电流控制装置的制作方法

文档序号:11169518阅读:1137来源:国知局
电流控制装置的制造方法

本发明涉及对流过电磁比例溢流阀的螺线管的电流进行控制的电流控制装置。



背景技术:

作为具备发动机以及由发动机驱动的液压泵,并通过从液压泵喷出的工作油使液压工作装置动作的工业车辆,已知有例如叉车。叉车例如具有作为使叉具升降的液压工作装置的升降用的液压缸、以及作为使桅杆倾斜的液压工作装置的倾斜用的液压缸。另外,叉车具备对从液压泵供给的工作油的向液压缸的供给以及排出进行控制的控制阀。而且,在由发动机驱动液压泵的情况下,存在若因液压泵的加载而使发动机的扭矩不足,则导致产生发动机失速的情况。因此,以往提出有用于防止这样的发动机失速的产生的结构。例如参照专利文献1。

在上述公报所记载的工业车辆中,将电磁式的控制阀用于工作油的供给以及排出。在未使液压工作装置动作的情况下,工业车辆始终处于卸载的状态。在卸载的状态下,通过液压机构内的压力向油箱释放,从而液压机构内的压力较低。在向发动机施加负载的情况下,若该时刻的加载期间不足规定时间,则控制为加载的状态并使液压机构内的压力上升。然后,通过工业车辆返回卸载的状态,从而抑制压力的急剧的上升,并抑制发动机失速的产生。

然而,也考虑了使用电磁比例溢流阀将施加至液压泵的压力(工作油的压力)保持在溢流压力以下,由此抑制发动机失速的产生的方案。电磁比例溢流阀的溢流压力由流过螺线管的电流调整。流过螺线管的电流根据从电流偏差计算得到的电流指令由电流控制装置控制,上述电流偏差是和溢流压力对应的电流目标值、与流过螺线管的电流(实际电流)的差。实际电流由电流检测电路检测,但是若在电流检测电路中发生断线、瞬间中断而无法对流过螺线管的电流进行检测,则电流偏差变大,据此电流指令也变大。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种即使在电流检测电路中发生断线、瞬间中断也能够抑制电流指令过大的电流控制装置。

实现上述目的的电流控制装置构成为搭载于工业车辆。上述工业车辆具备:发动机;液压工作装置,其通过液压进行工作;液压泵,其由上述发动机驱动;以及电磁比例溢流阀,其通过流过螺线管的电流来调整溢流压力,若超过上述溢流压力则使包括上述液压泵在内的液压回路内的压力释放。上述电流控制装置构成为对流过上述螺线管的电流进行控制,具备:电流检测电路,其构成为对流过上述螺线管的电流进行检测;以及电流控制电路,其构成为对流过上述螺线管的电流进行控制。上述电流控制电路构成为把将前馈增益乘以电流目标值得到的值、将比例增益乘以电流偏差得到的值以及将积分增益乘以电流偏差积分值得到的值的合计值作为电流指令,并根据该电流指令对流过上述螺线管的电流进行控制。上述前馈增益是将比流过上述螺线管的电流的正常控制范围内的下限更小规定值除以上述下限得到的值以上的值。上述电流控制电路在由上述电流检测电路检测出的上述电流为上述规定值以下的情况下,重置上述电流偏差以及上述电流偏差积分值作为上述电流指令。

附图说明

图1是叉车的简要结构图。

图2是车辆控制装置的控制框图。

图3是用于对车辆控制装置的作用进行说明的图。

具体实施方式

以下,对将电流控制装置具体化为车辆控制装置的一个实施方式进行说明。

如图1所示,作为工业车辆的叉车10具备装卸装置11。装卸装置11具备由左右一对的外桅杆12与内桅杆13构成的多段式的桅杆14。在外桅杆12连结有液压式的倾斜缸15作为液压工作装置,在内桅杆13连结有液压式的升降缸16作为液压工作装置。通过工作油对倾斜缸15的供给以及排出,桅杆14向车体的前后方向进行前倾动作或后倾斜动作。通过工作油对升降缸16的供给以及排出,内桅杆13向车体的上下方向进行升降动作。另外,在内桅杆13经由升降托架17设置有叉具18。通过升降缸16的工作,内桅杆13沿着外桅杆12进行升降动作,从而叉具18与升降托架17一同进行升降动作。

叉车10具备发动机19、液压泵20以及液压机构21。发动机19成为叉车10的行驶动作以及装卸动作的驱动源。液压泵20由发动机19驱动。从液压泵20喷出的工作油被供给至液压机构21。另外,叉车10具备贮存工作油的油箱22、以及检测发动机19的转速,并输出发动机19的实际转速的转速传感器30。

