CN1216274A - 限制工业车辆驱动桥摆动的装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种用以限制工业车辆驱动桥(17)摆动并保持车辆稳定性而不牺牲车辆驾驶性能的装置。按照车辆转弯时的摇摆加速度暂时限制驱动桥(17)相对于车体(2)的摆动。用以限定限制的加速度值按车辆稳定性变化。由承载的负荷状态确定。当负荷状态使车辆较稳定时,极限值(Y_A)较高;当负荷状态使车辆较不稳定时,该值较低(Y_B)。

Description

限制工业车辆驱动桥摆动的装置与方法

本发明涉及一种限制工业车辆驱动桥摆动的装置与方法。

在现有技术中，诸如铲车的工业车辆采用摆动的驱动桥来改善车辆的驱动性能。例如，铲车可具有一摆动的后桥，该后桥与其车体联接，并被这样支承，使该桥绕铲车的纵轴线，即滚动轴线相对于车体摆动。这种摆动的驱动桥允许铲车的车轮跟随路面且保持稳定性。然而，在铲车承载重负荷或举到高位且以高速行驶时，若车辆改变方向，则该桥的摆动可导致铲车过大的倾侧。铲车的倾侧使车辆的重心侧向位移(到左侧或到右侧)，并使车辆变得不稳定。为了解决这一问题，可采用一种暂时限制驱动桥摆动的装置。当出现可能降低车辆侧向稳定性的状况时，该装置暂时限制该驱动桥的摆动。

一种用以限制驱动桥摆动的已知装置根据车辆的侧向加速度和摇摆加速度确定铲车的侧向稳定性。当铲车转弯时，若车辆是不稳定的，则该装置限制驱动桥的摆动。

现在参照图10曲线说明由限制驱动桥摆动的装所完成的步骤。该曲线表示当车辆先被等速直线驱动，后以某一角度转弯最后再转向到直线行驶时，铲车的摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度g的波动。

如图10中所示，当车辆开始转弯时，摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度g开始同时增加。一旦转弯半径减小时，摇摆加速度Δω/Δt开始增加。在此状态，车辆的侧向加速度g增加。结果，车体的倾侧量，即倾侧量，增加。当摇摆加速度Δω/Δt达到某一限制值Y_D时，该限制装置锁定并限制驱动桥的进一步摆动，以防止车辆进一步倾侧。这样，当车辆转弯时，车体的倾侧受到限制。

当摇摆加速度Δω/Δt达到其峰值并开始降低时，侧向加速度g逐渐变成水平。随着车辆转向角变得稳定，摇摆加速度值Δω/Δt降到零，而侧向加速度g变为恒定。然而，若侧向加速度值g大，则车体过度倾侧，从而降低了铲车的侧向稳定性。此外，即使摇摆加速度Δω/Δt在达到其峰值后开始下降，侧向加速度g也可能继续增加。因此，当侧向加速度g达到某一极限值G_A时，该限制装置也限制驱动桥的摆动。于是，当铲车转弯时，按照摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度g来实现驱动桥的摆动限制。

若铲车再转向到直线行驶，则侧向加速度g减小，且变得低于极限值G_A。由于铲车沿相反方向转向到向前直线行驶的，所以摇摆加速度Δω/Δt减小，且变为负值。当侧向加速度g降至低于极限值G_A、且负摇摆加速度Δω/Δt在达到其峰值后变为高于该负极限值-Y_D时，铲车变得稳定。因此，限制装置允许驱动桥摆动。

然而，当铲车转弯时，车体的倾侧速度和倾侧量，除了摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度外，由车辆的重心确定，而摇摆加速度和侧向加速度由车辆的速度和转弯半径决定。换句话说，车体的倾侧速度和倾侧量按照车辆的重心变化，而车辆的重心，即使在相同的速度和转弯半径的情况下，由所承载的负荷重量和垂直位置所确定。若该重心处在较高的位置上，则当铲车转弯时，车体的倾侧速度增加。而且，即使侧向加速度g相同，车体的最大倾侧量也增加。

另一方面，当铲车转弯时，若车辆的重心处在较低的位置上，即使侧向加速度g相同，车体的倾侧速度变得较慢，而车体的最大倾侧量变小。因此，当摇摆加速度Δω/Δt达到其极限值Y_D时，车体的倾侧量按照该重心的位置变化。于是，当改变方向时，铲车的侧向稳定性按照车辆的重心位置而变化。

