作業車輛的車速限制裝置及其方法

專利名稱：作業車輛的車速限制裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及作業車輛、特別是翻斗汽車的車速限制裝置及其方法。
現在，例如翻斗汽車等作業車輛，因行走時裝載在車斗內的砂土和巖石等重量的作用，使負荷對車體、車輪、車輪安裝部、吊架等車輛各部分的影響很大。特別是在載重量比設定的最大允許載重量大的所謂過載時，變速機變速到最高速度檔，并以發動機的最高轉速使車輛行走的狀態下，即車輛以允許的最高速度行走的狀態下，過負荷對車輛各部分的影響非常大。因此，不僅使車輛各部分的耐用性和車輪的使用壽命縮短，以及運行時乘坐感到不舒服，而且容易引起行走路面的損壞，所以必須頻繁地進行行走路面的修補。
為了解決上述課題，有人提出了一種車速限制裝置，在借助于加速踏板而行走(以下稱為加速行走)時，使車速不超過與載重相適應的允許最高速度。關于這種裝置，例如日本特開平5-221251號提出的車速限制裝置是這樣的，即在裝載重量過載的情況下行走時，禁止變速機向高速速度檔變速，限制翻斗汽車的最高行走速度。
根據圖20～圖23對現有的車速限制裝置進行說明。在圖20中，通過懸置油缸83將操舵前輪82裝在車身81的前部左右位置，通過懸置油缸85將驅動后輪84裝在車身后部左右位置。在車身81的前部安裝有駕駛室86，在車身81的后部通過提升油缸88安裝車斗87，該車斗87可上下自由擺動。在懸置油缸83、85上分別設有壓力傳感器89，該壓力傳感器用于檢測油缸伸長室內的壓力。
在圖21中，發動機45的輸出軸與變速機91，例如變距器的輸入軸相連接，變速機91的輸出軸與驅動后輪84相連接。在變速機91上裝有轉換各變速檔用的變速控制閥94，通過由變速控制器93發出的變速信號使變速控制閥94動作，這樣來轉換變速機91的各變速檔。裝載重量運算部99輸入由懸置油缸83、85的壓力傳感器89傳出的壓力信號，根據該壓力信號計算載重量，將所計算出的載重量信號輸出到變速控制器93。另外，位于駕駛室86內的變速桿95發出的速度檔信號輸入變速控制器93。
圖22表示通過加速踏板1機械地進行具有機械式調速裝置的發動機45轉速控制的情況。即，當加速踏板1被踩到角度θop的位置時，構件143相應地圍繞第1中心軸142旋轉與角度θop成比例的角度。這樣，構件143使發動機45的加速桿144旋轉，以成為與上述角度θop相適應的角度。加速桿144通過裝在發動機45內的機械式調速裝置(圖中未表示)使燃料噴射泵(圖中未示出)動作，控制燃料噴射量和噴射時間，以使發動機轉速與加速桿144的旋轉角度相對應。
利用上述機械式調速裝置而進行燃料噴射量控制的特性圖，例如如圖23所示。在這種情況下，當發動機轉速提高并超過最高允許轉速Nmax時，燃料噴射量急劇減少，因此加速桿144在任意位置都可控制發動機的最高轉速。
以下，對于上述車速限制裝置(最高速度限制裝置)的作用加以說明。
空載時，在懸置油缸83、85的伸長室內產生與車身81和車斗87的重量相平衡的壓力，裝載砂土等時產生比空載時的壓力要高的壓力，其高出部分的壓力與車斗87的載重量相平衡。載重量運算部99，根據壓力傳感器89發出的裝載砂土等時的壓力信號與空載時的壓力信號之差值，求出載重量，并將該載重量信號輸出到變速控制器93內。
在變速控制器93內，存儲了與載重量相適應的速度檔，根據載重量運算部99發出的載重量信號，選擇適合于載重量的速度檔。例如，當計算出的載重量比最大允許載重量輕時，不限制速度檔，可變速到車輛具有的最高速度檔。因此，有6檔前進速度的車輛，當將變速桿95轉換到“前進6速檔”時，變速控制器93便向變速控制閥94輸出向“前進6速檔”變速的信號，變速機91轉換到“前進6速檔”。這時的車輛行走速度被限制在“前進6速檔”的最高速度(例如45.5km/h)，該速度相當于發動機的最高允許轉速。
但是，當計算出的載重量比最大允許載重量大時，要與其過載的重量部分相當地來限制上限速度，禁止向比該上限速度檔更高的上檔變速。例如，載重量為最大允許載重量的130％時，將上限速度檔限制為“前進5速檔”。因此，與上述一樣，即使將變速桿95轉換到“前進6速檔”，變速控制器93也向變速控制閥94輸出變速到“前進5速檔”的信號，變速機91便轉換到“前進5速檔”。
這時，即使將加速踏板1踩到最高速度以上，由于機械式調速裝置的作用，發動機轉速也會被限制在最高允許轉速以下。其結果，行走速度被限制在該速度檔的最高速度內。這樣，行走速度便被限制在“前進5速檔”的最高速度(例如33.5km/h)以下，該速度相當于發動機的最高允許轉速。
但是，通過這種機械式調速裝置來限制車速時，當發動機轉速達到最高允許轉速Nmax以上時，向發動機1噴射的燃料量急劇減少，所以發動機的輸出轉矩也急劇降低。因此，在行走阻力大的上坡或凸凹多的路面上行走時，發動機的轉速急劇降低。然而，由于轉速降低，燃料噴射量又增加，使發動機的輸出轉矩增大并進行加速。這樣，發動機轉速達到最高允許轉速Nmax時，產生車速急劇降低或增加的傾向。這種現象進一步加大了負荷對車輛各部分的影響，使車輛的耐用性降低，運行時乘車感不良。
此外，翻斗汽車等作業車輛在作業現場往往要與挖掘機等相互協調地進行運行。數臺翻斗汽車和挖掘機等在寬廣的工程現場范圍內要系統地進行運行。在這種情況下，最好各翻斗汽車的車速限制值設定成適合于天氣條件、現場環境、系統運行條件等的值。例如，在天氣不好的日子、易于打滑的路面上，必須將車速限制值設定得低些，或根據路面的凸凹狀態，設定與過載重量相適合的車速限制值。另外，數臺翻斗汽車在交錯頻繁的運行路線上運行時，必須將車速限制值設定為安全運行速度。
但是，車速限制值是被設定為由最高允許轉速Nmax和各速度檔的變速齒輪比確定的速度。即，不可能將車速限制值設定成能適合于天氣條件、現場環境、系統運行條件等的值。因此，要求翻斗汽車的駕駛人員要充分考慮各種環境條件和運行條件等進行運行操作，以使車速不超過允許速度，所以駕駛員在運行操作時很疲勞。
另一種眾所周知的車速限制裝置是采用所謂旋轉限制器來限制車速，即即使加速踏板踩到最高速度以上，也能將發動機的轉速限制在最高允許轉速以下。這種車速限制裝置與上述利用機械式調速裝置來限制速度的情況一樣，當過載時，與過載量部分相適應地來限制上限速度檔，各速度檔的最高速度被限制在由最高允許轉速Nmax和各速度檔的變速齒輪比確定的最高速度。
但是，采用旋轉限制器來限制車速時，車速達到最高允許轉速Nmax時，強制性地停止對發動機的燃料供給，當轉速比最高允許轉速Nmax低規定值時，重又開始供給燃料。因此，與上述機械式限制一樣，當車輛行走在上坡道時，發動機轉速急劇下降，產生車速急劇增減的傾向。這種轉矩激烈變化的傾向，特別是在將發動機的最高允許轉速Nmax設定在最大轉矩點附近的情況下很明顯。這種現象進一步加大了負荷對車輛各部分的影響，使車輛的耐用性降低和運行時乘坐人員感到不舒服。
本發明是為了解決上述現有技術的問題而開發的，本發明的目的是提供這樣一種作業車輛的車速限制裝置及其方法，既能在加速行走情況下進行車速限制時不損害乘坐人員的舒適感，又可使作業車輛處于平穩的行走狀態，同時可將車速限制值設定為與裝載重量和環境條件等相適應的車速值。
本發明作業車輛的車速限制裝置的第一種結構是，該作業車輛的車速限制裝置具有以下幾部分加速踏板；踩入行程檢測器，該檢測器用于檢測加速踏板的踩入行程量；發動機控制裝置，該裝置用于根據從踩入行程檢測器所輸入的踩入行程信號大小而輸出加速信號；發動機，它根據加速信號進行轉速控制。
這種作業車輛的車速限制裝置的特征在于，它設有以下裝置車速檢測器，它用于檢測作業車輛的車速、并輸出車速信號；車速控制裝置，該裝置與踩入行程檢測器、車速檢測器及發動機控制裝置相連接；車速控制裝置接收車速信號和踩入行程信號，并將車速信號與預先設定的規定車速限制值進行比較，當車速信號超過車速限制值時，判斷為限車速行走期間，為了減小車速信號與車速限制值的偏差值，根據由偏差值求踩入行程信號的修正量而得到的控制增益，計算出修正踩入行程信號，并將修正踩入行程信號輸出到發動機控制裝置；當車速信號比車速限制值小，而且修正踩入行程信號比踩入行程信號大時，判定為加速行走期間，將踩入行程信號輸出到發動機控制裝置。
根據這種結構，將車速限制值設定為與根據發動機的最高允許轉速Nmax及在最高速度檔的變速齒輪比確定的最高速度值不同的值。加速行走時，在車速高于車速限制值的情況下，為減小偏差值，根據控制增益，計算出修正踩入行程信號，并輸出到發動機控制裝置內。由于據此來進行限制車速的控制，因此在加速行走情況下限制車速時，不會損害乘坐的舒適感，可使車輛平穩地行駛。
本發明作業車輛的車速限制裝置的第二種結構，其特征在于，它設有以下裝置用于檢測作業車輛的車速，并將車速信號輸出的車速檢測器；與踩入行程檢測器、車速檢測器及上述發動機控制裝置相連接的車速控制裝置；車速控制裝置輸入車速信號和踩入行程信號，并對車速信號與比車速限制值小的預先設定的規定車速界限值進行比較，當車速信號超過車速界限值時，判斷為限車速行走期間，為了減小車速信號與車速限制值的偏差值，根據由車速信號所計算的加速度和偏差值求出踩入行程信號的修正量而得到的控制增益，計算出修正踩入行程信號，并將該修正踩入行程信號輸出到發動機控制裝置；當車速信號小于車速界限值時，判斷為加速行走期間，并將踩入行程信號輸出到發動機控制裝置。
根據這種結構，若車速超過車速界限值，為了減小偏差值而根據該偏差值、加速度及規定的控制增益，計算出修正踩入行程信號。將該修正踩入行程信號輸出到發動機控制裝置，進行限制車速的控制，因此可使車速的過沖量小，可迅速地將車速控制在車速限制值。
以下，對上述車速限制裝置的第一種結構或第二種結構中的相關內容進行說明。
在車速控制裝置中也可以設有以下幾種機構加減速/定速判斷裝置，該裝置的作用是在限車速行走期間的偏差值在規定時間以上而仍為規定值以下時，判斷為車速穩定期間，另外，在車速穩定期間以外時，判斷為加減速期間，并輸出判斷結果；控制增益變更裝置，該裝置的作用是，與判斷結果相對應地輸出控制增益；限車速控制裝置11，該裝置的作用是判斷現在是處于限車速行走期間還是加速行走期間，根據該判斷的相應結果，將計算出的修正踩入行程信號或踩入行程信號輸出到發動機控制裝置。
修正踩入行程信號也可以是根據偏差值和控制增益、對踩入行程信號進行修正后得到的修正踩入行程信號。
設有警報裝置，該裝置接收由車速控制裝置發出的警報信號，并向駕駛員發出警報。
該警報裝置在車速控制裝置發出修正踩入行程信號為零的停止加速信號、并且即使在按規定時間繼續發出停止加速信號而偏差值也不在規定值以內的情況下，也發出警報信號。
附設有控制常數設定裝置，該裝置具有預先設定車速限制值和控制增益的設定值輸入裝置，或具有設定值輸入裝置和顯示設定值的設定值顯示裝置。
控制常數設定裝置和車速控制裝置也可以相互輸入、輸出所設定的值等設定值信息。
附設有環境條件檢測裝置，該裝置用于檢測作業車輛的行走狀況及外部環境狀況，并將所檢測的狀況信號輸出到車速控制裝置，車速控制裝置也可以根據狀況信號選擇車速限制值及控制增益，計算出修正踩入行程信號。
在控制常數設定裝置中附設有無線接收裝置，或無線接收裝置和無線發送裝置，將以無線方式從外部基站接收的設定值信息輸出到車速控制裝置，及(或)也可以將從車速控制裝置輸入的設定值信息和狀況信息以無線方式發送到外部基站。
