欢迎光临小豌豆知识网!
当前位置:首页 > 生活技术 > 其他技术> 作业车辆和作业车辆的控制方法独创技术46909字

作业车辆和作业车辆的控制方法

2021-04-25 08:32:21

作业车辆和作业车辆的控制方法

  技术领域

  本发明涉及作业车辆和作业车辆的控制方法,该作业车辆包括由发动机驱动的可变容量式液压泵、以及与上述液压泵之间形成闭合回路并由从上述液压泵排出的液压油驱动的液压马达。

  背景技术

  现有一种在作为驱动源的发动机与驱动轮之间设置有被称为HST(Hydro Static Transmission:静液压式传动装置)的液压驱动装置的作业车辆。HST在作为闭合回路的主液压回路中包括:由发动机驱动的可变容量式的行驶用液压泵、以及由从行驶用液压泵排出的液压油驱动的可变容量式的液压马达,HST通过将液压马达的驱动力传递给驱动轮而使车辆行驶。作为一种作业车辆,有具备HST的叉车(例如专利文献1)。

  专利文献1:日本特开2012-057502号公报

  发明内容

  在作业车辆在下坡上行驶、即下坡的情况下,因重力作用而容易加速,例如即使在不踩油门的状态下也会因重力而产生加速。在专利文献1中,对作为作业车辆的叉车下坡时的现象既没有记载也没有启示,因而存在改善的余地。

  本发明的目的在于能够抑制具备HST的作业车辆在下坡时的加速。

  本发明的作业车辆,其具备作业机,包括:发动机;可变容量式的行驶用液压泵,其由上述发动机驱动;液压马达,其与上述行驶用液压泵之间形成闭合回路,并且由从上述行驶用液压泵排出的液压油驱动;驱动轮,其由上述液压马达驱动;以及控制装置,其具备用于判断tttt上述作业车辆的操作员是否有减速的意图的判断单元,在上述判断单元判断为上述操作员有减速的意图且上述作业车辆的车速开始增加的情况下,根据上述作业车辆的车速增加的增加量,使以上述行驶用液压泵的容量去除上述液压马达的容量后得到的容量比为上述车速开始增加的时刻的值以上。

  优选上述控制装置在上述车速的增加量变大时,使上述容量比变大。

  优选还具备油门操作部,其用于对供向上述发动机的燃料供给量进行增减操作,如果上述车速的增加量相同,则上述油门操作部的操作量较小时,上述容量比较大。

  优选上述控制装置使用下述信息来判断上述作业车辆的操作员是否有减速的意图:表示通过用于切换上述作业车辆的前进和后退的选择开关选择出的上述作业车辆的行进方向的信息、上述行驶用液压泵供给到上述液压马达的上述液压油的排出压力、以及从上述液压马达流入上述行驶用液压泵的上述液压油的流入压力。

  优选上述作业车辆是叉车。

  本发明提供一种作业车辆的控制方法,其对作业车辆进行控制,该作业车辆包括:作业机;发动机;可变容量式的行驶用液压泵,其由上述发动机驱动;液压马达,其与上述行驶用液压泵之间形成闭合回路,并且由从上述行驶用液压泵排出的液压油驱动;以及驱动轮,其由上述液压马达驱动,上述作业车辆的控制方法包括:判断上述作业车辆的操作员是否有减速的意图的步骤;以及在判断为上述作业车辆的操作员有减速意图并且上述作业车辆的车速开始增加的情况下,根据上述作业车辆的车速增加的增加量,使以上述泵的容量去除上述液压马达的容量后得到的容量比为上述车速开始增加的时刻的值以上的步骤,在改变上述容量比的增加量的情况下,当上述车速的增加量变大时,使上述容量比变大。

  优选上述作业车辆具备油门操作部,其用于对供向上述发动机的燃料供给量进行增减操作,如果上述车速增加量相同,则上述油门操作部的操作量较小时,使上述容量比较大。

  优选使用下述信息来判断上述作业车辆的操作员是否有减速的意tttt图:表示通过用于切换上述作业车辆的行进方向的选择开关选择出的上述作业车辆的行进方向的信息、上述行驶用液压泵供给到上述液压马达的上述液压油的排出压力、以及从上述液压马达流入上述行驶用液压泵的上述液压油的流入压力。

  本发明能够抑制具备HST的作业车辆在下坡时的加速。

  附图说明

  图1是表示本实施方式涉及的叉车的整体结构的图。

  图2是表示图1所示的叉车的控制系统的框图。

  图3是表示在平地上行驶的叉车变成下坡时的状态变化的状态转换图。

  图4是控制装置的控制框图。

  图5是表示微动率相对于微动操作量的变化的图。

  图6是表示行驶用液压泵的目标吸收转矩相对于发动机实际转速的特性线L2的图。

  图7是表示根据油门开度和车速增加量而设定微动率的表50的示意图。

  图8是表示在下坡上停止的叉车开始行驶时的状态变化的状态转换图。

  图9是表示本实施方式涉及的下坡控制的一个示例的流程图。

  图10是表示根据油门开度和车速增加量而设定微动率的表51的示意图。

  具体实施方式

  下面,参照附图来说明本发明的实施方式。

  (叉车)

  图1是表示本实施方式涉及的叉车1的整体结构的图。图2是表示图1所示的叉车的控制系统的框图。叉车1包括:车身3,其具有驱动轮2a和转向轮2b;作业机5;以及机械式制动器9,其制动驱动轮2a和转向轮2b。叉车1的前方侧是从驾驶席ST朝向转向部件HL的一侧,tttt后方侧是从转向部件HL朝向驾驶席ST的一侧。作业机5设置在车身3的前方。

