本發(fā)明涉及對(duì)流過(guò)電磁比例溢流閥的螺線管的電流進(jìn)行控制的電流控制裝置。

背景技術(shù)：

作為具備發(fā)動(dòng)機(jī)以及由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，并通過(guò)從液壓泵噴出的工作油使液壓工作裝置動(dòng)作的工業(yè)車輛，已知有例如叉車。叉車?yán)缇哂凶鳛槭共婢呱档囊簤汗ぷ餮b置的升降用的液壓缸、以及作為使桅桿傾斜的液壓工作裝置的傾斜用的液壓缸。另外，叉車具備對(duì)從液壓泵供給的工作油的向液壓缸的供給以及排出進(jìn)行控制的控制閥。而且，在由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵的情況下，存在若因液壓泵的加載而使發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩不足，則導(dǎo)致產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)失速的情況。因此，以往提出有用于防止這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)失速的產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。例如參照專利文獻(xiàn)1。

在上述公報(bào)所記載的工業(yè)車輛中，將電磁式的控制閥用于工作油的供給以及排出。在未使液壓工作裝置動(dòng)作的情況下，工業(yè)車輛始終處于卸載的狀態(tài)。在卸載的狀態(tài)下，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)的壓力向油箱釋放，從而液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)的壓力較低。在向發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)載的情況下，若該時(shí)刻的加載期間不足規(guī)定時(shí)間，則控制為加載的狀態(tài)并使液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)的壓力上升。然后，通過(guò)工業(yè)車輛返回卸載的狀態(tài)，從而抑制壓力的急劇的上升，并抑制發(fā)動(dòng)機(jī)失速的產(chǎn)生。

然而，也考慮了使用電磁比例溢流閥將施加至液壓泵的壓力(工作油的壓力)保持在溢流壓力以下，由此抑制發(fā)動(dòng)機(jī)失速的產(chǎn)生的方案。電磁比例溢流閥的溢流壓力由流過(guò)螺線管的電流調(diào)整。流過(guò)螺線管的電流根據(jù)從電流偏差計(jì)算得到的電流指令由電流控制裝置控制，上述電流偏差是和溢流壓力對(duì)應(yīng)的電流目標(biāo)值、與流過(guò)螺線管的電流(實(shí)際電流)的差。實(shí)際電流由電流檢測(cè)電路檢測(cè)，但是若在電流檢測(cè)電路中發(fā)生斷線、瞬間中斷而無(wú)法對(duì)流過(guò)螺線管的電流進(jìn)行檢測(cè)，則電流偏差變大，據(jù)此電流指令也變大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種即使在電流檢測(cè)電路中發(fā)生斷線、瞬間中斷也能夠抑制電流指令過(guò)大的電流控制裝置。

實(shí)現(xiàn)上述目的的電流控制裝置構(gòu)成為搭載于工業(yè)車輛。上述工業(yè)車輛具備：發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓工作裝置，其通過(guò)液壓進(jìn)行工作；液壓泵，其由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；以及電磁比例溢流閥，其通過(guò)流過(guò)螺線管的電流來(lái)調(diào)整溢流壓力，若超過(guò)上述溢流壓力則使包括上述液壓泵在內(nèi)的液壓回路內(nèi)的壓力釋放。上述電流控制裝置構(gòu)成為對(duì)流過(guò)上述螺線管的電流進(jìn)行控制，具備：電流檢測(cè)電路，其構(gòu)成為對(duì)流過(guò)上述螺線管的電流進(jìn)行檢測(cè)；以及電流控制電路，其構(gòu)成為對(duì)流過(guò)上述螺線管的電流進(jìn)行控制。上述電流控制電路構(gòu)成為把將前饋增益乘以電流目標(biāo)值得到的值、將比例增益乘以電流偏差得到的值以及將積分增益乘以電流偏差積分值得到的值的合計(jì)值作為電流指令，并根據(jù)該電流指令對(duì)流過(guò)上述螺線管的電流進(jìn)行控制。上述前饋增益是將比流過(guò)上述螺線管的電流的正?？刂品秶鷥?nèi)的下限更小規(guī)定值除以上述下限得到的值以上的值。上述電流控制電路在由上述電流檢測(cè)電路檢測(cè)出的上述電流為上述規(guī)定值以下的情況下，重置上述電流偏差以及上述電流偏差積分值作為上述電流指令。