車速限制裝置具有以下幾部分變速機，該變速機具有多級速度檔；變速控制裝置，該裝置用于預先輸入判斷降速用車速數據及判斷提速用車速數據，并對判斷用車速數據與現在的車速值進行比較，判斷速度檔可否變速，可以變速時，將變速信號輸出到對應的速度檔，對變速機進行控制；制動器控制裝置，該裝置用于依據制動器信號輸出制動器控制信號，對制動器進行控制；車速控制裝置輸出(該信號就是修正踩入行程信號為零的停止加速信號，而且即使在按規定時間繼續輸出停止加速信號，偏差值也不在規定值范圍內的情況下，也可以輸出判斷降速或提速用車速數據和制動信號中的任一種信號。
下面，對于在這種車速限制裝置的第一種結構及第二種結構中所附帶的發明的作用、效果加以說明。
在接近車速限制值的規定車速范圍內，作業車輛在超過規定時間仍繼續行走的情況下，判斷為車速穩定期間，為使該期間的車速穩定，將控制增益適當地設定得小些。另外，在車速穩定期間以外的限制車速期間即加減速期間，要使車速的偏差在短時間內就能靈敏地減小。也就是說，將控制增益適當地設定得大些，重視加減速特性，使響應性能提高。因此，在車速穩定期間和加減速期間通過轉換為最佳的控制增益，可以改善車速的控制特性。
根據偏差值及控制增益，對踩入行程信號進行修正而計算修正踩入行程信號時，依據踩入行程檢測器發出的踩入行程信號的大小來計算該修正量，采用這種方法可在短時間內將車速控制到車速限制值。也就是說，與踩入行程信號的大小相應的車速比車速限制值大得多時，通過增大修正量，可以在短時間內使修正踩入行程信號達到與車速限制值相當。據此，不管加速踏板的踩入量的大小如何，加減速時的響應性能都很好。
另外，例如長時間在陡坡上進行下坡行走時，將修正踩入行程信號為零的停止加速信號輸出到發動機控制裝置，并且即使按規定時間繼續輸出停止加速信號，車速信號與車速限制值的偏差有時也不減小到規定值范圍以內。這樣，不能進行限車速控制的狀態持續規定時間時，希望發出警報，以便于使駕駛員知道處于不能進行限車速控制的狀態，注意運行時的車速。
附設控制常數設定裝置，并通過設置其設定值輸入裝置、例如按鍵開關，可以將車速限制值及控制增益值等控制常數任意地設定為適合于裝載重量和外界環境條件等的規定值。另外，也可以將該設定信息輸入顯示機構進行顯示、并進行確認。
由于附設有環境條件檢測裝置，可以進行適合于各種車輛行走狀況和外部環境條件的限車速控制。也就是說，在對車速限制值和控制增益進行設定時，可以根據條件狀況設定適合于裝載重量、車輪的打滑狀況、輪胎的內壓和溫度等狀況、行走路面坡度大小及行走路面凸凹不平等粗糙狀況等各種各樣的環境條件的設定值。車速控制裝置從所設定的各種控制常數設定值之中，選擇最適合于車輛行走狀況等的設定值，用于限制車速時的控制。因此，可以進一步提高車輛的耐用性、行走安全性、車速穩定性及改善乘坐時的舒適感。
由于在控制常數設定裝置中設置無線接收裝置，由外部基站把無線接收的車速限制值和控制增益等的控制常數值作為設定值信息，輸出到車速控制裝置。這樣，可以由外部基站對于數臺作業車輛統一地，同時地設定控制常數。具體地說明，就是在寬廣的工程現場范圍內，使作業車輛系統地運行時，為了適合于每天的天氣條件、現場環境條件及系統運行條件，必要時可以由外部統一地設定車速限制值和控制增益等，這種做法對系統管理和運行管理大多是方便的。特別是對于數臺作業車輛來說，需要設定適合于各作業車輛的性能和特性、并適合于各作業車輛系統運行條件的值時，這種做法可以提高系統管理的作業效率和可統一地進行運行管理。由于設置無線發送裝置，由車速控制裝置將所輸入的設定值信息、車輛狀況信息及外部環境條件信息以無線發送方式發送到外部基站，因此易于進行系統運行管理。
由于附設有變速機、變速控制裝置及制動器控制裝置，因此可以同時采用變速檔變速控制和制動器控制來進行控制。即使在按規定時間輸出停止加速信號、且偏差值也不減小的情況下，例如在慣性行走狀態下只通過發動機控制裝置來控制發動機、不能限制車速情況下，該并用控制可很好地解決問題。即，為了增大制動轉矩，升速和降速困難，并且通過使制動器動作來增加限車速的制動力，可以穩定地、可靠地限制車速。
作業車輛的車速限制裝置的第三種結構為，在具有加速踏板、根據加速踏板的踩入行程量進行操作的加速桿以及利用加速桿、并通過機械式調速裝置來控制轉速的發動機的作業車輛的車速限制裝置中，設有以下裝置檢測作業車輛車速用的車速檢測器；車速控制裝置，該裝置用于輸入由車速檢測器發出的車速信號；驅動裝置，該裝置輸入由車速控制裝置發出的指令；調節器，該調節器通過驅動裝置進行驅動，同時還修正踩入行程量、對加速桿進行控制。
車速控制裝置在車速信號大于預先設定的規定車速限制值時，該期間判斷為限車速行走期間，并根據由車速信號與車速限制值之偏差值、或根據由車速信號所計算出的加速度和偏差值而得到的控制增益計算指令，并將該計算的指令輸出，以減小偏差值；車速控制裝置在車速信號小于車速限制值、并且所計算的指令小于規定的初期值時，該期間判斷為加速行走期間，并輸出初期值的指令。
這種結構，與車速控制裝置的第一種結構一樣，當車速大于車速限制值時，該期間判斷為限車速行走期間，并使車速與車速限制值的偏差減小。即根據偏差值和控制增益，計算指令、并向調節器輸出。根據該指令控制調節器，進行限制車速的控制，因此限制車速時，不會損害乘坐的舒適感，可使車輛平穩地進行行走。
作業車輛的車速限制裝置的第四種結構為，它設有檢測作業車輛車速用的車速檢測器；車速控制裝置，該裝置用于預先設定車速限制值和比車速限制值小的規定車速界限值，并從車速檢測器輸入車速信號；驅動裝置，該裝置用于輸入車速控制裝置發出的指令；調節器，它通過驅動裝置進行驅動，并對踩入行程量進行修正和控制加速桿；車速控制裝置在車速信號大于車速界限值時，判斷為限車速行走期間，根據由車速信號與車速限制值的偏差值、或由車速信號計算的加速度和偏差值而得到的控制增益計算指令，將該計算的指令輸出，以減小偏差值；在車速信號小于車速界限值時，判斷為加速行走期間，輸出規定的初期指令。
這種結構與車速限制裝置的第二種結構一樣，當車速高于車速界限值時，為減小偏差值而進行限車速的控制。即，根據偏差值、加速度及控制增益，計算指令，并將該指令輸出到調節器。根據該指令信號，進行限車速的控制，因此車速超調量小，可迅速地將車速控制在車速限制值。
下面，對上述車速限制裝置的第三種或第四種結構中的相關發明進行說明。
調節器可以是氣缸或電機。另外，驅動裝置可以是電空閥，該電空閥至少要控制上述氣缸底部側及頭部側中任一側的空氣壓力。
車速限制裝置設有第1軸、第1構件及第2軸，其中第1軸用于在其外周上固定加速踏板；第1構件的一端固定在第1軸上，第1構件與踩入行程量成比例地圍繞第1軸的第1中心軸旋轉；第2軸在與第1中心軸相平行的第2中心軸方向上貫通第1構件的另一端，并支持在該第1構件上，可圍繞著第2中心軸自由旋轉；調節器使第2軸圍繞第2中心軸旋轉，第2軸通過調節器或加速踏板進行旋轉，也可做成使加速桿動作。
車速限制裝置還設有用于檢測踩入行程量的踩入行程檢測器和用于檢測加速桿的操作位置的加速桿操作位置檢測器，車速控制裝置輸入踩入行程量及操作位置，根據機械上的位置關系將操作位置換算成踩入行程量，并將該換算的踩入行程量與所輸入的踩入行程量進行比較，并進行故障診斷。
車速控制裝置也可以設有加減速/定速判斷裝置、控制增益變更裝置及限車速控制裝置，其中加減速/定速判斷裝置的作用是，當限車速行走期間的偏差值在超過規定時間之后仍繼續保持在規定值以下時，則判斷為車速穩定期間，在車速穩定期間以外時，則判斷為加減速期間，并輸出判斷結果；控制增益變更裝置用于根據判斷結果、輸出控制增益；限車速控制裝置的作用是，判斷是限車速行走期間還是加速行走期間，當判斷為限車速行走期間時，根據控制增益計算調節器的位置指令信號，并將它輸出，另外，當判斷為加速行走期間時，輸出作為調節器的初期值的指令信號。
車速限制裝置設有用于檢測踩入行程量的踩入行程檢測器，車速控制裝置可以根據與踩入行程量相對應的控制增益，計算位置指令信號的修正值，并輸出該位置指令信號修正值。
車速限制裝置也可設有警報裝置，該警報裝置的作用是輸入車速控制裝置發出的警報信號、并向駕駛員發出警報，在車速控制裝置根據位置指令信號修正值使加速桿處于全關位置、而且即使這種全關位置的狀態按規定時間繼續保持、偏差值也達不到規定值以內時，便可發出警報信號。
車速限制裝置也可設有控制常數設定裝置，該裝置設有用于預先設定車速限制值及控制增益的設定值輸入裝置，或設有設定值輸入裝置和用于顯示設定值的設定值顯示裝置，控制常數設定裝置和車速控制裝置相互輸出、輸入設定值之類的設定值信息。
車速限制裝置還可附設環境條件檢測裝置，該裝置用于檢測作業車輛的行走狀況及外部環境狀況，并將檢測出的狀況信號輸出到車速控制裝置，車速控制裝置選擇與狀況信號相對應的車速限制值及控制增益，計算出調節器的位置指令信號的修正值。
還可以在控制常數設定裝置上附設無線接收裝置、或無線接收裝置和無線發送裝置，把以無線接收方式從外部基站接收的設定值信息輸出到車速控制裝置內，以及(或)把從車速控制裝置輸入的設定值信息及狀況信號無線發送到外部基站。
車速限制裝置最好設有變速機、變速控制裝置及制動器控制裝置，其中變速機具有數個速度檔；變速控制裝置用于預先輸入判斷降速用車速值及判斷提速用車速值，并將判斷用車速值與現在的車速值進行比較，判斷速度檔是否可以變速，可變速時，向對應的速度檔輸出變速信號，控制變速機；制動器控制裝置用于根據制動器信號輸出制動器控制信號，來控制制動器；車速控制裝置根據控制增益計算位置指令信號的修正值，并根據位置指令信號修正值使加速桿處于全關位置，并且即使按規定時間繼續保持該全關位置的狀態，偏差值也達不到規定值以內時，輸出判斷降速或提速用車速值及制動器信號中的任一個。
對于這種車速限制裝置的第三種及第4種結構中附帶的發明的作用效果進行說明。
采用氣缸作為調節器，利用電空閥來控制氣缸底部側及頭部側的氣壓，這樣可使控制的響應性好。另外，通過調節器的動作來修正踩入行程量，其結構也可小型而簡單，因此對現有的結構也可容易地進行改造。
通過第1構件、第2軸等使加速桿動作時，加速桿通過加速踏板和調節器、與所修正的踩入行程量相對應地動作。
由于設有踩入行程檢測器和加速桿操作位置檢測器，因此利用從加速踏板至加速桿的機械上的位置關系，可以將加速桿操作位置的換算成加速踏板踩入行程量(踩入角度)。對該換算的踩入角度與實際的加速踏板踩入行程量(踩入角度)作比較，進行故障診斷，這樣可以得到可靠性高的車速限制裝置。
車速控制裝置設有加減速/定速判斷裝置、控制增益變更裝置及限車速控制裝置的情況下，與附帶在第一種結構及第二種結構的發明的作用效果一樣，可以在短時間內減小車速的偏差，響應性好，可改善車速的控制特性。
根據踩入行程檢測器所測出的踩入行程量來計算調節器的位置指令信號修正值時，由于根據踩入行程量進行計算，而使位置指令的修正量也為較大值，所以不管踩入量的大小，加減速時的響應性都良好。因此，當車速大大地高于高速限制值時，可以在短時間內達到車速限制值。
由于設有發出警報用的警報裝置，當加速桿全關位置的狀態持續規定時間、偏差值也達不到規定值以內時，與上述一樣，可以使駕駛員知道現在處于不能進行限車速控制的狀態。
