CN1171337A - 工业用车辆 - Google Patents

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Abstract

将升降叉车的后轴以能够摇动的方式支持在油压式阻尼器上。通过电磁阀来锁定所述阻尼器,将后轴固定,使之不能摇动。当车辆作转弯行驶时,根据用于检测角速度的陀螺仪所产生的信号,控制器计算出加速度在单位时间内的变化率。当上述角速度变化率大于预定的上限值时,电磁阀被励磁,将阻尼器锁定。当角速度变化率减小到小于预定下限值时,在经过预定时间之后,控制器将电磁阀去磁,解除阻尼器的锁定。在车辆转弯时产生的离心力大于预定的上限值时,控制器将电磁阀励磁,将阻尼器锁定。当离心力的数值减小到小于预定的下限值时,控制器对电磁阀去磁,解除阻尼器的锁定。当叉臂上搭载的负荷重量大于预定值时,以及当叉臂位于高于预定高度的位置时,控制器对电磁阀去磁,解除阻尼器的锁定。

Description

工业用车辆
本发明涉及工业用车辆的车轴支持装置，更具体地说涉及对工业用车辆的可摇动车轴进行固定的装置。
在升降叉车中，出于对行进性能和搭载性能的考虑，其车轴被设计成能够相对与车体框架摇动，在车辆因转弯而产生横向加速度(离心力)时，有随离心力来产生摇动的机构。这种升降叉车在转弯时，由于产生摇动而降低了稳定性，因此必须减小行进速度。
日本专利申请特开昭58-211903号公开了一种能够克服上述缺陷的升降叉车。在这种升降叉车中，当通过检测装置检测出来的转弯时产生的离心力超过预定值时，就将能够摇动的车轴固定，能够在不降低车辆速度的情况下以稳定的状态进行转弯。然而，这种升降叉车在例如进行向右转弯之后，如果直接变为向左转弯，随着转弯方向的变化，就会有离心力减小到小于预定值的那一瞬间。此时，尽管升降叉车处于转弯过程中，对车轴的固定被解除，因此升降叉车的转弯会变得不稳定。
日本专利申请特开昭58-214406号公开了一种升降叉车，它在转弯轮的角度和车速超过预定值时就将车轴固定。在这样的情况下，当车辆连续地进行向右转弯和向左转弯时，会出现所述转弯角小于预定值的瞬间，因而会将对车轴的固定解除。因此，与上面所述的情况相同，在升降叉车的转弯过程中会出现不稳定的现象。
此外，根据几何学原理，至少要3点才能确定一个平面。若将这一原理应用于升降叉车的车轮和升降叉车的行进路面，在固定车轴的时候，根据升降叉车上搭载的负荷的轻重，升降叉车前轮和后轮的4个车轮中，将会有一个车轮处于悬空状态。例如，当叉臂上搭载了较重的负荷时，向前移动的车辆重心会使两个后轮中的某一个悬空；当叉臂上搭载了较轻的负荷时，设置在该车辆后部的配重将使两个前轮的某一个悬空。
升降叉车将电机等产生的旋转传送到前轮实现行进，将方向盘的转弯角传送到后轮来决定行进的方向。因此，当叉臂搭载了较轻的负荷时，如果将车轴固定，作为驱动轮的前轮中的某一个就会悬空。一旦减小了前轮对地面的压力，驱动源所产生的驱动力就得不到充分的利用，从而使得升降叉车不可能实现平滑的行驶。
另外，当叉臂上搭载了较重的负荷时，其重心就会向车辆的前方移动，从而使前轮增大了驱动力。因此，从驱动的角度来看将车轴固定没有问题。然而，由于重心向前方移动，车辆处于容易前倾的状态。特别是负荷的搭载位置较高时，向上移动的重心会使得升降叉车的负载作业和行进作业变得不稳定。
本发明的主要目的提供一种能够稳定行进的工业用车辆。
本发明的另一个目的是提供一种能够稳定地进行作业的工业用车辆。
为了实现上述目的，在本发明的一种实施例中，在工业用车辆上设置了在直线行进时能够摇动的后轴，当车辆转弯行驶时，为了避免离心力所产生的影响，将该后轴予以固定。该工业用车辆包括：以可选择的方式将后轴固定及解除固定的保持装置；用于存储转弯时单位时间内的角速度的上限值和下限值的存储器；驱动装置，用于当单位时间内的角速度大于所述上限值时，通过保持装置来固定后轴，当单位时间内的角速度由大于所述下限值的数值变化到小于下限值的数值之后，在预定时间内保持小于所述下限值的数值，则通过所述保持装置来解除对后轴的固定。
本发明的另一种实施例提供了一种搬运重物的工业用车辆的控制装置，该车辆具有后轴，在车辆直线行驶时该后轴能够摇动，在车辆转弯行驶时为了避免离心力的影响而固定该后轴。该工业用车辆包括：以可选择的方式将后轴固定以及解除对后轴的固定的保持装置；第一检测装置，用于检测出车辆所搭载的负荷的重量；第二检测装置，用于检测出车辆所搭载的负荷在上下方向上的位置；驱动装置，用于根据所述第一检测装置和第二检测装置的检测结果，通过所述保持装置对后轴来进行固定或者解除固定。
本发明的再一种实施例提供了一种工业用车辆的控制装置，该车辆具有后轴，在车辆直线行驶时该后轴能够摇动，在车辆转弯行驶时为了避免离心力产生的影响而将该后轴固定。该工业用车辆具有以可选择的方式将后轴固定以及解除对后轴的固定的保持装置。此外，还包括：存储装置，用于存储预定的第一条件和第二条件，所述第一条件是基于车辆转弯时的行驶稳定性而设定的，用于由所述保持装置将后轴固定，所述第二条件是基于车辆转弯时的乘坐性而设定的，用于由所述保持装置解除对后轴的固定；检测装置，用于在车辆转弯时由所述保持装置将后轴固定的时候，检测出是否达到了所述第二条件；驱动装置，用于根据所述检测装置的检测结果来驱动所述保持装置，或者解除所述保持装置对后轴的固定；缓冲装置，用于当所述驱动装置驱动所述保持装置时，防止以急剧的方式解除对后轴的固定，根据驱动装置的指示，使保持装置的固定解除动作得以缓慢进行。