若铲车转弯时其重心处在低的位置，例如，若承载的负荷是轻的或被提升在低的位置，则与摇摆加速度Δω/Δt相关的极限值Y_D可被这样确定，当车体的倾侧量变得较大时，使驱动桥的摆动受到限制。另一方面，若承载的负荷是重的或被提升到高的位置，则极限值Y_D可被这样确定，当车体的倾侧量仍然较小时使驱动桥的摆动受到限制，以使铲车稳定。由于这两种状况并不相互重叠，对两种状态最佳的值不能被选作极限值Y_D。因此，该极限值Y_D被设定在这样一个值，当负荷重或被提升到高位时，它保证铲车的稳定性。当铲车承载轻的或被提升在低位的负荷而转弯时，这同样保证了稳定性。

摇摆加速度Δω/Δt按照车速和转向速度而变化，而两者决定了转弯半径。因此，当负荷重或被提升到高位时铲车操作者倾向于缓慢而小心地驾驶铲车。如图10中虚线所示，在此情况下，摇摆加速度Δω/Δt的最大值可不达到极限值Y_D。

结果，若铲车承载重的或被提升到高位的负荷而转弯，摇摆加速度Δω/Δt在早期阶段可能不限制驱动桥的摆动。虽然当侧向加速度g超过极限值G_A时(如图10中虚线所示)，在随后阶段摆动会受到限制，但车体的倾侧量已变得比较大。在此情况下，若限制装置依靠摇动加速度Δω/Δt，当车体的倾侧量仍然小时，驱动桥的摆动不受限制。

因此，本发明的目的是提供一种用以限制工业车业驱动桥摆动的装置与方法，该方法按照承载负荷的状态以最佳的方式稳定车辆。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用以控制工业车辆中驱动桥摆动的方法。该车辆这样支承驱动桥，使该桥相对于车体摆动，并且该车辆能承载和移动负荷。按照车辆摇摆加速度与摇摆加速度极限值之间的比较结果，暂时限制驱动桥的摆动。该方法包括将负荷状态分级成多个稳定性区域，这些区域是按照负荷状态如何车辆稳定性来确定的。这些区域包括一个较高稳定性区域和一个较低稳定性区域。该方法还包括按照当前的负荷状态设定摇摆加速度极限值的步骤。当负荷状态处在较低稳定性区域内时，该摇摆加速度极限值设定在较低值。当负荷状态处在较高稳定性区域内时，该摇摆加速度极限值设定在较高值。该方法还包括当摇摆加速度变成等于或高于摇摆加速度极限值时暂时限制驱动桥摆动的步骤。

按照本发明的另一方面，提供了一种用以控制工业车辆驱动桥摆动的装置。该车辆这样支承驱动桥，使驱动桥相对于车体摆动，并能承载和移动负荷。该装置包括一个用于检测车辆转弯时的车辆摇摆加速度的摇摆加速度检测器。一摆动限制机构按照检测到的摇摆加速度限制该驱动桥的摆动。一设定装置按照当前的负荷状态设定摇摆加速度极限值。按照负荷状态如何影响车辆稳定性，将可能的负荷状态分级成多个稳定性区域。这些区域包括一个较高的稳定性区域和一个较低的稳定性区域。当负荷状态处在较低的稳定性区域时，将摇摆加速度极限值设定在较低值。当负荷状态处在较高的稳定性区域时，将摇摆加速度极限值设定在较高值。一负荷检测器检测负荷状态。当由摇摆加速度检测器检测到的摇摆加速度变成等于或高于所设定的摇摆加速度极限值时，一限制控制器暂时限制驱动桥的摆动。当摇摆加速度低于摇摆加速度极限值时，该限制控制器还按照车辆侧向加速度与侧向加速度极限值之间的比较结果来限制驱动桥的摆动。

连同通过例子表示本发明原理的附图一起，根据下面的叙述，本发明的其他方面和优点会变得明显。

在所附的权利要求书中详细地限定了本发明的相信是新颖的特点。通过参照关于目前优先实施例的下面说明连同附图一起，会最清楚地理解本发明及其目的和优点，其中

图1是表示本发明的驱动桥摆动限制装置的简图；

图2是表示铲车的侧视图；

图3是表示车体和后桥的简略后视图；

图4是表示驱动桥摆动限制装置电气构件的框图；

图5是表示承载负荷状态与摇摆加速度极限值之间关系的图象；

图6是表示当车辆转弯时摇摆加速度和侧向加速度波动的曲线；

图7是表示当车辆转弯时摇摆加速度和侧向加速度波动的曲线；

图8是表示执行控制驱动桥摆动程序的流程图；

图9是表示执行控制驱动桥摆动程序图的流程图的继续；

图10是表示现有技术中当车辆转弯时摇摆加速度和侧向加速度波动的曲线。

现在参照图1至9说明本发明的一个实施例。图2表示铲车1，它是前驱动、后转向的4轮车辆，具有车体2。车体2有一前部，外起重杆3的下端固定于其上。外起重杆3被这样支承，使它可向前、后倾侧。外起重杆3还这样支承内起重杆4，使它能被提升和下降。每个内起重杆4支承一提升架5b，叉5a被固定在提升架5b上。因此，提升架5b能被升、降。在内起重杆6的上部配置一链轮6。一链条(未示)连接链轮6和提升架5b。

