TWI490423B - 裝卸載控制裝置 - Google Patents

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Description

裝卸載控制裝置
本發明是關於一種工業車輛的裝卸載控制裝置，該工業車輛用於裝卸載作業，且搭載有包括電磁操作型多控制(multi control)閥的液壓迴路。
以往，用於裝卸載作業，且構成為藉由將液壓液(hydraulic fluid)經由液壓迴路供給至致動器(actuator)，而進行與致動器連接的載貨台的升降或前後傾等的工業車輛中，在液壓迴路中設置可變更開度的電磁操作型多控制閥，以使載貨台的升降或前後傾等的速度為可控制(例如，參照專利文獻1)。採用該液壓迴路的原因在於，藉由使通過電磁操作型多控制閥的液壓液量變化，而可控制致動器的工作速度，即載貨台的升降或前後傾等的速度。該電磁操作型多控制閥具有如下構成，即：作為閥體的線軸(spool)在連接於輸入埠(port)及輸出埠的套筒(sleeve)內移動；藉由對螺線管(solenoid)通電所產生的電磁力來吸引上述線軸而使之移動；且與供給至上述螺線管的電流的大小成比例 地變更上述線軸的移動量，即開度。在具有上述構成的電磁操作型多控制閥中廣泛採取如下措施，即為防止線軸固著、降低使線軸移動時的遲滯(hysteresis)，或為謀求使線軸移動時的響應性的提高，而對供給至上述螺線管的電流，附加用以使線軸輕微振動的交流成分(以下，稱為抖動電流(dither current))。
此外，由上述抖動電流所引起的線軸的振幅，以往是不管線軸的移動量即供給至上述螺線管的電流的平均值的大小如何而均為固定。然而，該構成中，在電磁操作型多控制閥的開度成為0的最大電流量附近(以下，稱為裝卸載流量的上升部)，或在與電流的大小的增加幅度相比，電磁操作型多控制閥的開度的增加幅度非連續性地變大的點的附近(以下，稱為裝卸載流量變化部)，若為使線軸移動而使供給至螺線管的電流的大小發生變化，則會因上述抖動電流所引起的線軸振動而導致裝卸載流量的變化變大，從而可能會產生車身振動等裝卸載控制中的不良情況。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-171497號公報
本發明著眼於以上情況而以解決如下問題為目的，所述問題為：在具有利用螺線管驅動線軸的電磁操作型多控制閥的工業車輛中，在電磁操作型多控制閥的開度的增加幅度非連續性地變大的點的附近(以下，稱為裝卸載流量變化部)，若為使線軸移 動而使供給至螺線管的電流的大小發生變化，則因上述抖動電流所引起的線軸振動而導致裝卸載流量的變化變大，從而產生車身振動等裝卸載控制中的不良情況。
為解決上述問題，本發明的裝卸載控制裝置具有下述的構成。即本發明的裝卸載控制裝置用於工業車輛，上述工業車輛包括：載貨台；致動器，驅動載貨台；液壓迴路，對上述致動器供給液壓液，且包含通過變更供給至螺線管的控制電流的大小而可改變開度的電磁操作型多控制閥；以及操作部，接受用以變更上述電磁操作型多控制閥的開度的操作，並輸出表示操作量的信號，且上述裝卸載控制裝置至少進行如下控制：基於自上述操作部輸出的表示操作量的信號，來決定供給至上述電磁操作型多控制閥的控制電流的大小的平均值；以上述控制電流的大小的平均值為參數，來決定應附加至上述控制電流的交流成分的大小；以及將具有藉由決定上述交流成分的大小的控制而決定的大小的交流成分的控制電流輸出至電磁操作型多控制閥，上述決定交流成分的大小是以已基於表示上述操作量的信號而決定平均值的大小來決定。