此外，在設有控制常數設定裝置的情況下附設環境條件檢測裝置時，在控制常數設定裝置中附設無線接收裝置和無線發送裝置時，設有變速控制裝置和制動器控制裝置時，其作用效果與在上述第三種及第四種結構中所附帶的說明相同。
本發明作業車輛的車速限制方法的第一種方案是，該方法根據加速踏板的踩入行程量和車速，將車速控制在車速限制值以下，這種作業車輛的車速限制方法，其特征在于，當車速超過車速限制值時，判斷為限車速行走期間，為了使車速與車速限制值的偏差值減小，根據該偏差值計算出修正踩入行程量，并根據該修正踩入行程量控制車速；當車速低于車速限制值，并且修正踩入行程量比踩入行程量大時，判斷為加速行走期間，根據踩入行程量控制車速。
這種方案是對應于上述車速限制裝置的第一種結構的方法發明，可獲得同樣的作用、效果。
作業車輛的車速限制方法的第二種方案，其特征在于，預先設定比車速限制值小的規定車速界限值，當車速超過車速界限值時，判斷為限車速行走期間，為了減小車速與車速限制值的偏差值，根據由車速計算出來的加速度和偏差值，計算出修正踩入行程量，并根據修正踩入行程量來控制車速；當車速低于車速界限值時，判斷為加速行走期間，根據踩入行程量來控制車速。
這種方案是與上述車速限制裝置的第二種結構相對應的方法的發明，可獲得同樣的作用、效果。


圖1是本發明實施例1車速限制裝置的基本構成框圖；圖2是實施例1車速限制裝置的具體回路框圖；圖3A及圖3B表示實施例1的存儲在RAM內的地址和數據，圖3A是關于“允許重量以內”等數據的說明圖，圖3B是關于“過載時”的數據的說明圖；圖4是實施例1的限車速控制流程圖；圖5A表示實施例1的從車輛停止狀態開始的踩入角度隨時間變化的圖表；圖5B表示與圖5A相對應的車速隨時間變化的圖表；圖6是本發明實施例2車速限制裝置的基本構成框圖；圖7是實施例2車速限制控制裝置的具體電路框圖；圖8A、圖8B及圖8C是表示實施例2的模糊推論控制的隸屬度函數的圖表；圖8A是判定條件為車速偏差時的圖表；圖8B是條件為加速度時的圖表；圖8C是判定條件為載重時的圖表；圖9是實施例2的用模糊推論來說明控制的規則的圖表；圖10是本發明實施例3車速限制裝置的基本構成說明圖；圖11是實施例3車速限制控制裝置的具體電路框圖；圖12是實施例3的調節器中使用的氣缸和電磁閥的構成圖；圖13是圖10的XIII向視圖，是調節器的作用的說明圖14A及圖14B表示實施例3的存儲在RAM內的地址和數據，圖14A是關于“允許重量以內”等的數據的說明圖；圖14B是關于“過載時”及“陡坡時”的數據的說明圖；圖15是實施例3的限車速控制的流程圖；圖16是實施例3說明用模糊推論控制的規則的圖表；圖17A是表示實施例3的從車輛停止狀態開始的踩入角度隨時間變化的圖表；圖17B是表示與圖17A相對應的車速隨時間變化的圖表；圖18是實施例3的超車速警報處理的流程圖；圖19是本發明實施例4車速限制裝置的基本構成框圖；圖20是具有現有技術的車速限制裝置的翻斗汽車的側視圖；圖21是現有技術的車速限制裝置的構成概要說明圖；圖22是現有技術的車速限制裝置的加速踏板與具有機械式調速器的發動機的關系的說明圖；圖23是表示圖22的裝置的轉速控制特性的圖表；下面，根據附圖詳細說明本發明作業車輛的車速限制裝置及其方法的理想實施例。
圖1是實施例1的車速限制裝置，車速控制裝置10由限車速控制裝置11、控制增益變更裝置12及加減速/定速判斷裝置13構成。加速踏板1的踩入行程量(以下稱為行程量)通過加速踏板踩入行程檢測器2(以下稱為行程檢測器2)輸入限車速控制裝置11。車速檢測器3的車速信號輸入到限車速控制裝置11及加減速/定速判斷裝置13。限車速控制裝置11通過發動機控制裝置40、變速控制裝置60及制動器控制裝置70，分別控制發動機45、變速機65及制動器75。
加速踏板1是使作業車輛加速時使用的部件，通常位于駕駛座的腳底下，用腳進行操作。踩下加速踏板1的行程量與噴入發動機45的燃料噴射量成正比，使發動機45旋轉。該發動機的轉速是在根據行走阻力和負荷等大小確定的車輛所需轉矩與發動機輸出轉矩相平衡狀態下確定的，可以以與該轉速成比例的車速行走。行程檢測器2是檢測加速踏板1的行程量的傳感器。在本實施例中，加速踏板1以支點A為中心旋轉時所檢測的旋轉角度即為行程量。車速檢測器3是檢測作業車輛的車速用的。
本實施例的車速控制裝置10，是由限車速控制裝置11、控制增益變更裝置12及加減速/定速判斷裝置13構成，但也可以只有限車速控制裝置11。
限車速控制裝置11，將踩入行程信號和車速信號輸入，當車速信號比車速限制值小時，將輸入的踩入行程信號向發動機控制裝置40輸出。另外，車速信號一旦比車輛限制值大時，修正所輸入的踩入行程信號，以使車速信號與車速限制值的偏差值減小，將該修正的踩入行程信號作為新的踩入行程信號，向發動機控制裝置40輸出。
加減速/定速判斷裝置13，是在限車速控制裝置11為限制車速而修正踩入行程信號、進行車速控制期間，判斷現在的車速是車速穩定期間還是加減速期間用的。將該判斷結果向控制增益變更裝置12輸出。控制增益變更裝置12，將車速為穩定期間或加減速期間的判斷結果輸入，并將適合于此的控制增益值向限車速控制裝置11輸出。發動機控制裝置40，將踩入行程信號或修正的踩入行程信號輸入，控制燃料噴射量、向發動機45供燃料，以使燃料噴射量適合于該行程量及燃料噴射期適合于這時的發動機轉速。發動機45通過供給燃料而進行旋轉。
變速控制裝置60，從限車速控制裝置11輸入對應于各速度檔的降速和提速時的轉換車速值數據以及現在的車速值數據，對該轉換車速值數據與現在的車速值數據進行比較，判斷應該提速還是降速。需降速或提速時，轉換變速控制閥、控制變速機65，使其位于對應的速度檔。
制動器控制裝置70，從限車速控制裝置11輸入制動器動作信號，根據該信號使制動器控制閥動作，并控制制動器75。警報裝置77，從限車速控制裝置11輸入警報信號，根據該警報信號向駕駛員發出警報。警報裝置77具有蜂鳴器聲音、警報聲音、警報燈或警報信息顯示裝置等，最好將警報裝置設在駕駛員在駕駛中也能容易地確認警報內容的位置。
在圖2中，作為行程檢測器2的一例的電位計是安裝在與加速踏板1的旋轉支點A同步旋轉的規定部位。調整并固定電位計的旋轉范圍，以使該電位計的輸出電壓與行程量成正比。
另外，使用脈沖發生器作為車速檢測器3，并將它固定在與驅動后輪的旋轉軸同步旋轉的軸上。脈沖發生器，就是輸出單位時間的脈沖數與輸入回轉軸的轉速成比例的脈沖列的裝置，通過對單位時間的輸出脈沖數計數，計算驅動后輪的轉速，便可以檢測出車速。
發動機控制裝置40，是由發動機控制器41、燃料噴射量控制電磁閥42、燃料噴射期控制電磁閥43及燃料噴射泵44構成。發動機控制器41，是由限車速控制裝置11輸入踩入行程信號(以下稱為行程信號)或修正的踩入行程信號(以下稱為修正行程信號)，并由發動機轉速檢測器(未圖示)輸入發動機45的轉速信號。發動機控制器41計算與該行程量相當的燃料噴射量，與此同時，計算與此時的發動機轉速相對應的燃料噴射期，向燃料噴射量控制電磁閥42(以下稱為噴射量控制閥42)及燃料噴射期控制電磁閥43(以下稱為噴射期控制閥43)分別輸出燃料噴射量信號及燃料噴射期信號。
噴射量控制閥42及噴射期控制閥43，是輸出與輸入信號的電流大小成比例的油壓流量的比例電磁閥。與噴射量控制閥42的輸出油壓流量成比例地設定燃料噴射泵44的燃料噴射量。另外，與噴射期控制閥43的輸出油壓流量成比例地設定燃料噴射泵44的燃料噴射期。
變速控制裝置60，是由變速控制器61及變速控制閥62構成。變速控制器61，從限車速控制裝置11輸入對應于各速度檔的降速和提速時的轉換車速值數據、以及現在的車速值數據，對轉換車速值數據及現在的車速值數據進行比較，判斷是否需降速或提速。需降速或提速時，向變速控制閥62輸出對應的速度檔信號。變速控制閥62，是根據速度檔信號而動作的轉換電磁閥，用于轉換變速機65的速度檔。
制動器控制裝置70，是由制動控制器71及制動器控制閥72構成。制動器控制器71，由限車速控制裝置11輸入制動器動作信號，根據該信號，使制動器控制閥72動作，控制制動器75。制動器75，一般用于連續地控制作業車輛的行走車速，因此，在本實施例中采用減速器制動器(retarderbrake)。該減速器制動器通過油壓或氣壓動作。進行多檔控制減速器制動器時，使用伺服閥等作為制動器控制閥72，模擬地控制流量。進行ON/OFF控制時，也可以在制動器控制閥72中使用通常的轉換閥等。警報裝置77，由警報蜂鳴器及指示燈構成。為了使駕駛員在運行中能引起注意，最好通過視覺和聽覺進行報警為好。
車速控制裝置10如圖2所示，由一般的微機系統構成。CPU 20是構成微機系統中樞的微機，是內部具有存儲裝置、演算處理裝置、執行控制裝置及輸出入接口部等的一般性微機。ROM 21對系統程序進行存儲，該系統程序用于決定系統的執行順序。RAM 22是通常的隨機存取存儲器，它可以自由地讀出和寫入，它用于存儲控制車速時所使用的數據，例如車速限制值和控制增益等各控制常數及用于計算和控制的臨時性數據等。CPU 20，通過ROM 21、RAM 22及其它周邊的數據輸出入接口、數據及控制總線20a進行各數據的存取。
中斷計時器23，是每隔所設定的規定時間間隔向CPU 20輸出中斷信號23a用的。CPU 20，一接受中斷信號23a，就強制性地中斷現在進行中的處理，優先進行與中斷信號23a對應的中斷處理，中斷處理終了后，再開始中斷處的處理。決定中斷時間間隔的上述規定時間值，是由剛接通電源后的初始化程序進行設定。
A/D轉換器24(以下稱為A/D 24)，用于將檢測行程量的電位計發出的模擬電壓信號變換成數字信號，該數字值通過總線20a向CPU 20輸出。被變換的數字值的輸出比特(二進位數)數增多時，可以高精度地檢測行程量，也可以精細地計算行程信號的修正量，因此可順利地控制車速。
計數器25，將脈沖發生器發出的脈沖列輸入，并對其脈沖數計數。該計數值通過總線20a向CPU 20輸出。CPU 20，每單位規定時間使用中斷計時器23，發生周期中斷信號23a，在實行中斷處理時輸入計數值，與此同時，將復位指令輸出到計數器復位26中。計數器復位26，一旦輸入該復位指令，便一次將復位脈沖輸出到計數器25中，使上述計數值數據返回零值。計數器25，重新開始對脈沖發生器發生的脈沖數進行計數，繼續反復上述過程。輸入CPU 20中的計數值，相當于每單位時間的驅動后輪的轉速，因此用驅動后輪的輪胎直徑計算每單位時間的行走距離即車速。
輸出寄存器27(以下稱寄存器27)，向發動機控制器41輸出行程信號或修正的行程信號，最好該輸出比特(二進位數)數比通過A/D24變換的行程量數值的輸出彼特數要多。輸出寄存器28(以下稱為寄存器28)，向變速控制器61輸出降速及提速時的轉換車速值數據及現在的車速值數據。輸出寄存器32(以下稱為寄存器32)，向制動器控制器71輸出制動器動作信號。如上所述，高精度并平穩地進行制動控制時，必須增多輸出比特數。
輸出寄存器33(以下稱為寄存器33)，向警報裝置77輸出警報信號。在本實施例中，由于警報裝置77中使用警報蜂鳴器及指示燈，因此作為警報信號最少可以使用1比特輸出。警報裝置77中使用文字顯示器和圖形顯示器等時，必須輸出很多的警報信息數據等，但如果通過例如串行通信進行發送，則可簡化警報裝置77的配線電纜。
下面，對實施例1的車速限制裝置的工作加以說明。