被配置在外起重杆3后面的提升油缸7有一活塞杆(未示)，连于各内起重杆4的上部。一倾侧油缸8被配置在车体2的前部，有一活塞杆8a，连于外起重杆3。

在车体2前部配置一摇摆率传感器9。一种压电振动陀螺纹可用作摇动率传感器9。

图1是表示限制驱动桥摆动装置的结构的简图。如该图所示，一个第一高度开关10和一个第二高度开关11以不同的高度被固定在外起重杆3上，以检测叉5a的垂直位置。各种限位开关可用作高度开关10,11。在倾侧油缸8上设置一个用作负荷检测装置的压力传感器12，以检测油缸8内的液压压力。该液压压力按照由铲车承载的负荷重量而变化。一种应变仪型压力传感器可用作压力传感器12。第一高度开关10和第二高度开关11形成高度检测器。第一高度开关10，第二高度开关11和压力传感器12形成负荷检测器。

在车体2的前部支承一前桥13。在前桥13上配置一差速器壳体14。齿环15被固定在差速器壳体14上。车速传感器16检测点环15的转速。具有如霍尔元件的磁性检测元件的磁性传感器可用作速度传感器16。

图3是表示后桥17和液压回路的简略后视图。桥支承18被限定在车体2的下部，以支承后桥17。后轮19，用于使铲车1转向，安装在后桥17的各端部。后桥17绕摆动轴20摆动。这样，后桥17绕一纵轴线、即滚动轴线相对于车体2摆动。

一双作用型液压油缸21设置在车体2和后桥17之间，以限制后桥17相对于车体2的摆动。液压油缸21有一圆柱形壳体22，与车体2这样联接，使壳体22相对于车体2摆动，还有一活塞杆23，与后桥17这样联接，使杆23相对于后桥17摆动。

活塞杆23在液压油缸23内限定一个第一腔24和一个第二腔25。第一和第二腔24、25借助于电磁阀26有选择地彼此接通和切断。

电磁阀26是一种具有通知a、b、c、d的4通道双向开关阀。该电磁阀还包括一种阀柱(未示)和一电磁线圈27。电磁线圈使阀柱在一接通位置和一切断位置之间变换。在接通位置上，阀柱将通道a与c及b与d接通。在切断位置上，阀柱将相联的通道a、c和b、d彼此切断。电磁26是常闭的。这样，若电磁阀27未通电，则阀柱由一弹簧移位到切断位置。

第一腔24经通道28连于通道a，而第二腔25经通道29连于通道b。通道31将通道c和d连于一蓄压器30，后者和液压油缸31整体形成。电压油缸21、电磁阀27和蓄压器30构成一摆动限制机构。

一摆动控制单元32设置在车体2上。控制单元32控制和限制后桥17相对于车体2的摆动。

图4是表示摆动控制单元32的电气构件的框图。如图所示，控制单元32的输入侧与摇摆率传感器9、第一高度开关10、第二高度开关11、压力传感器12和速度传感器16保持电连接。控制单元32的输出侧借助于激磁电路36与液压油缸21的电磁线圈27保持电连接。

摇摆率传感器9将一模拟摇摆率信号Sw传送到控制单元32，当车辆转弯时该模拟摇摆率信号相应于摇摆率w。当提升架5b处在低于被设在提升架5b移动范围内的较低位置上的第一参考高度H_A的垂直位置H时，第一高度开关10断开；当提升架5b处在或高于第一参考高度H_A时，第一高度开关10接通。此外，第一高度开关10将指示高度开关10状态的通/断信号S1传送到控制单元32。当提升架5b处在低于被设在高于第一参考高度H_A的位置上的第二参考高度H_B的垂直位置H时，第二开关11断开；当提升架5b处在或高于第二参考高度H_B时，第二高度开关10接通。此外，第二高度开关11将指示高度开关11状态的通/断信号S2传送到控制单元32。速度传感器16将相应于齿环15转速的脉冲信号PV传送到控制单元32，将该信号与车速V成正比。

控制单元32还包括一微处理机33，模/数(A/D)变换器34、35。该微处理机33有一中心控制单元(CPU)37，一只读存储器(ROM)38，一随机存取存储器(RAM)39，一输入界面40和一输出界面41。摇摆率传感器9和微处理机33形成一摇摆加速度检测装置。