液压泵20连接有将从油箱22汲取到的工作油供给至液压机构21的油路23。油路23与液压泵20的喷出口连接。另外,液压机构21连接有供向油箱22排出的工作油通过的排出油路24。

液压机构21具备对工作油向各缸15、16的供给以及排出进行控制的控制阀28。并且,液压机构21具备若超过溢流压力则释放工作油的电磁比例溢流阀29。若包括液压泵20、以及供给从液压泵20喷出的工作油的液压机构21在内的液压回路hc内的压力超过溢流压力则电磁比例溢流阀29释放液压回路hc内的压力。由此,减轻施加至液压泵20的负载。电磁比例溢流阀29具有螺线管29a,通过流过螺线管29a的电流来调整溢流压力。

叉车10搭载有车辆控制装置25、以及发动机控制装置26。发动机控制装置26与车辆控制装置25电连接。

车辆控制装置25通过将发动机19的转速指令输出至发动机控制装置26来进行发动机19的转速的控制。发动机控制装置26以输入的转速指令为基础来控制发动机19。发动机控制装置26将由转速传感器30检测出的发动机19的实际转速输出至车辆控制装置25。此外,在由发动机19驱动液压泵20的叉车10中,通过介入加速器操作部件31,并对通过驾驶员的操作来指示倾斜缸15、升降缸16的动作的装卸操作部件27进行操作,从而能够使倾斜缸15以及升降缸16的至少一方动作。

本实施方式的车辆控制装置25除了上述的发动机控制装置26的控制之外,还作为通过对流过螺线管29a的电流进行控制来调整电磁比例溢流阀29的溢流压力的电流控制装置发挥功能。车辆控制装置25具备对流过螺线管29a的电流(实际电流)进行检测的电流检测电路25a、以及电流控制电路25b。此外,电流控制电路25b包括计算电流指令的计算部、以及根据计算出的电流指令对流过螺线管29a的电流进行控制的控制部。

以下,对车辆控制装置25所进行的螺线管29a的电流控制进行说明。车辆控制装置25在规定的控制周期内进行以下的电流控制。

首先,车辆控制装置25计算电磁比例溢流阀29所要求的溢流压力。在本实施方式中,溢流压力根据发动机19的实际转速来计算,并且尽管发动机19的输出较低,但也能够抑制液压泵20的负载变大。

车辆控制装置25的电流控制电路25b根据电磁比例溢流阀29所要求的溢流压力计算流过螺线管29a的电流目标值ct,并以在螺线管29a中流过电流目标值ct的方式进行电流控制。电流控制通过根据计算出的电流指令cc,电流控制电路25b对流过螺线管29a的电流进行控制的方式进行。

如图2实线所示,电流指令cc是前馈增益kf乘以电流目标值ct得到的值、比例增益kp乘以电流偏差ce得到的值以及积分增益ki乘以电流偏差积分值cei得到的值的合计值,如以下的式子(1)所示。

电流指令cc=kf×电流目标值ct+kp×电流偏差ce+ki×电流偏差积分值cei…(1)

此外,电流偏差ce是从电流目标值ct减去由电流检测电路25a检测出的电流(实际电流)ca得到的值。另外,电流偏差积分值cei是电流偏差积分值cei的上一次的值(在上一个控制周期的电流偏差积分值)加上电流偏差ce得到的值。

如上所述,车辆控制装置25并用反馈控制(proportional-integralcontrol:pi控制)、以及前馈控制来进行电流控制。并且,本实施方式的车辆控制装置25在以下的式子(2)成立的情况下,重置电流偏差ce以及电流偏差积分值cei,即置零。

电流ca≤规定值a…(2)

即,如图2虚线所示,在由电流检测电路25a检测出的电流ca为预先确定的规定值a以下的情况下,电流控制电路25b重置电流偏差ce以及电流偏差积分值cei,即将置零的值作为电流指令cc。

这里,规定值a是指比流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限更小的值。此外,正常控制范围是指在将电磁比例溢流阀29的溢流压力设为不发生发动机失速的压力时所设定的流过螺线管29a的电流值的范围。因此,正常控制范围的下限是在将电磁比例溢流阀29的溢流压力设为不发生发动机失速的最小的压力时流过螺线管29a的电流。

在本实施方式中,将从流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限减去余量后得到的值设定为规定值a。余量是指考虑了在由电流检测电路25a检测出的电流ca中产生的噪声的值。规定值a以从实验得出的余量为基础被预先确定。

在本实施方式中,前馈增益kf由以下的式子(3)决定。

前馈增益kf≥规定值a/正常控制范围的下限…(3)

