具有能够改变可转向轮与控制手柄位置的比的模块的材料搬运车辆的制作方法

专利名称：具有能够改变可转向轮与控制手柄位置的比的模块的材料搬运车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料搬运车辆，其具有能够改变可转向轮与控制手柄位置的比的 控制模块。
背景技术：
美国专利No. 6，564，897公开了一种用于材料搬运车辆的线控转向系统。该车辆 包括转向舵杆。然而，该转向舵杆不是机械地联接到转向轮。马达或者电磁制动器用于提 供相反的转向阻力。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种材料搬运车辆，其包括框架，该框架包括操作 员舱；支撑在框架上的轮，所述轮中的至少一个是可转向轮；线控转向系统，其与可转向轮 相联，以实现可转向轮围绕第一轴线的角运动；和控制设备。线控转向系统包括控制手 柄，通过操作员能够使控制手柄运动以产生转向控制信号；选择开关，其能够产生第一选择 信号和第二选择信号中的一个；和转向马达，其联接到可转向轮以实现可转向轮围绕第一 轴线的角运动。控制设备可以联接到控制手柄以接收转向控制信号、联接到选择开关以接 收一个选择信号、以及联接到转向马达以产生输送到转向马达的第一驱动信号从而实现可 转向轮围绕第一轴线的角运动。控制设备可以使用第一可转向轮与控制手柄位置的比和第 二可转向轮与控制手柄位置的比中的一个而将转向控制信号转换为用于可转向轮的相对 应的期望角位置，其中基于所述一个选择信号选择所述一个比。在一个实施例中，选择开关包括速度选择开关。第一选择信号可以包括低速选择 信号，并且第二选择信号可以包括高速选择信号。当所述一个选择信号等于低速选择信号时，控制设备可以选择第一比；当所述一 个选择信号等于高速选择信号时，控制设备可以选择第二比，其中第一比可以大于第二比。响应于选择开关改变所述一个选择信号和车辆停止，控制设备可以改变所述一个 可转向轮与控制手柄位置的比。或者，响应于选择开关改变所述一个选择信号、控制手柄位 于介于第一预限定范围内的位置、可转向轮位于介于第二预限定范围内的位置、和在可转 向轮的期望角位置与可转向轮的已确定的实际位置之间的误差等于或者小于预限定值，控 制设备可以改变所述一个可转向轮与控制手柄位置的比。第一预限定范围和第二预限定范围可以等于居中位置的+/_3度，并且预限定值 可以等于3。在本发明的又一个实施例中，选择开关可以包括机动性开关。第一选择信号可以 包括低分辨力选择信号，并且第二选择信号可以包括高分辨力选择信号。当所述一个选择信号等于低分辨力信号时，控制设备可以选择第一比；当所述一 个选择信号等于高分辨力信号时，控制设备可以选择第二比，其中，第一比大于第二比。


图1是其中包括本发明的材料搬运车辆的透视图；图IA是包括图1中所示的车辆的地板的操作员舱的一部分的分解图；图2是图1中所示的车辆的控制设备的示意性框图；图3至5是图1中的车辆的动力单元的透视图，其中从动力单元去除了盖；图6是图1中所示的车辆的触觉反馈装置的视图；图6A是从控制手柄基部向下延伸的销、弹簧、和固定到转向柱板的块体的局部剖 视图；图7和8是图1中所示的车辆的控制手柄的透视图；图9是控制手柄和触觉反馈装置的局部剖视图；图10示出了第一曲线C1和第二曲线C2，所述第一曲线C1用于基于当车辆沿着动 力单元第一方向操作时的当前的牵引马达速度而限定转向马达速度极限，所述第二曲线C2 用于基于当车辆沿着货叉第一方向操作时的当前的牵引马达速度而限定转向马达速度极 限；图11示出了曲线C3,曲线C3标绘随着可转向轮的期望角位置或者可转向轮的计 算出的实际角位置变化的第一牵引马达速度极限或者第二牵引马达速度极限；图IlA示出了用于基于可转向轮误差限定第三牵引马达速度极限的曲线CA;图IlB示出了用于基于转向速率限定第四牵引马达速度极限的曲线CB;图IlC示出了用于基于可转向轮的计算出的当前实际角位置确定第一加速度减 小因子RFl的曲线Cc;图IlD示出了用于基于牵引速度确定第二加速度减小因子RF2的曲线Cd ；图12示出了用于基于牵引马达速度确定第一触觉反馈装置信号值的曲线C4 ；图13示出了用于基于可转向轮误差确定第二触觉反馈装置信号值的曲线C5 ；图14示出了用于确定触觉反馈装置信号设定值TFDS的框图式步骤；图15示出了标绘随着控制手柄角而变化的第一牵引马达速度极限的曲线C6 ；图16示出了用于基于可转向轮误差限定第二牵引马达速度极限的曲线C7 ；图17示出了用于基于牵引马达速度确定第一触觉反馈装置信号值的曲线(8和 C9 ；图18示出了用于基于可转向轮误差确定第二触觉反馈装置信号值的曲线C1(l。
具体实施例方式图1中示出了根据本发明构造的材料搬运车辆，其在所示的实施例中包括码垛车 10。码垛车10包括框架20，其包括操作员舱30 ；电池舱40，其用于容纳电池42 ；基座52， 其形成动力单元50的一部分；和一对载重的货叉60A和60B。每个货叉60A、60B都包括相 对应的装载轮组件62A、62B。当装载轮组件62A、62B相对于货叉60A、60B枢转时，货叉60A、 60B运动到升起的位置。操作员舱30和电池舱40与货叉60A、60B —起相对于动力单元50 运动。操作员舱30由操作员靠背32、电池舱40的侧壁44和地板34限定。当操作员定位在操作员舱30内时，操作员站在地板34上。在所示的实施例中，地板34经由螺栓134A、 垫圈134B、螺母134C、衬套134D和柔性索环134E沿着第一边缘部分34A联接到框架基部 20A,参见图1A。地板34的与第一边缘部分34A相对地定位的第二边缘部分34B搁置在一 对弹簧135上。地板34能够围绕轴线Afb枢转，所述轴线Afb通过第一边缘部分34A和柔性 索环134E延伸。参见图IA和2，接近传感器(proximity sensor) 36与地板34相邻定位， 以用于感测地板34的位置。当操作员站在地板34上时，地板34围绕轴线Afb枢转，并且朝 向接近传感器36运动，以便使地板34被传感器36感测到。当操作员从地板34走下时，地 板34被弹簧135沿着远离传感器36的方向偏压，以便使地板34不再被传感器36感测到。 因此，接近传感器36产生操作员状态信号，该信号指示操作员站在操作员舱30中的地板34 上或者操作员没有站在操作员舱30中的地板34上。操作员状态信号的变化指示操作员已 经进入操作员舱30或者离开操作员舱30。动力单元50包括基座52、侧壁54和转向柱56，参见图3至8。在所示的实施例 中，基座52、侧壁54和转向柱56固定在一起，以便使转向柱56不相对于侧壁54或基座52 转动或运动。第一和第二脚轮(图1中仅示出了第一脚轮58)在基座52的相对的侧52A 和52B上联接到基座52。动力单元50还包括驱动单元70，所述驱动单元70安装到基座52，从而能够相对 于基座52围绕第一轴线A1转动，参见图4和5。驱动单元70包括支撑结构71，其安装到 基座52，从而能够相对于基座52转动；牵引马达72，其安装到支撑结构71 ；和从动的可转 向轮74，其安装到支撑结构71，参见图3至5。