借助于输入界面40，将相应高度开关10、11的通/断信号S1,S2和速度传感器16的车速脉冲信号P传送到CPU37。借助于输入接口40，同样将摇摆率传感器9的摇摆率信号DW，经A/D变换器34将信号SW数字化的信号，及压力传感器12的压力信号DP，经A/D变换器35将信号SP数字化后的信号，传送到CPU37。

CPU37借助于输出接口41将一控制信号传送到激磁电路36。激磁电路36然后使激磁电流ID流过电磁线圈27。

ROM38储存用以暂时限制后桥17摆动的程序，限制后桥17的摆动是经摆动控制单元32限制液压油缸21的伸缩来实现的。当车辆转弯时，后桥17的摆动是根据摇摆加速度Δω/Δt来暂时限制的。当铲车的侧向稳定性随车辆转弯而变得较低时，将该摇摆加速度与低极限值进行比较。若该摇摆加速度Δω/Δt超过该低极限值，则后桥17的摆动受到限制。当铲车转弯时的车辆侧向稳定性变得较高时，将该摇摆加速度与高极限值进行比较。若该摇摆加速度Δω/Δt超过该高极限值，则后桥17的摆动受到限制。

ROM 38还储存一重量极限值W_A，它与铲车承载的负荷重量W进行比较，以判断该负荷是否造成铲车的侧向稳定性较高或较低。ROM37还储存第一高度极限H_A，将它与铲车承载的负荷的垂直位置高度H进行比较，以判断该负荷是否使铲车的侧向稳定性处在较高的状态或较低的状态。

车辆转弯时的侧向稳定性，即车辆改变方向时承受滚动的程度，即使在相同的车速V相同的转弯半径下，也按照铲车重心的垂直位置而变化。因此，车辆的侧向稳定性按照承载负荷的状态而变化。换言之，侧向稳定性按承载负荷的重量W和垂直位置H而变化。

当负荷重量W等于或轻于该重量极限值W_A且负荷的垂直位置高度H处在或低于第一高度H_A时，车辆的稳定性是高的。当负荷重量W超过重量极限W_A或当负荷的垂直位置高度H处在高于第一高度H_A时，车辆的稳定性是低的。重量极限值W_A和第一高度H_A由实验或理论计算得到。

图5是按照承载负荷的状态用来选择极限值Y_X的图形，它是负荷的重量W和垂直位置H确定的。如图中所示，若车辆被直线驱动，然后以不变的转向角在高度稳态下转弯，诸如在负荷重量W等于或低于重量极限时，并在负荷的垂直位置高度H处在或低于第一高度极限H_A时(如2000毫米)，则摇摆加速度Δω/Δt与高稳定性极限值Y_A是可相比的。该图形表示，在此情况下，车辆处在高稳定性区域α。高稳定性极限值Y_A设在较高值(如900×10^-3弧度/秒²)，因此，当车体2的倾侧量仍然小，即使摇摆加速度Δω/Δt增加一定量时后桥17的摆动也不受限制。这样，便允许后桥17的摆动，以保持良好的驱动性能。

若车辆被直线驱动，然后以不变的转向角来未稳定下转弯，诸如当负荷重量W超过重量极限值W_A，且负荷的垂直位置高度H处于高于第一高度极限H_A时，则摇摆加速度Δω/Δt与低稳定极限值Y_B是可相比的，该图形表示，在此情况下，车辆处在第一低稳定性区域β内。该低稳定性参考值Y_B设在较低值(如400×10^-3弧度/秒²)，因此，即使在车体2不极度倾侧，未等到摇摆加速度Δω/Δt增加一定量时，后桥17的摆动也受限制。极限值Y_A和Y_B由实验确定。

ROM还储存第二高度极限值H_B，它和重量极限值W_A一起被用来判断车辆是否已进入第二低稳定性区域γ，后者比第一低稳定性区域β更不稳定。如图5的图形所示，若负荷重量W超过重量极限值W_A，且负荷的垂直高度H处在高于第一高度极限H_A，则与摇摆加速度Δω/Δt相关的极限值被设在零。当铲车进入第二低稳定性区域γ时，即使车辆被直线驱动而不转弯，后桥17的摆动也受限制，以限制车体2的进一步倾侧。这保证了车辆的侧向稳定性。

图6是表示当铲车被直线驱动而后转弯，然后再转向到被直线驱动时摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度波动的曲线。在该曲线中，车速V是不变的。

