CN108178103A - 工业车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在转弯时不让驾驶员感到违和感地进行平滑稳定的转弯的工业车辆。控制器基于检测到的横向加速度，驱动电磁螺线管，来暂时限制转弯期间的车轴的摆动，并且基于横向加速度，在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。使控制器的用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值(th1)比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值(th2)大。

Description

工业车辆
技术领域
本发明涉及叉车等工业车辆。
背景技术
在专利文献1公开的工业车辆中，车轴能够摆动地支承于车体，且能够限制车轴的摆动，基于相对于转弯时的横摆角速度变化率设定的横摆角速度变化率判定值，在转弯期间暂时限制车轴的摆动。由此，能够抑制车体的倾斜，确保车辆的稳定性。在专利文献2公开的工业车辆中，基于车辆的转弯状态和车辆的重心高度，选择限制模式和非限制模式中的某一个，所述限制模式是对车辆的行驶速度施加限制的模式，所述非限制模式是不对车辆的行驶速度施加限制的模式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3129259号公报
专利文献2：日本特开2005-96894号公报
发明内容
发明要解决的问题
可以考虑将专利文献1公开的在转弯期间暂时限制车轴的摆动的摇摆锁定功能与专利文献2公开的进行车速限制的车速限制功能组合。在构成为像这样兼具两个功能的工业车辆的情况下，当为了确保横向上的稳定性而将用于在转弯期间暂时限制车轴的摆动的阈值(摇摆锁定阈值)和用于限制车速的阈值设为相同的横向加速度阈值时，摇摆锁定控制与车速限制控制有可能发生干涉。作为控制的干涉例，例如，在使用电磁螺线管作为用于在转弯期间暂时限制车轴的摆动的致动器的情况下，如图9(a)～(d)所示，由于致动器的动作延迟τ，会让驾驶员感到违和感。也就是说，在输出了指令信号之后，由于到车轴的摆动的限制实际进行动作且车速限制实际进行动作为止的时间上的延迟τ，会让驾驶员感到违和感。
本发明的目的在于提供一种能够在转弯时不让驾驶员感到违和感地进行平滑稳定的转弯的工业车辆。
用于解决问题的技术方案
技术方案1记载的发明是一种工业车辆，车轴能够摆动地支承于车体且能够限制所述车轴的摆动，其要旨在于，具备：横向加速度检测单元，其对在转弯时施加于所述车体的横向加速度进行检测；车轴摆动限制用致动器，其用于在转弯期间暂时限制所述车轴的摆动；车速限制单元，其用于在转弯时对车辆的行驶速度施加限制；以及控制部，其基于由所述横向加速度检测单元检测到的所述横向加速度，驱动所述车轴摆动限制用致动器，来暂时限制转弯期间的所述车轴的摆动，并且基于所述横向加速度，利用所述车速限制单元在转弯时对车辆的行驶速度施加限制；使所述控制部的用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值比用于判定是否暂时限制所述车轴的摆动的横向加速度的阈值大。
根据技术方案1记载的发明，控制部基于由横向加速度检测单元检测到的横向加速度，驱动车轴摆动限制用致动器，来暂时限制转弯期间的车轴的摆动(限制车轴相对于车体的滚动(roll，侧倾))，并且基于横向加速度，利用车速限制单元在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。此时，由于使控制部的用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值大，所以在转弯时，在车轴的摆动被限制之后，对车辆的行驶速度施加限制。因此，能够在转弯时不让驾驶员感到违和感地进行平滑稳定的转弯。
技术方案2是，在技术方案1记载的工业车辆中，也可以是，使所述控制部的用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值比用于判定是否解除所述车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值大。
技术方案3是，在技术方案2记载的工业车辆中，也可以是，使用于判定是否解除所述车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值比用于判定是否暂时限制所述车轴的摆动的横向加速度的阈值小。