可转向轮74联接到牵引马达72，从而通过 牵引马达72围绕第二轴线A2从动，参见图1。可转向轮74也与牵引马达72和支撑结构71 一起围绕第一轴线A1运动。参见图2，编码器172联接到牵引马达72的输出轴(未示出)，以产生指示牵引马 达72的转动速度和转动方向的信号。码垛车10包括线控转向系统(steer-by-wire system) 80，其用于实现可转向轮 74围绕第一轴线A1的角运动。线控转向系统80包括控制手柄90、触觉反馈装置100、偏压 结构110、转向马达120和可转向轮74，参见图3、4、6和9。线控转向系统80不包括将控制 手柄90直接连接到可转向轮74以实现轮74的转向的机械连杆结构。术语“控制手柄”意 在于包括图1中所示的控制手柄90以及包括转向舵杆和转向轮的类似的控制手柄。操作员能够使控制手柄90从居中位置转动大约+/-60度，其中居中位置与可转 向轮74处于直线行驶位置相对应。控制手柄90联接到触觉反馈装置100，所述触觉反馈 装置100继而经由螺栓101 (在图6中示出但是在图9中未示出)联接到转向柱56的板 56A。螺栓101穿过板56A中的孔并且接合触觉反馈装置100的轴套106 (如图9中所示) 中的螺纹孔。触觉反馈装置100可以包括电控制动器，该电控制动器能够产生与控制手 柄90的运动相反的阻力或反力，其中该力根据触觉反馈装置信号的量级而改变，在下文中 将讨论所述信号。例如，电控制动器可以包括电流变(electrorheological)装置、磁流变 (magnetorheological)装置、和电磁装置中的一种。在所示的实施例中，触觉反馈装置100 包括市场上可以从Lord公司买到的产品名称为“RD 2104-01”的装置。如图9中所示，控制手柄90固定地联接到触觉反馈装置100的轴102，以便使控制 手柄90和轴102 —起转动。在装置100内设置有可磁控的介质(未示出)。磁场产生元件(未示出)形成装置100的一部分并且能够产生强度可变的磁场，所述强度可变的磁场 随着触觉反馈装置的信号而改变。可磁控的介质可以具有与磁场强度成比例地变化的剪切 强度，并且为轴102提供可变的阻力或反力，所述力通过轴102传递到控制手柄90。随着触 觉反馈装置100产生的可变阻力增大，控制手柄90变得更难以被操作员转动。触觉反馈装置100还包括控制手柄位置传感器100A(在图2中示出但是在图9中 未示出)，所述控制手柄位置传感器100A在所示的实施例中在大约+/-60度的角度范围内 感测控制手柄90的角位置。控制手柄位置传感器100A在所示的实施例中包括第一电位计 和第二电位计，所述第一电位计和第二电位计中的每个都感测轴102的角位置。第二电位 计产生冗余的位置信号。因此，仅需要单个电位计来感测轴102的角位置。轴102的角位 置与控制手柄90的角位置相对应。在所示的实施例中，操作员在大约+/-60度的角度范围 内转动控制手柄90，以控制可转向轮74的运动，所述轮74在所示的实施例中能够从居中的 位置转动大约+/-90度。随着控制手柄90被操作员转动，控制手柄位置传感器100A感测到 转动，即，量级和方向，并且产生输送到转向控制模块220(在此也称为转向控制单元220) 的、与期望的可转向轮74的角位置相对应的转向控制信号。在所示的实施例中，偏压结构110包括螺旋弹簧112，参见图6、6A和9，所述螺旋 弹簧112具有第一端部112A和第二端部112B。弹簧112围绕触觉反馈装置100的轴套106 定位，参见图9。销92 (在图6、6A中示出但是在图9中未示出)从控制手柄90的基部94 向下延伸并且与控制手柄90 —起运动。当控制手柄90位于其居中位置时，销90定位在第 一弹簧端部112A和第二弹簧端部112B之间并与第一弹簧端部112A和第二弹簧端部112B 之间相邻，参见图6A。当控制手柄90处于其居中位置时，弹簧端部112A和112B接合块体 115A并且搁置在该块体115A上，所述块体115A固定到转向柱56的板56A并且从该板56A 向下延伸，参见图6和6A。随着控制手柄90被操作员转动远离其居中位置，销92接合弹簧 端部112A和112B中的一个并且推压在弹簧端部112A和112B中的该一个上，从而致使弹 簧端部112A和112B中的那一个远离块体115A运动。响应地，弹簧端部112A和112B中的 那一个向销92施加返回力，并且因此沿着推压控制手柄90返回到其居中的位置的方向向 控制手柄90施加返回力。当操作员不再握紧和转动控制手柄90且触觉反馈装置100所产 生的任何阻力小于弹簧112所施加的偏压力时，弹簧112致使控制手柄90返回到其居中位 置。转向柱56还包括盖部分56B(仅在图7和8中示出，在图6和9中未示出)，所述 盖部分56B遮盖触觉反馈装置100。转向马达120包括驱动齿轮122，驱动齿轮122联接到转向马达输出轴123，参见 图3和4。驱动单元70还包括可转动齿轮76，可转动齿轮76联接到支撑结构71，以便使可 转动齿轮76的运动实现支撑结构71、牵引马达72、和可转向轮74围绕第一轴线A1的转动， 参见图3至5。链条124围绕驱动齿轮122和可转动齿轮76延伸，以便使转向马达输出轴 123和驱动齿轮122的转动致使驱动单元70的转动和相对应的可转向轮74的角运动。车辆10还包括控制设备200，所述控制设备200在所示的实施例中包括牵引控制 模块210、转向控制模块220和显示模块230，参见图2、3和7。模块210、220和230中的 每个都包括用于实现以下待讨论的功能的控制器或者处理器。通过模块210、220和230所 实现的功能也可以通过单个模块、两个模块或者多于三个的模块来执行。还应当预料到，此处讨论的由一个模块(例如牵引控制模块210)所执行的功能可以由另一个模块(例如转 向控制模块220)执行。另外，由一个模块(例如转向控制模块220)所接收的输入可以被 该模块和其余的模块所共享，或者同样的输入可以通过传感器或者输入装置单独地提供到 两个或者更多个模块。牵引控制模块210安装到侧壁54，转向控制模块220安装到基座52 并且显示模块230安装在转向柱56内。控制手柄90还包括可转动的第一和第二速度控制元件96A和96B，第一和第二速 度控制元件96A和96B形成速度控制设备96的一部分。速度控制元件96A和96B中的一 个或者二者可以被操作员握紧和转动，以控制车辆10的运动方向和速度，参见图2、7和8。 第一和第二速度控制元件96A和96B机械地联接在一起，以便使元件96A和96B中的一个 的转动实现元件96A和96B中的另一个的转动。速度控制元件96A和96B被弹簧偏压到居 中的中立位置或者原位置，并且联接到信号发生器SG，所述信号发生器SG继而联接到牵引 控制模块210。诸如电位计的信号发生器SG形成速度控制设备96的一部分，并且能够产生 输送到牵引控制模块210的速度控制信号。速度控制信号的符号(sign)基于速度控制元 件96A和96B从它们的原位置顺时针或者逆时针转动的方向而改变，并且速度控制信号的 量级基于速度控制元件96A和96B从它们的原位置转动的量而改变。当操作员沿着顺时针 方向转动控制元件96A和96B时，如图7中所示，产生输送到牵引控制模块210的、与车辆 沿着动力单元第一方向的运动相对应的速度控制信号。