如图6中所示，随着铲车在直线向前行驶后以不变的转向角转变时，摇摆加速度Δω/Δt一度增加，而侧向加速度g增加到某一值。这样，当摇摆加速度Δω/Δt超过极限值Y_A、Y_B中任一个时，后桥17的摆动受到限制。侧向加速度g显著超过其极限值G_A。这使后桥17继续受到限制。随着车辆继续以不变转向角转弯时，摇摆加速度Δω/Δt开始下降，直到变为零，及时侧向加速度g的值变为恒定。当铲车完成转弯，并再转向到直线行驶时，摇摆加速度Δω/Δt暂时下降。侧向加速度也下降。摇摆加速度Δω/Δt一直下降到它达到其负峰值，然后上升。此后，当摇摆加速度Δω/Δt变成大于其负极限值Y_C而侧向加速度g变成低于极限G_A时，后桥17自限制状态下释放出来，并允许摆动。

如在该曲线中所示，高稳定极限值Y_A和低稳定极限值Y_B是这样一些数值，当车辆在直线向前行驶转弯时，在达到其峰值之前摇摆加速度Δω/Δt所取的值。低稳定性极限值Y_B被设在低于高稳定极限值Y_A的一个数值。这样，当车辆的稳定性处于第一低稳定性区域β内而转弯时，摇摆加速度Δω/Δt早于当稳定性处于高稳定区域α达到极限值Y_X。因此，若铲车处于第一低稳定区域β，则后桥17的摆动较早受到限制。这减小了车体2的最大倾侧，从而保持了车辆的稳定性。当车辆的稳定性处在高稳定性区域α内而转弯时，后桥17的摆动限制被推迟，以提高其驾驶性能。

图7是表示当铲车被直线驱动而后转弯，然后再转向到被直线驱动时，摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度g波动的曲线。该曲线是在车辆的稳定性处在第一低稳定区域β内的情况下画出的。铲车以低速V被驱动，而转向轮以低转向速度转动。这样，图7中的转弯半径和图6中的一样，但摇摆加速度Δω/Δt和侧向加速度g的峰值较小。

如图7的曲线中所示，摇摆加速度Δω/Δt并不达到高稳定性极限值Y_A，但它达到了低稳定性极限值Y_B,Y_B低于高稳定性极限值Y_A。

ROM 38储存与侧向加速度g相关的极限值G_A。该极限值G_A设在这样一个值，它确保当车辆的稳定性处在第一低稳定性区域β内时的侧向稳定性。如图6和7中所示，极限值G_A被设定在自摇摆加速度Δω/Δt超过高稳定性极限值Y_A或低极限值Y_B时开始到摇摆加速度Δω/Δt回到高稳定性极限值Y_A或低稳定性极限值Y_B时的时间区域内。

ROM38还储存一释放值Y_C(例如，280×10^-3弧度/秒²)。该释放值Y_C与摇摆加速度Δω/Δt有关，且被设定在这样一个值，不管铲车是否处在高稳定性区域α内或低稳定性区域β内，它子影响铲车的稳定性。当摇摆加速度Δω/Δt达到释放值Y_C时，即使当后桥17自限制状态被释放时，车体2的倾侧量并不增加。该释放值Y_C是由理论计算和实验确定的。

CPU37根据储存的程序，相对于每一预定的时间周期，以周期的方式完成对后桥的摆动控制。

CPU37首先根据由压力传感器12检测的重量W和由高度开关10、11检测的垂直位置高度H确定由铲车承载的负荷状态。若重量W等于或低于重量极限W_A而垂直位置高度H处在或低于第一高度极限H_A，则CPU37确定车辆的稳定性被包括在高稳定性区域α内。若重量W超过重量极限W_A而垂直位置高度H处在高于第二高度极限H_B，则CPU37确定车辆的稳定性被包括在第二低稳定性区域γ内，它表明其稳定性低于第一低稳定性区域β的稳定性。若重量W超过重量极限W_A，但垂直位置高度H低于第二高度极限H_B，则CPU37确定车辆的稳定性处在第一低稳定性区域β内。同样，若垂直位置高度H超过第一高度极限H_A，但重量W小于重量极限W_A，则确定该稳定性处于第一低稳定性区域β内。

当该稳定性处在高稳定性区域α内时，CPU37将该极限值Y_X设在高稳定性极限值Y_A。在此状态下，若铲车转弯，后桥17的摆动限制被相对地推迟。

另一方面，若车辆稳定性被包括在第一低稳定性区域β内，则CPU37将该极限值Y_A设定在低稳定性极限值Y_B。这样，当铲车转弯时，后桥17的摆动限制被相对提前。

若车辆的稳定性处在第二低稳定性区域γ内，则CPU37将该极限值Y_X设定在零，以限制后桥17的摆动，而不管铲车是否直线行驶或被转弯。

CPU37根据现在的摇摆率ω和在先前的周期中检测的先前的摇摆率ω来计算摇摆加速度Δω/Δt。若摇摆加速度Δω/Δt超过该极限值Y_X，则CPU37将该摆动限制标识位FGL设定到1。