  在车身3中设置有:作为内燃机的一个示例的发动机4、以发动机4作为驱动源进行驱动的可变容量式的行驶用液压泵10和作业机液压泵16。发动机4例如是柴油发动机,但并不限定于此。行驶用液压泵10和作业机液压泵16与发动机4的输出轴4S连结。行驶用液压泵10和作业机液压泵16经由输出轴4S被发动机4驱动。闭合液压回路将可变容量式的行驶用液压泵10和可变容量式的液压马达20连通,驱动轮2a由液压马达20的动力驱动。这样,叉车1基于HST行驶。在本实施方式中,行驶用液压泵10和作业机液压泵16两者具有斜板10S和斜板16S,通过改变斜板10S和斜板16S的倾斜角度而使容量变化。

  作业机5具有使货叉6升降的升降工作缸7和使货叉6倾斜的倾斜工作缸8。在车身3的驾驶席设置有:前进后退杆42a、作为微动操作部的微动踏板(制动踏板)40a、作为油门操作部的油门踏板41a、以及用于操作作业机5的包含升降杆和倾斜杆的未图示的作业机操作杆。微动踏板40a对微动率进行操作。油门踏板41a对供向发动机4的燃料供给量进行增减操作。微动踏板40a和油门踏板41a设置在叉车1的操作员能够从驾驶席进行脚踏操作的位置。图1中,以微动踏板40a与油门踏板41a重合的状态进行表示。

  如图2所示,叉车1具备主液压回路100。主液压回路100是包括行驶用液压泵10、液压马达20、以及连接两者的液压供给管路10a和液压供给管路10b的闭合回路。行驶用液压泵10是由发动机4驱动来排出液压油的装置。在本实施方式中,行驶用液压泵10例如是通过改变斜板倾斜角度而能够改变容量的可变容量式的泵。

  液压马达20通过从行驶用液压泵10排出的液压油来旋转驱动。液压马达20例如是具有斜板20S、并且通过改变斜板倾斜角度而能够改变容量的可变容量式的液压马达。液压马达20也可以是固定容量式的液压马达。液压马达20的输出轴20a经由分动器20b与驱动轮2a连接。液压马达20经由分动器20b对驱动轮2a进行旋转驱动,由此能够使叉车1行驶。

  液压马达20能够根据来自行驶用液压泵10的液压油的供给方向来切换旋转方向。通过切换液压马达20的旋转方向能够使叉车1前进或后退。在下面的说明中,为了便于说明,设在从液压供给管路10a向液压马达20供给液压油的情况下叉车1前进,而在从液压供给管路10b向液压马达20供给液压油的情况下叉车1后退。

  在行驶用液压泵10中,与液压供给管路10a连接的部分是A端口10A,与液压供给管路10b连接的部分是B端口10B。在叉车1前进时,A端口10A成为液压油的排出侧,B端口10B成为液压油的流入侧。在叉车1后退时,A端口10A成为液压油的流入侧,B端口10B成为液压油的排出侧。

  叉车1具有泵容量设定单元11、马达容量设定单元21和升压泵(charge pump)15。泵容量设定单元11设置于行驶用液压泵10。泵容量设定单元11具备前进用泵电磁比例控制阀12、后退用泵电磁比例控制阀13和泵容量控制缸14。从后述的控制装置30向泵容量设定单元11的前进用泵电磁比例控制阀12和后退用泵电磁比例控制阀13发出指令信号。泵容量设定单元11的泵容量控制缸14根据控制装置30提供的指令信号进行动作,通过使行驶用液压泵10的斜板倾斜角度变化来改变行驶用液压泵10的容量。

  泵容量控制缸14在缸壳体14C内收纳有活塞14a。通过向缸壳体14C与活塞14a之间的空间内供给液压油,活塞14a在缸壳体14C内往复运动。在斜板倾斜角度为0的状态下,泵容量控制缸14的活塞14a保持在中立位置。因此,即使发动机4旋转,从行驶用液压泵10向主液压回路100的液压供给管路10a或液压供给管路10b排出的液压油量为0。

  假设从行驶用液压泵10的斜板倾斜角度为0的状态起,例如从控制装置30向前进用泵电磁比例控制阀12发出使行驶用液压泵10的容量增大的指令信号。于是,根据该指令信号,从前进用泵电磁比例控制阀12向泵容量控制缸14提供泵控制压力。其结果,活塞14a在图2中向左侧移动。当泵容量控制缸14的活塞14a在图2中向左侧移动时,行驶用液压泵10的斜板10S与该动作联动地向液压供给tttt管路10a排出液压油的方向倾斜。

  随着来自前进用泵电磁比例控制阀12的泵控制压力增大,活塞14a的移动量变大。因此,行驶用液压泵10的斜板10S的倾斜角度的变化量也变大。也就是说,当从控制装置30向前进用泵电磁比例控制阀12发出指令信号时,从前进用泵电磁比例控制阀12向泵容量控制缸14提供与该指令信号相对应的泵控制压力。泵容量控制缸14在上述泵控制压力的作用下进行动作,由此使行驶用液压泵10的斜板10S倾斜,以能够向液压供给管路10a排出规定量的液压油。其结果,如果发动机4旋转,则从行驶用液压泵10向液压供给管路10a排出液压油,液压马达20向前进方向旋转。

  在上述状态下,当从控制装置30向前进用泵电磁比例控制阀12发出使行驶用液压泵10的容量减小的指令信号时,根据该指令信号,从前进用泵电磁比例控制阀12提供到泵容量控制缸14的泵控制压力减小。因此,泵容量控制缸14的活塞14a向中立位置移动。其结果,行驶用液压泵10的斜板倾斜角度减小,从行驶用液压泵10向液压供给管路10a排出的液压油量减小。