当操作员沿着逆时针方向转动控制 元件96A和96B时，如图7中所示，产生输送到牵引控制模块210的、与车辆沿着货叉第一 方向的运动相对应的速度控制信号。控制手柄90还包括速度选择开关98，参见图2、7和8，所述速度选择开关98能够 在对应于“高速”模式的高速位置和对应于“低速”模式的低速位置之间来回切换。基于其 位置，速度选择开关98产生输送到牵引控制模块210的速度选择信号。如果开关98处于 其低速位置中，则牵引控制模块210可以将车辆10沿着货叉第一方向和动力单元第一方向 两个方向的最大速度限制为大约3. 5MPH。如果开关98处于其高速位置中，则除非另有基 于其它车辆条件的限制以外(参见例如以下关于图IlUlA和IlB的讨论内容)，当车辆沿 着货叉第一方向操作时，牵引控制模块210将允许车辆操作达到第一最大车辆速度，例如 6. 0ΜΡΗ,并且当车辆沿着动力单元第一方向操作时，牵引控制模块210将允许车辆操作达 到第二最大车辆速度，例如9. OMPH0应当注意到，当操作员在没有站在地板34上的情况下 操作车辆10时(称为“步行(walkie) ”模式，以下将进一步讨论)，即使开关98位于其高速 位置，牵引控制模块210也将车辆的最大速度限制为与开关低速位置相对应的最大速度， 例如大约3. 5MPH。应当注意到，在与低速模式/步行模式、高速模式/第一最大车辆速度、 和高速模式/第二最大速度中的一个相对应的速度范围内，例如0至3. 5MPH、0至6. OMPH 和0至9. 0ΜΡΗ,车辆10的速度与速度控制元件96A和96B转动的转动量成比例。转向马达120包括位置传感器124，参见图2。随着转向马达输出轴123和驱动齿 轮122转动，位置传感器124产生输送到转向控制单元220的转向马达位置信号，所述信号 指示可转向轮74的角位置和可转向轮74围绕第一轴线A1转动的速度。转向控制单元220 通过转向马达位置信号计算可转向轮74的当前的实际角位置和可转向轮74的围绕第一轴 线A1转动的当前速度。转向控制单元将计算出的可转向轮74的当前角位置和可转向轮74 转动的当前速度传递到显示模块230。
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转向控制单元220还从控制手柄位置传感器100A接收转向控制信号，如上所述， 在所示的实施例中，所述控制手柄位置传感器100A感测控制手柄90在大约+/-60度的角 度范围内的角位置。转向控制单元220将转向控制信号传递到显示模块230。由于当前的 转向控制信号与控制手柄90的落入大约+/-60度范围内的当前位置相对应，并且可转向轮 74能够转动通过+/-90度的角度范围，所以在所示的实施例中，显示模块230通过将当前的 控制手柄位置乘以等于或者大约90/60的比而将由速度控制信号所指示的当前的控制手 柄位置转换为可转向轮74的相对应的期望的角位置，例如，控制手柄90的+60度的角位置 等于可转向轮74的+90度的期望的角位置。显示模块230还使用转向控制信号确定转向 速率，即，控制手柄90的角位置的每单位时间变化。例如，显示模块230可以比较每32毫 秒所确定的控制手柄90的角位置，以确定转向速率。如上所述，接近传感器36产生操作员状态信号，操作员状态信号指示操作员站在 操作员舱30中的地板34上或者操作员没有站在操作员舱30中的地板34上。接近传感 器36联接到牵引控制模块210，以便使牵引控制模块210从接近传感器36接收操作员状 态信号。牵引控制模块210将操作员状态信号发送到显示模块230。如果操作员站在操作 员舱30中的地板34上，如由操作员状态信号所指示的那样，则显示模块230将允许可转向 轮74运动到落入第一角度范围内的角位置，所述第一角度范围在所示的实施例中等于大 约+/-90度。然而，如果操作员没有站在操作员舱30中的地板34上，则显示模块230将把 可转向轮74的运动限制到在第一角度范围内的角位置，所述第二角度范围在所示的实施 例中等于大约+/-15度。应当注意到，当操作员站在操作员舱30中的地板34上时，车辆在 行进(rider)模式中操作，例如以上所述的高速模式或者低速模式。当操作者没有站在操 作员舱30中的地板34上时，车辆可以在“步行”模式中操作，其中操作员在握紧和操纵可 转动的第一和第二速度控制元件96A和96B中的一个和控制手柄90的同时在车辆10旁边 行走。因此，可转向轮74的转动在步行模式期间被限制到在第二角度范围内的角位置。典型地，当车辆10在步行模式中操作时，操作员不要求将控制手柄90从居中位置 转到大于大约+/-45度的角位置。如果作出将控制手柄90转动到大于大约+/-45度的角 位置的请求并且车辆10在步行模式中操作，则显示模块230将命令牵引控制模块210使车 辆10制动而停止。如果显示模块230已经使车辆10制动而停止，则显示模块230将允许 牵引马达72再次转动，以便在控制手柄90已经运动到在诸如+/-40度的预限定范围内的 位置且第一和第二速度控制元件96A和96B已经返回到它们的中性位置/原位置之后，实 现从动的可转向轮74的运动。如上所述，转向控制单元220将计算出的可转向轮74的当前角位置和可转向轮74 的当前转动速度传递到显示模块230。转向控制单元220还将转向控制信号传递到显示模 块230，所述显示模块230将转向控制信号转换为可转向轮74的相对应的请求的或者期望 的角位置。如果操作员站在操作员舱30中的地板34上，如由接近传感器36所检测到的那 样，则显示模块230将所请求的用于可转向轮74的角位置发送到转向控制单元220，所述转 向控制单元220产生输送到转向马达120的第一驱动信号，从而致使转向马达120使可转 向轮74运动到所请求的角位置。如果操作员没有站在操作员舱30中的地板34上，如由接 近传感器36所检测到的那样，则显示模块230将确定所请求的可转向轮74的角位置是否 处于如上所述的第二角度范围内。如果是这样，则显示模块230将所请求的用于可转向轮74的角位置发送到转向控制单元220，所述转向控制单元220产生输送到转向马达120的 第一信号，从而致使转向马达120使可转向轮74运动到所请求的角位置。如果所请求的用 于可转向轮74的角位置没有处于第二角度范围内，则显示模块230将发送到转向控制单元 220的用于可转向轮74的角位置限制到第二角度范围的适当的极限或者外部极限。如上所述，编码器172联接到牵引马达72的输出轴，以产生指示牵引马达72转动 的速度和方向的信号。编码器信号被提供给牵引控制模块210，所述牵引控制模块210通过 这些信号确定牵引马达72转动的方向和速度。牵引控制模块210继而将牵引马达转动速 度和方向信息发送到显示模块230。该信息与可转向轮74围绕第二轴线A2转动的方向和 速度相对应。显示模块230可以使用来自曲线的点之间的线性插值法基于当前的牵引马达速 度而限定转向马达速度上限，这些点可以存储在查找表中。当车辆10沿着动力单元第一方 向操作时，来自曲线(诸如图10中所示的曲线C1)的点可以用于基于当前的牵引马达速度 而限定转向马达速度极限。