關于微機系統的車速限制(作為主體)的主要功能如下。
(1)相當于限車速控制裝置11的功能通過計數器25輸入車速脈沖計數值，計算車速并將該車速值寫入RAM22的規定地址內。另外，通過A/D24輸入加速踏板1的踩入角度。讀出存儲在RAM 22內的車速限制值或規定的車速限制值，與上述車速進行比較，當車速小時，將踩入角度數據直接輸出到寄存器27中，控制發動機1的燃料噴射量。
當車速比車速限制值或規定的車速限制值大時，計算上次輸出的踩入角度數據的修正值，將該修正踩入角度數據輸出到寄存器27，以便于減小車速與車速限制值的偏差。這時，從RAM22內的規定地址讀出用于計算踏入角度數據的修正值的控制增益值。在限制車速行走過程中，反復進行上述處理。判斷出需限制車速行走的期間終結、可以轉換到加速行走時，將實際的踩入角度數據輸出到寄存器27中。
(2)相當于加減速/定速判斷裝置13的功能讀出存儲在RAM 22內的車速值和車速限制值，計算兩者的偏差，該偏差值在規定值以下、并且在超過規定時間之后還繼續維持時，判斷為車速穩定期間。在該車速穩定期間以外時，判斷為加減速期間，將這些判斷結果寫入RAM22的規定地址內。
(3)相當于控制增益變更裝置12的功能讀出RAM 22內的上述車速穩定期間及加減速期間的判斷結果，將與該判斷結果相對應的控制增益值寫入RAM 22的規定地址內。
下面對于以上(1)～(3)詳細地進行說明。各控制常數及控制中使用的臨時性的數據等存儲在RAM 22內。為進行說明，將這些數據存儲在圖3A及圖3B的所示的地址中，假設這些數據的最前面的地址為F，并假設實際的加速踏板踩入角度如圖1所示為θop。另外，圖4表示轉變到限車速行走的判斷標準即車速界限值與車速限制值相等情況下的控制流程。以下，參照圖1～圖4對于限車速控制流程進行說明。另外，各步驟例如象“步驟201”寫為“S201”那樣，將“步驟”用“S”表示。
S201現在車輛從停止狀態起動，假設加速踏板1被踩到踩入角度θop。由于從行程檢測器2(電位計)輸出與踩入角度θop成正比的電壓Sθ，因此CPU 20通過A/D24將上述電壓Sθ輸出。同時，CPU 20從計數器25輸入由車速檢測器3(脈沖發生器)發生的脈沖列Pθ的計數值。然后，CPU 20根據脈沖列Pθ的計數值和存儲在RAM 22內規定地址的驅動后輪輪胎直徑數據，計算單位時間的移動距離，并換算為車速值Vθ。將車速值Vθ一次存儲在RAM 22的規定地址內。
S202判斷是否在限車速行走中，是在限車速行走中時，進入S206進行處理，不是在限車速行走時，進入S203。起動時到進入S203。
S203對存儲在RAM22規定地址內的車速限制值(以下用VLIM表示)與上述車速值Vθ進行比較，Vθ比VLIM小時，進入S204。Vθ超過VLIM時，進入S205。
S204該處理為加速行走時的處理。即，將與輸入的電壓相當的踏入角度數據θop輸出到寄存器27中。然后，CPU 20的處理返回S201。對于該處理進一步進行說明，一旦將踩入角度數據θop輸出到寄存器27內，發動機控制器41便將相當于踩入角度數據θop的燃料噴射量指令轉換成電流指令，并輸出到噴射量控制閥42中。另外，發動機控制器41，對與從發動機轉速傳感器(未圖示)輸入的發動機轉速相對應的燃料噴射期進行計算，將相當于該燃料噴射期數據的燃料噴射指令轉換成電流指令，并輸出到噴射期控制閥43中。燃料噴射泵44，通過噴射量控制閥42和噴射期控制閥43，控制向發動機45的燃料噴射。因此，發動機45對應于該燃料噴射量進行旋轉，達到車輛行走所需轉矩和行走阻力等與發動機輸出轉矩相平衡的轉速。這樣，車速逐漸提高，加速踏板慢慢地踩入到角度θop時，車速大體上追隨到此而平穩地進行加速。
S205進入限車速行走狀態，為了將此后的處理轉換到限車速控制處理，在限車速行走中，將標志寫入RAM 22的規定地址內，進入S206。
S206判斷車速控制的行為，判斷是車速穩定期還是加減速期。本實施例的情況如下，是根據車速偏差大小和認為其偏差小期間的經過時間，進行判斷。即，首先用公式“Ve＝VLIM-Vθ”求出車速限制值VLIM與車速值Vθ的偏差值Ve，將車速偏差值Ve寫入RAM 22的規定地址內。然后進行比較，偏差值Ve的絕對值是否比規定值Vα(正的常數)小。偏差值Ve的絕對值比規定值Vα小時，進一步計測該狀態的經過時間。其經過時間比規定的時間tα大時，判斷為進入車速穩定期間。另外，不滿足上述條件時，判斷為加減速期間。將該判斷結果作為加減速/定速判斷結果標志寫入RAM 22的規定地址內。根據該加減速/定速判斷結果標志，如果判斷為車速穩定期間，則進入S208，如果為加減速期間，則進入S207。對于經過時間的計測，若使用中斷計時器，很容易進行處理。即，從偏差值Ve的絕對值比規定值Vα小時起，使計時器23開始工作，通過在程序上對該經過時間中的計時器周期中斷次數進行計數，便可計算出最終的經過時間。
S207從RAM 22內的規定地址讀入加減速期間的控制增益，將該控制增益寫入存儲了限車速時的控制增益KθRAM 22的規定地址內。這樣，設定加減速期間的控制增益作為限車速時的控制增益Kθ。通常，將加減速期間的控制增益適當地設定成較大的值。接著，進入S209。
S208在本步驟中，與S207一樣，讀入RAM 22內的車速穩定期間的控制增益，將該控制增益寫入存儲了限車速時的控制增益Kθ)的RAM 22規定地址內。這樣，便設定了車速穩定期間的控制增益。通常，將車速穩定期間的控制增益適當地設定成較小的值。下面，進入S209。
S209求車速限制值VLIM與車速值Vθ的偏差值Ve(＝VLIM-Vθ)。但，在本實施例中，由于在S206中已將偏差值Ve存儲在RAM 22的規定地址內。因此可以使用該偏差值Ve。然而，CPU 20每一定周期進行限車速處理。現在，將上次即第n次周期處理時所計算的、輸出到寄存器27中的踩入角度數據設為θn，將這時的修正值設為Δθn。在這次即第n+1次周期處理時，用數學式“Δθn+1＝Kθ×Δθmin”求踩入角度數據的修正值Δθn+1。在此，Kθ是S207或S208中求出的車速限制時的控制增益，從RAM22內的規定地址讀入。Δθmin是用于求Δθn+1的規定的最小修正量單位。下面，進入S210。
S210在S206或S209中所求出的偏差值Ve滿足數學式“Ve＝VLIM-Vθ≤0”時，進入S211。另外，不滿足上述數字式時，進入S213。
S211車速Vθ為超過車速限制值VLIM的狀態，必須進行減速。因此，這次即第n+1次周期處理的踩入角度數據θn+1，用數學式“θn+1＝θn-Δθn+1”進行修正，并輸出到寄存器27內。在此，θn是上次輸出時寫入RAM 22內的踩入角度數據，假設第1次的踩入角度為θop。另外，為了下次使用θn+1，故要寫入RAM 22內的規定地址。下面，進入S212。
S212將所求出的踩入角度數據θn+1輸出到寄存器27內。到此，這次的周期處理終結，從S201開始進行下次的周期處理。
S213這時的狀態為車速Vθ比車速限制值VLIM低的狀態，必須進行加速。因此，用數學式“θn+1＝θn+Δθn+1”求這次即第n+1次周期處理的踩入角度數據θn+1。下面，進入S214。
S214判斷限車速行走是否終了，必須向加速行走轉換。即，在車速Vθ低于車速限制值VLIM狀態下，有時實際的踩入角度θop減小了。另外，還有時由于上坡等原因使行走負荷增大，用與實際踩入角度θop相當的發動機輸出指令，但得不到比行走負荷更大的轉矩。因此，在本步驟中，判斷所計算出第n+1次的踩入角度數據θn+1是否比實際的踩入角度θop要小，判斷為小的情況下，為了繼續進行原來的限車速行走，進入S212。另外，判斷為大的情況下，為了終止限車速行走，進入S215。
S215清除限車速行走標志，從下次開始周期處理時轉換到加速行走處理。
根據以上控制流程，對進行限車速行走時的處理流程作具體說明。圖5A和圖5B模式性地表示車輛從停止狀態起動、加速踏板慢慢地被踩到踩入角度θs、進而被踩到踩入角度θa時的實際踩入角度θop的時間經過以及與此相對應的車速變化情況。因此，當加速踏板1慢慢地被踩入到角度θs時，與角度θs相對應的車速Vs比車速限制值VLIM要小，控制流程便按步驟S201至S204的順序進行處理，邊進行通常的加速行走，邊平穩地進行加速。車速達到Vs后，以車速Vs進行加速行走。
下面，假設加速踏板1從踩入角度θs快速地被踩到踩入角度θa，假設與該踩入角度θa相對應的車速γa比車速限制值VLIM要大。
在開始加速階段，由于車速值比車速限制值VLIM要小，因此如上所述，按S201～S204的順序進行處理。CPU 20，將與電壓Sθa相對應的踩入角度數據Vθa輸出到寄存器27內。與此相對應，發動機控制裝置40快速地加速發動機的旋轉，因此車速被加速而達到車速Va。
在上述加速過程中，車速值Vθ比車速限制值VLIM大時(S203)進入限車速行走狀態，于是進入S205、S206。在從加速行走到進入限車速行走狀態的初期階段，如圖5B所示，可看作加減速期，因此進入S207。進一步按S209～S212進行處理，從下次的周期處理開始按S201、S202、S206及S207～S212順序反復進行各步驟。
這時，如圖5B所示，車速Vθ一旦超過車速限制值VLIM后，逐漸進行減速，到某時刻下降到低于車速限制值VLIM。因此，其后進行S209～S210的處理時，分支出S213，并進入S214和S212，從下次周期處理開始按S201、S202、S206、S207、S209、S210、S213、S214、S212的順序反復進行。
另外，在進行減速過程中，有時車速Vθ比VLIM+Vα低、偏差的絕對值比Vα小。從這時起，在S206判斷是否進入車速穩定期，并開始計測穩定期經過時間。由于按照S213的處理，車速再次被加速，車速逐漸上升，在上升過程中車速增大到超過車速限制值VLIM。在該過程中，在S206開始計測車速穩定期間的上述經過時間以后，在車速Vθ不低于VLIM-Vα情況下，當所計測的經過時間達到規定時間tα以上時，判斷為車速穩定期間。接著，按S201、S202、S206～S208、S209進行處理，可選擇車速穩定期間的控制增益作為限車速時的控制增益Kθ。
在限車速控制中如果由于負荷急劇變動，車速偏差的絕對值比Vα大的情況下，這時立即轉換成加減速期的控制增益，使車速偏差在短時間內減小。因此可以改善負荷急劇變化時的車速控制的響應性。如上所述，邊逐漸將車速控制到車速限制值VLIM，邊穩定地進行行走。
當駕駛員慢慢地恢復加速操作時，實際的踩入角度θop減小，所計算出的第n+1次的踩入角度數據θn+1比實際的踩入角度θop要大。這時，按S214～S215進行處理，到此限車速行走終結。這以后，再次根據實際的踩入角度θop而轉換到所謂加速行走。
在本實施例中，為了易于進行說明，假設判定是否需從加速行走轉變到限制車速行走的判定標準車速界限值與車速限制值VLIM相等。這時，由圖5B也可知，車速Vθ必定超過車速限制值VLIM。因此，為了減小車速Vθ的超出規定量、迅速地控制到車速限制值，用于判定是否需轉變到限車速行走的判定標準車速界限值也可以設定成比車速限制值VLIM小的值(VLIM-Vβ)。在此，Vβ為比Vα大的正整數。