若為上述構成，則通過使裝卸載流量的上升部及裝卸載流量變化部中的交流成分即抖動電流的大小變小，而可在如此的區域中抑制裝卸載流量的變化，從而可實現穩定的裝卸載控制。
根據本發明，在具有利用螺線管驅動線軸的電磁操作型多控制閥，為防止線軸固著及減輕線軸移動量的遲滯，而對供給 至螺線管的電流附加任意頻率的抖動電流以使線軸輕微振動的工業車輛中，可藉由抑制裝卸載流量的上升部及裝卸載流量變化部中的抖動電流而使裝卸載控制穩定化。
2‧‧‧載貨台
3‧‧‧致動器
4‧‧‧液壓迴路
5‧‧‧控制裝置
6‧‧‧輸入部
31‧‧‧第1汽缸室
32‧‧‧第2汽缸室
33‧‧‧連桿
41‧‧‧液壓泵
42‧‧‧比例閥(電磁操作型多控制閥)
43‧‧‧箱
44‧‧‧輸入通路
45‧‧‧第1輸出通路
46‧‧‧第2輸出通路
47‧‧‧噴出通路
48‧‧‧穿過通路(螺線管)
61‧‧‧操作桿(操作部)
a‧‧‧升降停止信號
A0 ‧‧‧規定值
A1 ‧‧‧上升值
A2 ‧‧‧裝卸載流量變化值
e‧‧‧開閉信號
S1~S8‧‧‧步驟
V1 ‧‧‧通常振幅
V2 ‧‧‧變化時振幅
α‧‧‧幅度
M‧‧‧馬達
圖1是用於本發明的一實施方式的工業車輛的液壓迴路的示意圖。
圖2是表示上述實施方式的利用開度決定程式所進行的控制的順序的流程圖。
圖3是上述實施方式的比例閥的控制電流-裝卸載流量特性圖、及控制電流-抖動電流振幅映射。
以下，記述本發明的一實施方式。
本實施方式的工業車輛中搭載有：致動器3，驅動載貨台2以裝載貨物；液壓迴路4，如圖1所示對該致動器3供給液壓液；控制裝置5，用以控制經由該液壓迴路4供給至上述致動器3的液壓液的流量；以及輸入部6，具有作為操作部的操作桿61，且將信號輸出至上述控制裝置5，該操作桿61接受用以控制載貨台2的升降速度的操作。
本實施方式中，上述致動器3為液壓式的致動器3，藉由在第1汽缸(cylinder)室31接受液壓液的供給而使載貨台2上升，並且藉由在第2汽缸室32接受液壓液的供給而經由連桿 (rod)33使載貨台2下降。該致動器3如上述般經由液壓迴路4接受液壓液的供給。
上述液壓迴路4包括：液壓泵(pump)41，連接於作為驅動源的馬達(motor)M，用以對上述致動器3供給液壓液壓；電磁操作型多控制閥(以下，稱為比例閥42)，其是接收來自上述控制裝置5的控制信號而可變更開度的閥，藉此可變更經由該液壓泵41流入至上述致動器3的液壓液量；輸入通路44，自用以貯藏液壓液的箱(tank)43經由上述液壓泵41連接至上述比例閥42；第1輸出通路45，連接上述比例閥42與上述第1汽缸室31；第2輸出通路46，連接上述比例閥42與上述第2汽缸室32；噴出通路47，連通上述比例閥42與上述箱43，用以使自上述第1汽缸室31或第2汽缸室32噴出的液壓液返回至上述箱43；以及穿過通路(through passage)48，用以使自上述液壓泵41噴出的液壓液無負載地返回至箱43。
上述比例閥42可採取：中立狀態，阻斷上述輸入通路44與上述第1輸出通路45及上述第2輸出通路46之間，並且使上述輸入通路44與上述穿過通路48連通；上升狀態，連通上述輸入通路44與上述第1輸出通路45，並且連通上述第2輸出通路46與上述噴出通路47；以及下降狀態，連通上述輸入通路44與上述第2輸出通路46，並且連通上述第1輸出通路45與上述噴出通路47。此外，該比例閥42在上述上升狀態及上述下降狀態下，可基於來自上述控制裝置5的開閉信號e而變更開度。此外，該 比例閥42具有如下構成：作為閥體的未圖示的線軸，可在連接於輸入埠及輸出埠的套筒內滑動。該線軸藉由彈簧(spring)以使其成為中立狀態的方式被賦能(energization)，並且在對螺線管48供給電流時，藉由在該螺線管48產生的電磁力而克服上述彈簧的賦能力來吸引該線軸，從而該比例閥42成為上升狀態或下降狀態。