当车辆10沿着货叉第一方向操作时，来自曲线(诸如图10中 所示的曲线C2)的点可以用于基于当前的牵引马达速度而限定转向马达速度极限。在所示 的实施例中，转向马达速度上限随着牵引马达的速度增大超过大约2000RPM而减小，参见 图10中的曲线C1和C2。结果，转向马达响应性有目的地在较高的速度下减慢，以便在操作 员在这些较高的速度下操作车辆10时防止“抽动”或者“过于敏感”的转向响应。因此，提 高了车辆10在较高的速度下的可驾驶性。应当注意到，用于货叉第一方向的曲线C2中的转 向马达速度极限低于用于动力单元第一方向的曲线C1中的转向马达速度极限。基于当前的 牵引马达速度的适当的转向马达速度极限通过显示模块230提供到转向控制模块210。转 向控制模块210当产生输送到转向马达120的第一驱动信号时使用转向马达速度极限，从 而将转向马达120的速度维持在等于或者小于转向马达速度极限的值处，直到可转向轮74 已经运动到期望的角位置为止。代替存储来自曲线C1或者曲线C2的点，可以存储与曲线C1 和C2中的每个都相对应的方程式或者多个方程式，并且显示模块230可以使用所述方程式 或者多个方程式，以便基于当前的牵引马达速度确定转向马达速度极限。如上所述，转向控制单元220将转向控制信号传递到显示模块230，所述显示模块 230将转向控制信号转换为可转向轮74的相对应的期望角位置。转向控制单元220还将 可转向轮74的计算出的当前实际角位置传递到显示模块230。显示模块230使用用于可 转向轮74的期望的角位置，以便使用例如来自曲线(诸如图11中所示的曲线C3)的点之 间的线性插值来确定第一牵引马达速度上限，其中这些点可以存储在查找表中。显示模块 230还使用用于可转向轮74的计算出的实际角位置，以便使用例如来自曲线C3的点之间的 线性插值来确定第二牵引马达速度上限。代替存储来自曲线C3的点，与曲线相对应的方程 式或者多个方程式可以被存储并且被显示模块230使用，以便基于用于可转向轮的期望的 角位置和可转向轮的计算出的当前角位置确定第一和第二牵引马达速度极限。如明显可以 从图11得知的那样，第一 /第二牵引马达速度极限随着用于可转向轮74的期望的角位置/ 计算出的角位置的增大而减小，从而提高车辆10在较高的可转向轮角转弯期间的稳定性。显示模块230将可转向轮74的当前期望的角位置与可转向轮74的当前计算出的 实际角位置比较，以确定二者之间的差异等于可转向轮误差。由于控制手柄位置和可转向 轮位置不相互锁定，所以可转向轮误差由操作员转动控制手柄90以实现可转向轮74的位置变化时的时间与转向马达120实现可转向轮74的相对应的运动以使可转向轮74运动到 新的角位置所耗费的时间之间的延迟产生。显示模块230使用可转向轮误差，以便使用例如来自曲线(诸如图IlA中所示的 曲线Ca)的点之间的线性插值来确定第三牵引马达速度上限，其中这些点可以存储在查找 表中。代替存储来自曲线的点，与曲线Ca相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被 显示模块230使用，以便基于可转向轮误差确定第三牵引马达速度极限。如明显可以从图 IlA得知的那样，第三牵引马达速度极限通常随着可转向轮误差的增大而减小。显示模块230使用转向速率，以便使用例如来自曲线(诸如图IlB中所示的曲线 Cb)的点之间的线性插值来确定第四牵引马达速度上限，其中这些点可以存储在查找表中。 代替存储来自曲线的点，与曲线Cb相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被显示模 块230使用，以便基于转向速率确定第四牵引马达速度极限。如明显可以从图IlB得知的 那样，第四牵弓丨马达速度极限通常随着转向速率的增大而减小。显示模块230从第一、第二、第三和第四牵引马达速度极限之中确定最低值，并且 将该最低值发送到牵引控制模块210，以用于在产生输送到牵引马达72的第二驱动信号时 控制牵引马达72的速度。当转向控制信号与离开直线行驶位置大于大约+/_7度的可转向轮角位置相对应 时，显示模块230可以产生输送到牵引控制模块210的较高的可转向轮转弯信号。当显示 模块230产生较高的可转向轮转弯信号时，车辆被认为处于“特定用于转弯”的模式。在所示的实施例中，牵引控制模块210存储多个用于牵引马达72的加速度值。每 个加速度值都限定单个的、用于牵引马达72的恒定的加速度率，并且与单独的车辆操作模 式相对应。例如，单个加速度值可以被牵引控制模块210存储，以用于以下车辆操作模式中 的每个低速/步行模式，货叉第一方向；低速/步行模式，动力单元第一方向；高速模式， 货叉第一方向；高速模式，动力单元第一方向；特定用于转弯模式，货叉第一方向；和特定 用于转弯模式，动力单元第一方向。牵引控制模块210基于当前的车辆操作模式选择适当 的加速度值，并且当产生用于牵引马达72的第二驱动信号时使用该值。在所示的实施例中，显示模块230确定第一、第二和第三加速度减小因子RF1、RF2 禾口 RF3。如上所述，转向控制单元220将可转向轮74的计算出的当前实际角位置和可转向 轮74的当前转动速度传递到显示模块230。显示模块230可以使用可转向轮74的计算出 的当前实际角位置，以便使用例如来自曲线(诸如图IlC中所示的曲线C。)的点之间的线 性插值来确定第一加速度减小因子RFl，其中这些点可以存储在查找表中。代替存储来自曲 线的点，与曲线C。相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被显示模块230使用，以 确定第一加速度减小因子RF1。如明显可以从图IlC得知的那样，在大约10度的转向轮角 之后，第一加速度减小因子RFl通常随着转向轮角的增大而线性减小。如上所述，牵引控制模块210将牵引马达转动速度和方向信息发送到显示模块 230。显示模块230可以使用牵引马达速度，以便使用例如来自曲线(诸如图IlD中所示的 曲线Cd)的点之间的线性插值来确定第二加速度减小因子RF2，其中这些点可以存储在查找 表中。代替存储来自曲线的点，与曲线Cd相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被 显示模块230使用，以确定第二加速度减小因子RF2。如明显可以从图IlD得知的那样，第