  当控制装置30向后退用泵电磁比例控制阀13发出使行驶用液压泵10的容量增大的指令信号时,根据该指令信号,从后退用泵电磁比例控制阀13向泵容量控制缸14提供泵控制压力。于是,活塞14a在图2中向右侧移动。当泵容量控制缸14的活塞14a在图2中向右侧移动时,行驶用液压泵10的斜板10S与该动作联动地向着向液压供给管路10b排出液压油的方向倾斜。

  随着从后退用泵电磁比例控制阀13提供的泵控制压力增大,活塞14a的移动量变大,因此行驶用液压泵10的斜板倾斜角度的变化量也变大。也就是说,当从控制装置30向后退用泵电磁比例控制阀13发出指令信号时,从后退用泵电磁比例控制阀13向泵容量控制缸14提供与该指令信号相对应的泵控制压力。然后,通过泵容量控制缸14的动作,使行驶用液压泵10的斜板10S倾斜,以能够向液压供给管路10b排出所需量的液压油。其结果,当发动机4旋转时,从行驶用液压泵10向液压供给管路10b排出液压油,液压马达20向后退方tttt向旋转。

  当从控制装置30向后退用泵电磁比例控制阀13发出使行驶用液压泵10的容量减小的指令信号时,根据该指令信号,从后退用泵电磁比例控制阀13提供到泵容量控制缸14的泵控制压力减小,活塞14a向中立位置移动。其结果,行驶用液压泵10的斜板倾斜角度减小,因此从行驶用液压泵10向液压供给管路10b排出的液压油量减小。

  马达容量设定单元21设置于液压马达20。马达容量设定单元21具备马达电磁比例控制阀22、马达用缸控制阀23和马达容量控制缸24。在马达容量设定单元21中,当从控制装置30向马达电磁比例控制阀22发出指令时,从马达电磁比例控制阀22向马达用缸控制阀23提供马达控制压力,使马达容量控制缸24动作。当马达容量控制缸24动作时,液压马达20的斜板倾斜角度与马达容量控制缸24的动作联动地变化。因此,基于来自控制装置30的指令信号,液压马达20的容量得以变更。具体而言,随着从马达电磁比例控制阀22提供的马达控制压力增加,液压马达20的斜板倾斜角度减小。

  升压泵15由发动机4驱动。升压泵15经由上述的前进用泵电磁比例控制阀12和后退用泵电磁比例控制阀13向泵容量控制缸14提供泵控制压力。升压泵15具有经由马达电磁比例控制阀22向马达用缸控制阀23提供马达控制压力的功能。

  在本实施方式中,除了行驶用液压泵10以外,发动机4还驱动作业机液压泵16。该作业机液压泵16向用于驱动作业机5的作为作业用致动器的升降工作缸7和倾斜工作缸8供给液压油。

  叉车1包括微动电位计(制动电位计)40、油门电位计41、前进后退杆开关42、发动机旋转传感器43、车速传感器46和压力传感器47A、47B。

  微动电位计40在操作微动踏板(制动踏板)40a的情况下检测并输出其操作量。微动踏板40a的操作量是微动操作量Is。微动电位计40输出的微动操作量Is被输入到控制装置30。

  油门电位计41在油门踏板41a被操作的情况下输出油门踏板41a的操作量Aop。油门踏板41a的操作量Aop也称为油门开度Aop。将油门tttt电位计41输出的油门开度Aop输入到控制装置30。

  前进后退杆开关42是用于切换叉车1的行进方向的选择开关。在本实施方式中使用如下的前进后退杆开关42:通过操作设置在能够从驾驶席进行选择操作的位置上的前进后退杆42a,能够选择前进、空挡、后退这3个行进方向,由此切换叉车1的前进和后退。将表示通过该前进后退杆开关42选择出的叉车1的行进方向的信息作为选择信息提供给控制装置30。通过前进后退杆开关42选择的叉车1的行进方向包括此后叉车1要行进的方向和叉车1实际正在行进的方向这两个方向。

  发动机旋转传感器43检测发动机4的实际转速。由发动机旋转传感器43检测出的发动机4的转速是发动机实际转速Nr。表示发动机实际转速Nr的信息被输入到控制装置30。发动机4的转速是每单位时间的发动机4的输出轴4S的旋转次数。车速传感器46是检测叉车1行驶时的速度、即实际车速Vc的装置。

  压力传感器47A设置于液压供给管路10a,检测液压供给管路10a内的液压油的压力。压力传感器47B设置于液压供给管路10b,检测液压供给管路10b内的液压油的压力。控制装置30获取压力传感器47A和压力传感器47B的检测值,用于本实施方式涉及的作业车辆的控制方法。

  控制装置30包括处理部30C和存储部30M。控制装置30例如是具备计算机、执行与叉车1的控制有关的各种处理的装置。处理部30C例如是组合有CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)和存储器的装置。处理部30C通过读取存储在存储部30M中的、用于控制主液压回路100的计算机程序并执行其中记述的命令来控制主液压回路100的动作。存储部30M存储上述计算机程序和主液压回路100的控制所需要的数据等。存储部30M例如是ROM(Read Only Memory,只读存储器)、存储器件或者将它们组合而成的装置。

  微动电位计40、油门电位计41、前进后退杆开关42、发动机旋转传感器43、车速传感器46和压力传感器47A、47B等各种传感器类部件与控制装置30电连接。控制装置30基于来自上述各种传感器类tttt部件的输入信号,生成针对前进用泵电磁比例控制阀12、后退用泵电磁比例控制阀13的指令信号,并且将生成的指令信号分别提供给电磁比例控制阀12、13、22。

  (在平地上行驶的叉车1转移成下坡时的控制)