发明的效果
根据本发明，能够在转弯时不让驾驶员感到违和感地进行平滑稳定的转弯。
附图说明
图1是叉车的侧视图。
图2是叉车的示意结构图。
图3是车体以及后轮轴的概略后视图。
图4的(a)～(e)是用于对作用进行说明的关于车速的举动、横向加速度的举动、摇摆锁定的激活·非激活指令、车速限制的激活·非激活指令以及车速恢复标志的时间图。
图5是用于对作用进行说明的流程图。
图6是示出横摆角速度变化率与减速度的关系的特性图。
图7的(a)～(e)是用于对作用进行说明的关于车速的举动、横向加速度的举动、摇摆锁定的激活·非激活指令、车速限制的激活·非激活指令以及车速恢复标志的时间图。
图8的(a)～(e)是用于对另一例进行说明的关于车速的举动、横向加速度的举动、摇摆锁定的激活·非激活指令、车速限制的激活·非激活指令以及车速恢复标志的时间图。
图9的(a)～(d)是用于对课题进行说明的关于车速的举动、横向加速度的举动、车速限制的激活·非激活指令以及摇摆锁定的激活·非激活指令的时间图。
具体实施方式
以下，按照附图对将本发明具体化为叉车的一实施方式进行说明。
如图1所示，作为工业车辆的叉车10是前轮驱动及后轮转向的四轮车。外柱(outermast)12能够在前后方向上倾斜运动地以其下端支承于叉车10的车体11的前部，内柱(inner mast)13能够升降地支承于外柱12。支承叉14的提升托架15能够升降地支承于内柱13，提升托架15利用架装于链轮16的未图示的链连结于外柱12，该链轮16设置于内柱13上部。
在外柱12的后侧设置有提升缸17，其未图示的活塞杆连结于内柱13的上部。在车体11的前部设置有倾斜缸18，其活塞杆18a连结于外柱12。
如图2所示，在设置于前轮轴19的差动装置中，在差动装置壳体20固定有齿圈21。如图3所示，在车体11的下部设置有用于支承作为车轴的后轮轴22的车轴支承部23。在两侧将后轮24支承为能够进行转向的后轮轴22设置有摆动轴25。通过使摆动轴25能够转动地支承于车轴支承部23，车轴能够摆动(能够滚动)地支承于车体11。即，后轮24构成为能够上下摇摆。
在车体11与后轮轴22之间设置有用于在转弯期间暂时限制后轮轴22的摆动的复动型的液压缸26。作为摇摆锁定缸的液压缸26的缸筒26a能够转动地以其端部连结于车体11，活塞杆26b以其端部连结于后轮轴22。
液压缸26的活塞头侧的第1油室27与活塞杆26b侧的第2油室28一体地设置于该液压缸26，并经由电磁方向控制阀29连接，该电磁方向控制阀29能够将第1油室27与第2油室28连通或切断。
电磁方向控制阀29是4口2位切换阀，具备a、b、c、d的各端口。关于电磁方向控制阀29，当利用电磁螺线管30将未图示的滑阀切换为连通位置时，a端口与c端口连通，并且b端口与d端口连通，当将滑阀切换为切断位置时，各端口间的连通被切断。该电磁方向控制阀29为常闭型，当电磁螺线管30未被励磁时，利用弹簧将滑阀切换为切断位置地进行配置。所述第1油室27利用流路31而与a端口连通，所述第2油室28利用流路32而与b端口连通。一体地设置于液压缸26的蓄压器33利用流路34而与c端口及d端口连接。并且，通过对电磁螺线管30进行励磁，经由电磁方向控制阀29使液压缸26成为固定状态。由此，后轮轴22以不会上下移动的方式被锁定，而将后轮24的上下摇摆固定。其结果是，在转弯期间暂时限制车轴的摆动。
这样，作为工业车辆的叉车10构成为，车轴能够摆动地支承于车体11，并且能够限制车轴的摆动(滚动)。
如图2所示，在车体11搭载有控制器35。控制器35以微型计算机为中心而构成。利用控制器35，进行在转弯期间暂时限制车轴的摆动的控制，并且进行对车辆的行驶速度施加限制的行驶限制。
在控制器35连接有横摆角速度传感器36、第1提升高度位置传感器37、第2提升高度位置传感器38、车速传感器39以及载荷传感器40作为信号输入系统。控制器35从横摆角速度传感器36输入横摆角速度检测信号来检测横摆角速度，从车速传感器39输入车速检测信号来检测车速，从载荷传感器40输入载荷检测信号来检测载荷。另外，控制器35从第1提升高度位置传感器37输入第1提升高度位置检测信号并从第2提升高度位置传感器38输入第2提升高度位置检测信号，来检测叉14(提升托架13)的位置是高提升高度还是低提升高度。
控制器35根据来自横摆角速度传感器36的信号，检测在转弯时施加于车体11的横向加速度(横向G)。在本实施方式中，利用横摆角速度传感器36和控制器35，构成检测在转弯时施加于车体11的横向加速度的横向加速度检测单元。