本发明的再一种实施例提供了一种工业用车辆的控制装置，包括：弹性部件，用于在车辆转弯时吸收后轴的倾斜，同时用于支持后轴；保持装置，用于以可选择的方式固定后轴以及解除对后轴的固定；检测装置，用于检测出车辆的加速度；存储装置，用于存储车辆转弯时加速度的上限值和下限值；驱动装置，用于当加速度大于所述上限值时，通过保持将后轴固定，当加速度由大于所述下限值的数值变化为小于下限值的数值之后，在预定时间内保持小于下限值的数值时，通过所述保持装置来解除对后轴的固定。
图1是具有本发明的控制装置的升降叉车的侧视图；
图2是升降叉车的后视图，示出了用于后轴和阀门的油压回路；
图3是升降叉车的平面视图；
图4是前轮以及其驱动机构的速度传感器的示意图；
图5是具有安装在升降叉车前部的叉臂的外杆及其传感器的示意图；
图6是用于说明升降叉车的重心位置与前轮、后轮对地面的压力之间关系图；
图7是升降叉车中的电气系统的方框图；
图8(A)、(B)是控制器动作的流程图；
图9是用于说明控制器根据角速度变化率的数值变化来输出固定动作信号的图；
图10是用于说明控制器根据计算离心力的数值变化来输出固定动作信号的图；
图11是用于说明示出了车辆由直线行驶开始转弯时角速度变化率、角速度、转弯角、实际离心力、计算离心力随时间变化的示图；
图12是用于说明车辆由朝着一个方向转弯变成朝着另一个方向转弯时角速度变化率、角速度、转弯角、实际离心力、计算离心力随时间变化的示图；
图13是本发明第二种实施例中控制器动作的流程图；
图14是示出本发明第三种实施例中采用的电磁比例阀结构的侧视图；
图15所示的曲线显示了图14所示电磁比例阀的开度随时间变化的示图；
图16示出了本发明第三种实施例的特殊实例，示出了采用具有两个不同节流口径的切换阀的油压驱动系统；
图17所示的曲线显示了如图16所示切换阀的作用随时间变化的示图；
图18是本发明第四种实施例的升降叉车的后视图；
图19是用于说明图18所示的升降叉车转弯时离心力的原理的视图；
图20是所示的曲线显示了图19所示离心力随时间变化的示图。
下面结合附图1-12对本发明的第一种实施例进行说明。
升降叉车1的前部设有一对左右外杆2，在所述外杆2之间设有能够升降的内杆3。在内杆3上设有能够升降的叉臂4。倾斜活塞缸5包括缸体5a和活塞杆5b。上述缸体5a和活塞杆5b分别与车体框架13和外杆2相连接。外杆2和叉臂4根据活塞缸5的伸缩能够产生倾斜。同样，升降活塞缸6包括缸体6a和活塞杆6b。所述缸体6a和活塞杆6b分别与车体框架1a和内杆3相连接。内杆3根据活塞缸6的伸缩能够产生升降。叉臂4随着内杆3的升降而升降。
在框架1a的前部设有一对前轮7。如图4所示，所述每一前轮7通过伞形齿轮U和变速机构D与发动机E相连接。各个前轮7由发动机E予以驱动。
框架1a的后部设有一对后轮8。图2示出了后轮8的连接结构。在框架1a的后下部沿着叉车的宽度方向以中心销子11a为中心设置了能够转动的后轴11。在后轴11的左右两端连接着后轮8。后轮8在驾驶室9中的方向盘10的控制之下能够转动。
阻尼器12连接在车体框架1a与后轴11之间。该阻尼器12由复动式油压活塞缸构成，能够吸收作用在后轮8上的作用力。阻尼器12具有圆筒状的缸体12a以及设置在该缸体12a内部的活塞12b。该活塞12b的活塞杆12C的前端与后轴11相连接。
阻尼器12的内部由活塞12b划分为第一腔室R1和第二腔室R2。第一油压管路P1和上述第一腔室R1第二油压管路P2相连接，和第二腔室R2相连接。在所述第一油压管路P1和第二油压管路P2中设有电磁切换阀13。该切换阀13设有阀体和阀柱，所述阀柱具有流通部位14和切断部位15。在切换阀13中连接了第三油压管路P3和第四油压管路P4。第三油压管路P3和第四油压管路P4相连接。第四油压管路P4与用于贮存液压油的贮存器16相连接。
切换阀13通过使阀柱相对于阀体产生移动，从而将流通部位14和切断部位15以选择的方式与油压管路P1-P4相连通。在选择流通部位14的情况下，第一油压管路P1与第三油压管路P3相连通，第二油压管路P2与第四油压管路P4相连通。此时，第一腔室R1与第二腔室R2中的液压油与贮存器16相连通。因此，液压油可以从第一腔室R1和第二腔室R2流出流进，从而使阻尼器12处于能够以后轴11为中心进行转动的状态。另一方面，在选择切断部位15的情况下，各个油压管路P1-P4中液压油的流动被切断，将阻尼器12的活塞12b锁定。因此，后轴11不能在阻尼器12上转动。
