用于控制车辆部件移动的方法
【专利说明】用于控制车辆部件移动的方法
[0001]分案申请
[0002]本申请是申请号为200680051851.2的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2006年1月26日，发明名称为“用于控制车辆部件移动的方法”。
技术领域
[0003]本发明涉及用于控制第一车辆部件相对于第二车辆部件的移动的方法。本发明特别地可应用于工程车辆。
【背景技术】
[0004]术语“工程车辆”包括类似于建筑机械的不同类型的处理材料或泥土的车辆，例如轮式装载机、锄耕机和挖掘机。本发明将在下文中以应用于轮式装载机的例子描述。这应仅认为是优选应用的例子。
[0005]工程车辆例如用于建筑和挖掘作业。轮式装载机可以用于将重的载荷从一个位置运输到另一个位置，轮式装载机在两个或多个位置之间经常遇到一系列转弯和改变坡度的坡道。
[0006]本方法可以用于控制在作业循环期间能移动通过多个位置的作业工具的移动。这样的工具典型地包括铲斗、叉和其他材料处理设备。典型的与铲斗相关的作业循环包括相继地将铲斗和相关的提升臂定位到用于将铲斗填充材料的挖掘位置，运送位置，升起位置和用于将材料从铲斗移除的倾倒位置。
[0007]控制杆安装到操作者的位置处且连接到电液回路以用于移动铲斗和/或提升臂。操作者手动移动控制杆以打开和关闭液压阀，该液压阀将加压流体引导到液压缸，该液压缸又导致作业工具移动。例如，当提升臂将被升起时，操作者将与提升臂液压回路相关的控制杆移动到液压阀导致加压流体流动到提升缸的顶端的位置，因此导致提升臂升起。当控制杆返回到空档位置时，液压阀关闭且加压流体不再流动到提升缸。
[0008]在正常运行中，作业工具经常突然起动或在执行了希望的作业循环功能后突然停止，这导致铲斗和/或提升臂、车辆和操作者的速度和加速度的迅速改变。这可能例如在工具移动到希望的运动范围的末端时发生，且可能由于速度和加速度的迅速改变而引起操作者的不适。
[0009]美国专利US 6，047，228披露了用于限制对工程机械的工具的控制的方法。控制器从工具位置传感器接收了工具位置信号，且从操作者操纵杆传感器获得了操作者控制信号。控制器包括多个查询表，这些表对应于用于控制工具的作业功能。查询表用于确定到达阀的电阀信号的幅值，该阀通过液压缸控制工具。电阀信号的幅值通过将来自查询表的预先确定的最大极限值与操作者控制信号的幅值进行比较并选择较小的值来确定。这导致操作者可以指令的(作业工具移动的)最大速度的降低。极限值例如选择为在工具达到物理最大倾倒角度前停止工具的枢转移动。这导致倾倒总是在相同的点开始，且阀跟随预先确定的线到达固定的值，而与当前的工具载荷和相对速度无关。这导致减速度的变化，且驾驶舱上的力将任意地改变。
【发明内容】
[0010]本发明的第一目的是实现增加操作者在车辆运行期间的舒适性的控制方法。本发明特别地涉及在第一车辆部件的加速/减速期间为在第二车辆部件上实现确定的接受力创造条件的控制方法。特别地，第二车辆部件包括车架且第一车辆部件包括作业工具。
[0011]此目的通过如下步骤实现:确定第一车辆部分的减速度以在最终位置处实现预先确定的最终速度，基于预先确定的最终速度、最终位置和所确定的减速度来确定用于初始化减速的开始位置，和根据所确定的减速度控制第一车辆部件从开始位置到最终位置的减速。
[0012]根据本发明的一个实施例，该方法应用于作业工具的端部衰减。因此，最终位置可以表示几何或机械端部位置或在端部位置附近，且在最终位置处最终速度为零或接近零。
[0013]根据本发明的进一步的实施例，该方法包括如下步骤:在初始化减速前检测车辆运行参数，且也基于检测到的车辆运行参数确定开始位置。特别地，检测第一车辆部件相对于第二车辆部件的速度。优选地，检测到的运行参数指示第一车辆部件的角速度。因此，用于初始化受控减速的开始点对于不同的检测到的运行条件而变化。这进一步为与检测到的车辆运行参数的幅值无关地实现第二车辆部件上的预先确定的力创造了条件。