  图3是表示在平地上行驶的叉车1转移成下坡时的状态变化的状态转换图。图3中示出了状态A、状态B、状态C。状态A是叉车1在平地LP上后退的状态,状态B是叉车1从平地LP进入到下坡SP的状态,状态C是叉车1在下坡SP上后退的状态。当叉车1从在平地LP上以速度V1后退的状态A进入状态B所示的下坡SP时,叉车1的行驶速度从速度V1增加到速度V2。

  如状态A所示,在叉车1在平地LP上后退的情况下,从行驶用液压泵10的B端口10B向液压马达20排出液压油,并且来自液压马达20的液压油流入行驶用液压泵10的A端口10A。在图2所示的油门踏板41a的开度固定、即油门开度固定的状态下叉车1在平地上后退的情况下,由于存在行驶阻力,所以液压油的排出侧即B端口10B处的液压油的压力Pb大于液压油的流入侧即A端口10A处的液压油的压力Pa(Pb>Pa)。

  如状态B所示,当在油门开度固定的状态下叉车1进入下坡SP时,由于叉车1的车重使其在下坡SP上行驶的力大于行驶阻力。因此,叉车1的行驶速度从速度V1增加到速度V2。因此,在油门开度固定的状态下叉车1在下坡SP上后退时,液压油的流入侧即A端口10A处的液压油的压力Pa大于液压油的排出侧即B端口10B处的液压油的压力Pb(Pa>Pb)。

  当叉车1使油门开度固定而在下坡SP上行驶时,在叉车1的车重和重力的作用下,叉车1的行驶速度逐渐增加。在油门开度固定的情况下,能够判断为至少叉车1的操作员没有使叉车1加速的意图。在这种情况下,如果叉车1的行驶速度逐渐增加,则与操作员的意图相违背。

  在本实施方式中,当叉车1开始在下坡SP上行驶时,即叉车1的操作员有减速的意图而行驶速度却增加时,根据行驶速度增加的增加量,改变用行驶用液压泵10的容量Qp去除液压马达20的容量Qmtttt后得到的容量比Rq=Qm/Qp。具体而言,使叉车1正在下坡SP上行驶时的容量比Rq的值为叉车1开始在下坡SP上行驶时的容量比Rq的值以上。在本实施方式中,通过改变微动率来改变容量比Rq。关于微动率,将在后文中说明。

  状态C是叉车1在下坡SP上行驶的状态,叉车1行驶的速度V3大于叉车1开始在下坡SP上行驶时的速度V2。在这种情况下,使容量比Rq为叉车1开始在下坡SP上行驶时的值以上。这样,在改变容量比Rq后,行驶用液压泵10的容量相对减小,液压马达20的容量相对增大,因此基于发动机4产生的制动力增加。

  即,由于从液压马达20输送到行驶用液压泵10的液压油的流量增大,所以行驶用液压泵10成为阻力。于是,存在于行驶用液压泵10的入口侧的配管Pa内的液压油的压力上升,对液压马达20产生制动力。当行驶用液压泵10的容量减小、从液压马达20流入的液压油的流量增加时,发动机4的转速上升。其结果,发动机4的排气阻力、吸气阻力和滑动阻力增加,发动机4产生的制动力增加。通过这些作用,可抑制叉车1在下坡时行驶速度的增加,因此能够抑制叉车1与操作员的意图相违背的动作。

  (控制装置30的控制块)

  图4是控制装置30的控制框图。下面,可将叉车1的行驶速度称为车速,用符号Vc表示。如图4所示,控制装置30包括:控制开始判断部31、车速保存判断部32、车速保存部33、车速增加量计算部34、第一调制部35、微动率设定部36和第二调制部37。在叉车1下坡时,控制装置30执行本实施方式涉及的作业机械的控制方法,来抑制叉车1在重力的影响下加速。下面,可将本实施方式涉及的作业机械的控制方法称为下坡控制。

  控制开始判断部31是判断叉车1的操作员是否有减速的意图的判断单元。设图2所示的A端口10A的液压油的压力为Pa,B端口10B的液压油的压力为Pb。控制开始判断部31基于A端口10A的液压油的压力Pa、B端口10B的液压油的压力Pb和前进后退杆开关42的输出LLP,判断叉车1是否正在产生减速力。前进后退杆开关42的输出LLP是表示叉tttt车1的行进方向是前方还是后方的信息。这样,控制开始判断部31基于表示通过前进后退杆开关42选择出的叉车1的行进方向的信息、由行驶用液压泵10供给到液压马达20的液压油的排出压力和从液压马达20流入行驶用液压泵10的液压油的流入压力,判断叉车1是否正在产生减速力。

  控制开始判断部31在条件(a)和条件(b)中的任一条件成立时判断为叉车的操作员有减速的意图,使控制中标志位Fd=1。控制中标志位变成Fd=1时,就是叉车1开始减速的时刻。控制开始判断部31在条件(a)和条件(b)这两个条件都不成立时判断为叉车的操作员没有减速的意图,使控制中标志位Fd=0。条件(a)是用于判断叉车1在前进期间想要减速的情况的条件,条件(b)是用于判断叉车1在后退期间想要减速的情况的条件。

  控制装置30在控制中标志位Fd=1的情况下执行下坡控制,而在控制中标志位Fd=0的情况下不执行下坡控制。控制开始判断部31的判断结果被输出到车速保存判断部32和第二调制部37。条件(a)和条件(b)中的压力Pct为常数,在本实施方式中例如是30kg/cm2,但是不限定于该值。