如图1所示，在位于升降叉车1后部的配重19上设有由压电元件构成的陀螺仪20。该陀螺仪20能够检测出在旋转时升降叉车1的角速度，亦即角速度ψ。此外，如图1和图3所示，在驾驶室9的仪表盘w上，在大致对应于两个前轮7的中间的位置上安装了加速度传感器21。该加速度传感器21能够检测出当升降叉车1进行旋转时所产生的横向加速度，亦即离心力Fa。
如图1和图5所示，在外杆2的上部设有用于检测出叉臂4的上下位置的限位开关24。该限位开关24被设置在外杆2上部的大约1/4的位置上。升降活塞缸6的下端处设有用于检测出活塞缸6中液压油的压力Y的压力传感器25。
如图2所示，在后轮8上设有用于检测后轮转弯角度θ的转弯角传感器22。如图4所示，在升降叉车1中设有用于检测伞形齿轮U的转动速度，亦即检测出升降叉车1的行进速度V的车速传感器23。
下面将结合图7所示的电路方框图，对具有上述结构的工业用车的电控制装置进行说明。
控制器31具有由CPU和ROM等构成的存储器31a以及定时器31b。控制器31的输入端子与上述陀螺仪20、加速度传感器21、转弯角传感器22、车速传感器23、限位开关24以及压力传感器25相连接。控制器31的输出端子与电磁切换阀13相连接。
陀螺仪20检测出升降叉车1进行转弯等动作时的角速度ω，将表示该角速度ω的角速度信号输出到控制器31。加速度传感器21检测出升降叉车1在进行转动等动作时产生的离心力Fa，将表示该离心力Fa的离心力信号输出到控制器31。转弯角传感器22测出后轮8的转弯角度θ，将表示该转弯角度θ的转弯角度信号输出到控制器31。车速传感器23检测出升降叉车1的运行速度V，将表示该运行速度V的运行速度信号输出到控制器31。
限位开关24在叉臂4的位置高于基准提升位置Z时产生动作，将一个接通信号输出到控制器31。上述基准提升位置Z位于外杆2上方大约1/4的位置上。压力传感器25检测出升降活塞缸6中的油压Y，将表示该油压Y的油压信号输出到控制器31。
控制器31根据陀螺仪20产生的角速度信号，计算出该角速度的变化率，亦即计算出角速度的变化率Δω/ΔT。该角速度的变化率Δω/ΔT表示了角加速度。控制器31对角速度，亦即角速度进行时间微分，从而求出角速度的变化率Δω/ΔT。
控制器31根据车速传感器23产生的运行速度信号和陀螺仪20产生的角速度检测信号，计算出横向作用的加速度，亦即计算出离心力。这一离心力是经过运算所获得的计算离心力Fb，由于与上述加速度传感器21实际检测出的实际离心力Fa相比较，其获得的方式有所不同，因此会有少许的区别。如下面的公式(1)所示，计算离心力Fb是通过对运行速度V与角速度ω进行相乘运算而计算出来的。
Fb＝V·ω    (1)
在控制器31的存储器31a中，存储了作为如图9所示的角速度变化率Δω/ΔT的基准值的基准变化率。所述基准变化率包括在角速度的变化率Δω/ΔT增大至用作基准的上限基准变化率值Kmax，以及在角速度的变化率减小至用作基准的的下限基准变化率值Kmin。当计算出来的角速度变化率Δω/ΔT由小于上述上限变化率值Kmax变化到大于该上限变化率值Kmax时，控制器31开始输出固定动作信号。在控制器31输出固定动作信号的状态下，将角速度的变化率Δω/ΔT与下限基准变化率值kmin进行比较。当角速度变化率Δw/ΔT由大于下限变化率值Kmin减小到小于下限变化率值Kmin时，控制器31就会中止固定动作信号的输出。
此外，控制器31在进行中止控制时并不是立即中止固定动作信号的输出，而是在经过预定时间T之后才控制固定动作信号的中止。换句话说，从角速度变化率Δω/ΔT由大于下限变化率值Kmin减小到小于下限变化率值Kmin的那一时刻，定时器31b开始计时。当定时器31b的计时经过预定时间T之后，控制器31就会中止固定动作信号的输出。在上述计时的过程中，如果角速度变化率Δω/ΔT变成大于下限变化率值Kmin，控制器31就会中止定时器31b的计时。
控制器31的存储器31a用于存储如图10所示的基准离心力值，该离心力值用作作用在升降叉车1上的离心力的基准。该基准离心力值包括在离心力增大至用作基准的上限基准离心力值Hmax，以及在离心力减小至用作基准的下限基准离心力值Hmin。当计算离心力Fb的绝对值由小于所述上限基准离心力值Hmax增大到大于该上限离心力值时，控制器31就开始输出固定动作信号。在控制器31输出固定动作信号的过程中，如果计算离心力Fb的绝对值小于所述下限基准离心力值Hmin，控制器31则中止固定动作信号的输出。
控制器31根据压力传感器25产生出的检测信号，判断叉臂4所承受的负荷重量。此外，控制器31根据压力传感器25产生的检测信号，亦即叉臂4所承受的负荷重量，计算出升降叉车1的重心G(参见图6)。升降叉车1的重心G是指包括车辆本体和负荷在内的整个升降叉车的重心。在这样的情况下，控制器31计算出如图5中虚线所示的在外杆2最靠后倾斜时的中心G。另外，控制器31的存储器31a存储作为作用在升降活塞缸6上的油压Y的基准的基准压力值Nref。
当限位开关24产生的接通信号输入到控制器31时，控制器31根据压力传感器25产生的压力信号，计算作用在升降活塞缸6上的油压Y。在该油压Y大于基准压力值Nref的情况下，控制器31对电磁切换阀13输出固定动作信号。