10二加速度减小因子RF2通常随着牵引马达速度的增大而增大。如上所述，操作员可以转动第一和第二速度控制元件96A和96B中的一个或者二 者，从而致使信号发生器SG产生输送到牵引控制模块210的、相对应的速度控制信号。牵 引控制模块210将速度控制信号发送到显示模块230。同样如上所述，速度控制信号的量级 基于速度控制元件96A和96B从它们的原位置转动的量而改变。因此，速度控制信号指示 速度控制元件96A和96B的当前位置。显示模块230可以使用速度控制信号来确定第三加 速度减小因子RF3。例如，对于与每个速度控制元件96A和96B的在其零位置或原位置与对 应于其最大转动位置的80%的位置之间的位置相对应的所有速度控制信号，第三加速度减 小因子RF3可以等于第一预定值，例如10 ；并且对于与每个速度控制元件96A和96B的大 于其最大转动位置的80%的位置相对应的所有速度控制信号，第三加速度减小因子RF3可 以等于第二预定值，例如128。显示模块230确定第一、第二和第三减小因子RF1、RF2和RF3中的哪一个具有最 低值并且将该减小因子提供到牵引控制模块210。牵引控制模块210接收所选择的减小因 子，该所选择的减小因子在所示的实施例中具有介于0和128之间的值。模块210将减小 因子除以128以确定修改的减小因子。修改的减小因子乘以所选择的加速度值以确定更新 的选择的加速度值，所述更新的选择的加速度值在产生输送到牵引马达72的第二驱动信 号时被牵引控制模块210所使用。具有最低值的减小因子在除以128之前实现加速度值的 最大减小。基于速度选择开关98的位置、操作员状态信号、是否已经通过显示模块230产生 较高的可转向轮转弯信号、通过信号发生器SG响应于可转动的第一和第二速度控制元件 96A和96B的操作而产生的速度控制信号的符号和量级、与当前的车辆操作模式相对应的 加速度值、所选择的加速度减小因子、如由编码器172所检测到的当前的牵引马达速度和 方向、以及所选择的牵引马达速度极限，牵引控制模块210产生输送到牵引马达72的第二 驱动信号，以便控制牵引马达72转动的速度、加速度和方向，并且因此，控制可转向轮74围 绕第二轴线A2转动的速度、加速度和方向。代替确定第一、第二和第三减小因子、选择最低的减小因子、将所选择的减小因子 除以128、并且将所修改的减小因子乘以所选择的加速度值来确定更新的所选择的加速度 值，可以通过显示模块230单独地或者与牵引控制模块210结合地执行以下步骤。限定三 条单独的曲线以用于以上列出的每个车辆操作模式。第一曲线限定第一加速度值，该第一 加速度值基于可转向轮74的计算出的当前实际角位置而改变。第二曲线限定第二加速度 值，第二加速度值基于牵引马达速度而改变。第三曲线限定第三加速度值，第三加速度值基 于来自信号发生器SG的速度控制信号而改变。显示模块和/或牵引控制模块使用例如来 自与当前的车辆操作模式相对应的第一、第二和第三曲线中的每个的点(其中这些点可以 被存储在查找表中)之间的线性插值而确定第一、第二和第三加速度值，选择最低的加速 度值，并且在产生输送到牵引马达72的第二驱动信号时使用该最低的加速度值。如上所述，触觉反馈装置100能够产生与控制手柄90的运动相反的阻力或者反 力，其中该力基于触觉反馈装置信号的量级而改变。在所示的实施例中，显示模块230限定 用于触觉反馈装置信号的设定值TFDS，将设定值TFDS通信到转向控制模块220，并且转向 控制模块220产生输送到触觉反馈装置100的相对应的触觉反馈装置信号，例如，以毫安
11(mA)计的电流。在所示的实施例中，显示模块230按照如下限定触觉反馈装置信号设定值TFDS。 显示模块230恒定地向牵引控制模块210查询牵引马达72转动的速度和方向，如上所述， 所述信息通过牵引控制模块210从由编码器172所输出的信号而确定。基于牵引马达速 度，显示模块230使用例如来自曲线(诸如图12中所示的曲线C4)的点之间的线性插值来 确定第一触觉反馈装置信号值TFD1，参见图14中的步骤302，其中这些点可以存储在查找 表中。代替存储来自曲线的点，与曲线C4相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被 显示模块230使用以确定第一值TFDl。如从图12可以看到的那样，第一值TFDl通常与牵 引马达速度一起增大。如上所述，显示模块230比较可转向轮74的当前期望的角位置与可转向轮74的 当前计算出的实际角位置，以确定二者之间的差异等于可转向轮误差。基于可转向轮误差， 显示模块230使用例如来自曲线(诸如图13中所示的曲线C5)的点之间的线性插值来确定 第二触觉反馈装置信号值TFD2，参见图14中的步骤302，其中这些点可以存储在查找表中。 代替存储来自曲线的点，与曲线C5相对应的方程式或多个方程式可以被存储并且被显示模 块230使用以确定第二值TFD2。如从图13可以看到的那样，第二值TFD2通常与可转向轮 误差一起增大。在所示的实施例中，显示模块230将第一值TFDl和第二值TFD2加在一起，以确定 组合的触觉反馈装置信号值TFDC，参见图14中的步骤304，并且基于车辆10运动的方向而 将该值乘以减小因子，以确定触觉反馈装置信号设定值TFDS，参见图14中的步骤306。如 果车辆10沿着货叉第一方向被驱动，则减小因子可以等于0. 5。如果车辆10沿着动力单 元第一方向被驱动，则减小因子可以等于1. 0。通常，当车辆10沿着货叉第一方向运动时， 操作员仅一只手放在控制手柄90上。因此，当车辆10沿着货叉第一方向行进时，减小因子 0. 5使操作员更容易转动控制手柄90。显示模块230将触觉反馈装置信号设定值TFDS提供到转向控制单元220，所述转 向控制单元220使用设定值TFDS以确定用于触觉反馈装置100的相对应的触觉反馈装置 信号。因为触觉反馈装置信号在所示的实施例中由第一值TFDl和第二值TFD2确定，这些 值来自图12中的曲线(；和曲线图13中的曲线C5，触觉反馈装置信号的量级随着牵引马达 速度和可转向轮误差的增大而增大。因此，随着牵引马达速度增大和可转向轮误差增大，由 触觉反馈装置100所产生的、施加到控制手柄90的反力增大，因而使操作员更加难以转动 控制手柄90。应当认为有利的是，随着牵引马达速度的增大而增大由触觉反馈装置100所 产生的反力，以便减小这样的可能性(即随着在驱动车辆10时车辆10越过凸起或者进入 地面中出现的孔/凹陷，无意识的动作将通过操作员传递到控制手柄90的可能性)并且在 车辆的操作期间增强操作员稳定性。还应当认为有利的是，随着可转向轮误差的增大而增 大由触觉反馈装置100所产生的反力，从而给操作员提供与可转向轮误差的量级相关的触 觉反馈。在又一个实施例中，图2中由虚线示出的压力传感器400设置为联接到货叉60A 和60B的液压系统(未示出)的一部分，所述液压系统用于提升货叉60A和60B。压力传感 器400产生输送到显示模块230的、指示货叉60A和60B上的任何载荷的重量的信号。基 于货叉载荷，显示模块230可以使用例如来自曲线(未示出)的点之间的线性插值而确定