在這種情況下，判定車速Vθ是否比(VLIM-Vβ)大，車速Vθ比(VLIM-Vβ)大時，可看成進入了限車速行走期。然后，求與加減速期及車速穩定期相對應的各控制增益，并求第n+1次周期處理的踩入角度數據的修正值Δθn+1。這時，考慮車速的偏差值和加速度的大小而求修正值Δθn+1。例如，即使偏差值小而加速度大時，將修正值Δθn+1選擇得大些，可盡快減小車速。并且，與上述一樣，根據修正值Δθn+1，求θn+1并輸出。此外，根據車速信號進行計算，以單位時間的車速變化量計算加速度。另一方面，車速Vθ比(VLIM-Vβ)小時，轉變到加速行走并輸出實際的踩入角度θop。
這樣，車速Vθ接近車速限制值VLIM、并超過(VLIM-Vβ)的話，則可以加快進行車速限制，因此不會大幅度超過車速限制值VLIM。
如上所述，根據實施例1，判斷車速穩定期和加減速期，將適用于該期間的控制增益Kθ用于限車速的控制，因此限車速控制時的響應性好。另外，在不對車速穩定期和加減速期進行判斷的情況下，通過一定的控制增益Kθ也可以進行控制。在這種情況下，由于沒有控制增益變更裝置12及加減速/定速判斷裝置13，因此限車速控制裝置11相當于車速控制裝置10。也就是說，限車速控制裝置11如圖3A和圖3B所示，具有限車速控制所需的各控制常數，按照上述流程可以進行控制。另外，將用于判斷是否應轉變到限車速行走的將判斷標準車速界限值設定成比作為目標的車速限制值VLIM小的值(VLIM-Vβ)時，可以使車速的超出規定量減小，可迅速地控制在車速限制值。
在本實施例中，各次周期處理中的踩入角度數據的輸出值，是通過按使車速偏差減小的方向以微小量修正上次輸出值而求出的。由于該修正值的大小不同，使控制的響應性受影響，所以必須計算出適合于控制的修正值。例如，在上述S209中，為求修正值Δθn+1，將規定的最小修正量單位Δθmin設定為不會導致控制不穩定的較小值。在這種情況下，如果實際的踩入角度比與車速限制速度相當的踩入角度大得多話，則即使按照較小的最小修正量單位Δθmin來修正踩入角度數據的輸出值，穩定到車速限制速度也要花費較多時間。
因此，如果根據實際的踩入角度大小來計算最小修正量單位Δθmin，則可以改善響應性。例如，對于實際的踩入角度θop，可以用數學式“θop/K”求最小修正量單位Δθmin。這里，K為考慮了車速控制穩定性的正的常數，通過實驗求出。本發明者們通過實驗確認，在最佳地設定常數K的情況下，比采用較小值的最小修正量單位Δθmin可更大地改善響應性。
在陡的下坡上行走時，即使不踩加速踏板1也因車輛重量而加速，產生所謂慣性行走狀態。特別是由于翻斗汽車搬運大量砂土等重物，容易產生慣性行走狀態。如果在限車速時產生慣性行走狀態，即使以零輸出修正踩入角度數據，也就是即使輸出停止加速信號，車速值往往也會超過車速限制值。這種不能進行限車速控制的狀態一開始，CPU 20就使用中斷定時器23，開始計測這種狀態的繼續時間。繼續了規定時間時，CPU 20就向寄存器33輸出蜂鳴器及指示燈77的動作指令，使駕駛員知道處于不能進行限車速控制的狀態。
另外，在慣性行走狀態下僅通過發動機控制不能限制車速時，如果將變速檔降速或使制動器動作，則可高速度地進行限車速控制。并且在限車速控制過程中，難以將速度檔提速，維持現在的速度檔，這樣，制動力增大，因此，容易進行限車速控制。
例如，一旦CPU 20向寄存器32輸出制動器動作指令數據，則制動器控制器71就使制動器控制閥72動作，開動制動器75，車速漸漸地下降。然后，達到規定的車速后，CPU 20向寄存器28輸出比現在的判斷降速用車速值數據大的判斷降速用車速值數據。變速控制器61判斷為需比通常的降速時更快速地降速，使變速控制閥62動作，并使變速機65降速。這樣，控制發動機時，可獲得更大的制動轉矩，因此即使在慣性行走的狀態下大多也可限制車速。
此外，CPU 20，向寄存器28輸出比現在的判斷提速用車速值大的判斷提速用車速值。根據該輸出，變速控制器61判斷為需比通常提速時更晚些提速，因此難以提速，可以維護現在的制動扭矩、即大的速度檔。
下面，對于本發明實施例2加以說明。本實施例是系統地使翻斗汽車運行的情況。
圖6及圖7的基本構成與實施例1相同，但為了有效地進行系統管理及運行管理，設有控制常數設定裝置5，該裝置可任意地輸入控制常數數據，或通過外部基站和無線裝置可發送、接收控制常數數據。此外，為了進行適合外部環境條件的限車速控制，設有外部環境條件檢測裝置7。控制常數設定裝置5和外部環境條件檢測裝置7附設在限車速控制裝置11內。在此，對這兩種裝置的特點加以說明。
控制常數設定裝置5用于設定控制常數等，它至少設有設定值輸入裝置5a，也可根據需要設置設定值顯示裝置5b。關于設定值輸入裝置5a，若采用例如按鍵開關和數字開關等直接進行數據輸入，或采用帶有顯示器的接觸式開關進行輸入，則操作性好。設定值顯示裝置5b用于確認上述所輸入的設定值等，具有例如LED顯示、7段顯示、或象等離子顯示器那樣的文字顯示器、或圖形顯示器等。
控制常數設定裝置5，將所輸入的設定值信息信號向限車速控制裝置11輸出，并且從限車速控制裝置11輸入要顯示的設定值信息信號。因此，在控制常數設定裝置5與車速控制裝置10之間，必須發送、接收很多的設定值數據，所以最好通過例如RS232C之類的串行(serial)通信進行發送、接收。通過串行通信，可以簡化配線電纜和接口電路。為此，本實施例的控制常數設定裝置5具有串行通信控制器5C。
另外，在車速控制裝置10內也具有另一串行通信控制器34。串行通信控制器34，是與控制常數設定裝置5進行串行通信，其內部具有輸出輸入數據用寄存器、串并行變換部及串行通信控制部。從控制常數設定裝置5所串行發送的數據，通過串行通信控制部接收，并通過串并行數據變換部將串行數據變換成并行數據，存入數據輸出輸入用寄存器。CPU 20，通過該數據輸出輸入用寄存器輸入接收數據。反之，由CPU 20進行發送的情況下，如果輸出向數據輸出輸入用寄存器數據，則通常串并行數據變換部將并行數據變換成串行數據，并通過串行通信控制部發送串行數據。
另外，控制常數設定裝置5，還可設有無線接收裝置5d及無線發送裝置5e，以便與外部的無線基站進行通信。用無線接收裝置5d所接收的數據送入設定值顯示裝置5b，同時通過串行通信控制器5c向車速控制裝置10內的串行通信控制器34發送。CPU 20，從串行通信控制器34讀入該數據，并寫入RAM 22的規定地址內。
反之，CPU 20通過串行通信控制器34，將RAM 22內的控制常數數據等向串行通信控制器5e發送。該數值被送入設定值顯示裝置5b，同時從無線發送裝置5e向外部局發送。從設定值輸入裝置5a所輸入的數據與實施例1一樣，發送到車速控制裝置10內，同時由無線發送裝置5e向外部基站發送。
對限車速控制的特性有影響的外部環境條件是各種各樣的。具有代表性的，例如載重量、車輪的打滑狀況、車輪的狀況、路面坡度大小及路面行走阻力等。在本實施例中，對檢測載重量及路面坡度的大小、在此基礎上選擇最佳的控制常數的例子進行說明。
與以往一樣(參照圖20及圖21)，分別設置懸置油缸83、85及壓力傳感器89作為載重量檢測裝置。在車速控制裝置10內，設有A/D轉換器35、36(以下稱為A/D 35、36)，該轉換器用于輸入壓力傳感器89發出的模擬信號。CPU 20，通過A/D 35、36輸入壓力傳感器89發出的壓力值。設置車身傾斜角檢測器55，作為路面坡度大小的檢測機構。車身傾斜角檢測器55設在與路面坡度大小大體上等同的車身81的規定位置上。在車速控制裝置10內，設有A/D轉換器37(以下稱為A/D 37)，該A/D 37用于輸入由車身傾斜角檢測器55發出的模擬信號，CPU 20通過A/D 37將車身傾角輸入。
下面，對實施例2的作用加以說明。
例如，如圖3A及圖3B所示，將裝載重量在允許值以內時的各控制常數、過載時的各控制常數及陡坡時的各控制常數存儲在RAM 22內。如果將這些控制常數設定為能適合于晴天和雨天時的路面，則能更加高精度地進行車速控制。系統管理人員為了在晴天時或雨天時重新設定車速限制值及控制增益值等控制常數，使用控制常數設定裝置5。由于將這些控制常數寫入RAM 22內，因此可以自由地變更設定值。控制常數值通過設定值輸入裝置進行輸入，由控制常數設定裝置5內的串行通信控制器5c向車速控制裝置10內的串行通信控制器34發送，再通過CPU 20寫入RAM 22的規地址內。
另外，由于這些控制常數值是控制方面的非常重要的數據，因此，通常應僅由系統管理人員自由變更。除管理人員以外，其他人員不能變更控制常數，所以，最好平時從車速控制裝置10上卸下控制常數設定裝置5，只有在管理人員需要時，再接上控制常數設定裝置5便可使用。因此，在連接兩者的電纜上設置能自由裝卸的連接器為好。
在系統內，大多數情況下有數臺翻斗汽車，統一地設定這些控制常數時，以無線方式進行控制常數的數據輸入。例如，在設在工程現場內的系統管理室中，設置基站的無線發送、接收裝置，系統管理人員從這里以無線方式將控制常數發送給裝在各翻斗汽車上的控制常數設定裝置5。各控制常數設定裝置5，通過串行通信控制器5c將所接收的控制常數發送給串行通信控制器34，CPU 20將該數據輸入，并寫入RM 22的規定地址內。
對所寫入的各控制常數進行確認時，同上述一樣，由基站以無線方式發送要確認數據的指令，設定值顯示裝置5b便通過串行通信控制器34，將需要數據的信號發送給CPU 20。對此，CPU 20通過串行通信控制器34將控制常數發送給設定值顯示裝置5b，同時設定值顯示裝置5b通過無線發送裝置5e將它發送到基站。
設置無線發送、接收裝置時，各控制常數設定裝置5的通信電纜必須經常連接在車速控制裝置10上，以便于可時常接收數據。但是，在控制常數設定裝置5內設置設定值輸入裝置5a時，為了使除管理人員以外的人員不能變更控制常數，必須設保護按鍵開關等，以利于不能隨意變更數據。
對裝載重量進行計測時，CPU 20通過A/D35、36將壓力傳感器89發出的裝載砂土等時的壓力信號輸入，并根據其與預先所輸入的空載時的壓力信號之差，求出裝載重量。CPU 20根據該裝載重量信號，判斷是否過載，過載時從RAM 22內的規定地址輸入相應的控制常數，用該控制常數進行限車速控制的周期處理。
另外，CPU 20通過A/D 37輸入由車體傾斜角檢測器55發出的車體傾斜角信號，判斷路面的坡度大小。若路面為大于規定值的陡坡，則從RAM 22內的規定地址輸入適合于陡坡的控制常數，用該控制常數進行限車速的控制。這樣，可以進行適合于外部環境條件的限車速控制。
另外，在實際的限車速行走中，有很多應考慮的環境條件，但各種環境條件復雜地交錯在一起，各條件相互影響。因此，按圖4的流程進行控制時，必須按每一種狀態預先求出適合于在很多環境條件綜合狀態下限車速行走時的各控制常數。但是，控制常數的調整工作需要化費很多的勞力和費用。即使這樣求出了控制常數，如果不能保證調整成最佳值，用該控制常數進行實際的限車速行走時的行為，駕駛人員也有可能不適應。
在上述情況下，在控制中采用模糊推論是非常有效的，在很多條件范圍內可獲得穩定的控制特性，并且調整作業也非常簡單。下面對應用模糊推論的車速控制裝置10進行說明。對在圖4的控制流程中根據裝載重量、車速偏差及加速度，并應用模糊推論，求例如S207及S208中采用的控制增益Kθ的情況進行說明。具體的模糊推論由CPU 20進行。以下，為了簡化說明，不再闡述CPU 20所進行的工作。