在本发明的实施例中，只要满足下述条件(1)-(6)中的任何一个条件，就向电磁切换阀13输出固定动作信号：
(1)角速度变化率Δω/ΔT大于上限变化率值Kmax；
(2)角速度变化率Δω/ΔT，从大于上限变化率值Kmax变化到小于上限变化率值Kmax，大于下限基准变化率值Kmin；
(3)在上述(2)表示的状态下，角速度变化率Δω/ΔT变得小于下限变化率值Kmin，从变成小于下限变化率值Kmin的时间点开始经过的时间在预定时间T之内；
(4)计算离心力Fb的绝对值大于上限基准离心力值Hmax；
(5)计算离心力Fb的绝对值由大于上限基准离心力值Hmax变化到小于上限基准离心力值Hmax，但是仍然大于下限基准离心力值Hmin；
(6)限位开关24输出接通信号，作用在升降活塞缸6上的油压Y大于基准压力值Nref。
电磁切换阀13的螺线管根据所述固定动作信号被励磁，选择切断部位15。为此，切换阀13的第一和第二油压管路P1、P2被切断，通过阻尼器12来固定后轴11。在没有输入固定动作信号时，切换阀13的螺线管处于去磁状态，选择流通部位14，液压油可以流入流出阻尼器12的第一腔室R1和第二腔室R2，从而使后轴11处于能够转动的状态。
图8a、8b是流程图，显示了控制器31通过电磁切换阀13来固定后轴11的控制过程。为了便于说明，在根据该流程图来开始进行控制时，假定控制器31向切换阀13输出固定动作信号，从而将后轴11保持在被固定的状态之下。
在步骤101中，控制器31根据车速传感器23产生的行进速度信号，读出升降叉车1的行进速度v。在步骤102中，控制器31根据陀螺仪20产生的角速度信号，读出角速度ω。在步骤103，控制器31根据上述行进速度v和角速度ω，依据上述公式(1)来计算出离心力Fb。
在步骤104中，控制器31根据所读出的角速度ω，计算出角速度的变化率ΔωΔT，在步骤105中，采用低通滤波方式消除上述角速度变化率Δω/ΔT中的高频噪音。
在步骤106中，控制器31判断计算离心力Fb的绝对值是否大于所述上限基准离心力值Hmax。当计算离心力Fb的绝对值|Fb|大于该上限基准离心力值Hmax时，控制器31在步骤107中持续地向电磁切换阀13输出固定动作信号，使其螺线管保持在励磁状态下。电磁切换阀13选择切断部位15，锁止阻尼器12，使后轴11固定。这样，后轴11就会保持在不能摇动的状态之下。此后，控制器31再次由步骤101开始进行处理。
此外，在步骤106中，当计算离心力Fb的绝对值|Fb|小于上限基准离心值Hmax的情况下，控制器31在步骤108中判断绝对值|Fb|是否小于下限基准离心力值Hmin。如果绝对值|Fb|小于下限基准离心力值Hmin，则控制器31在步骤109中停止固定保持信号的输出，进入到步骤110。在步骤108中，在计算离心力Fb的绝对值|Fb|大于下限基准离心力值Hmin的情况下，就不输出固定动作信号而进入步骤110。
在步骤110中，控制器31判断角速度变化率Δω/ΔT是否大于上限基准变化率值Kmax。当变化率Δω/ΔT大于上限基准变化率值Kmax时，控制器31就进入步骤111，将固定动作信号输出到切换阀13。这样，阻尼器12被锁定，从而将后轴11固定。此后，控制器31再次从步骤101开始进行处理。在步骤110中，如果角速度的变化率Δω/ΔT小于上限基准变化率值Kmax，则控制器31进入到步骤112。
在步骤112中，控制器31判断角速度的变化率Δω/ΔT是否等于下限基准变化率值Kmin。在角速度的变化率Δω/ΔT小于下限基准变化率Kmin的情况下，控制器31在步骤113中根据定时器31b的计时来判断是否经过了预定时间T。在没有经过预定时间T的情况下，控制器31再次从步骤101开始进行处理。如果经过了预定时间T，控制器31则将进入步骤114，在停止固定动作信号的输出之后返回到步骤101。
下面，在步骤115中，控制器31根据压力传感器25产生的信号，判断油压Y是否大于基准压力Nref。如果判断的结果为YES，控制器31则在步骤116中判断限位开关24是否输出了接通信号。如果步骤116的判断结果为YES，控制器31就继续在步骤110中进行固定动作信号的输出。
在步骤115中，如果油压Y小于基准压力值Nref，则在步骤117中中止固定动作信号的输出。同样，在步骤116中，如果限位开关24没有输出接通信号，控制器31则在步骤117中停止固定动作信号的输出。
下面将结合图11，对升降叉车1由直线行驶变为向右转弯的情况进行说明。在本实施例中，在升降叉车1向右转弯的情况下，转弯角θ为正值；在升降叉车1向左转弯的情况下，转弯角θ为负值。同样，角速度ω、检测出的离心力Fa和计算离心力Fb在升降叉车1向右转弯的情况下都为正值。
当升降叉车1的操作者对方向盘10进行操作，使升降叉车1开始向右转弯时，随着转弯角θ的增大，角速度ω、计算离心力Fb、检测出的离心力Fa、加速度的变化率Δω/ΔT都分别增大。在这样的情况下，角速度变化率Δω/ΔT最先急剧增大，变成大于上限基准变化率Kmax的数值。当角速度变化率Δω/ΔT大于上限基准变化率值Kmax时，控制器31将后轴11固定。在这一时间点上，计算离心力Fb还小于上限基准离心力Hmax。因此，在车辆开始向右转弯时，角速度的变化率Δω/ΔT能够比计算离心力Fb更早地产生作用，将后轴11予以固定。
