[发明专利]用于保持材料搬运车辆的动态稳定性的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业卡车领域，具体地说，涉及用于具有升降叉的材料搬运车辆的动态稳定性控制系统。

背景技术

一种改进材料搬运车辆的稳定性的方法包括：实施车辆静止时的静态重心(CG)分析，以及因此限定车辆工作参数(例如，最大速度和转向角度)。然而，该静态标定没有动态地考虑到车辆的运动、提升高度或环境因素的改变，这些环境因素诸如驾驶路面的等级。

其它用于改进用户车辆所共有的车辆稳定性的方法包括：计算车辆运动过程中的车辆CG，以及采用防抱死制动系统(ABS)以改变车辆的转弯能力。这些现有技术的方法仅仅考虑到二维车辆运动(前进-倒车和转弯)，而没有例如考虑到车辆运动时由于负重升降而造成的三维CG变化。

因此希望有一种用于动态保持材料搬运车辆的稳定性的方法，其考虑到车辆运动和负重所施加的复杂CG变化。

发明内容

本发明通过一种用于改进材料搬运车辆的动态稳定性的系统和方法来克服现有方法的缺点，该材料搬运车辆能够动态地评估车辆稳定性并作出响应而调整车辆工作。该方法包括分析动态车辆性质，诸如速度、行进方向、加速度、地面等级、负重、提升位置，还包括预测车轮负重和三维重心位置。

本发明提供一种用于保持具有垂直提升器的材料搬运车辆的动态稳定性的方法。该方法包括：在所述车辆运动的时间间隔内，连续地计算所述车辆的动态重心参数，其中，动态重心的垂直位置主要取决于垂直提升器的位置。该方法还包括：基于计算出的动态重心参数来连续地计算车轮负重，以及基于计算出的和预测出的车轮负重和重心参数来调整车辆工作参数以保持车辆动态稳定性。

本发明还提供一种材料搬运车辆，该材料搬运车辆包括机动化的垂直提升器、牵引电动机、可转向的车轮、转向控制机构、以及制动器。该材料搬运车辆还包括稳定性控制系统，该稳定性控制系统具有构造成测量动态车辆性质的多个传感器、传感器输入处理电路、构造成存储静态车辆性质的车辆存储器。控制系统还包括稳定性计算机、车辆控制计算机、以及构造成根据上述方法来保持车辆稳定性的多个车辆功能控制器。

从下面详细描述和附图中，本发明的各个其它特征将会变得显而易见。

附图说明

图1是采用根据本发明的稳定性控制系统的升降式叉车的立体图；

图2是根据本发明的用于保持材料搬运车辆的动态稳定性的控制系统的示意图；

图3是阐述了根据本发明的用于评估和保持材料搬运车辆的动态稳定性的步骤的流程图；

图4A-4C是根据本发明的用于三轮材料搬运车辆的自由体受力图的不同图，可采用这些图来计算车辆重心和车轮负重；以及

图5是示出了根据本发明的、与重心位置相关的车辆稳定性的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于保持具有垂直提升器的材料搬运车辆的动态稳定性的系统和方法。通常，在车辆运动的时间段内计算车辆的车轮负重和动态CG参数，然后基于该算出的车辆负重和CG参数、以及预测的车辆负重和CG参数来调节车辆工作参数。

现在参见附图，具体参见图1，示出了包括本发明在内的材料搬运车辆或升降式叉车10的一个实施例。材料搬运车辆10包括驾驶室12，驾驶室12包括本体14，本体14具有供驾驶员出入的开口16。驾驶室12包括控制手柄18，该控制手柄18在驾驶室12的前部、靠近垂直提升器19和承载负重21的叉架20处安装至本体14。升降式叉车10还包括底板开关22，该底板开关22定位在驾驶室12的底板24上。还有方向盘26设置在驾驶室12中，位于其所控制的转弯车轮28上方。升降式叉车10包括靠近叉架20和垂直提升器21处的两个负重车轮30。尽管示例示出的材料搬运车辆10是驾驶员呈前后站立姿态的升降式叉车，但是对于熟悉本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明并不局限于这种类型的车辆，而是也可设置在其它类型的材料搬运和升降车辆构造中。为了简明起见，下文中将材料搬运车辆简称为“车辆”，并在材料搬运车辆承载负重时简称为“负重车辆”。