  条件(a):前进后退杆开关42输出前进并且Pa<Pb-Pct

  条件(b):前进后退杆开关42输出后退并且Pa-Pct>Pb

  当控制中标志位Fd=1时,控制装置30执行下坡控制。因此,在控制中标志位Fd=1的情况下,车速保存判断部32判断为保存控制中标志位变成Fd=1时的叉车1的车速,并将控制中标志位变成Fd=1时的车速保存到车速保存部33中。在控制中标志位Fd=0时,控制装置30不执行下坡控制,因此车速保存判断部32不将叉车1的车速进行保存到车速保存部33中。

  车速保存部33基于来自车速保存判断部32的指令,将控制中标志位变成Fd=1时的车速Vc保存到车速保存部33中。在本实施方式中,车速保存部33从车速保存判断部32接收到指令时,从非保存状态(NH)切换为保存状态(H),从而保存控制中标志位变成Fd=1时的车速Vc。将所保存的车速Vc称为保存车速Vh。当控制中标志位变成Fd=0时,车tttt速的保存被解除。

  根据式(1),车速增加量计算部34计算在操作员有减速意图的情况下叉车1的车速的增加量(下面称为车速增加量)Vin。Vc是叉车1的实际的车速,Vh是保存车速。即,车速增加量Vin是实际的车速Vc与保存车速Vh之差。车速增加量计算部34将车速增加量Vin输出到微动率设定部36。

  Vin=Vc-Vh…(1)

  第一调制部35将对油门开度Aop进行调制后的修正油门开度Aoc输出到微动率设定部36。第一调制部35使行驶用液压泵10对于油门踏板41a的操作量的响应性发生变化,来抑制因过度踩踏油门踏板41a而造成的叉车1的急剧加速。

  为了求取修正油门开度Aoc,第一调制部35设定油门开度Aop的截止频率f,并将与该截止频率f相应地延迟的值作为修正油门开度Aoc输出。在本实施方式中,将与所设定的截止频率f相应地使油门开度Aop延迟的处理称为油门开度Aop的修正。截止频率f能够根据式(2)求取。τ是一阶滞后环节的时间常数。由式(2)可知,截止频率f是时间常数的倒数。

  f=1/(2×π×τ)…(2)

  第一调制部35的输入为油门开度Aop,输出为修正油门开度Aoc。在第一调制部35的输出相对于输入为一阶滞后关系的情况下,作为输入的油门开度Aop与作为输出的修正油门开度Aoc的关系如式(3)所示。基于式(3)能够得到式(4)。式(4)的Aocb表示并非是当前时刻从第一调制部35输出的修正油门开度Aoc,而是在时间△t之前从第一调制部35输出的修正油门开度Aoc。

  Aoc+τ×dAoc/dt=Aop…(3)

  Aoc+(Aoc-Aocb)×τ/△t=Aop…(4)

  关于修正油门开度Aoc求解式(4),则成为式(5)所示那样。基于式(5),修正油门开度Aoc由在当前时刻输入到第一调制部35的油门开度Aop、在与当前时刻相比时间△t之前从第一调制部35输出的修正油门开度Aocb、时间常数τ和时间△t的关系表示。时间△t例tttt如可以设为控制的1个周期所需要的时间。修正油门开度Aocb可以设为在上一个控制周期内从第一调制部35输出的修正油门开度Aoc。时间常数τ可以预先设定。油门开度Aop是在当前时刻从油门电位计41输出的油门开度Aop。基于式(2),时间常数τ在使用截止频率f时为τ=1/(2×π×f),所以在使用截止频率f时式(5)成为式(6)所示那样。

  Aoc=Aop×△t/(△t+τ)×Aocb×τ/(△t+τ)…(5)

  Aoc=Aop×2×π×f×△t/(2×π×f×△t+1)×Aocb/(2×π×f×△t+1)…(6)

  第一调制部35使输入的油门开度Aop延迟,作为修正油门开度Aoc输出。延迟的程度由截止频率f或时间常数τ设定。在本实施方式中,上述的调制设定值是截止频率f或时间常数τ。通过增大截止频率f(减小时间常数τ)而使延迟程度变小,通过减小截止频率f(增大时间常数τ)而使延迟程度变大。第一调制部35通过改变输入的油门开度Aop的延迟程度,能够改变行驶用液压泵10对于油门踏板41a的操作的响应性(下面可称为油门响应性)。

  在本实施方式中,第一调制部35使油门踏板41a被踩下时、即油门开度Aop增加时的截止频率f小于油门踏板41a被释放时、即油门开度Aop减小时的截止频率f。这样,由于油门开度Aop增加时的油门响应性小于油门开度Aop减小时的油门响应性,所以能够抑制因过度踩踏油门踏板41a而造成的叉车1的急剧加速。

  微动率设定部36根据车速增加量Vin改变微动率I,由此来改变容量比Rq。由微动率设定部36求出的微动率I被输出到第二调制部37。

  图5是表示微动率I相对于微动操作量Is的变化的图。图5的纵轴是微动率I,横轴是微动操作量Is。微动率I表示行驶用液压泵10的相对于某一斜板倾斜角度的减小比例,也可以称为行驶用液压泵10的目标吸收转矩的减小比例。在微动率I为100%时发动机4的驱动力全部传递给行驶用液压泵10,在微动率I为0%时发动机4的驱动力不传递给行驶用液压泵10。

  假设微动率I从100%变化为50%的情况。当微动率I从100%变化为50%时,行驶用液压泵10的斜板倾斜角度比微动率I为100%时小。其结果,由于微动率I为50%时的行驶用液压泵10的容量比微动率I为100%时小,所以微动率I为50%时的容量比Rq比微动率I为100%时大。这样,通过改变微动率I,能够改变容量比Rq。

  在本实施方式中,如图5的特性线L1所示,例如在微动电位计40检测出的微动操作量Is从0%至50%的范围内,微动率I从100%变化到0%。在微动操作量Is从50%至100%的范围内,如特性线LB所示,表示图1所示的机械式制动器9的制动程度的机械制动率从0%变化到100%。