附圖說(shuō)明

圖1是叉車的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是車輛控制裝置的控制框圖。

圖3是用于對(duì)車輛控制裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明的圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)將電流控制裝置具體化為車輛控制裝置的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1所示，作為工業(yè)車輛的叉車10具備裝卸裝置11。裝卸裝置11具備由左右一對(duì)的外桅桿12與內(nèi)桅桿13構(gòu)成的多段式的桅桿14。在外桅桿12連結(jié)有液壓式的傾斜缸15作為液壓工作裝置，在內(nèi)桅桿13連結(jié)有液壓式的升降缸16作為液壓工作裝置。通過(guò)工作油對(duì)傾斜缸15的供給以及排出，桅桿14向車體的前后方向進(jìn)行前傾動(dòng)作或后傾斜動(dòng)作。通過(guò)工作油對(duì)升降缸16的供給以及排出，內(nèi)桅桿13向車體的上下方向進(jìn)行升降動(dòng)作。另外，在內(nèi)桅桿13經(jīng)由升降托架17設(shè)置有叉具18。通過(guò)升降缸16的工作，內(nèi)桅桿13沿著外桅桿12進(jìn)行升降動(dòng)作，從而叉具18與升降托架17一同進(jìn)行升降動(dòng)作。

叉車10具備發(fā)動(dòng)機(jī)19、液壓泵20以及液壓機(jī)構(gòu)21。發(fā)動(dòng)機(jī)19成為叉車10的行駛動(dòng)作以及裝卸動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源。液壓泵20由發(fā)動(dòng)機(jī)19驅(qū)動(dòng)。從液壓泵20噴出的工作油被供給至液壓機(jī)構(gòu)21。另外，叉車10具備貯存工作油的油箱22、以及檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速，并輸出發(fā)動(dòng)機(jī)19的實(shí)際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器30。

液壓泵20連接有將從油箱22汲取到的工作油供給至液壓機(jī)構(gòu)21的油路23。油路23與液壓泵20的噴出口連接。另外，液壓機(jī)構(gòu)21連接有供向油箱22排出的工作油通過(guò)的排出油路24。

液壓機(jī)構(gòu)21具備對(duì)工作油向各缸15、16的供給以及排出進(jìn)行控制的控制閥28。并且，液壓機(jī)構(gòu)21具備若超過(guò)溢流壓力則釋放工作油的電磁比例溢流閥29。若包括液壓泵20、以及供給從液壓泵20噴出的工作油的液壓機(jī)構(gòu)21在內(nèi)的液壓回路hc內(nèi)的壓力超過(guò)溢流壓力則電磁比例溢流閥29釋放液壓回路hc內(nèi)的壓力。由此，減輕施加至液壓泵20的負(fù)載。電磁比例溢流閥29具有螺線管29a，通過(guò)流過(guò)螺線管29a的電流來(lái)調(diào)整溢流壓力。

叉車10搭載有車輛控制裝置25、以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26與車輛控制裝置25電連接。

車輛控制裝置25通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速指令輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速的控制。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26以輸入的轉(zhuǎn)速指令為基礎(chǔ)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)19。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26將由轉(zhuǎn)速傳感器30檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)19的實(shí)際轉(zhuǎn)速輸出至車輛控制裝置25。此外，在由發(fā)動(dòng)機(jī)19驅(qū)動(dòng)液壓泵20的叉車10中，通過(guò)介入加速器操作部件31，并對(duì)通過(guò)駕駛員的操作來(lái)指示傾斜缸15、升降缸16的動(dòng)作的裝卸操作部件27進(jìn)行操作，從而能夠使傾斜缸15以及升降缸16的至少一方動(dòng)作。

本實(shí)施方式的車輛控制裝置25除了上述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置26的控制之外，還作為通過(guò)對(duì)流過(guò)螺線管29a的電流進(jìn)行控制來(lái)調(diào)整電磁比例溢流閥29的溢流壓力的電流控制裝置發(fā)揮功能。車輛控制裝置25具備對(duì)流過(guò)螺線管29a的電流(實(shí)際電流)進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)電路25a、以及電流控制電路25b。此外，電流控制電路25b包括計(jì)算電流指令的計(jì)算部、以及根據(jù)計(jì)算出的電流指令對(duì)流過(guò)螺線管29a的電流進(jìn)行控制的控制部。

以下，對(duì)車輛控制裝置25所進(jìn)行的螺線管29a的電流控制進(jìn)行說(shuō)明。車輛控制裝置25在規(guī)定的控制周期內(nèi)進(jìn)行以下的電流控制。

首先，車輛控制裝置25計(jì)算電磁比例溢流閥29所要求的溢流壓力。在本實(shí)施方式中，溢流壓力根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)19的實(shí)際轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算，并且盡管發(fā)動(dòng)機(jī)19的輸出較低，但也能夠抑制液壓泵20的負(fù)載變大。

