三運算部
24 前處理部
25 修正部
26 調整部
27 切換部
30 轉向系統(tǒng)
50 轉閥單元
51 工作油箱
52 工作油供給通路
53 工作油回收通路
54 第一工作油通路
55 第二工作油通路
56 液壓泵
60 轉向缸
61 行程傳感器
Cnc 修正指令值
Dr 修正率
G 增益
Sr 實際行程
St 目標行程
STh 操作狀態(tài)
TB1 目標信息決定表
TB2 實際轉向角度信息決定表
TB1、TB2 表