当转弯角θ增大时，角速度ω、计算离心力Fb和实际离心力Fa也将增大。这样，很快就使计算离心力Fb的绝对值|Fb|大于上限基准离心力值Hmax。在这一时间点上，角速度的变化率Δω/ΔT大于上限基准变化率值Kmax，因此将后轴11保持在固定状态下。
操作者将方向盘10的转弯角θ保持在所定的角度之下，继续进行旋转转弯。此时，角速度、计算离心力Fb以及检测出的离心力Fa都保持在一定的数值。在转弯角θ保持所定角度的时间期间内，角速度变化率Δω/ΔT就会减小，变得小于下限基准变化率值Kmin。在这一时间点上，由于计算离心力Fb大于上限基准离心力值Hmax，控制器31根据计算离心力Fb大于上限基准离心力Hmax，输出固定动作信号。这样，就将后轴11保持在被固定的状态。
上面所述的工作方式对于升降叉车1由直线行进变成向左转弯的情况下也是同样的。换句话说，当直线行进的升降叉车1向右或者向左转弯的情况下，首先，只要角速度的变化率Δω/ΔT大于上限基准变化率值Kmax，就将后轴11固定；其次，即使角速度的变化率下降到小于下限基准变化率值Kmin的数值，由于计算离心力的绝对值|Fb|大于上限基准离心力值Hmax，因此将后轴11保持在被固定的状态之下。
下面结合图12对由向右转弯变成向左转弯的情况进行说明。在进行向右转弯的状态下，对方向盘10进行操作，使转弯角由保持一定的状态变成减小转弯角时，角速度ω以及计算离心力Fb就会由所定的数值开始减小。由于计算离心力Fb在处于所定数值的期间大于上限基准离心力值Hmax，控制器31输出固定动作信号，将后轴11予以固定。角速度变化率Δω/ΔT随着转弯角θ的减小而开始增大，变为大于上限基准变化率Kmax的数值。此时，计算离心力Fb变为大于下限基准离心力Hmin的数值。
此外，当转弯角θ减小时，计算离心力Fb变成小于下限基准变化率值Kmin的数值。然而，由于角速度变化率Δω/ΔT大于上限基准变化率值Kmax，因此控制器31继续输出固定动作信号。
当转弯角θ为0度左右时，角速度变化率Δω/ΔT达到其最大值。当转弯角θ为0度时，如果进一步减小转弯角θ，升降叉车1就开始向左转弯。在转弯角θ减小的过程中，计算离心力Fb和角速度ω继续进一步减小，很快变为负值，并继续减小。从变成负值的时刻开始，计算离心力Fb的绝对值|Fb|和|ω|转为增大。计算离心力绝对值|Fb|很快就会大于上限基准离心力Hmax。此时，角速度变化率Δω/ΔT变成大于下限基准变化率值Kmin。由于|Fb|＞Hmax及Δω/ΔT＞Kmin，控制器31继续输出固定动作信号，将后轴11进行固定。
当转弯角θ减小时，角速度的变化率Δω/ΔT变成小于下限基准变化率值Kmin。然而，控制器31从角速度变化率Δω/ΔT开始小于下限基准变化率值Kmin的那一时刻起不经过预定的时间T，将继续输出从计算离心力Fb的绝对值大于上限基准离心力值Hmax的那一时刻开始继续输出的固定动作信号。继续固定后轴11。当操作者中止对方向盘的操作，将转弯角θ保持为所定角度时，角速度ω以及计算离心力Fb就会保持所定数值。所述角速度变化率Δω/ΔT将很快变为0。
一旦经过了预定的时间T，尽管依据角速度变化率Δω/ΔT来输出固定动作信号的条件被解除，但是依据计算离心力Fb来输出固定动作信号的条件得到满足。因此，控制器31继续输出固定动作信号，继续将后轴11予以固定。
在升降叉车1由向右转弯变成向左转弯的情况下，当转弯角θ变为(0)左右时，存在一个时间瞬间Y1，在该时间瞬间中依据计算离心力Fb来输出固定动作信号的条件被解除，但是依据角速度变化率Δω/ΔT输出固定动作信号的条件得到满足。因此，在升降叉车1由向右转弯变成向左转弯的情况下，后轴11始终处于被固定的状态。此外，由于向左转弯，在将控制盘的转弯角θ保持在所定角度之后，满足依据角速度变化率Δω/ΔT来输出固定动作信号的条件的时间瞬间Y2就结束了。然而，由于在这一时刻依据计算离心力Fb来输出固定动作信号的条件得到满足，因此后轴11被继续固定。这样，在升降叉车1在继续由向右转弯变化到向左转弯的情况下，后轴11始终保持在被固定的状态之下。
上述工作过程在由左变成向右转弯的情况下也是同样的，能够在后轴始终被固定的状态下进行转弯动作。
图12所示的转动角是用于表示升降叉车1的转动状态的角度，由设置在车体1a中的图中未示的转动传感器来予以检测。
如上所述，控制器31除了依据角速度变化率Δω/ΔT来输出固定动作信号之外，还依据计算离心力Fb来输出固定动作信号。因此，在升降叉车1诸如由向右转弯变成向左转弯的情况下，在转弯角θ为0度附近时，即使不能依据计算离心力Fb来输出固定动作信号，也能够依据角速度的变化率Δω/ΔT来输出固定动作信号。因此，升降叉车1在连续自右转弯变成向左转弯的情况下，后轴11始终被固定，从而能够在稳定的状态下进行转弯动作。