CPU37还根据检测的摇摆率ω和车速V计算侧向加速度g。若计算的侧向加速器g超过该极限值G_A，则CPU37还将该摆动限制标识位FGL设定到1。这样，当铲车转弯时，即使在该摇摆加速度Δω/Δt自其峰值下降并降到低于该极限值Y_X后，后桥17的摆动限制还继续。

若确定摇摆加速度Δω/Δt低于极限值Y_X且侧向加速度g低于极限值G_A，则CPU37判断摇摆加速度Δω/Δt的绝对值是否等于或低于释放值的绝对值Y_C。若确定摇摆加速度Δω/Δt等于或低于释放值Y_C，则CPU37判断车辆是否稳定。若摇摆加速度Δω/Δt并不达到所选定的极限值Y_A，Y_B，则认为车辆是稳定的。当铲车转弯时，若后桥17能自限制状态下释放而不引起车体2不希望的倾侧，则这也表明车辆是稳定的。当确定车辆是稳定时，CPU31便将摆动限制标识位FGL设到零。

CPU37按照摆动限制标识位FGL的值控制激磁电路36，以使电磁线圈27激磁或停止激磁，从而限制液压油缸21的伸缩。

现在参照图8和9中所示的流程图说明用以限制后桥17摆动的装置的操作。首先CPU37完成步骤S10，并读出检测到的车速V，摇摆加速度ω，负荷重量W和负荷垂直位置H。

在步骤11,CPU37判断所检测的重量W是否等于或轻于重量极限W_A。若确定重量W等于或轻于重量极限W_A，则CPU37进行到步骤S12，并判断垂直位置H是否和第一高度极限H_A一样或较低。若确定垂直位置H相同于或低于第一高度极限H_A，则CPU37进行到步骤S13，并将极限值Y_A设定为极限值Y_X。换句话说，若承载的负荷使铲车的稳定性处在高稳定性区域α，则极限值Y_A被设定为极限值Y_X。

若在步骤S12中确定垂直高度H高于第一高度极限H_A，则CPU37进行到步骤S14，并将极限值Y_D设定为极限值Y_X。

若在步骤S11中确定重量W超过重量极限W_A，则CPU37进行到步骤S15，并判断垂直位置H是否相同于或高于第二高度极限H_B。若确定垂直位置H低于第二高度极限H_B，则CPU37进行到步骤S14，并将低稳定极限值Y_B设定为极限值Y_X。换句话说，若承载的负荷使铲车的稳定性处在第一低稳定性区域β内，则该低稳定性极限值Y_B设定为极限值Y_X。

若在步骤S15中确定垂直位置H相同于或示于第二高度极限H_B，则CPU37进行到步骤S16，并将零设为极限值Y_X。换句话说，若承载的负荷使铲车处在第二低稳定性区域γ内，则将零设为极限值Y_X。

CPU37然后进行到步骤S17，并根据目前的摇摆率ω和在前一周期中检测的摇摆率ω计算摇摆加速度Δω/Δt。在步骤18,CPU37判断所计算的摇摆加速度Δω/Δt是否等于或大于所选的极限值Y_X。若在步骤S18中确定所计算的摇摆加速度Δω/Δt等于或大于所规定的极限值Y_X，则CPU37进行到步骤S19，并将摇动限制标识位FGL设到零。

若在步骤S18中确定摇摆加速度Δω/Δt大于极限值Y_X，则CPU37进行到步骤S20，并根据摇摆加速度ω和车速V计算侧向加速度g。在步骤S21,CPU37判断在步骤S21中算得的侧向加速度g是否等于或高于极限值G_A。若确定侧向加速度g低于极限值G_A，则CPU37进行到步骤S22，并判断摇摆加速度Δω/Δt的绝对值是否等于或低于释放值Y_C的绝对值。在步骤S21中，若确定侧向加速度g等于或高于极限值G_A，则CPU37进行到步骤S19。

CPU37自步骤S19和步骤S23进行到步骤S24。在步骤24,CPU37这样控制激磁电路36，若摆动限制标识位FGL设在零，则对电磁线圈27供以激磁电流ID，而当标识值FGL设在1时，对电磁线圈27停止激磁。