上述輸入部6的操作桿61接受使上述比例閥42為上述中立狀態、上述上升狀態及上述下降狀態中的任一狀態的選擇輸入。更詳細而言，該操作桿61選擇性地採用中立位置、上升位置及下降位置中的任一位置，在該操作桿61採用上述中立位置、上述上升位置及上述下降位置的情形時，為使上述比例閥42分別為上述中立狀態、上述上升狀態及上述下降狀態，而對上述控制裝置5輸出表示該操作桿61的位置的升降停止信號a。
上述控制裝置5為一種控制系統，包括處理器(processor)、記憶體(memory)、輸入介面(interface)、及輸出介面等。此外，向該控制裝置5的輸入介面輸入來自上述輸入部6的操作桿61的升降停止信號a。另一方面，自該控制裝置5的輸出介面，對上述比例閥42輸出用以變更開度的開閉信號e。此外，在記憶體的規定區域中，記憶著控制電流映射(map)，該控制電流映射表示升降停止信號a所表示的操作桿61的操作量與應供給至螺線管48的控制電流的大小的對應關係。進而，在記憶體的其他規定區域中內建有用以進行如下控制的程式(program)，該程式是在上述輸入部6接受用以開始升降動作的操作時執行，藉由 中央處理單元(central processing unit，CPU)執行該程式而獲得來自上述操作桿61的升降停止信號a，並將與該升降停止信號a對應的大小的電流供給至上述比例閥42的螺線管48來變更比例閥42的開度。
此處，上述程式是用以進行如下控制的程式，即為了將具有與上述升降停止信號a所表示的操作桿61的操作量對應的大小的平均值A的控制電流供給至比例閥42的螺線管48，並且為了防止線軸固著、降低使線軸移動時的遲滯、或謀求使線軸移動時的響應性的提高，而對供給至上述螺線管的電流，附加用以使線軸輕微振動的抖動電流。然而，對於該抖動電流的振幅V，設定為在裝卸載流量的上升部及裝卸載流量變化部中的振幅V比其他區域中的振幅V小。更詳細而言，本實施方式的比例閥42具有圖3所示的控制電流-裝卸載流量特性。即，若控制電流的大小自低於上升值A1 的狀態成為高於該上升值A1 的狀態，則液壓液可通過該比例閥42。此外，與控制電流的大小高於上述上升值A1 且低於裝卸載流量變化值A2 的狀態相比，控制電流的大小高於該裝卸載流量變化值A2 的狀態下，裝卸載流量的增加幅度相對於控制電流的增加幅度的比率變大。而且，在控制電流的大小的平均值A以上述上升值A1 為中心而處於幅度α的範圍的情形時，及控制電流的大小的平均值A以上述裝卸載流量變化值A2 為中心而處於幅度α的範圍的情形時，進行底下控制，即，將抖動電流的振幅V設定為比其他區域的振幅V1 小的值V2 。但是，在操作桿61 的操作量十分小而可視為無開閥的意圖的情形時，換言之，在控制電流的大小的平均值A低於規定值A0 的情形時，將抖動電流的振幅V設定為0。
以下，參照作為流程圖的圖2對利用開度決定程式所進行的控制的順序進行記述。