在控制器35连接有驱动电路41及驱动电路42。控制器35构成为能够经由驱动电路41驱动作为车轴摆动限制用致动器的电磁螺线管30，在转弯期间暂时限制车轴的摆动。通过在转弯期间暂时限制车轴的摆动，能够抑制车体倾斜，确保车辆的稳定性。另外，控制器35构成为，能够经由驱动电路42控制行驶马达43，在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。即，控制器35构成用于在转弯时对车辆的行驶速度施加限制的车速限制单元。
接着，对作用进行说明。
图4所示的时间图从上侧起示出车速、横向加速度(横向G)、有无暂时限制转弯期间的车轴的摆动(摇摆锁定指令的激活(on)·非激活(off))、车速限制指令的激活·非激活、车速恢复标志的推移。
控制器35基于检测到的横向加速度(横向G)，驱动电磁螺线管30，暂时限制转弯期间的车轴的摆动，并且基于横向加速度，控制行驶马达43，在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。
以下，进行详细说明。
当转弯开始时，如图4(b)所示，横向加速度变大，在超过最大值之后，横向加速度变小。在该转弯时，如图4(c)所示进行转弯期间的车轴的摆动的暂时限制(摇摆锁定指令)，并且如图4(d)所示进行车速限制指令。另外，在该转弯时，如图4(a)所示使车速降低，并且使其恢复为原先的车速。
在图4(b)中，用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值th1比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值th2大。另外，用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值th1比用于判定是否解除车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值th3大。而且，用于判定是否解除车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值th3比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值th2小。
在图5所示的流程图中，当在步骤S1中车速恢复标志＝0时，控制器35转移至步骤S2，判定横向加速度(横向G)是否为摇摆锁定激活用阈值th2以上。当在步骤S2中横向加速度(横向G)不为摇摆锁定激活用阈值th2以上时，控制器35等待横向加速度(横向G)成为摇摆锁定激活用阈值th2以上。这是图4中的t1以前的处理。
当在步骤S2中横向加速度(横向G)成为摇摆锁定激活用阈值th2以上时(图4中的t1的定时)，控制器35转移至步骤S3，为了限制车轴的摆动，使电磁螺线管30励磁，暂时限制转弯期间的车轴的摆动。
控制器35在执行步骤S3的处理之后转移至步骤S4，判定横向加速度是否为摇摆锁定非激活用阈值th3以下。当在步骤S4中横向加速度(横向G)不为摇摆锁定非激活用阈值th3以下时，控制器35转移至步骤S6，判定横向加速度(横向G)是否为车速限制用阈值th1以上。当在步骤S6中横向加速度(横向G)不为车速限制用阈值th1以上时，控制器35反复进行横向加速度(横向G)是否成为车速限制用阈值th1以上的判断。这是图4中的t1～t2期间的处理。
当在步骤S6中横向加速度(横向G)成为车速限制用阈值th1以上时(图4中的t2的定时)，控制器35转移至步骤S7，为了限制车速，控制行驶马达43来限制转弯期间的车速。通过执行该车速限制处理，如图4(a)所示，车速被减速，从至此为止的车速V1，在经过预定时间ΔT1后降低至转弯速度限制值V2，并被限制为转弯速度限制值V2。转弯速度限制值V2与横向加速度(横向G)相对应。
在车速限制处理中，如图6所示，控制器35根据横摆角速度变化率以及提升高度位置(低提升高度还是高提升高度)决定减速度的大小α。在此，在图6中，横摆角速度变化率越大，则对车辆的行驶速度施加限制时的减速度的大小α为越大的值，另外，与低提升高度的情况相比，高提升高度的情况下的减速度α为较大的值。这样，为了提高急转向下的稳定，根据横摆角速度变化率，在急转向时增大(增强)减速度的大小，使车速迅速降低而使其迅速成为稳定的车速。
控制器35在执行步骤S7的处理之后转移至步骤S8，使至此为止为“0”的车速恢复标志成为“1”。也就是说，在图4(e)中，使车速恢复标志＝1。