下面，说明升降叉车1在搬运重物的情况下控制器31的控制方式。
图6示出了在升降叉车1的叉臂4上放置重物的情况下，升降叉车1的重心变化的状态。通常，在没有承受负荷的情况下，升降叉车1的前后方向上的重心G1处于比左侧前轮7与右侧后轮8的对角线和右侧前轮7与左侧后轮8的对角线的交点X更为靠后的位置上。当承受了负荷的升降叉车1的重心G位于这一交点X与重心G1之间时，升降叉车1的两个后轮8变成与地面相接触的状态。这样，就减小了前轮7对地面的压力，从而有可能使两个前轮的某一个处于悬空状态。此时，控制器31不再输出固定动作信号，使后轴11处于能够摇动的状态，从而减小后轮8对地面的压力，增大两个前轮对地面的压力。在本发明中，在叉臂4上搭载了使重心G位于所述交点X处时，将此时的作用于活塞缸6的油压Y设定为基准压力值Nref。
当叉臂4承受了它所能搬运的最大负荷时，升降叉车1的重心G2处于比交点靠前的位置上。当升降叉车1的重心G位于上述重心G2与交点X之间时，升降叉车1的两个前轮处于接触地面的状态。因此，两个后轮中的某一个有可能处于悬空的状态。在这样的情况下，由于确保了作为驱动轮的前轮与地面的可靠接触，因此从使升降叉车1运行的观点来看，即使将后轴11固定也是没有问题的。
然而，在重心G位于重心G2与交点X之间时，叉臂4会被提高到高于基准升高位置Zref的位置，使重心G向上移动，从而恶化了升降叉车1在左右方向上的平衡性能。此时，控制器31输出固定动作信号，使后轴11固定，让升降叉车1在稳定的状态下运行。
下面对本发明的第二个实施例进行说明。在本实施例中，升降叉车1没有设置陀螺仪和加速度传感器，而是根据转弯角θ和运行速度V来求出角速度的推定值ωx。这一实施例的目的在于减少部件的数量，降低成本，同时获得与第一种实施例相同的效果。
详细地说，在图13中，控制器31在步骤201中读取运行速度，在步骤202中读取转弯角θ，然后在步骤203中根据转弯角θ计算出旋转半径R的倒数。
其次，控制器31在步骤204中计算出推定离心力Fx。虽然这一推定离心力FX相当于第一种实施例中的计算离心力Fb，但是由于升降叉车1不具备陀螺仪，因此不进行角速度的检测。因此，根据比值v/r来求出角速度的推定值ωX，将第一种实施例中的公式Fb＝v.ω改变成Fx＝v2/r来进行计算。接下来，控制器31在步骤205中求出推定角速度的变化率ΔωV/ΔT。在这些步骤中，控制器31的动作的目的与第一种实施例相同，在此省略了重复的说明。
在步骤206和步骤208中，将推定离心力FX的绝对值分别与上限基准离心力值Hmax和下限基准Hmin进行比较，这一动作按照图10所示的曲线进行。同样，在步骤210和步骤212中，将推定角速度的变化率Δω/ΔT分别与参照图9所示曲线的上限基准变化率值Kmax和下限基准变化率值Kmin进行比较。控制器31的这些动作的目的与第一种实施例中相应动作的目的相同，因此容易理解。控制器31在完成了步骤207、211、213、214之后，进入到步骤115。
下面结合图14-16对本发明的第三种实施例进行说明。在该实施例中要实现的是通过油压装置来缓慢地驱动阻尼器12，徐徐地解除后轴11的固定状态。在后轴11被固定的时候，阻尼器12的内部处于高压状态，从这一状态开始，当急剧地减小阻尼器12内的压力时，就会使后轴11突然开始摇动。因此有必要考虑改善升降叉车1运行时的稳定性和乘坐性。本实施例涉及的是阻尼器12的驱动机构，用于解决上述问题。
在这一实施例中，采用电磁比例阀130来取代上面所述的电磁切换阀13。通过控制器31的驱动电路(图中未示)向比例阀130输出占空比信号，根据该占空比信号来调节比例阀130的开度。下面对比例阀130的结构进行说明。
如图14所示，比例阀130的主要部件包括圆筒形的壳体14和置于该壳体14中的能够滑动的阀柱15，阀柱15由电磁螺线管13a和弹簧13b予以驱动。阀柱15平常在弹簧13b的弹力作用下处于开放位置，当电磁螺线管13a根据控制器31产生的占空比信号而被励磁时，就能够克服弹簧13b的弹力，使阀柱15朝着闭锁的位置移动。第一-第四油压管路P1-P4分别与壳体14上形成的第一-第四孔E1-E4相连接。阀柱15具有第一槽沟F1和第二槽沟F2。当阀柱15处于开放位置时，第一槽沟F1对准第一和第三孔E1、E3，第二槽沟F2对准第二和第四孔E2、E4。因此，第一槽沟F1与第一油压管路P1和第三油压管理P3相连通，第二沟槽F2与第二油压管路P2与第四油压管路P4相连通。
螺线管13a根据控制器31输出的占空比信号的占空比，使阀柱15产生定量的移动。由于阀柱15的移动，与第一槽沟F1和第二槽沟F2相对准的孔E1-E4的对准量，亦即比例阀130的开度就会产生变化。这样，就能够对油压管路P1-P4中的液压油的流量进行调节。
由贮存器16流入油压管路P1-P4中的液压油不仅提供给阻尼器12，同时还提供给活塞缸6。