因此，在相同的车速V和相同的转弯半径下，当改变方向时若车辆的稳定性处在高稳定性区域α，则后桥17的摆动会相对推迟。另一方面，若铲车改变方向时，若稳定性被包含在第一低稳定性区域β内，则后桥17的摆动在较早的阶段受到限制，以限制车体2的倾侧量。若稳定性处在第二低稳定性区域γ时，即使车辆向前直线行驶，后桥17的摆动也受到限制。

当铲车转弯时车辆的稳定性处在第一低稳定性区域β时，车速V和转向轮的转速可能是低的。这可增加车辆的转弯半径，并降低摇摆加速度Δω/Δt的峰值。然而，限制后桥17摆动摇摆的加速度Δω/Δt的值设定在低于当稳定性处在高稳定性区域α内时的值。

在铲车被转向来改变方向后，当被转向到向前直线行驶时，仅在车体2的倾侧不影响车辆的侧向稳定性时后桥17才被释放，而与稳定性是否处在高稳定性区域α、第一低稳定性区域β或第二低稳定性区域γ内无关。

按上面所述，用以限制后桥17的摆动的装置具有下述优点。

(a)若铲车在车辆稳定性较低时(第一低稳定性区域β)转弯，则限制后桥17摆动的摇摆加速度Δω/Δt的值较低。若铲车在稳定性较高时(高稳定性区域α)转弯，则限制后桥17摆动的摇摆加速度Δω/Δt的值(限定值Y_A)较高。

因此，若铲车在相同的车速和相同的转弯半径但车辆稳定性不同(在高稳定性区域α和第一低稳定性区域β之间)的情况下转弯，则在稳定性低时后桥17的摆动在较早阶段受到限制。当车体2的最大倾侧量低而车辆的稳定性高时，这防止后桥17不必要的限制。在此状态下，后桥17的摆动改善了车辆的驾驶性能。此外，当车体2的倾侧量仍然小时若车辆不稳定，则后桥17的摆动是允许的。

(b)当车辆处在较不稳定状态(第一低稳定区域β)，则后桥17的摆动按照与低稳定性区域β关联摇摆加速度Δω/Δt受到限制，而不管摇摆加速度Δω/Δt的峰值小于车辆处在较稳定状态(高稳定区域α)时的摇摆加速度Δω/Δt的峰值。基于摇摆加速度Δω/Δt的后桥17的摆动限制保持了铲车的侧向稳定性，而与所承载的负荷状态无关；

(c)铲车承载负荷时的状态由负荷的重量W和垂直位置H确定。这样，铲车改变方向时的稳定性按简单的方法确定；

(d)负荷的重量W由重量检测器检测，负荷的垂直位置H由高度检测器检测。这样，铲车改变方向时的稳定性按简单的方法检测。

(e)微处理机33用作一种限定值设定装置，一种负荷检测器和一种摆动限制控制器。换言之，这些元件的功能由一个储存于计算机中的程序来获得。因此，即使在利用同一计算机时，相应于各种车辆的诸如限定值的各种参数可方便地改变。

(f)铲车在改变方向时的摇摆率ω由摇摆率传感器9直接检测。因此，摇摆率ω无须根据车速V和转向轮的转向角来计算。这简化了限制后桥17摆动的程序。

对于本技术领域内熟练的人员应当明白，本发明可按许多其他的特定方式来实现而不脱离本发明的精神和范围。尤其是本发明可按下面所述来实施。

在优先的和图示的实施例中，按照所承载的负荷状态将铲车的稳定性分级成三种状态来确定极限值Y_X。然而，可将铲车的稳定性分级成多于三种状态。在此情况下，将极限值Y_X设在另一最佳值，并且相应于较低的稳定性状态变小。这样，后桥17的摆动可以继续，除非铲车的稳定性降低。这就保持了铲车充分的驾驶性能，并防止铲车的不稳定性。

在该优先和图示的实施例中，可检测所承载负荷的状态，并将其判为一个连续变化的参数。在此情况下，按照该连续变化的参数，利用一个图形来获得极限值Y_X。例如，可连续地检测负荷的重量W和负荷的垂直位置H。在根据图形获得的极限值Y_X，及桥17的摆动受到限制。这便会保持车辆的驾驶性能，并以更精确的方式防止车辆稳定性下降。

只要根据重量W或垂直位置H，便可判断承载负荷的状态。这将简化极限的设定和负荷状态的检测。

除了重量W和负荷的垂直位置之外，还可以根据铲车起重杆的倾角来判断所承载的负荷状态。因为铲车的后桥是摆动的，若起重杆向前倾斜，和向后倾斜相比，车辆具有较高的侧向稳定性。在此情况下，稳定性首先按重量W和垂直位置H来确定，然后这样来校正，当确定极限值Y_X时，随着起重杆更多地向前倾斜，稳定性变高。这样，以更精细的方式获得了优良的车辆驾驶性能和稳定性。