車輛控制裝置25的電流控制電路25b根據(jù)電磁比例溢流閥29所要求的溢流壓力計(jì)算流過(guò)螺線管29a的電流目標(biāo)值ct，并以在螺線管29a中流過(guò)電流目標(biāo)值ct的方式進(jìn)行電流控制。電流控制通過(guò)根據(jù)計(jì)算出的電流指令cc，電流控制電路25b對(duì)流過(guò)螺線管29a的電流進(jìn)行控制的方式進(jìn)行。

如圖2實(shí)線所示，電流指令cc是前饋增益kf乘以電流目標(biāo)值ct得到的值、比例增益kp乘以電流偏差ce得到的值以及積分增益ki乘以電流偏差積分值cei得到的值的合計(jì)值，如以下的式子(1)所示。

電流指令cc＝kf×電流目標(biāo)值ct+kp×電流偏差ce+ki×電流偏差積分值cei…(1)

此外，電流偏差ce是從電流目標(biāo)值ct減去由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流(實(shí)際電流)ca得到的值。另外，電流偏差積分值cei是電流偏差積分值cei的上一次的值(在上一個(gè)控制周期的電流偏差積分值)加上電流偏差ce得到的值。

如上所述，車輛控制裝置25并用反饋控制(proportional-integralcontrol：pi控制)、以及前饋控制來(lái)進(jìn)行電流控制。并且，本實(shí)施方式的車輛控制裝置25在以下的式子(2)成立的情況下，重置電流偏差ce以及電流偏差積分值cei，即置零。

電流ca≤規(guī)定值a…(2)

即，如圖2虛線所示，在由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca為預(yù)先確定的規(guī)定值a以下的情況下，電流控制電路25b重置電流偏差ce以及電流偏差積分值cei，即將置零的值作為電流指令cc。

這里，規(guī)定值a是指比流過(guò)螺線管29a的電流的正?？刂品秶南孪薷〉闹怠４送猓？刂品秶侵冈趯㈦姶疟壤缌鏖y29的溢流壓力設(shè)為不發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)失速的壓力時(shí)所設(shè)定的流過(guò)螺線管29a的電流值的范圍。因此，正?？刂品秶南孪奘窃趯㈦姶疟壤缌鏖y29的溢流壓力設(shè)為不發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)失速的最小的壓力時(shí)流過(guò)螺線管29a的電流。

在本實(shí)施方式中，將從流過(guò)螺線管29a的電流的正?？刂品秶南孪逌p去余量后得到的值設(shè)定為規(guī)定值a。余量是指考慮了在由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca中產(chǎn)生的噪聲的值。規(guī)定值a以從實(shí)驗(yàn)得出的余量為基礎(chǔ)被預(yù)先確定。

在本實(shí)施方式中，前饋增益kf由以下的式子(3)決定。

前饋增益kf≥規(guī)定值a/正?？刂品秶南孪蕖?3)

即，前饋增益kf設(shè)定為將規(guī)定值a除以流過(guò)螺線管29a的電流的正常控制范圍的下限得到的值以上的值。此外，比例增益kp以及積分增益ki被設(shè)定為用于一般的pi控制的值。

接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式的車輛控制裝置25的作用進(jìn)行說(shuō)明。此外，在以下的說(shuō)明中，為了方便說(shuō)明，對(duì)電磁比例溢流閥29所要求的溢流壓力為一定的情況進(jìn)行說(shuō)明。

首先，對(duì)比較例的電流控制裝置進(jìn)行說(shuō)明。比較例的電流控制裝置是通過(guò)pi控制根據(jù)電流偏差ce計(jì)算電流指令cc的一般的電流控制裝置。

如圖3所示，由于電磁比例溢流閥29所要求的溢流壓力是一定的，因此螺線管29a的電流目標(biāo)值ct也是一定的。在時(shí)刻t1之前，由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca與電流目標(biāo)值ct隨動(dòng)。在時(shí)刻t1，若因?yàn)榻佑|不良而瞬間中斷電流檢測(cè)電路25a，則如圖3點(diǎn)劃線所示那樣，由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca變?yōu)?。

若由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca變?yōu)?，則電流偏差ce變大。對(duì)于比較例的電流控制裝置而言，若電流偏差ce變大，則欲將流過(guò)螺線管29a的電流接近電流目標(biāo)值ct，而增大電流指令cc(圖3中的實(shí)線)。另外，螺線管29a(線圈)因?yàn)榱鬟^(guò)電流而積蓄電磁能量，從而也存在該影響，并且流過(guò)螺線管29a的電流過(guò)大。若在時(shí)刻t2消除瞬間中斷，則電流指令cc也變小并且流過(guò)螺線管29a的電流與電流目標(biāo)值ct隨動(dòng)。