[0014]根据本发明的进一步的实施例，该方法包括如下步骤:检测车辆运行参数且计算作为检测到的车辆运行参数的函数的减速度。特别地，载荷被检测到。优选地，检测车辆液压系统内的压力，其中液压系统适合于将第一车辆部件相对于第二车辆部件移动，且检测到的液压压力代表了载荷。
[0015]因此，用于初始化受控减速的开始点基于第一车辆部件的角速度，以及载荷。
[0016]根据刚才所提到的实施例的扩展，减速度具有与检测到的载荷的逆关系。第二车辆部件受到的力(F)等于载荷或重量(m)乘以加速度(或减速度)(a)。通过使用逆关系，减速度可以被控制，使得第二车辆部件与检测到的载荷的幅值无关地受到相同的力。
[0017]根据对刚才所提交的实施例的替代，该方法包括使用预先确定的减速度的步骤。因此，此预先确定的减速度可以独立于载荷。换言之，估计了载荷的幅值，且开始位置将取决于第一车辆部件的初始相对速度。
[0018]本发明的第二目的是在第一车辆部件(例如作业工具)的正向加速度期间，即在运动开始过程期间在第二车辆部件上实现确定的接受力。术语“正向加速度”的含义是速度增加。第二车辆部件可以由车架形成。
[0019]此目的通过包括如下步骤的方法实现:确定加速度以在最终位置处实现增加的预先确定的最终速度，和根据所确定的加速度控制第一车辆部件从开始位置到最终位置的加速。
[0020]以上所述的目的进一步通过包括如下步骤的方法实现:确定第二车辆部件上的接受力，该力由运行期间第一车辆部件的加速移动导致，确定第一车辆部件的加速度幅值使得第二车辆部件上的接受力不被超过，和根据所确定的加速度控制第一车辆部件的加速。术语“加速”在此的含义是正向加速度，即速度增加，或负向加速度，即速度降低。换言之，负向加速度是减速或减慢。
[0021]根据一个实施例，在第二车辆部件上由于所述的加速移动导致的确定的接受力大体上相同而与施加在第一车辆部件上的任何载荷的幅值以及第一车辆部件在加速初始之前的任何相对速度的幅值无关。
[0022]进一步的优选实施例和优点将从如下的描述和附图中显见。
【附图说明】
[0023]将在下文中参考在附图中示出的实施例解释本发明，各图为:
[0024]图1在侧视图中示意性地示出了轮式装载机，
[0025]图2示出了用于控制轮式装载机的移动的车辆系统的一个实施例，和
[0026]图3是代表了本发明的一个实施例的曲线图。
【具体实施方式】
[0027]图1示出了轮式装载机101。轮式装载机101的车体包括带有前框架的前部车辆部分102和带有后框架的后部车辆部分103，每个部分具有一对半轴112、113。后部车辆部分103包括驾驶舱114。车辆部分102、103通过铰接接头相互连接在一起，其方式使得它们可以相互绕竖直轴线枢转。枢转运动通过布置在两个部分上的两个具有液压缸104、105形式的第一促动器来实现。因此，轮式装载机是铰接式工程车辆。液压缸104、105因此在车辆的纵向方向上的水平中心线的每侧上布置一个，以使轮式装载机101转向。
[0028]轮式装载机101包括用于处理物体或材料的设备111。设备111包括装载臂单元或起重臂106和具有装配在装载臂单元上的铲斗形式的作业工具或载荷运送器107。装载臂单元106的第一端可枢转地连接到前部车辆部分102。工具107可枢转地连接到装载臂单元106的第二端。
[0029]可以通过具有液压缸108、109形式的两个第二促动器将装载臂单元106相对于车辆的前部部分102升起和降低，液压缸108、109每个在一端处联接到前部车辆部分102，且在另一端处联接到装载臂单元106。铲斗107可以通过具有液压缸110形式的