在第一实施例中所述的(1)-(6)的输出固定动作信号的条件中，只要检测到至少一个条件成立，控制器31就会通过比例阀130将阻尼器12锁定，从而固定后轴11。当条件(1)-(6)均被解除时，控制器31就向比例阀130输出占空比信号。该信号的占空比在开始输出信号的时候为100％，然后就徐徐减小，最后变为0％。这样，如图15所示，比例阀130的开度逐渐增大，为阻尼器12提供的液压油量逐渐增大。这样，后轴11就不会从固定状态急剧地进入到摇动状态，从而提高了车辆的乘坐性能。
同样，在活塞缸6中，由于在比例阀130中提供经过控制的液压油量，在固定条件(1)-(6)被解除的情况下，与通过阻尼器12来控制后轴11的情形相似，能够避免搭载了负荷的叉臂4的急剧升降。这样就使车辆不至于受到搭载在叉臂4上的负荷的冲击，能够以一种舒适的方式进行工作。
图16示出了第三种实施例的特殊实例。在这一特殊实例中，采用实施例1中的电磁切换阀41，但是采用具有异形节流孔的两个腔室的第二个电磁切换阀42来取代实施例1中的节流阀17，该第二电磁切换阀42与控制器31相连接。通过对该切换阀42的节流量的调节，就能够将后轴11分阶段地解除固定。
如图17所示，当控制器17不输出固定动作信号时，第二切换阀42选择较小的节流腔室42a，阻尼器12不将后轴11锁定。当控制器31输出固定动作信号时，第二切换阀42选择较大的节流腔室42b。在控制器31停止输出固定动作信号之后，经过预定的时间T，第二切换阀42选择较小的节流腔室42a，从而解除阻尼器12对后轴11的锁定。
在解除对后轴11的锁定时，由较小的节流腔室42a来控制提供给阻尼器12的液压油的流量。因此，防止了由于阻尼器12内部的急剧压力变化而使后轴11产生急剧的摇动，从而保证了升降叉车1的稳定运行。
这样，在上述特殊实例中，能够用电磁切换阀42来代替电磁比例阀。采用这样的结构，在控制器31停止输出固定动作信号，阻尼器12解除对后轴的锁定时，就能使后轴的摇动变得更为平缓。
下面结合图18-20对本发明的第四种实施例进行说明。在这一实施例中，如图18所示，与后轴11和框架1a相连接的一对圈状弹簧b能够吸收在升降叉车1转弯时由倾斜的后轴11传给框架1a的冲击力。此外，在加速度传感器21检测出的离心力Fa小于预定值时，就解除对后轴11的锁定。这一技术方案是已知的，已经被日本专利申请58-211903所披露。然而，由于弹簧b的作用，能够在转弯时吸收传给车辆全体的冲击力，因此有时不能正确地检测出车辆的加速度值。因此，不仅在升降叉车1的转弯过程中，在解除对后轴11的固定时，也仍然有改善的余地。本实施例的目的就是要解决这一问题。
如图19所示，由于在转弯时产生实际离心力F，从而使升降叉车1出现倾斜。伴随上述倾斜，弹簧b的作用力FS将作用在后轴11上。加速度传感器21所检测出来的离心力Fa实际上是实际离心力Fa与弹簧力FS的合力。
控制器31将检测出来的离心力Fa与预定的上限基准值HMax和下限基准Hmin进行比较。在这个过程中，与图10所示的方法相同，将计算离心力Fb转换为检测出的离心力Fa。此外，当检测出的离心力Fa由大于下限基准值Hmin的数值开始减小，在经过预定时间Ta后变化为小于下限基准值Hmin的数值时，控制器31就停止输出固定动作信号。
图20中示出了在车辆转弯的过程中后轴11被固定的情况下，加速度传感器21检测出来的检测出的离心力Fa随时间的变化情况。检测出的离心力Fa在接受弹簧力FS的时间期间X1中减小到下限基准值Hmin。由于这一时间期间X1小于上述预定时间Ta，控制器31将继续对电磁切换阀输出固定动作信号。当车辆结束转弯时，检测出的离心力Fa在预定时间Ta之后经过时间期间X2减小到小于下限基准值Hmin，在经过预定时间Ta的时间点上，控制器31停止输出固定动作信号。因此，在升降叉车1的转弯过程中，即使检测出的离心力Fa在一定的时间内减小到小于下限基准值Hmin，也不会将后轴11固定，从而保证了车辆的稳定行进。

Claims (14)

1、一种工业车辆的控制装置，用于在车辆(1)直线运行时使后轴(11)能够摇动，在车辆(1)转弯时，当与转弯运行有关的参数超过预定值时通过阻尼器(12)将后轴(11)固定，其特征在于该装置设有驱动装置(13、31)，作为所述参数，预先设定车辆(1)转弯运行时单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)的上限值(Kmax)和下限值(Kmin)，当所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)大于所述上限值(Kmax)时，阻尼器(12)将后轴(11)固定，当所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)由大于所述下限值(Kmin)的数值变化为小于所述下限值(Kmin)的数值之后，在预定时间(T)内保持该小于下限值(Kmin)的数值，则解除通过阻尼器(12)对后轴(11)的固定。
2、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述装置具有用于检测出车辆转弯时的角速度(ω)的第一检测装置(20)，以及用于对所述第一检测装置检测出的角速度(ω)进行微分，计算出单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)的计算装置(31)。