12第三触觉反馈装置信号值TFD3，其中值TFD3可以根据货叉载荷线性地改变，以便使值TFD3 可以随着货叉60A和60B上的重量的增大而增大。显示模块230可以将第一值TFD1、第二 值TFD2和第三值TFD3加在一起以确定组合的触觉反馈装置信号值TFDC，所述组合的触觉 反馈装置信号值TFDC可以基于车辆10运动的方向而乘以上述的减小因子，以便确定触觉 反馈装置信号设定值TFDS。显示模块230将触觉反馈装置信号设定值TFDS提供到转向控 制单元220，所述转向控制单元220使用设定值TFDS以确定用于触觉反馈装置100的、相对 应的触觉反馈装置信号。如上所述，接近传感器36将操作员状态信号输出到牵引控制模块210，其中操作 员状态信号的变化指示操作员已经走上或者走下操作员舱30中的地板34。同样如上所述， 牵引控制模块210将操作员状态信号提供到显示模块230。显示模块230监控操作员状态 信号并且确定操作员状态信号变化是否与操作员走上或者走下地板34相对应。操作员在 走出操作员舱之前停止车辆。当操作员离开操作员舱时，如果触觉反馈装置信号处于力产 生值，例如在所示的实施例中的非零的值，致使触觉反馈装置100产生输送到控制手柄90 的反力，显示模块230以受控的速率(例如900mA/s)减小触觉反馈装置信号设定值TFDS， 直到触觉反馈装置信号设定值TFDS等于零，并且因而触觉反馈装置信号等于0。通过以受 控的速率缓慢地减小触觉反馈装置信号设定值TFDS，因而以受控的速率缓慢地减小触觉反 馈装置信号，并且通过假设控制手柄90远离其居中位置定位，在操作员已经走下地板34之 后，在没有过度超过居中位置的情况下，允许偏压结构110将控制手柄90返回到其居中位 置，即0度。将触觉反馈装置信号设定值TFDS，并且因而将触觉反馈装置信号，维持在零值 处预定的时间段，例如2秒。之后，显示模块230确定更新的触觉反馈装置信号设定值TFDS， 并且将更新的触觉反馈装置信号设定值TFDS提供到转向控制单元220。应当预料到，如果 除了操作员离开操作员舱并且触觉反馈装置信号处于力产生值以外，控制手柄90远离其 居中位置定位，则显示模块230可以仅减小触觉反馈装置信号设定值TFDS。还应当预料到， 显示模块230可以将触觉反馈装置信号设定值TFDS维持在零值处，直到它确定控制手柄90 已经回到其居中位置为止。如果在监控操作员状态信号的同时，显示模块230确定操作员状态信号变化与操 作员走上地板34相对应，则显示模块230将立即增大触觉反馈装置信号设定值TFDS预定 的时间段，例如2秒，从而致使相对应地增大触觉反馈装置信号。触觉反馈信号的增大足以 使得触觉反馈装置100产生输送到控制手柄90的足够量级的反力，以便仅在操作员已经走 到操作员舱30中之后禁止操作员经由控制手柄90做出快速转弯请求。在预定的时间段已 经过去之后，显示模块230确定更新的触觉反馈装置信号设定值TFDS并且将更新的触觉反 馈装置信号设定值TFDS提供到转向控制单元220。同样，响应于确定操作员刚刚走到地板34上，并且如果操作员立即经由控制手柄 90做出转向请求，则显示模块230将指令提供到转向控制单元220，以便以第一低速(例如 500RPM)操作转向马达120，并且之后，在预定的时间段(例如1秒)内提高转向马达速度 (例如线性地提高转向马达速度)到第二较高的速度。第二速度通过图10中的曲线C1或 者曲线C2基于当前的牵引马达速度而限定。因此，改变输送到转向马达120的第一驱动信 号，使得在操作员进入驾驶员舱之后，转向马达120的速度(即，速度增大的速率)从较低 的值逐渐地增大，以便避免突然的急转弯操作。
还应当预料到，可转向轮可以不被驱动。代替地，形成车辆的一部分的不同的轮将 被牵引马达72驱动。在这种实施例中，牵引控制模块210可以产生输送到牵引马达72的 第二驱动信号，以便基于速度选择开关98的位置、操作员状态信号、是否已经通过显示模 块230产生较高的可转向轮转弯信号、由信号发生器SG响应于可转动的第一和第二速度控 制元件96A和96B的操作而产生的速度控制信号的符号和量级、与当前的车辆操作模式相 对应的加速度值、所选择的加速度减小因子、由编码器172所检测到的当前的牵引马达速 度和方向、以及所选择的牵引马达速度极限，控制牵引马达72转动的速度、加速度和方向， 并且因此控制从动轮转动的速度、加速度和方向。还应当预料到，假设车辆包括控制手柄位置传感器或者类似的传感器，其用于产 生指示控制手柄的角位置和其转向速率的信号；和位置传感器或者类似的传感器，其用于 产生指示可转向轮的角位置和可转向轮围绕轴线A1转动的速度的信号，则包括机械的或者 流体静力(hydrostatic)的转向系统的车辆可以包括牵引马达72，所述牵引马达72经由如 此处所述的牵引控制模块210和显示模块230控制。根据本发明的又一个实施例，显示模块230可以修改成以如下方式操作。如上所述，转向控制模块220将转向控制信号发送到显示模块230。转向控制信号 与控制手柄90的角位置相对应。显示模块230使用如由转向控制信号所限定的控制手柄 角位置，以便使用例如曲线(诸如图15中所示的曲线C6)来确定第一牵引马达速度上限， 其中来自曲线C6的点可以存储在查找表中。不直接与表中的点相对应的牵引速度极限可 以通过线性插值或者其它适当的估计方法而确定。代替存储来自曲线C6的点，与该曲线相 对应的方程式或者多个方程式可以被存储并且被显示模块230使用，以便基于控制手柄90 的角位置而确定第一牵引马达速度极限。如明显可以从图15得知的那样，第一牵引马达速 度极限随着控制手柄90的角位置增大而减小，从而提高车辆10在较高的可转向轮角转弯 期间的稳定性。如上所述，显示模块230将转向控制信号转换为可转向轮74的相对应的期望角位 置。转向控制模块220也将可转向轮74的计算出的当前实际角位置传递到显示模块230。 显示模块230比较可转向轮74的当前的期望角位置与可转向轮74的计算出的当前实际角 位置，以确定二者之间的差异等于可转向轮误差。由于控制手柄位置和可转向轮位置不相 互锁定，所以可转向轮误差由在操作员转动控制手柄90以实现可转向轮74的位置的变化 时的时间与转向马达120使可转向轮74运动到新的角位置所耗费的时间之间的延迟产生。显示模块230使用可转向轮误差，以便使用例如曲线(诸如图16中所示的曲线 C7)来确定第二牵引马达速度上限，其中来自曲线C7的点可以存储在查找表中。不直接与 表中的点相对应的牵引速度极限可以通过线性插值或者其它适当的估计方法而确定。代 替存储来自曲线的点，与该曲线C7相对应的方程式或者多个方程式可以被存储并且被显示 模块230使用，以便基于可转向轮误差而确定第二牵引马达速度极限。如明显可以从图16 得知的那样，当可转向轮误差等于或者大于第一阈值(例如25度)时，第二牵引马达速度 极限以步进的方式从在所示的实施例中为7. 8MPH的最大速度减小到在所示的实施例中为 2. 3MPH的慢行速度，从而给操作员提供可转向轮误差过大并且应当减小或者停止控制手柄 90的快速运动的指示。当可转向轮误差等于或者小于第二阈值(例如16度)时，参见图 16，第二牵引马达速度极限返回到最大速度，从而提供滞后作用，以防止两个速度极限之间