  图6是表示行驶用液压泵10的目标吸收转矩Tm相对于发动机实际转速Nr的特性线L2的图。示出了通过将特性线L2乘以微动率I,特性线L2例如变化成特性线L3。即,因微动率I减小,所以行驶用液压泵10的目标吸收转矩Tm减小。这样,微动率I与行驶用液压泵10的目标吸收转矩Tm的减小率对应。

  图7是表示根据油门开度Aop和车速增加量Vin而设定微动率I的表50的示意图。微动率设定部36将从第一调制部35输入的修正油门开度Aoc即进行调制后的油门开度Aop、以及从车速增加量计算部34输入的车速增加量Vin提供给表50,从而求取微动率I。表50中,对油门开度Aop分别为0%和100%的情况,针对多个车速增加量Vin1、Vin2、Vin3设定了微动率I。表50存储在图2所示的控制装置30的存储部30M中。

  车速增加量Vin1、Vin2、Vin3按此顺序增大。即,Vin1<Vin2<Vin3。在油门开度Aop为0%的情况下的微动率I,当车速增加量为Vin1时被设定为Ia,当车速增加量为Vin2时被设定为Ib,当车速增加量为Vin3时被设定为Ic。微动率Ia、Ib、Ic按此顺序减小。即,Ia>Ib>Ic。油门开度Aop为100%的情况下的微动率I,当车速增加量为Vin1时被设定为Id,当车速增加量为Vin2时被设定为Ie,当车速增加量为Vin3时被设定为If。微动率Id、Ie、If按此顺序减小。即,Id>Ie>If。容量比Rq随着微动率I减小而增大。这样,在本实施方式中,当车速增加量Vin增大时,微动率I减小,而容量比Rq增大。通过这样设定,使得车速增加量Vin越大,对叉车1产生的制动力越大,因此能够可靠地抑制tttt叉车1的车速Vc急剧上升。

  微动率I为Ia=Id、Ib<Ie、Ic<If。也可以是Ia<Id。即,比较油门开度Aop为0%时和100%时,如果车速增加量Vin相同,则油门开度Aop较小时微动率I较小、容量比Rq较大。通过这样设定,使得油门开度Aop越小,对叉车1产生的制动力越大。油门开度Aop越小,越可以认为叉车1的操作员有不使叉车1加速的意图。油门开度Aop越小而对叉车1产生越大的制动力,这样就能够使叉车1按照操作员的意图行驶。此外,在油门开度Aop较大的情况下,可以认为操作员想要使叉车1加速。油门开度Aop越大而对正在产生减速力的叉车1产生越小的制动力,这样就能够使叉车1按照操作员的想要加速叉车1的意图行驶。

  表50中,油门开度Aop和车速增加量Vin都离散地设定。处理部30C例如能够通过使用油门开度Aop和车速增加量Vin都存在的范围内的微动率I进行插补,从而求取油门开度Aop和车速增加量Vin不存在的范围内的微动率I。表50中设定的微动率I的数量不限定于本实施方式。

  第二调制部37输出对从微动率设定部36输入的微动率I进行调制后的修正微动率Iha。控制装置30使用修正微动率Iha来改变行驶用液压泵10的斜板倾斜角度。修正微动率Iha在使用时间常数τ时通过式(7)来求取,在使用截止频率f时通过式(8)来求取。时间常数τ和截止频率f的关系如式(2)所示。能够使修正微动率Ihab为上一个控制周期内从第二调制部37输出的修正微动率Iha。

  Iha=I×△t/(△t+τ)+Ihab×τ/(△t+τ)…(7)

  Iha=I×2×π×f×△t/(2×π×f×△t+1)+Ihab/(2×π×f×△t+1)…(8)

  第二调制部37将从微动率设定部36输入的微动率I和上一个控制周期的修正微动率Ihab提供给式(7)或式(8),求取本次控制周期的修正微动率Iha。为了求取修正微动率Iha,第二调制部37根据控制中标志位Fd是1还是0、即是否执行下坡控制来改变截止频率f。

  在控制中标志位Fd=0时、即叉车1不执行下坡控制的情况下,第二调制部37使微动率I增加时的截止频率f小于微动率I减小时的截止tttt频率f。通过这样设定,作为油门开度Aop增加的结果而微动率I增加时的微动率I的响应性比作为油门开度Aop减小的结果而微动率I减小时的微动率I的响应性低。因此,第二调制部37在通过踩下油门踏板41a而使叉车1转换为动力运行并解除下坡控制时,能够抑制微动率I急剧增加从而抑制叉车1急剧加速。

  在控制中标志位Fd=1时、即叉车1执行下坡控制的情况下,第二调制部37在油门踏板41a被释放时,使微动率I减小时的截止频率f与微动率I增加时的截止频率f为相同大小。在本实施方式中,此时的截止频率f与在控制中标志位Fd=0的情况下微动率I减小时的截止频率f为相同大小。通过这样设定,在叉车1进行下坡控制的期间,在微动率I增加的情况和减少的情况中的任一情况下,都提高微动率I的响应性,抑制叉车1的加速。

  第二调制部37将求出的修正微动率Iha输出到目标吸收转矩运算部38。目标吸收转矩运算部38具有映射图(Map)M1,其中设定了目标吸收转矩Tm相对于发动机实际转速Nr的特性线Mn。目标吸收转矩运算部38将输入的修正微动率Iha乘以特性线Mn来求取修正特性线Mc。目标吸收转矩运算部38使用修正特性线Mc来计算与由图2所示的发动机旋转传感器43检测出的发动机实际转速Nr对应的目标吸收转矩Tm。目标吸收转矩运算部38将求出的目标吸收转矩Tm提供给转换部39。