即,前馈增益kf设定为将规定值a除以流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限得到的值以上的值。此外,比例增益kp以及积分增益ki被设定为用于一般的pi控制的值。

接下来,对本实施方式的车辆控制装置25的作用进行说明。此外,在以下的说明中,为了方便说明,对电磁比例溢流阀29所要求的溢流压力为一定的情况进行说明。

首先,对比较例的电流控制装置进行说明。比较例的电流控制装置是通过pi控制根据电流偏差ce计算电流指令cc的一般的电流控制装置。

如图3所示,由于电磁比例溢流阀29所要求的溢流压力是一定的,因此螺线管29a的电流目标值ct也是一定的。在时刻t1之前,由电流检测电路25a检测出的电流ca与电流目标值ct随动。在时刻t1,若因为接触不良而瞬间中断电流检测电路25a,则如图3点划线所示那样,由电流检测电路25a检测出的电流ca变为0。

若由电流检测电路25a检测出的电流ca变为0,则电流偏差ce变大。对于比较例的电流控制装置而言,若电流偏差ce变大,则欲将流过螺线管29a的电流接近电流目标值ct,而增大电流指令cc(图3中的实线)。另外,螺线管29a(线圈)因为流过电流而积蓄电磁能量,从而也存在该影响,并且流过螺线管29a的电流过大。若在时刻t2消除瞬间中断,则电流指令cc也变小并且流过螺线管29a的电流与电流目标值ct随动。

接下来,对本实施方式的电流控制装置(车辆控制装置25)进行说明。

如图3双点划线所示,在本实施方式的车辆控制装置25中,若在时刻t1电流检测电路25a被瞬间中断,则由于由电流检测电路25a检测出的电流ca变为0,因此电流ca变为规定值a以下。由此,电流控制电路25b重置电流偏差ce以及电流偏差积分值cei。而且,由于根据重置反馈项后得到的值计算电流指令cc,因此电流指令cc变为前馈增益kf乘以电流目标值ct后得到的值。前馈增益kf以及电流目标值ct是不通过电流偏差ce而发生变化的值,即使电流偏差ce变大,也不会相应地变大。因此,抑制在发生瞬间中断时电流指令cc过大,也抑制流过螺线管29a的电流过大。若在时刻t2消除瞬间中断,则电流指令cc缓缓上升。

如图3粗线所示,若在时刻t2消除瞬间中断,则电流ca根据电流指令cc的上升而缓缓变大,并达到电流目标值ct。此时,因过冲的影响,电流ca暂时比电流目标值ct稍大,但与比较例的电流控制装置相比,抑制电流ca从电流目标值ct变为差异较大的值。

此外,对于除去从电流检测电路25a瞬间中断开始到消除瞬间中断为止的期间(从时刻t1到时刻t2)的期间而言,本实施方式的车辆控制装置25计算与比较例的电流控制装置同样的电流指令cc。

此外,虽然对电流检测电路25a瞬间中断的情况进行了说明,但是即使在电流检测电路25a断线的情况下也同样地抑制电流指令cc变得过大。

因此,根据上述实施方式,能够得到以下的效果。

(1)在由电流检测电路25a检测出的电流ca小于规定值a的情况下,电流控制电路25b根据重置反馈项后得到的值计算电流指令cc,并根据该电流指令cc对流过螺线管29a的电流进行控制。因此,即使以电流检测电路25a的断线、瞬间中断为原因,电流偏差ce变大,也能抑制电流指令cc变得过大。作为结果,抑制在螺线管29a中流过过量的电流。

(2)规定值a是从流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限减去考虑了噪声的余量后得到的值。因此,在正常控制范围的下限附近的电流流过螺线管29a的情况下,尽管在电流检测电路25a中发生断线、瞬间中断,但是也能够抑制由电流检测电路25a检测出的电流ca为规定值a以下的情况。因此,尽管在电流检测电路25a未发生断线、瞬间中断,但是也能够抑制重置反馈项。由此,能够抑制因重置反馈项而导致响应性的降低。

此外,实施方式可以以如下的方式进行变更。

○规定值a也可以不是从流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限减去考虑了噪声的余量得到的值。或者,也可以将流过螺线管29a的电流的正常控制范围的下限设为规定值a。

○电流目标值ct也可以通过压力传感器检测施加至控制阀28的压力、液压回路hc内的压力,而根据得到的压力被计算出。

○电流目标值ct也可以根据通过驾驶员的操作来指示倾斜缸15、升降缸16的动作的装卸操作部件27的操作量而被计算出。

○工业车辆不限定于叉车10,只要是具有装载机等装卸装置即可。

○液压工作装置不仅可以是升降缸16、倾斜缸15,也可以是辊夹(rollclamp)等配件所使用的缸。

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