当在步骤S1中车速恢复标志＝1时，控制器35转移至步骤S9，判定横向加速度(横向G)是否为车速限制用阈值th1以下。当在步骤S9中横向加速度(横向G)不为车速限制用阈值th1以下时，控制器35反复进行横向加速度(横向G)是否成为车速限制用阈值th1以下的判断。这是图4中的t2～t3期间的处理。
当在步骤S9中横向加速度(横向G)成为车速限制用阈值th1以下时(图4中的t3的定时)，控制器35转移至步骤S10，为了解除车速限制，控制行驶马达43来解除转弯期间的车速限制。如图4(a)所示，通过执行该车速限制的解除处理，车速被增速，从转弯速度限制值V2恢复为原先的车速V1。
控制器35在执行步骤S10的处理之后转移至步骤S11，判定横向加速度是否为摇摆锁定非激活用阈值th3以下。当在步骤S11中横向加速度(横向G)不为摇摆锁定非激活用阈值th3以下时，控制器35等待横向加速度(横向G)成为摇摆锁定非激活用阈值th3以下。这是图4中的t3～t4期间的处理。
当在步骤S11中横向加速度(横向G)成为摇摆锁定非激活用阈值th3以下时(图4中的t4的定时)，控制器35转移至步骤S12，为了解除车轴的摆动的限制而使电磁螺线管30消磁，从而解除转弯期间的车轴的摆动的限制。在图4中，在t4的定时，车速的增速结束。
控制器35在执行步骤S12的处理之后，转移至步骤S13，使至此为止为“1”的车速恢复标志成为“0”。也就是说，在图4(e)中，使车速恢复标志＝0。
这样，使车速限制功能的横向加速度的阈值th1比摇摆锁定功能的横向加速度的阈值th2大。此时，阈值th1和阈值th2的激活指令的时间差T1是如下情况：针对摇摆锁定功能的摇摆锁定的激活指令，摇摆锁定用电磁螺线管30的响应时间(动作延迟τ)最长。因此，车速限制功能的车速限制定时t2在摇摆锁定功能的摇摆锁定激活的定时t1之后，且在实际上电磁螺线管30工作而车轴的摆动的限制完成之后。作为摇摆锁定功能，在激活定时t1是单个摇摆锁定功能，所以即使作为单个功能成立的摇摆锁定功能激活，也不会产生问题，之后即使实施车速限制功能的车速限制，由于横向上的稳定性已经由摇摆锁定功能确保，所以也不会产生问题。
这样，通过将摇摆锁定功能和车速限制功能的执行定时错开T1来防止控制的干涉，由此能够不让驾驶员感到违和感。另外，对于习惯了摇摆锁定功能的驾驶员而言，关于摇摆锁定功能没有变更，并能够追加车速限制功能作为附加功能。
另外，如图7(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示，当在步骤S4中横向加速度为摇摆锁定非激活用阈值th3以下时(图7中的t5的定时)，控制器35转移至步骤S5，为了解除车轴的摆动的限制而使电磁螺线管30消磁，从而解除转弯期间的车轴的摆动的限制。这样，在横向加速度超过摇摆锁定激活用阈值th2、然后不超过车速限制用阈值th1地减少并成为了摇摆锁定非激活用阈值th3以下的情况下，不进行车速限制地解除摇摆锁定。
根据上述实施方式，能够得到以下这样的效果。
(1)作为叉车10的结构，具备横摆角速度传感器36、控制器35以及用于在转弯期间暂时限制车轴的摆动的电磁螺线管30。利用作为横向加速度检测单元的横摆角速度传感器36及控制器35，对在转弯时施加于车体11的横向加速度进行检测。能够利用作为车速限制单元的控制器35，在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。作为控制部的控制器35基于检测到的横向加速度，驱动电磁螺线管30，来暂时限制转弯期间的车轴的摆动(限制车轴相对于车体的滚动)，并且基于横向加速度，在转弯时对车辆的行驶速度施加限制。
在此，使作为控制部的控制器35的用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值th1比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值th2大。
由此，在转弯时，在车轴的摆动被限制之后，对车辆的行驶速度施加限制。因此，能够在转弯时不让驾驶员感到违和感地进行平滑稳定的转弯。
也就是说，以摇摆锁定功能和车速限制功能的输出系统不同为起因，即使摇摆锁定功能和车速限制功能使横向加速度阈值相同，由于控制输出系统不同，所以执行控制的定时也不会相同。例如，先实施转弯时的车速限制功能的车速限制，在机座存在倾斜的状态下，随后利用摇摆锁定功能进行摇摆锁定，在该情况下，会保持机座存在倾斜的状态，驾驶员有时会感到不快，但能够避免这种情形。