  转换部39生成与从目标吸收转矩运算部38输入的目标吸收转矩Tm对应的吸收转矩指令Ic,将其输出到行驶用液压泵10的泵容量设定单元11。吸收转矩指令Ic是用于使行驶用液压泵10吸收的转矩成为目标吸收转矩Tm的信号(在本实施方式中为电流值)。转换部39将吸收转矩指令Ic输出到泵容量设定单元11的前进用泵电磁比例控制阀12或后退用泵电磁比例控制阀13。前进用泵电磁比例控制阀12或后退用泵电磁比例控制阀13基于输入的吸收转矩指令Ic使泵容量控制缸动作,改变行驶用液压泵10的斜板10S的开度。

  图2和图4所示的控制装置30在叉车1产生减速力时、例如下坡时执行本实施方式涉及的下坡控制。因此,控制装置30能够抑制作为具备HST的作业车辆的叉车1在下坡时的加速。特别是,由于能够抑制尽管tttt叉车1的操作员有减速的意图而叉车1在下坡时却加速的情况,所以能够抑制操作员并不想要的叉车1的动作。在叉车1的车重较大的情况下,与车重较小的情况相比,下坡时叉车1因重力而更容易加速。本实施方式涉及的下坡控制即使在叉车1的车重较大的情况下也能够抑制下坡时的加速,因此是有效的。

  图2和图4所示的控制装置30,使用行驶用液压泵10供给到液压马达20的液压油的排出压力和从液压马达20流入行驶用液压泵10的液压油的流入压力,判断是否执行下坡控制。因此,控制装置30能够不基于下坡的斜度和叉车1的车速Vc来判断是否执行下坡控制,因此判断变得容易。此外,还具有在是否执行下坡控制的判断中不需要用于检测下坡的传感器类部件的优点。

  (在下坡上停止的叉车1开始行驶时的控制)

  图8是表示在下坡上停止的叉车1开始行驶时的状态变化的状态转换图。图8中示出了状态D、状态E和状态F。状态D是叉车1使用图1所示的机械式制动器9而在下坡SP上停止的状态,状态E是叉车1在下坡SP上解除机械式制动器9之后的状态,状态F是由叉车1的操作员踩下油门踏板41a而使叉车1在下坡SP上开始加速的状态。

  如状态D所示,当叉车1的操作员踩下图2所示的微动踏板40a时,由于机械式制动器9的制动力而使叉车1在下坡SP上停止。叉车1的车速为0。对图2所示的主液压回路100内的液压油不产生压力。即,在不考虑升压泵15的充油压力的情况下,行驶用液压泵10的A端口10A的压力Pa和B端口10B的压力Pb都为0。

  状态E是叉车1解除机械式制动器9之后的状态。由于解除了机械式制动器9,所以在因叉车1的重量和重力而产生的力、即要使叉车1往下坡SP的下方行驶的力的作用下,液压马达20的排出液压油的一侧成为高压。在状态E下,由于叉车1的后部朝向下坡SP的下方,所以从液压马达20排出液压油的一侧为行驶用液压泵10的A端口10A侧。因此,行驶用液压泵10的A端口10A的压力Pa比B端口10B的压力Pb高(Pa>Pb)。此时,图2所示的油门踏板41a没有被踩下、即油门开度Aop为0,因此因行驶用液压泵10的液压油泄漏而使叉车1在下坡SP上tttt开始下滑。叉车1的车速从0上升到V4。

  当前进后退杆开关42输出后退并且Pa-Pct>Pb成立、即上述的条件(b)成立时,控制装置30开始下坡控制。图4所示的车速保存部33将条件(b)成立时的车速V4作为保存车速Vh进行保存。车速增加量计算部34基于保存车速Vh和叉车1的实际车速Vc求取车速增加量Vin,将其输出到微动率设定部36。微动率设定部36将车速增加量Vin和修正油门开度Aoc提供给图7所示的表50,获取对应的微动率并输出到第二调制部37。第二调制部37对从微动率设定部36获取的微动率I进行调制来求取修正微动率Iha并将其输出。控制装置30使用修正微动率Iha来求取行驶用液压泵10的目标吸收转矩Tm,并且改变行驶用液压泵10的斜板倾斜角度以实现所得到的目标吸收转矩Tm。

  在本实施方式中,由于叉车1在下坡SP上向后退方向行驶,所以控制装置30将用于实现会成为所得到的目标吸收转矩Tm的斜板倾斜角度的控制信号提供给图2所示的后退用泵电磁比例控制阀13。后退用泵电磁比例控制阀13基于从控制装置30输入的控制信号来控制行驶用液压泵10的斜板10S的开度。

  状态F是为了使在下坡SP上向后退方向行驶的叉车1的车速Vc上升,叉车1的操作员踩下油门踏板41a的状态。当踩下油门踏板41a时,行驶用液压泵10的斜板10S打开,叉车1的车速Vc上升。在下坡控制期间,因车速Vc上升而车速增加量Vin也变大,因此微动率设定部36通过由车速增加量Vin和油门开度Aop决定的微动率I来控制行驶用液压泵10。其结果,由于车速Vc相对于油门开度Aop的增加量减小,所以可抑制踩下油门踏板41a较多时的急剧加速。

  在叉车1的操作员踩下油门踏板41a时,通过第一调制部35的调制来抑制油门开度Aop的增加,进而抑制用微动率设定部36的表50计算的微动率I急剧上升。此外,由于控制开始判断部31判断为控制中标志位Fd=0,所以微动率设定部36的微动率I立即变成100%,但是通过第二调制部37的调制,能够抑制微动率I的上升,抑制叉车1的急剧加速。

  (控制例)