首先，檢測操作桿61的操作量(S1)，並以該操作量為參數來決定向比例閥42輸出的控制電流的大小的平均值A(S2)。具體而言，以升降停止信號a所表示的操作桿61的操作量為參數，藉由參照上述控制電流映射而決定控制電流的大小的平均值A。據此，判定控制電流的大小的平均值A是否低於A0 (S3)。在控制電流的大小的平均值A低於A0 的情形時，將抖動電流的振幅V設定為0(S4)。再者，此時，裝卸載流量為0，即比例閥42的開度為0。另一方面，在控制電流的大小的平均值A不低於A0 的情形時，繼而判定控制電流的大小的平均值A是否以上述上升值A1 為中心而處於幅度α的範圍(S5)。在控制電流的大小的平均值A不以上述上升值A1 為中心而處於幅度α的範圍的情形時，繼而判定控制電流的大小的平均值A是否以上述裝卸載流量變化值A2 為中心而處於幅度α的範圍(S6)。在控制電流的大小的平均值A不以上述上升值A1 為中心而處於幅度α的範圍，且控制電流的大小的平均值A不以上述裝卸載流量變化值A2 為中心而處於幅度α的範圍的情形時，將抖動電流的振幅V設定為通常振幅V1 (S7)。另一方面，在控制電流的大小的平均值A以上述上升值A1 為中心 而處於幅度α的範圍情形時，或在控制電流的大小的平均值A以上述裝卸載流量變化值A2 為中心而處於幅度α的範圍的情形時，將抖動電流的振幅V設定為比上述通常振幅V1 小的變化時振幅V2 (S8)。
如上所述，根據本實施方式，通過使裝卸載流量的上升部及裝卸載流量變化部中的抖動電流的大小即變化時振幅V2 ，小於其他情形時的抖動電流的大小即通常振幅V1 ，而可解決如下問題，即：在該區域中因上述抖動電流所引起的線軸振動而導致裝卸載流量的變化變大，從而產生車身振動等裝卸載控制中的不良情況。換言之，可通過抑制裝卸載流量的上升部及裝卸載流量變化部中的抖動電流而使裝卸載控制穩定化。
再者，本發明並不限定於上述的實施方式。
例如，上述的實施方式是控制用以對為了使載貨台升降的致動器供給液壓的液壓迴路中所使用的比例閥，但亦可將本發明應用於如下液壓迴路中所使用的比例閥，所述液壓迴路用以對裝卸載作業所使用的工業車輛中的用於其他用途的致動器供給液壓。例如，亦可將本發明應用於如下液壓迴路中所使用的比例閥的控制，所述液壓迴路是用以對為了使載貨台前後傾的致動器供給液壓的液壓迴路、或用以對為了使載貨台左右旋轉的致動器供給液壓的液壓迴路。
其他，亦可在無損於本發明宗旨的範圍內進行各種變更。
S1~S8‧‧‧步驟

Claims (1)

  1. 一種工業車輛的裝卸載控制裝置，其特徵在於：用於工業車輛，上述工業車輛包括：載貨台；致動器，驅動上述載貨台；液壓迴路，對上述致動器供給液壓液，且包含通過變更供給至螺線管的控制電流的大小而可改變開度的電磁操作型多控制閥；以及操作部，接受用以變更上述電磁操作型多控制閥的開度的操作，並輸出表示操作量的信號，且上述裝卸載控制裝置至少執行：基於自上述操作部輸出的表示上述操作量的信號，來決定供給至上述電磁操作型多控制閥的控制電流的大小的平均值的控制；以上述控制電流的大小的平均值為參數，來決定應附加至上述控制電流的交流成分的大小的控制；以及將具有藉由決定上述交流成分的大小的控制而決定大小的上述交流成分的上述控制電流輸出至上述電磁操作型多控制閥的控制，其中，上述決定上述交流成分的大小的控制是以已基於表示上述操作量的信號而決定上述平均值的大小來決定，其中，作為在上述交流成分的大小比通常振幅小的情況下之上述控制電流的大小，上述平均值至少處於以裝卸載流量變化值為中心的幅度的範圍。
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