(2)使作为控制部的控制器35的用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值th1比用于判定是否解除车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值th3大。因此很实用。
(3)使用于判定是否解除车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值th3比用于判定是否暂时限制车轴的摆动的横向加速度的阈值th2小。因此很实用。
实施方式并不限定于前述内容，例如，也可以如下进行具体化。
○横向加速度基于由横摆角速度传感器检测到的横摆角速度算出，但也可以代替该方式，而根据由轮胎角传感器检测到的轮胎角和由车速传感器检测到的车速来算出。详细而言，根据基于轮胎角的转弯半径和车速来算出。此外，也可以是搭载有横摆角速度传感器、轮胎角传感器以及车速传感器的叉车。
○可以构成为，能够由乘员选择车速限制功能，为此，可以从车载的操作面板(显示器)进行功能激活/非激活。例如，因为通过在摇摆锁定功能的基础上增加车速限制功能来提高横向上的稳定性，所以想要积极地使用转弯车速限制的驾驶员会激活车速限制功能。另外，习惯于单个摇摆锁定功能的驾驶员有可能觉得车速限制功能下的车速限制本身是性能限制的繁杂的功能，在该情况下会使车速限制功能成为非激活。
○也可以代替图4，而如图8(a)～(e)所示，在t3的定时以后的车速的增速时，对增速度的大小设置上限值α1，通过使得成为比未对增速度的大小设置上限值的情况下的α2小的上限值α1，缓慢地进行增速。
○在图4(b)中，将相同的阈值th1作为用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值以及用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值。也可以代替上述情形，而使用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值和用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值为不同的值。
○可以构成为，能够由乘员变更阈值，为此，可以构成为，能够从操作面板(显示器)进行设定。例如，在以单个摇摆锁定功能已确保了横向上的稳定性的情况下，能够设定使车速限制功能的横向加速度阈值为更大的值的转弯车速限制值，习惯了单个摇摆锁定功能的驾驶员会在想要在更高的车速域进行车速限制来得到稳定性的情况下使用车速限制功能。此时，由于驾驶员的喜好不同，优选的车速限制值会不同，所以可以构成为能够进行调整，例如能够设定多个车速限制等级。
○叉车10不限于具备搬运载重物的叉14的叉车，除此之外，例如也可以是具备铰接叉、夹、夯(ram)等各种附属装置的叉车。
○不限于叉车，也可以具体化为车轴能够摆动地支承于车体的其他工业车辆例如铲斗装载机等。
标号说明
10…叉车，11…车体，22…后轮轴，30…电磁螺线管，35…控制器，36…横摆角速度传感器，43…行驶马达，th1…阈值，th2…阈值，th3…阈值。

Claims (3)

1.一种工业车辆，车轴能够摆动地支承于车体且能够限制所述车轴的摆动，其特征在于，具备：
横向加速度检测单元，其对在转弯时施加于所述车体的横向加速度进行检测；
车轴摆动限制用致动器，其用于在转弯期间暂时限制所述车轴的摆动；
车速限制单元，其用于在转弯时对车辆的行驶速度施加限制；以及
控制部，其基于由所述横向加速度检测单元检测到的所述横向加速度，驱动所述车轴摆动限制用致动器，来暂时限制转弯期间的所述车轴的摆动，并且基于所述横向加速度，利用所述车速限制单元在转弯时对车辆的行驶速度施加限制，
使所述控制部的用于判定是否对车辆的行驶速度施加限制的横向加速度的阈值比用于判定是否暂时限制所述车轴的摆动的横向加速度的阈值大。
2.根据权利要求1所述的工业车辆，其特征在于，
使所述控制部的用于判定是否解除车辆的行驶速度的限制的横向加速度的阈值比用于判定是否解除所述车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值大。
3.根据权利要求2所述的工业车辆，其特征在于，
使用于判定是否解除所述车轴的摆动的限制的横向加速度的阈值比用于判定是否暂时限制所述车轴的摆动的横向加速度的阈值小。
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