將作為判斷條件的裝載重量、車速偏差及加速速度的隸屬度函數示于圖8A、圖8B及圖8C。分別用橫坐標表示各判斷條件的大小，用縱坐標表示各判斷條件被規一化后的隸屬度。另外，圖9表示為決定控制增益Kθ大小的各規則的例子。在控制車速的各次周期處理中，將所輸入的裝載重量、車速偏差及加速度的大小應用對應的隸屬度函數，并求該條件的隸屬度。用該條件值、并參照上述規則，通過一般的max-mim合成重心法可以計算控制增益Kθ。另外，加速度的計測是在每次周期處理中存儲所輸入的由車速檢測器3發出的脈沖數，根據該脈沖數的差值求出的。
在本實施例中，將各隸屬度函數的橫坐標的基準值按車速穩定期間和加減速期間轉換為兩個值，進行模糊推論。例如，假設圖8A的車速偏差值隸屬度函數的橫坐標基準值為Vek，在車速穩定期間將Vek值設定為大些的數值(例如4km/h)，在加減速期間時將Vek設定為小些的數值(例如2km/h)。這樣，即使同樣大小的車速偏差值，在車速穩定期間時，認為偏差小些，控制增益被計算得小些，在加減速期間時，認為偏差大些，控制增益被計算得大些。這與實施例1中在車速穩定期間和加減速期間轉換控制增益是等同的，可提高控制的響應性。另外，關于加速度、裝載重量等，與實施例1一樣，也通過轉換橫坐標的基準值而可以轉換控制增益。
根據上面的實施例2，通過在控制常數設定裝置5中設置無線發送、接收裝置，系統管理人員即使在遠離作業車輛的系統管理室內，對于系統地運行的數個作業車輛，可以統一起來同時對適合于外部環境條件的控制常數任意進行設定。因此，可縮短系統管理時的變更控制常數的工時數。另外，由于準確地認識各種環境條件，使用適合條件的控制常數，因此可高精度而穩定地進行控制。通過應用模糊推論，對于錯綜復雜的環境條件也能容易地進行計算，擴大了可進行限車速行走的適用范圍。
下面，參照附圖就本發明實施例3進行說明。
圖10中，加速踏板1連接在第1軸141上，以便使第1軸141圍繞第1中心軸142只旋轉與加速踏板的行程量相對應的踩入角度θop。第1構件146的一端及第2構件147的一端，固定在第1軸141上。在第1構件146的另一端上，設有具有與第1中心軸142平行的第2中心軸50的貫通孔，將第2軸149插入該孔內，以便圍繞第2中心軸50自由旋轉。在第2軸149上，連接著第3構件148的一端，第2構件147的另一端與第3構件148的另一端之間，安裝著調節器4。調節器4在限制車速時，用于控制加速桿144，使第2軸149圍繞第2中心軸50旋轉。在第2軸149上，連接著第4構件51的一端，在第4構件51的另一端與加速桿144之間安裝有第5構件52。另外，第4構件51的另一端與第5構件52之間的安裝位置，只離開第1中心軸142一段規定的距離。
這樣，可使可通過調節器4的動作來修正踏入角度θop的結構小型化、簡單化，因此，可容易地對現有的作業車輛進行改造。現有作業車輛具有發動機45，該發動機設有機械式調速器。
此外，為了檢測加速桿144的操作量，設有加速桿操作量檢測器6(下稱操作量檢測器6)。操作量檢測器6實際就是電位計，這種電位計檢測出的第5構件52的直線性操作量，大體與加速桿144的操作量相等。該電位計6的檢測用桿的端部與第5構件52相連，電位計6的本體側固定在車體上。
與實施例1同樣的車速控制裝置110，是由限車速控制裝置111、控制增益變更裝置12、加減速/定速判斷裝置13構成的。加速踏板1的行程量，通過行程檢測器2輸入到限車速控制裝置111內。此外，車速檢測器3的車速信號，被輸入限車速控制裝置111及加減速/定速判斷裝置13內。限車速控制裝置111，通過驅動裝置140、變速控制裝置60及制動控制裝置70，分別對調節器4、變速機65及制動器75進行控制。
在本實施例中，行程檢測器2檢測的行程量，就是第1軸141圍繞第1中心軸142旋轉時的踏入角θop。車速檢測器3檢測作業車輛的車速。并且將該車速信號輸入限車速控制裝置111內。限車速控制裝置111用于當輸入的車速信號大于車速限制值時，或想提高車速時，通過驅動裝置140控制調節器4而修正加速踏板1的踏入角度，以便減小車速信號與車速限制值之差值。此外，限車速控制裝置111，收到行程檢測器2及操作量檢測器6的輸入信號之后，便對上述控制進行故障診斷和超車速警報的判斷。
加減速/定速判斷裝置13的作用是，當限車速裝置111正在修正上述踩入角度、并進行車速控制時，判斷現在的車速是處在車速穩定期，還是處在加減速期，判斷結果被輸出到控制增益變更裝置12內。該控制增益變更裝置12收到車速穩定期或加減速期的判斷結果后，便將相應于這種情況的控制增益值輸到限車速控制裝置111內。驅動裝置140，收到限車速控制裝置111發出的調節器驅動指令信號后，便根據該指令信號發出驅動調節器4的動力信號。調節器4便根據該動力信號而動作。
變速控制裝置60，收到限車速控制裝置111發出的對應于各速度檔的降速及提速時的轉換車速值數據及現在的車速值數據之后，便對該轉換車速值數據及現在的車速值數據進行比較，并判斷是否應該降速或提速。在該降速或提速時，對變速機65進行控制、使其變到相應的速度檔。制動控制裝置70，收到限車速控制裝置111發出的制動動作信號后，便根據這個信號控制制動器75。警報裝置77，收到限車速控制裝置111發出的警報信號后，便根據該警報向司機發出警告，同實施例1一樣。
在圖11中，作為行程檢測器2的電位計是固定的，以便檢測第1軸141圍繞第1中心軸142旋轉的旋轉角度。此外，操作量檢測器6同上述一樣，也是使用電位計，這些電位計可采用旋轉型的、亦可采用直線可動型的。車速檢測器3同實施例1的一樣，采用脈沖發生器。
作為修正加速踏板1的踩入角度的調節器4及驅動該調節器的驅動裝置140，可分別采用氣缸4a及電磁閥140a。氣缸4a及電磁閥140a的驅動方式，例如按圖12所示的方式。但，為了提高氣缸4a的控制的響應性，對底部側及頭部側的氣壓要同時進行控制。此外，為了控制系統發生故障時的安全性，將彈簧54收藏在氣缸4a的頭部一側內。電磁閥140a用于控制上述空氣壓力，把空氣泵供給的空氣壓力轉換成與輸入電流量的大小相對應的空氣壓力，然后輸出。
現在，假設電磁閥140a供給的底部側的空氣壓為PB、頭部側的空氣壓為PH、底部側及頭部側的氣缸受壓面積分別為SB、SH。另外，假設在氣缸內的該位置上的彈簧54從頭部側推氣缸的力為FS、氣缸的滑動阻力為FT。假設底部側的空氣壓推氣缸的力與頭部側的空氣壓推氣缸的力之差為P，則P用數學公式P＝PB·SB-PH·SH表示。當P滿足數學公式P＞FS+FT時，氣缸向頭部側移動(伸長)，當P滿足數學公式P＞FS-FT時，氣缸向底部側移動(縮短)。滑動阻力FT值小時，通過控制上述偏差P便可控制氣缸的伸縮長度。
此外，也可只控制底部側的空氣壓，將彈簧54收藏在氣缸4a的頭部側，進行簡單控制。在這種情況下，控制底部側的空氣壓PB，通過對數學公式P＝PB·SB-FS表示的差值力P進行控制，便可控制氣缸的伸縮長度。調節器4，例如也可用油壓缸、油壓電機及伺服電機等。在這種情況下，驅動裝置140可分別采用油壓轉換閥、油壓伺服閥及電動伺服泵等進行驅動。
變速控制裝置60由變速控制器61及變速控制閥62構成。變速控制器61與實施例1的區別是，輸入的數據(上述車速值及現在的車速值)是來自限車速控制裝置111(在車速控制裝置110內)。
車速控制裝置110，如圖11所示是由微機系統構成的，與圖2的車速控制裝置10的主要區別是附設有A/D(A/D轉換器)123、127。即，A/D 123將用于檢測加速桿的操作量的電位計6發出的模擬電壓信號轉變成數字值，該數值通過總線20a輸出到CPU內。D/A 127把CPU 20輸出的空氣壓控制指令數值轉變成模擬電流指令，并輸出與數值大小相應的電流。對氣缸4a的底部側和頭部側的空氣壓進行控制的本實施例，對各控制用的電磁閥140a設有D/A 127。
此外，CPU 20在規定的每個單位時間內進行周期中斷處理，并將計數值輸入，同時將計數器25復位，使計數值恢復到0。根據輸入CPU 20內的計數值，與實施例1一樣，計算單位時間內的行走距離即車速。
下面就本實施例車速限制裝置的作用進行說明。
首先，說明通過加速踏板1及氣缸4a執行的加速桿144機械性動作機理。當加速踏板1踩到踩入角度θop位置時，第1構件146及第2構件147與該踩入角θop相對應地圍繞第1中心軸142旋轉。當氣缸4a不動作時，由構件146、147、148及氣缸4a構成的聯桿便固定。因此，隨著該聯桿圍繞第1中心軸142的旋轉，通過第2軸149，第4構件51也圍繞第1中心軸142進行等量的旋轉。這時，第4構件51的另一端與第5構件52的連接位置，只離開第1中心軸142一段規定的距離，因此，通過上述旋轉，第5構件52根據踩入角度θop，使加速桿144做相應的旋轉運動。這樣，加速桿144便根據加速踏板1的踩入角θop的大小而動作。
其次參照圖13，就加速踏板1處于踩入角度θop狀態時氣缸4a的動作進行說明。氣缸4a動作，第3構件148圍繞第2中心軸50只旋轉一個Δθ角度時，第4構件51也同樣圍繞第2中心軸50只旋轉一個Δθ角。這樣，第5構件52使加速桿144根據Δθ角度做相應動作。這時，當氣缸4a伸長時，加速桿144便向減少燃料噴射量的方向動作。當氣缸4a縮短時，加速桿144便向增加燃料噴射量的方向動作。
上述Δθ角度小的時候，Δθ角度大體與氣缸4a的微小伸縮長度ΔL成比例，而且這時還大體與加速桿144的操作量ΔS成比例。因此，通過控制伸縮長度ΔL，可相應地修正加速踏板的踩入角度θop。此外，也可這樣進行控制，即可使用伺服電機等作為調節器，使第3構件148或第2軸149直接圍繞第2中心軸50旋轉而控制Δθ角度。在下述說明中考慮上述情況，就Δθ角度的控制進行說明。氣缸4a的伸縮長度ΔL的控制，基本上與控制調節器4的微小移動量是一樣的。
構成車速限制裝置110的微機系統的主要功能如下(1)相當于限車速控制裝置111通過計數器25，將車速脈沖計數值輸入；計算車速，并將該車速值輸入RAM 22的規定地址內。另外，通過A/D 24，將加速踏板1的踩入角度輸入。讀取存儲在RAM 22內的車速限制值或規定的車速界限值，并與車速進行比較，在車速小的情況下，繼續向D/A 127輸入現在的指令值，將氣缸4a固定在規定的初期位置上。這時，通過加速踏板1實施的加速桿144的動作只是進行機械性傳遞，控制發動機的燃料噴射量。
此外，當上述車速比車速限制值或規定的車速界限值大時，計算對加速桿144的動作量進行了修正的氣缸4a的動作指令值，把與該指令值相對應的電流指令數據輸到D/A 127內，以減小車速與車速限制值之差。這時，從RAM22內的規定地址讀取為了計算氣缸4a的動作指令值使用的控制增益。這樣，通過氣缸4a控制加速桿144的動作，控制發動機的燃料噴射量，使車速達到車速限制值。在限車速行走中，反復進行上述處理。當判斷為應限車速行走的期間已結束、應向加速行走期過渡時，再一次向D/A 127輸出規定的指令數據，使氣缸4a再次固定在上述規定的初期位置上。
(2)加減速/定速判斷裝置13及控制增益變更裝置12的作用與實施例1相同。