接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式的電流控制裝置(車輛控制裝置25)進(jìn)行說(shuō)明。

如圖3雙點(diǎn)劃線所示，在本實(shí)施方式的車輛控制裝置25中，若在時(shí)刻t1電流檢測(cè)電路25a被瞬間中斷，則由于由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca變?yōu)?，因此電流ca變?yōu)橐?guī)定值a以下。由此，電流控制電路25b重置電流偏差ce以及電流偏差積分值cei。而且，由于根據(jù)重置反饋?lái)?xiàng)后得到的值計(jì)算電流指令cc，因此電流指令cc變?yōu)榍梆佋鲆鎘f乘以電流目標(biāo)值ct后得到的值。前饋增益kf以及電流目標(biāo)值ct是不通過(guò)電流偏差ce而發(fā)生變化的值，即使電流偏差ce變大，也不會(huì)相應(yīng)地變大。因此，抑制在發(fā)生瞬間中斷時(shí)電流指令cc過(guò)大，也抑制流過(guò)螺線管29a的電流過(guò)大。若在時(shí)刻t2消除瞬間中斷，則電流指令cc緩緩上升。

如圖3粗線所示，若在時(shí)刻t2消除瞬間中斷，則電流ca根據(jù)電流指令cc的上升而緩緩變大，并達(dá)到電流目標(biāo)值ct。此時(shí)，因過(guò)沖的影響，電流ca暫時(shí)比電流目標(biāo)值ct稍大，但與比較例的電流控制裝置相比，抑制電流ca從電流目標(biāo)值ct變?yōu)椴町愝^大的值。

此外，對(duì)于除去從電流檢測(cè)電路25a瞬間中斷開(kāi)始到消除瞬間中斷為止的期間(從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2)的期間而言，本實(shí)施方式的車輛控制裝置25計(jì)算與比較例的電流控制裝置同樣的電流指令cc。

此外，雖然對(duì)電流檢測(cè)電路25a瞬間中斷的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是即使在電流檢測(cè)電路25a斷線的情況下也同樣地抑制電流指令cc變得過(guò)大。

因此，根據(jù)上述實(shí)施方式，能夠得到以下的效果。

(1)在由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca小于規(guī)定值a的情況下，電流控制電路25b根據(jù)重置反饋?lái)?xiàng)后得到的值計(jì)算電流指令cc，并根據(jù)該電流指令cc對(duì)流過(guò)螺線管29a的電流進(jìn)行控制。因此，即使以電流檢測(cè)電路25a的斷線、瞬間中斷為原因，電流偏差ce變大，也能抑制電流指令cc變得過(guò)大。作為結(jié)果，抑制在螺線管29a中流過(guò)過(guò)量的電流。

(2)規(guī)定值a是從流過(guò)螺線管29a的電流的正?？刂品秶南孪逌p去考慮了噪聲的余量后得到的值。因此，在正?？刂品秶南孪薷浇碾娏髁鬟^(guò)螺線管29a的情況下，盡管在電流檢測(cè)電路25a中發(fā)生斷線、瞬間中斷，但是也能夠抑制由電流檢測(cè)電路25a檢測(cè)出的電流ca為規(guī)定值a以下的情況。因此，盡管在電流檢測(cè)電路25a未發(fā)生斷線、瞬間中斷，但是也能夠抑制重置反饋?lái)?xiàng)。由此，能夠抑制因重置反饋?lái)?xiàng)而導(dǎo)致響應(yīng)性的降低。

此外，實(shí)施方式可以以如下的方式進(jìn)行變更。

○規(guī)定值a也可以不是從流過(guò)螺線管29a的電流的正?？刂品秶南孪逌p去考慮了噪聲的余量得到的值?；蛘撸部梢詫⒘鬟^(guò)螺線管29a的電流的正?？刂品秶南孪拊O(shè)為規(guī)定值a。

○電流目標(biāo)值ct也可以通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)施加至控制閥28的壓力、液壓回路hc內(nèi)的壓力，而根據(jù)得到的壓力被計(jì)算出。

○電流目標(biāo)值ct也可以根據(jù)通過(guò)駕駛員的操作來(lái)指示傾斜缸15、升降缸16的動(dòng)作的裝卸操作部件27的操作量而被計(jì)算出。

○工業(yè)車輛不限定于叉車10，只要是具有裝載機(jī)等裝卸裝置即可。

○液壓工作裝置不僅可以是升降缸16、傾斜缸15，也可以是輥夾(rollclamp)等配件所使用的缸。