3、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于具有第二检测装置(22)，用于检测出车辆(1)的转弯角(θ)；第三检测装置(23)，用于检测出车辆(1)的运行速度(V)；用于根据所述第二检测装置(22)检测出的转弯角(θ)和第三检测装置(23)检测出的运行速度(V)，计算出角速度(ωx1)，并对该角速度(ωx1)进行微分，计算出单位时间内的角速度变化率(Δωx1/ΔT)。
4、如权利要求3所述的控制装置，其特征在于具有存储器(31B)，用于存储所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)的上限值(Kmax)和下限值(Kmin)。
5、如权利要求4所述的控制装置，其特征在于前述的驱动装置具有：阀门(13)，其能予以开放和闭锁，将液压油送入排出所述阻尼器(12)；控制器(31)，用于根据所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)与所述上限值(Kmax)和下限值(Kmin)的比较结果来驱动所述阀门(13)。
6、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于所述控制器(31)在所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)大于预定的上限值(Kmax)时，向所述阀门(13)输出用于将阻尼器(12)固定的信号；在所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)从所述上限值(Kmax)减小到小于下限值(Kmin)时停止输出所述信号。
7、如权利要求6所述的控制装置，其特征在于所述控制器(31)具有计数器(31B)，用于在所述单位时间内的角速度变化率(Δω/ΔT)由大于所述下限值(Kmin)变成小于该下限值之后进行计数，以便确定是否所经过了预定时间(T)，在计数器(31B)的计数动作结束之后停止信号的输出。
8、如权利要求7所述的控制装置，其特征在于所述阀门是根据控制器(31)产生的信号来予以开放的电磁阀(13)，在该电磁阀(13)的开放期间，通过该电磁阀将液压油由液压油源(16)输送到阻尼器(12)。
9、如权利要求8所述的控制装置，其特征在于所述控制器(31)向所述电磁阀(130)输出一个其占空比逐渐增大的占空比信号，该电磁阀(130)根据控制器(31)输出的占空比信号的占空比，逐渐地增大其开度。
10、如权利要求1所述的控制装置，具有第四检测装置(23)，用于检测出车辆(1)的运行速度；第三计算装置(31)，用于根据所述第一检测装置(20)检测出的角速度(ω)以及第四检测装置(23)检测出的行进速度(V)，计算出作用在车辆(10)上的离心力(Fb)；存储器(31A)，用于存储所述第三基端侧部装置(31)计算出来的离心力Fb的上限基准值(Hmax)和下限基准值(Hmin)；当所述计算出来的离心力(Fb)大于所述上限基准值(Hmax)时，所述控制装置(31)将阻尼器(12)锁定；当计算出来的离心力(Fb)由大于所述下限基准值(Hmin)变成小于该下限基准值时，解除对所述阻尼器(12)的锁定。
11、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于具有第五检测装置(25)，用于检测出车辆(｀1)所搭载的负荷重量是否超过了预定值；第六检测装置(24)，用于检测出车辆(1)所搭载的负荷是否高于预定的位置；所述控制器(31)根据所述第五检测装置(25)和第六检测装置(24)的检测结果，通过阀门(13)来锁定阻尼器(12)。
12、如权利要求1-11之一所述的控制装置，其特征在于所述第一检测装置包含陀螺仪(20)。
13、如权利要求8或9中所述的控制装置，其特征在于在所述液压油源(16)与阻尼器(12)之间设有一个切换阀(42)，它能够切换具有不同节流量的多个阀门腔室，对提供给阻尼器(12)的油压分阶段进行调整。
14、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于具有弹性材料(B)，用于在车辆(1)转弯运行时吸收后轴(11)的倾斜，同时支持后轴(11)；用于检测出车辆(1)的离心力(Fa)的检测装置(21)；当检测出的离心力(Fa)大于预定的上限值(Hmax)时，所述控制器(31)通过阻尼器(12)来固定后轴(11)；当离心力(Fa)由大于预定的下限值(Hmin)的数值变成小于下限值(Hmin)的数值之后，在预定的时间(TA)内保持该小于下限值(Hmin)的数值，则解除阻尼器(12)对后轴(11)的固定。
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