下面進行詳細說明。在RAM 22內，儲存有各控制常數及控制所使用的臨時性數據。為了說明，把這些數據儲存在圖14A及圖14B所示的地址內。另外，假設實際的加速踏板踩入角度如圖13所示為θop、氣缸4a不修正θop時的氣缸4a之初期長度為Lini、圍繞第2中心軸50旋轉的第4構件51的初期旋轉角度為θini。限制車速的控制流程示于圖15，下面參照圖10～圖15對限車速的控制流程進行說明。該控制流程，是假定CPU 20按每個規定的周期進行處理的控制流程，假設第n次周期處理時，氣缸4a的控制目標值為Ln、與此相對應的圍繞第2中心軸50旋轉的第4構件51的旋轉角度為θn。同實施例一樣，用S301......表示步驟301......。
S301車輛從停止狀態起動，設加速踏板1踩到踩入角度θop為止。第4構件51，與踩入角度θop的大小成比例地圍繞第1中心軸142旋轉，第5構件52根據該旋轉角度的大小操作加速桿144。根據這個操作量，發動機45增減轉速，車輛加減速度。與此同時，計數器25將車速檢測器3(脈沖發生器)所測得的脈沖列Pθ的計數值輸入到CPU 20內。于是CPU 20便根據脈沖列Pθ的計數值、以及RAM 22的規定地址內的驅動后輪的車輪直徑數據，計算單位時間內的移動距離，并換算成車速值Vθ。車速值Vθ，被一次性地存入RAM 22內的規定地址內。
S302根據RAM 22內的規定地址內的車速限制值VLIM和車速值Vθ，用數學公式“差值Ve＝車速值Vθ-車速限制值VLIM”，求出車速差Ve。下面，進入S304。
S303判斷車速值Vθ是否比規定的界限值“VLIM-Vβ”大，該界限值是表示進行限車速控制的領域的規定界限值。式中，Vβ是決定的界限速度值，為0或為正速度值。假設Vβ為規定的正速度值，則在到達車速限制值VLIM之前，提前進行限制車速的控制，可用較小的超出規定速度量控制在車速限制值VLIM。當車速值Vθ比上述界限值小時，為了進行加速行走則進入S304。此外，當車速值超過界限值時，為了進行限車速行走，則前進入S305。
S304假設第4構件51圍繞第2中心軸50旋轉的旋轉角度目標值θn+1為θini。因此，先求使氣缸4a伸長到初期長度Lini的底部側的力與頭部側的力之差P，設它為Pn。然后，進入S313。
S305判斷車速控制舉動是處在車速穩定期間，還是加速期間。本實施例是這樣進行判斷的。根據車速偏差Ve值大小以及認為該偏差較小的這一期間所經過的時間進行判斷。即，比較在S302階段求出的車速偏差Ve的絕對值是否比規定值Vα(正常數)小。當偏差Ve的絕對值比規定值Vα小時，進一步計測這個狀態所經過的時間。如果該經過時間比規定時間tα長，則可認為已進入了車速穩定期。此外，當不能滿足上述條件時，可認為是處于加減速期。該判斷結果作為加減速/定速結果標志記入RAM 22內的規定地址內。根據該加減速/定速判斷結果標志，如果進入了車速穩定期間，則進入S307，如果進入了加減速期間，則進入S306。
S306根據偏差Ve及加速度，求出對踩入角度θop進行過修正的旋轉角度目標值θn+1的微小變化量Δθn+1。這時，考慮并求出存入RAM 22的規定地址內的加減速期間的控制增益Kθ。通常，加減速期間的控制增益Kθ被設定為適當大的值。然后，進入S308。
S307與S306一樣，根據偏差Ve及加速度，求出對踩入角度θop進行過修正的旋轉角度目標值θn+1的微小變化量Δθn+1。這時，考慮并求出存入RAM 22的規定地址內的車速穩定期的控制增益Kθ。通常，車速穩定期間的控制增益Kθ被設定為適當小的值。然后，進入S308。
S308通過電位計6將加速桿現在的操作位置Sθ輸入，并判斷該操作位置是否全關，即是否位于空載位置以下。當位于全關位置以下時，進入S309，如果不是，則進入S311。
S309判斷在S307所求出的微小變化量Δθn+1是否在零以上，如果是在零以上則進入S310，如果不是，則進入S311。
S310由于不能將加速桿操作位置Sθ設在全關位置以下，所以將旋轉角度目標值θn+1設定為與上次的目標值θn相等。為此，將氣缸4a的上述差值Pn+1設定為與上次的Pn相等。這里，Pn是在上次輸出時讀取的存儲在RAM 22的規地址內的數據，頭一次的數據則是對應于初期長度Lini的Pini。另外，為了下一次使用所求出的Pn+1，則要存入RAM 22的規定地址內。然后，進入S312。
S311用S306或S307求出微小變化量Δθn+1和上次的目標值θn，根據數學公式“θn+1＝θn+Δθn+1”求出旋轉角度目標值θn+1。為此，要計算出與Δθn+1相對應的P的微小變化部分ΔPn+1，并根據“Pn+1＝Pn+ΔPn+1”來設定Pn+1，以便通過氣缸4a的動作而達到旋轉角度目標值θn+1。這里，Pn與上述一樣，是上一次輸出時的值，把求出的Pn+1存入RAM 22的規定地址內。然后，進入S312。
S312判斷旋轉角度目標值θn+1是否大于初期角度θini，如果大于θini，則氣缸4a處在可控制范圍內，因此，進入S313。此外，當旋轉角度目標值小于θini時，氣缸4a處于縮回狀態，為將旋轉角度目標值θn+1設定為初期角度，因此，進入到S304。θn+1比初期角度θini小，是在下述兩種情況下才出現這種現象在操作人員將實際踩入角度θop往回減小的情況下；在由于上坡等原因而使行走負荷增大，用與踩入角度θop相當的發動機出力，產生不了比該行走負荷更大的轉矩的情況下。
S313求出可滿足氣缸4a的差Pn+1的電磁閥140a之空氣壓力，并計算與該空氣壓力相對應的電流指令值。然后，通過D/A 127將該電流指令輸出。到此，這次周期處理結束，從S301開始進行下一個周期處理。
就上述S306、S307進行詳細說明。根據車速偏差Ve以及(或)加速度，求出對踩入角度θop進行過修正的旋轉角度目標值θn+1的微小變化量ΔθN+1，為將車速控制在一定值，通過一般的PID控制或使用模糊推論的控制便可做到這一點。
首先，關于PID控制，例如下面說明這樣一個實施例，即根據車速偏差Ve求微小變化量Δθn+1方法的實施例。
在第n+1次周期處理時刻，利用數學公式“Δθn+1＝Kθ×Δθmin2”來求出修正值Δθn+1。式中，Δθmin2是為了求Δθn+1而使用的“規定最小修正量單位”。該Δθmin2，也可使用偏差Ve，另外，也可以用為了使控制穩定而設定的規定值。但，Δθmin2是在考慮了偏差Ve的符號的基礎上設定的，當偏差Ve的符號為正時，Δθmin2的符號也為正。這樣，當車速Ve超過車速限制值VLIM時，將氣缸4a伸長，將加速桿144縮回。Kθ，是求Δθn+1所使用的規定控制增益。該控制增益，是根據加減速期間及車速穩定期間分別設定的，被存儲在RAM 22的規定地址內。
在S305，根據判斷結果，把加減速期間或車速穩定期間的控制增益輸入到RAM 22的規定地址內，該地址內存儲了限車速時使用的控制增益Kθ。在S306、S307中，從上述地址中讀取限車速時使用的控制增益Kθ。利用該控制增益Kθ，通過數學公式“Δθn+1＝Kθ×Δθmin2”可以求出修正值Δθn+1。
這樣，便可利用數學公式“θn+1＝θn+Δθn+1”求出旋轉角度目標值θn+1，通過氣缸4a的動作來控制θn+1。在限制車速期間，如果車速Vθ超過車速限制值VLIM，則氣缸4a伸長，使踩入角度θop只向減速方向返回相當于Δθn+1的角度。此外，在限車速期間，當車速Vθ低于VLIM時，氣缸4a縮短，將踩入角θop只向加速方向前進相當于Δθn+1的角度。
下面，對S306、S307中使用模糊推論的實施例進行說明。這里，根據車速偏差Ve及加速度求微小變化量Δθn+1。具體的模糊推論與實施例2相同，由CPU 20來進行。成為判斷條件的車速偏差及加速度的隸屬度函數，與實施例2的圖8A及圖8B相同。圖16是用于決定控制增益Kθ大小的各項規則，用與實施例2同樣的方法計算控制增益Kθ。
模糊推論是這樣進行的，即把各項隸屬度函數的橫坐標基準值轉換成車速穩定期間及加減速期間兩種情況下的兩個值。該基準值，是作為相當于圖14A及圖14B的車速穩定期或加減速期的控制增益Kθ的常數，存儲在RAM22的規定地址內。橫坐標基準值Vek(參照圖8A)，同實施例2一樣進行設定，在車速穩定期間，將控制增益計算得小一些；在加速減速期，將控制增益計算得大一些。這與上述PID控制例一樣，等價地轉換車速穩定期間和加減速期間的控制增益，可提高控制的響應性。
另外，修正值Δθn+1，是根據上述求出的控制增益Kθ和上述Δθmin2、利用數學公式“Δθn+1＝Kθ×Δθmin2”求出。Δθmin2，是求Δθn+1的規定最小修正量單位，這里是把它作為正數。于是，根據圖16所示的各項規則，來確定控制增益Kθ的在小和符號。根據該規則求出的控制增益Kθ，是當時最佳的控制增益值，該增益值考慮了現在的車速偏差及加速度的大小，并將車速平穩地、響應性良好地控制為車速限制值。因此，可根據通過這個最佳控制增益Kθ求出的修正值Δθn+1，來控制氣缸5a的空氣壓力、控制旋轉角度目標值θn+1，可高精度地進行車速限制。
根據圖15的控制流程，對限車速行走時的處理流程進行具體說明。在圖17A及圖17B中，是否進行了限車速控制的判斷界限值“VLIM-Vβ”，設定為比加減車速期間的判斷界限值“VLIM-Vα”小。此外，利用PID控制求旋轉角度目標值θn+1的微小變化量Δθn+1。當加速踏板1慢慢地踩到角度θs時，由于與該角度θs相當的車速Vs比界限值“VLIM-Vβ”小，因此，控制流程按S301～S304的順序進行處理，邊進行通常的加速行走，邊順利地加速。車速達到Vs之后，便以車速Vs進行加速行走。
下面是加速踏板1從踩入角度θs急速踩到踩入角度θa的情況，假定與該踩入角度θa相應的車速Va比車速限制值VLIM大。在開始加速階段，由于車速值比界限值“VLIM-Vβ”小，故控制流程按S301～S304順序進行處理。CPU 20，發出與氣缸5a的初期位置Lini相應的空氣壓指令，因此，加速桿144跟隨加速踏板1。于是，發動機45的轉速急速增加，使車速加速到Va。
在上述加速過程中，在S303，當車速Vθ提高到界限值“VLIM-Vβ”以上時，進入限車速行走狀態，進入S305。在進入限車速行走狀態的初期階段，如圖17B所示，當作加減速期，故進入S306。另外，當處理經過S308、S311～S313階段，則開始進行下一次的周期處理，并重復S301～S303、S305、S306、S308、S311～S313各步驟。這時，假如像圖17B那樣，車速Vθ一旦超過VLIM，則進一步修正踩入角度θop，逐漸減速。在某個時刻，降到車速限制值VLIM以下時，修正踩入角度θop，進行加速。修正踩入角度θop的結果，在S308，當加速桿操作位置Sθ位于全關位置以下時下一個修正輸出趨向進一步減速的方向時，在S309及S310保持加速桿全關位置。
車速Vθ在加速或減速過程中，車速偏差Ve的絕對值有時比Vα小。從這時開始，在S305判斷是否進入車速穩定期，并檢測該期的經過時間。在這個過程中，車速偏差Ve的絕對值低于Vα的期間繼續保持，當經過時間超過規定時間tα時，可看作是車速穩定期。因此，處理流程經過S301～S303、S305、S307，作為限車速時的控制增益Kθ，選擇車速穩定期間的控制增益。
假如，在限車速控制中，負荷產生激劇變化，車速偏差絕對值超過Vα時，這時立即轉換到加減速期的控制增益，在短時間內使車速偏差減小。因此，提高了在負荷激劇變化情況下，車速控制的響應性。這樣，車速便逐漸接近車速限制值VLIM而穩定行駛。