  图9是表示本实施方式涉及的下坡控制的一个示例的流程图。在tttt步骤S1中,图4所示的控制装置30的控制开始判断部31判断叉车1是否正在产生减速力。控制开始判断部31在上述的条件(a)和条件(b)中的任一条件成立的情况下判断为正在产生减速力(步骤S1,“是”),在条件(a)和条件(b)这两个条件都不成立的情况下判断为没有产生减速力(步骤S1,“否”)。在没有产生减速力的情况下(步骤S1,“否”),控制开始判断部31输出控制中标志位Fd=0。由于控制中标志位Fd=0,所以控制装置30不执行下坡控制。

  在正在产生减速力的情况下(步骤S1,“是”),控制开始判断部31输出控制中标志位Fd=1。在步骤S2中,由于控制中标志位Fd=1,所以车速保存判断部32将条件(a)或条件(b)成立时的车速Vc作为保存车速Vh保存到车速保存部33中。在步骤S3中,车速增加量计算部34使用叉车1的实际车速Vc和保存车速Vh来计算车速增加量Vin。通过图1所示的车速传感器46检测叉车1的实际车速Vc。

  在步骤S4中,微动率设定部36计算微动率I。微动率设定部36将从车速增加量计算部34获取的车速增加量Vin和由图2所示的油门电位计41检测出的油门开度Aop提供给图7所示的表50,求取对应的微动率I并输出到第二调制部37。第二调制部37对从微动率设定部36获取的微动率进行调制来求取修正微动率并将其输出。在步骤S5中,控制装置30使用修正微动率Iha求取行驶用液压泵10的目标吸收转矩Tm。控制装置30改变行驶用液压泵10的斜板10S的开度来改变斜板倾斜角度,以成为使用修正微动率Iha而得到的目标吸收转矩Tm。控制装置30按照如上所述的步骤来实现本实施方式涉及的下坡控制。

  为了改变行驶用液压泵10的斜板倾斜角度,控制装置30在叉车1前进时,将用于实现会成为所得到的目标吸收转矩Tm的斜板倾斜角度的控制信号提供给图2所示的前进用泵电磁比例控制阀12。前进用泵电磁比例控制阀12基于从控制装置30输入的控制信号来改变行驶用液压泵10的斜板10S的开度。在叉车1后退时,控制装置30将用于实现会成为所得到的目标吸收转矩Tm的斜板倾斜角度的控制信号提供给图2所示的后退用泵电磁比例控制阀13。后退用泵电磁比例控制阀13基于从控tttt制装置30输入的控制信号来改变行驶用液压泵10的斜板10S的开度。

  (变形例)

  图10是表示根据油门开度Aop和车速增加量Vin而设定微动率I的表51的示意图。表51中,针对与图7所示的表50相同的油门开度Aop和车速增加量Vin,设定了不同的微动率I。例如能够使表51中设定的微动率I比表50小。通过这样设定,基于表51就能够使图2所示的行驶用液压泵10与液压马达20之间的容量比Rq比表50大。因此,当控制装置30使用表51执行下坡控制时,能够使行驶用液压泵10和发动机4产生比表50大的制动力。

  即使是车重较大的叉车1,表51也能够抑制下坡时车速Vc的增加。例如在将图2所示的控制装置30用于多种叉车1的控制的情况下,也可以将表50和表51存储在存储部30M中,处理部30C根据叉车1的车重,选择要使用的表。

  此外,控制装置30也可以基于图2所示的升降缸7内的液压油的压力,求取货叉6所保持的载货质量并与叉车1的车重相加,并且基于载货质量和车重的合计值选择要使用的表。例如控制装置30在空载或载货较轻的情况下使用表50来执行下坡控制,在载货较重的情况下使用表51来执行下坡控制。这样,考虑叉车1的载货质量,能够更恰当地抑制下坡时叉车1车速Vc的增加。

  以上,说明了具体实施方式和变形例,但是具体实施方式和变形例并不局限于上述内容。此外,上述结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质相同的要素、所谓等同范围的要素。上述的结构要素还能够适当组合。而且,在不脱离本实施方式和变形例的主旨的范围内可以对结构要素进行各种省略、置换和变更中的至少一种。

  在本实施方式和变形例中,在下坡控制时通过减小行驶用液压泵10的斜板倾斜角度来增大容量比Rq,但是也可以通过增大液压马达20的斜板倾斜角度来增大容量比Rq。此外,也可以通过减小行驶用液压泵10的斜板倾斜角度并且增大液压马达20的斜板倾斜角度来增大容量比Rq。在本实施方式及其变形例中,作业车辆是叉车1,但是作业车辆只要是具备HST和车轮的作业车辆即可,不限定于叉车1。例如作业车辆也可tttt以是轮式装载机。

  符号说明

  1叉车

  2a驱动轮

  2b转向轮

  4发动机

  5作业机

  6货叉

  9机械式制动器

  10行驶用液压泵

  10AA端口

  10BB端口

  10S斜板

  11泵容量设定单元

  20液压马达

  20S斜板

  20a输出轴

  20b分动器

  21马达容量设定单元

  30控制装置

  30C处理部

  30M存储部

  31控制开始判断部

  32车速保存判断部

  33车速保存部

  34车速增加量计算部

  35第一调制部

  36微动率设定部

  37第二调制部

  38目标吸收转矩运算部

  39转换部

  40微动电位计

  40a微动踏板(制动踏板)

  41油门电位计

  41a油门踏板

  42前进后退杆开关

  42a前进后退杆

  43发动机旋转传感器

  46车速传感器

  47A、47B压力传感器

  50、51表

  100主液压回路

  Pa、Pb压力

  Rq容量比

《作业车辆和作业车辆的控制方法.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式(或pdf格式)