摇摆率ω无须用摇摆率传感器9来检测。例如，摇摆率ω可根据转弯半径和车速来得到，其中，转弯半径是根据用电位计或类似仪器检测的转向角算得的，而车速是用速度传感16检测的。

极限设定装置，负荷检测器和摆动限制控制器(微处理机33)可由一逻辑电路组成。这会简化摆动控制单元32的结构。

铲车1的附件并不限于叉5a。代之以可采用其它的附件，如铲接叉，夹持器和滑板。

本发明的应用并不限于铲车。本发明可应用于其它的工业车辆，这样工业车辆采用摆动驱动桥并具有当车辆改变方向时发生变化的侧向稳定性。例如，本发明可应用于装载机。

因此，所举出的范例和实施是被认为是说明性的而非限制性的，本发明并不限于本文中给出的细节，而可在所附权利要求书的范围和等同物内作出修改。

Claims (10)

1．一种用以控制工业车辆中驱动桥(17)摆动的方法，其中车辆这样支承驱动桥，使该桥相对车体(2)能转动，该车辆能承载和移动负荷，驱动桥的摆动按照车辆摇摆加速度(Δω/Δt)和摇摆加速度极限值(Y_X)之间的比较结果暂时受到限制，其中，该方法的特征在于包括下列步骤：

将负荷状态分级成若干稳定区域，这些区域是按照负荷状态如何影响车辆稳定性来确定的，其中，这些区域包括一较高的稳定区域(α)和一较低的稳定区域(β)

按照当前的负荷状态，设定摇摆加速度极限，其中，当负荷状态处在较低稳定性区域时，将摇摆加速度极限值设定在较低值(Y_B)，而当负荷状态处在较高稳定性区域时，将摇摆加速度极限值设定在较高值(Y_A)；

当摇摆加速度变成等于或高于摇摆加速度极限值时，暂时限制驱动桥的摆动。

2．按权利要求1所述的方法，其特征在于负荷状态由负荷重量(W)和负荷垂直位置(H)中的至少一个来确定。

3．按权利要求1或2所述的方法，其特征在于包括当摇摆加速度低于摇摆加速度极限值时按照车辆侧向加速度(g)和侧向加速度极限值(G_A)之间的比较结果限制驱动桥摆动的另一步骤。

4．按权利要求3所述的方法，其特征在于该工业车辆是一种铲车。

5．一种用以控制工业车辆的驱动桥(17)摆动的装置，其中，该车辆这样支承驱动桥，使其能相对于车体(2)摆动，该车辆能承载和移动负荷，其装置包括一个用以检测车辆转弯时的车辆摇摆加速度(Δω/Δt)摇摆加速度检测装置(2,33)和一个用以按照由该检测装置检测到的摇摆加速度限制驱动桥摆动的限制装置(21,27,30)，该装置的特征在于包括：

一个用以按照当前的负荷状态设定摇摆加速度极限值(Y_X)的设定装置(33)，其中按照负荷状态如何影响车辆稳定性将可能的负荷状态分级成若干稳定性区域，这些区域包括一较高稳定性区域(α)和一较低稳定性区域(β)，当负荷状态处在较低稳定性区域(β)时，将摇摆加速度极限值设定在较低值，而当负荷状态处在较高稳定性区域(α)时，将摇摆加速度极限值设定在较高值；

一个用以检测当前负荷状态的负荷检测装置(9,10,30)；

一个用以当由摇摆加速度检测装置检测的摇摆加速度变成等于或大于相应于当前负荷状态的摇摆加速度极限值时暂时限制驱动桥摆动的限制控制装置(33)。

6．按权利要求5所述的装置，其特征在于该负荷检测装置包括一种用以检测负荷垂直位置的高度检测装置(10,11)和一种用以检测负荷重量的重量检测装置(12)中的至少一种。

7．按权利要求5或6所述的装置，其特征在于该设定装置，该负荷检测装置和该限制控制装置都被包括在一计算机(33)内。

8．按权利要求7所述的装置，其特征在于该限制控制装置还按照车辆的侧面加速度(g)和摇摆加速度低于摇摆加速度极限值时的侧向加速度极限值(G_A)的比较结果限制驱动桥的摆动。

9．按权利要求8所述的装置，其特征在于该负荷检测装置检测负荷状态作为一个连续变化的参数，其中设定装置按照该连续变化的参数设定摇摆加速度极限值。

10．按权利要求9所述的装置，其特征在于该工业车辆包括一种铲车。

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