14的潜在振动。显示模块230确定介于第一和第二牵引马达速度极限之间的最低值，并且将该最 低速度极限发送到牵引控制模块210，以用于在产生输送到牵引马达72的第二驱动信号时 控制牵引马达72的速度。如上所述，触觉反馈装置100能够产生与控制手柄90的运动相反的阻力或者反 力，其中该力基于触觉反馈装置信号的量级而改变。在所示的实施例中，显示模块230限定 用于触觉反馈装置信号的设定值TFDS，将设定值TFDS通信到转向控制模块220，并且转向 控制模块220产生输送到触觉反馈装置100的相对应的触觉反馈装置信号，例如，以毫安 (mA)计的电流。在所示的实施例中，显示模块230按照如下限定触觉反馈装置信号设定值TFDS。 显示模块230恒定地向牵引控制模块210查询牵引马达72转动的速度和方向，所述信息通 过牵引控制模块210从由编码器172所输出的信号而确定，如上所述。基于牵引马达速度， 显示模块230使用例如曲线来确定第一触觉反馈装置信号值TFD1，所述曲线例如是动力单 元第一曲线C8pf或者货叉第一曲线C8ff，当首先驱动动力单元50时使用所述动力单元第一 曲线C8pf，当沿着货叉第一方向驱动车辆10时使用所述货叉第一曲线C8ff，参见图17，其中 来自曲线C8pf和C8ff的点可以存储在一个或多个查找表中。不直接与表中的点相对应的用 于TFDl的信号值可以通过线性插值或者其它适当的估计方法而确定。代替存储来自一个 或多个曲线的点，与曲线C8pf和C8ff相对应的方程式或者多个方程式可以被存储并且被显 示模块230使用，以便确定第一值TFDl。如从图17可以看到的那样，第一值TFDl通常与沿 着动力单元第一曲线C8pf和货叉第一曲线C8ff 二者的牵引马达速度一起增大。如上所述，显示模块230比较可转向轮74的当前期望的角位置与可转向轮74的 计算出的当前实际角位置，以确定二者之间的差异等于可转向轮误差。基于可转向轮误差， 显示模块230使用例如来自曲线(诸如图18中所示的曲线C9)来确定第二触觉反馈装置信 号值TFD2，其中来自曲线C9的这些点可以存储在查找表中。不直接与表中的点相对应的用 于TFD2的信号值可以通过线性插值或者其它适当的估计器方法确定。代替存储来自曲线 的点，与曲线C9相对应的方程式或者多个方程式可以被存储并且被显示模块230使用，以 便确定第二值TFD2。如从图18可以看到，当可转向轮误差等于或大于第一阈值(例如25 度)时，第二值TFD2以步进的方式从低值(例如OmA)增大到高值(例如500mA)。当可转 向轮误差等于或小于第二阈值(例如16度)时，第二值TFD2返回到低值(例如OmA)。在所示的实施例中，显示模块230将第一值TFDl和第二值TFD2加在一起，以确定 组合的触觉反馈装置信号值TFDC，并且将该值乘以基于车辆10运动的方向的减小因子，以 确定触觉反馈装置信号设定值TFDS。如果车辆10沿着货叉第一方向被驱动，则减小因子可 以等于0.5。如果车辆10沿着动力单元第一方向被驱动，则减小因子可以等于1.0。通常， 当车辆10沿着货叉第一方向运动时，操作员仅一只手放在控制手柄90上，而另一只手定位 在靠背32上。因此，当车辆10沿着货叉第一方向行进时，0. 5的减小因子使操作员更容易 转动控制手柄90。应当预料到，触觉反馈装置信号值TFDC可以单独地基于第二值TFD2。显示模块230将触觉反馈装置信号设定值TFDS提供给转向控制模块220，所述转 向控制模块220使用设定值TFDS以确定用于触觉反馈装置100的相对应的触觉反馈装置 信号。因为触觉反馈装置信号在所示的实施例中从第一值TFDl和第二值TFD2确定，这些值来自图17中的曲线C8pf或C8ff和曲线图18中的曲线C9，所以触觉反馈装置信号的量级随 着牵引马达速度和可转向轮误差的增大而增大。因此，随着牵引马达速度增大和可转向轮 误差增大，由触觉反馈装置100所产生且施加到控制手柄90的反力增大，因而，使操作员更 加难以转动控制手柄90。应当认为有利的是，随着牵引马达速度增大而增大触觉反馈装置 100所产生的反力，以便减小这样的可能性(即，随着在驱动车辆10时车辆10越过地面上 凸起或者进入地面上出现的孔/凹陷，无意识的动作将通过操作员传递到控制手柄90)，并 且在车辆的操作期间增强操作员稳定性。还应当认为有利的是，当可转向轮误差增大超过 第一阈值，快速显著地增大触觉反馈装置100所产生的反力，从而在可转向轮误差等于或 大于第一阈值时给操作员提供触觉反馈。根据本发明的又一个实施例，显示模块230可以修改成以如下方式操作。如上所述，在所示的实施例中，控制手柄位置传感器100A(图2中示出但是在图9 中未示出)感测控制手柄90的在大约+/-60度的角度范围内的角位置。同样如上所述，随 着控制手柄90被操作员转动，控制手柄位置传感器100A感测该转动，即，量级和方向，并且 产生输送到转向控制模块220的转向控制信号。转向控制单元220将转向控制信号发送到 显示模块230。进一步如上所述，转向马达位置传感器124产生输送到转向控制单元220的信号， 所述信号指示可转向轮74的角位置和可转向轮74围绕第一轴线A1的转动速度。转向控 制单元220从转向马达位置信号计算可转向轮74的当前实际角位置和可转向轮74围绕第 一轴线A1的当前转动速度，并且将这些信息发送到显示模块230。如上所述，在所示的实施 例中，可转向轮74能够从居中位置转动大约+/-90度。此外，如上所述，控制手柄90包括速度选择开关98，参见图2、7和8，所述速度选 择开关98能够在对应于“高速”模式的高速位置和对应于“低速”模式的低速位置之间来回 切换。基于其位置，速度选择开关98产生输送到牵引控制模块210的高速选择信号或低速 选择信号。牵引控制模块210将速度选择信号提供给显示模块230。如果开关98处于其低 速位置，则牵引控制模块210可以将车辆10沿着货叉第一方向和动力单元第一方向两个方 向的最大速度限制为大约3. 5MPH。如果开关98处于其高速位置中，则除非另有基于其它车 辆条件的限制以外，参见例如以上关于图IlUlA和IlB的讨论的内容，当车辆沿着货叉第 一方向操作时，牵引控制模块210将允许车辆操作达到第一最大车辆速度(例如6. 0ΜΡΗ)， 并且当车辆沿着动力单元第一方向操作时，牵引控制模块210将允许车辆操作达到第二最 大车辆速度(例如9. 0ΜΡΗ)。在这个实施例中，显示模块230使用可转向轮与控制手柄位置的比将由转向控制 信号所指示的控制手柄当前位置转换为可转向轮74的相对应的期望角位置，其中所述可 转向轮与控制手柄位置的比基于速度选择开关98的位置而确定。如上所述，如果操作员站在操作员舱30中的地板34上，如由接近传感器36所检 测到的那样，则显示模块230将用于可转向轮74的期望角位置发送到转向控制单元220，所 述转向控制单元220产生输送到转向马达120的第一驱动信号，从而致使转向马达120使 可转向轮74运动到所请求的角位置。如果操作员没有站在操作员舱30中的地板34上，如 由接近传感器36所检测到的那样，则显示模块230将确定所请求的用于可转向轮74的角 位置是否处于如上所述的第二角度范围内。如果是这样，则显示模块230将所请求的用于可转向轮74的角位置发送到转向控制单元220，所述转向控制单元220产生输送到转向马 达120的第一信号，从而致使转向马达120使可转向轮74运动到所请求的角位置。如果所 请求的用于可转向轮74的角位置不处于第二角度范围内，则显示模块230将发送到转向控 制单元220的可转向轮74的角位置限制为第二角度范围的适当的极限或者外部极限。当速度选择开关98位于“低速”模式时，显示模块230将当前的控制手柄位置乘 以在所示的实施例中等于90/60或者1. 5/1. 0的比，以确定可转向轮74的期望角位置。例 如，如果控制手柄90的角位置是+60度，则显示模块230将+60度乘以1. 5/1. 0的比，以确 定可转向轮74的期望角位置等于+90度。当处于低速模式时，因为车辆更加机动，所以认 为当该比等于1. 5/1. 0时转向增强。当速度选择开关98处于“高速”模式时，显示模块230将当前的控制手柄位置乘 以在所示的实施例中等于60/60或者1. 0/1. 0的比，以确定可转向轮74的期望角位置。例 如，如果控制手柄90的角位置是+60度，则显示模块230将+60度乘以1. 0/1. 0的比，以确 定可转向轮74的期望角位置等于+60度。当处于高速模式且该比等于1. 0/1. 0时，控制手 柄90总是指向与期望的可转向轮的角位置相同的方向，并且为操作者提供更好的转向分 辨力(steering resolution)。操作员可以在车辆运动时切换速度选择开关98。然而，在第一实施例中，在车 辆10运动时，显示模块230将不会把可转向轮与控制手柄位置的比从1. 5/1. 0改变到 1. 0/1. 0或者从1. 0/1. 0改变到1. 5/1. 0。S卩，在显示模块230响应于在车辆运动期间开关 98切换(S卩，改变)而对可转向轮与控制手柄位置的比做出改变之前，车辆10必须达到完 全停止。如果车辆沿着远离直线行驶方向的方向转向，则需要车辆10达到完全停止，以避 免可转向轮位置的迅速变化。在控制手柄90的角位置没有任何变化的情况下可能会出现 这种可转向轮位置的变化。同样如上所述，显示模块230比较可转向轮74的当前期望角位置与可转向轮74 的当前计算出实际角位置，以确定二者之间的差异等于可转向轮误差。根据本发明的又一个实施例，如果满足如下条件通过控制手柄位置传感器100A 感测到，控制手柄90位于其居中或者直线行驶位置的+/-3度的范围内的位置；通过转向控 制单元220从转向马达位置传感器信号计算出，可转向轮74位于其居中或者直线行驶位置 的+/_3度的范围内的位置；以及，可转向轮误差的量级等于3度或者更小，则显示模块230 在车辆10运动时响应于开关98的改变而将可转向轮与控制手柄位置的比从1. 5/1. 0改变 到1. 0/1. 0或者从1. 0/1. 0改变到1. 5/1. 0。应当预料到，控制手柄位置范围可以包括其 居中位置的小于或者稍大于+/-3度的范围；可转向轮位置范围可以包括其居中位置的小 于或者稍大于+/-3度的范围；并且可转向轮误差的量级可以落入小于或者稍大于介于0度 与3度之间的范围的范围内。如果车辆10转向超过控制手柄位置范围和可转向轮位置范 围，则对于车辆10优选的是响应于速度选择开关98在车辆运动期间被切换而达到完全停 止。由于可转向轮与控制手柄位置的比在所示的实施例中以步进的方式改变，如果车辆10 在运动时操作通过转弯并且开关98被切换，则这将防止可转向轮位置的迅速变化。在本发明的又一个实施例中，显示模块230基于机动性开关(未示出)的位置而 不是速度选择开关98的位置来确定可转向轮与控制手柄位置的比。当机动性开关位于“低分辨力”位置时，显示模块230将当前的控制手柄位置乘以
17在所示的实施例中等于90/60或者1. 5/1. 0的比，以确定可转向轮74的期望角位置。当位 于低分辨力模式且车辆以低速操作时，因为车辆更加机动，所以转向得到了增强。当机动性 开关位于“高分辨力”位置时，显示模块230将当前的控制手柄位置乘以在所示的实施例中 等于60/60或者1. 0/1. 0的比，以确定可转向轮74的期望角位置。当位于高分辨力模式且 车辆以高速操作时，控制手柄90总是指向与期望的可转向轮位置相同的方向，并且为操作 者提供了更好的转向分辨力。 虽然已经示的改变和修改。因 此，所附权利要求意在于覆盖在本发明的范围内的这些所有改变和修改。
权利要求
一种材料搬运车辆，所述材料搬运车辆包括框架，所述框架包括操作员舱；支撑在所述框架上的轮，所述轮中的至少一个是可转向轮；线控转向系统，所述线控转向系统与所述可转向轮相联，以实现所述可转向轮围绕第一轴线的角运动，所述线控转向系统包括控制手柄，通过操作员能够使所述控制手柄运动，以产生转向控制信号；选择开关，所述选择开关能够产生第一选择信号和第二选择信号中的一个选择信号；转向马达，所述转向马达联接到所述可转向轮，以实现所述可转向轮围绕所述第一轴线的角运动；控制设备，所述控制设备联接到所述控制手柄以接收所述转向控制信号、联接到所述选择开关以接收所述一个选择信号、以及联接到所述转向马达以产生输送到所述转向马达的第一驱动信号从而实现所述可转向轮围绕所述第一轴线的角运动；并且所述控制设备使用第一可转向轮与控制手柄位置的比和第二可转向轮与控制手柄位置的比中的一个而将所述转向控制信号转换为用于所述可转向轮的相对应的期望角位置，其中基于所述一个选择信号选择所述一个比。
2.根据权利要求1所述的材料搬运车辆，其中，所述选择开关包括速度选择开关，并且 所述第一选择信号包括低速选择信号，所述第二选择信号包括高速选择信号。
3.根据权利要求2所述的材料搬运车辆，其中，当所述一个选择信号等于所述低速选 择信号时，所述控制设备选择所述第一比；而当所述一个选择信号等于所述高速选择信号 时，所述控制设备选择所述第二比，所述第一比大于所述第二比。
4.根据权利要求1所述的材料搬运车辆，其中，所述控制设备响应于所述选择开关改 变所述一个选择信号并且当所述车辆停止时，改变所述一个可转向轮与控制手柄位置的 比。
5.根据权利要求1所述的材料搬运车辆，其中，所述控制设备响应于所述选择开关改 变所述一个选择信号、所述控制手柄位于介于第一预限定范围内的位置、所述可转向轮位 于介于第二预限定范围内的位置、和在所述可转向轮的期望角位置与所述可转向轮的已确 定的实际位置之间的误差等于或者小于预限定值，改变所述一个可转向轮与控制手柄位置 的比。
6.根据权利要求5所述的材料搬运车辆，其中，所述第一预限定范围和第二预限定范 围等于居中位置的+/_3度，并且所述预限定值等于3。
7.根据权利要求1所述的材料搬运车辆，其中，所述选择开关包括机动性开关，所述第 一选择信号包括低分辨力选择信号，并且所述第二选择信号包括高分辨力选择信号。
8.根据权利要求7所述的材料搬运车辆，其中，当所述一个选择信号等于所述低分辨 力信号时，所述控制设备选择所述第一比；当所述一个选择信号等于所述高分辨力信号时， 所述控制设备选择所述第二比，所述第一比大于所述第二比。
全文摘要
一种材料搬运车辆(10)，其包括框架(20)，框架包括操作员舱(30)；支撑在框架上的轮，所述轮中的至少一个是可转向轮(74)；线控转向系统(80)，其与可转向轮相联以实现可转向轮围绕第一轴线的角运动；和控制设备。控制设备联接到控制手柄(90)以接收转向控制信号、联接到选择开关(98)以接收一个选择信号、以及联接到转向马达以产生输送到转向马达(120)的第一驱动信号从而实现可转向轮围绕第一轴线的角运动。控制设备使用第一可转向轮与控制手柄位置的比和第二可转向轮与控制手柄位置的比中的一个而将转向控制信号转换为用于可转向轮的相对应的期望角位置，其中基于所述一个选择信号选择所述一个比。
文档编号B66F9/075GK101939247SQ200980104238
公开日2011年1月5日 申请日期2009年1月27日 优先权日2008年2月5日
发明者G·R·威特雷尔, J·F·施勒默尔, M·科比特 申请人:克朗设备公司