司機慢慢恢復加速操作時，減小實際踩入角度θop，隨著實際踩入角的減小，計算出的第n+1次的旋轉角度目標值θn+1小于初期位置的Δθini。因此，氣缸5a的位置恢復到初期位置，不需要進行更多的踩入角度θop的修正。這時，處理進入S312、S304，限車速行駛到此結束。然后，再過渡到利用加速踏板1進行的所謂加速行駛階段。
在圖17A及圖17B的例中，如上所述，根據車速偏差Ve及加速度，求出旋轉角度目標值θn+1，減小車速Vθ的超調量，可迅速減小到車速限制值VLIM。在這種情況下，用于判斷是否應過渡到限車速行走的判斷界限值(VLIM-Vβ)，設定得比目的VLIM小。例如，在即使偏差Ve小，但加速度大時，將修正值Δθn+1選得大一些，迅速使Vθ減小。另外，加速度根據車速信號計算，作為單位時間內的車速度化量計算。這樣，車速Vθ便接近車速限制值VLIM，如果超過判斷界限值，可提早進行車速限制，不會大幅度超過車速限制值VLIM。通過上述控制流程，同實施例1一樣，可提高控制時的響應性。
本實施例各次周期處理的旋轉角度目標值θn+1，是這樣求出的，即只將上次輸出值向減小車速偏差的方向修正一個微小量。由于該修正值的大小對響應性有影響，因此，需要進行適合于控制的修正值計算。例如，在S306、S307中，當最小修正量單位Δθmin2為較小設定值時，如果實際踩入角度值θop比車速限制速度大很多，則修正踩入角度θop需花一定的時間。因此，用與實際踩入角度θop的大小相適應的最小修正單位Δθmin2進行計算，可提高控制時的響應性。例如，可用數學公式“θop/K”來求出與踩入角度θop相對應的最小修正量單位Δθmin2。據此，同實施例1一樣，可確認響應性得到了很大的提高。
另外，翻斗汽車易產生慣性行走，有時車速值超過車速限制值。在這種情況下，最好是給操作人員警報，提醒他注意。因此，CPU 20通過寄存器33使蜂鳴器及警報燈77動作，警告操作人員“現在處于不能進行限制車速控制的狀態”。圖18所示為這時CPU 20的處理流程圖。
S321判斷車速Vθ是否超過了比車速限制值VLIM更大的規定車速值“VLIM+Vr”。如果是超過“VLIM+Vr”時，前進到S322，如果不是，則前進到終點。這里，Vr是超車速警報判定基準的一車速偏差界限值。
S322由電位計6將加速桿144的操作位置輸入，判斷該位置是否全關。是全關位置時，進入S323，不是全關位置時，則進入終點。
S323判定是否踩了加速踏板1，踩了時則進入S324，沒有踩時則進入S325。該判定是這樣進行的，即檢測加速踏板踩入角度用的電位計2的輸出電壓是否超過規定值。
S324由于車速限制處于不起作用狀態，故發出警報(叫作超速警報1)。
S325由于車速限制處于不起作用狀態，故發出警報(叫作超速警報2)。
在S324及S325，盡管加速桿144處在全關位置，但由于車速Vθ處在大大超過車速限制值VLIM的狀態，所以要向操作人員發出警報。這里的區別是，當加速踏板1被踩入時輸出超速警報1；當加速踏板1未被踩入時，發出超速警報2。該區別可根據蜂鳴器音的ON/OF時間長短或音色不同進行區別，或根據表示信息的不同進行區別。操作人員為了回避這種狀態，可用手動方式使變速檔降速、或使制動器動作。
此外，也可自動使變速檔降速，或使制動器動作。也就是說，在慣性行走狀態下，僅通過控制發動機還不能限制車速時，使變速檔降速、或使制動器動作，均可精確地進行限制車速的控制。在限制車速的控制中，難以使速度檔提速，由于制動力增大，故維持現在的速度檔容易進行限車速控制。
例如，當CPU 20把制動器動作指令數據輸出到寄存器32時，通過制動控制閥72，制動控制器71使制動器75動作，車速緩緩下降。然后，達到規定車速，CPU 20向寄存器28輸出比現在大的判定降速用車速值數據。變速控制器61判定為應比通常降速時間提前降速，使變速控制閥62動作，使變速機65降速。這樣，可以獲得比控制發動機時更大的制動轉矩，因此，即使在慣性行走狀態下，大多數情況下都能限制車速。
CPU 20，通過向寄存器28輸出比現在更大的判定提速用車速值數據，變速控制器61判定為應比通常提速時間更晚地提速，因此，難以提速，可以維持現在的制動轉矩的大速度檔。
在限車速控制中，對調節器4或操作量檢測器6進行故障診斷，使控制的可靠性提高。例如，像下述那樣進行故障診斷。
(1)不進行限車速控制時，由于不進行踩入角度θop的修正，根據機械性的位置關系，把操作量檢測器6輸入的操作位置換算為踩入角度θops，該角度與實際θop應該是相等的。因此，不進行限車速控制時，如果θop≠θops，則判斷出了故障。
(2)當車速超過了比車速限制值更大的規定值(VLIM+Vδ)時，加速桿操作位置Sθ必須處在全關位置。因此，這時如果加速桿操作位置Sθ不在全關位置，則判斷為故障。
(3)根據機械性位置關系，將加速桿操作位置Sθ換算成踩入角度θops，該角度必須比實際θop小。因此，如果θop＜θops，則判斷為故障。
下面，說明實施例4。本實施例，是從系統上使翻斗汽車運行時的實施例。如圖19所示，本實施例的結構相當于以實施例3的結構為基礎，并附設了實施例2的控制常數設定裝置5及外部環境條件檢測裝置7。
在圖19中，控制常數設定裝置5與車速控制裝置110內的限車速控制裝置111，通過連接器34a相互輸出、輸入設定值信息信號。車速控制裝置110具有與控制常數設定裝置5進行串行通信的串行通信控制器部(圖中未示出)，CPU 20發出(或接收)設定值信息信號。在車速控制裝置110內，設有控制器(該控制器在圖中未示出，它用于把壓力傳感器89及車體傾斜角檢測器55發出的信號輸入)，CPU 20通過該控制器將壓力值及車體傾斜角度輸入。
車速控制裝置110的RAM 22，例如圖14A及圖14B所示，把裝載重量為允許值范圍內時的各控制常數、過載情況下的各控制常數、以及陡坡情況下的各控制常數存儲起來。另外，與圖8A、圖8B及圖8C一樣，設定作為判斷條件的車速偏差Ve、加速度及載重量的隸屬度函數，另外，同樣還要設定路面坡度的隸屬度函數(圖中未示出)。用于確定控制增益Kθ大小的各項規則，同圖16一樣，是把裝載重量、路面的坡度、車速偏差及加速度等作為判斷條件而作成的。
在這種結構中，同實施例2一樣，用模糊推論求出在實施例3的S306及S307中使用的控制增益Kθ。這樣，同實施例2一樣，容易進行復雜環境條件下的計算，限車速行駛的可能范圍(條件)擴大。
本發明作為作業車輛的車速限制裝置及其方法，是很有用的，這種車速限制裝置及方法在加速行走情況下限制車速時，不損害乘車人的舒適感，而且可使作業車輛處于平穩的行走狀態，同時，還可把車速限制值設定為適合于裝載重量及環境條件的值。
權利要求
1.一種作業車輛的車速限制裝置，它具有以下幾部分加速踏板(1)；踩入行程檢測器(2)，該檢測器用于檢測加速踏板(1)的踩入行程量；發動機控制裝置(40)，它根據踩入行程檢測器(2)輸入的踩入行程信號大小，發出加速信號；發動機(45)，它根據上述加速信號進行轉速控制，其特征在于，還設有以下裝置檢測作業車輛的車速、并輸出車速信號輸出的車速檢測器(3)；連接在踩入行程檢測器(2)、車速檢測器(3)及發動機控制裝置(40)上的車速控制裝置(10)；上述車速控制裝置(10)輸入車速信號和踩入行程信號，比較車速信號與預先設定好的規定車速限制值，當車速信號超過上述車速限制值時，判斷為限車速行走期間，為了減小上述車速信號與車速限制值的偏差值，根據由上述偏差值求出踩入行程信號的修正量的控制增益計算修正的踩入行程信號，并輸出該修正踩入行程信號出到發動機控制裝置(40)；當上述車速信號比車速限制值小，而且上述修正踩入行程信號比上述踩入行程信號大時，判斷為加速行走期間，輸出踩入行程信號到發動機控制裝置(40)。
2.一種作業車輛的車速限制裝置，它具有以下幾部分加速踏板(1)；踩入行程檢測器(2)，該檢測器用于檢測加速踏板(1)的踩入行程量；發動機控制裝置(40)，它根據踩入行程檢測器(2)輸入的踩入行程信號大小，發出將加速信號；發動機(45)，它根據上述加速信號進行轉速控制，其特征在于，還設有以下裝置檢測作業車輛的車速、并輸出車速信號的車速檢測器(3)；連接在踩入行程檢測器(2)、車速檢測器(3)及發動機控制裝置(40)上的車速控制裝置(10)；上述車速控制裝置(10)輸入車速信號和踩入行程信號，把比車速限制值小的、預先設定的規定車速界限值與上述車速信號進行比較，當車速信號大于上述車速限制值時，判定為限車速行走期間，為了減小上述車速信號與車速限制值的偏差值，根據由車速信號而計算的加速度和上述偏差值并求出踩入行程信號的修正量的控制增益計算修正的踩入行程信號，并輸入該修正踩入行程信號至發動機控制裝置(40)，當上述車速信號小于車速界限值時，判定為加速行走期間，輸入上述踩入行程信號到發動機控制裝置(40)。
3.如權利要求1或2中任一項所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于所述車速控制裝置(10)具有加減速/定速判斷裝置(13)，在限車速行走期間的偏差值持續規定時間仍低于規定值的情況，判斷為車速穩定期間，在上述車速穩定期間以外的情況，判斷為加減速期間，并輸出判斷結果；控制增益變更裝置(12)，它輸出與上述判斷結果相對應的控制增益；限車速控制裝置(11)，該機構用于判斷現在是限車速行走期間，還是加速行走期間，并輸出相應于該判斷而計算出的修正踩入行程信號或上述踩入行程信號到發動機控制裝置(40)。
4.如權利要求1或2所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于上述修正踩入行程信號，是根據上述偏差值及控制增益修正上述踩入行程信號而得到的。
5.如權利要求1或2所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于它具有接受來自車速控制裝置(10)的警報信號、并向司機發出警報的警報裝置(77)；上述車述控制裝置(10)發出“修正踩入行程信號”為零的停止加速的信號，而且即使在按規定時間繼續發出停止加速的信號，上述偏差值仍不在規定值范圍以內的情況下，也發出警報信號。
6.如權利要求1或2所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于該裝置附設有控制常數設定裝置(5)，該設定裝置具有預先設定車速限制值及控制增益的設定值輸入裝置(5a)，或具有上述設定值輸入裝置(5a)及表示上述設定值的設定值顯示裝置(5b)，上述控制常數設定裝置(5)與上述車速控制裝置(10)，相互輸出、輸入設定值之類的設定值信息。
7.如權利要求1或2所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，該裝置附設有環境條件檢測裝置(7)，用于檢測作業車輛行走狀況及外部環境狀況，并將所檢測的狀況信息輸出到車速控制裝置(10)；上述車速控制裝置(10)選擇與上述狀況信息相對應的車速限制值及控制增益，并計算上述修正踩入行程信號。
8.如權利要求6或7所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，該裝置在上述控制常數設定裝置(5)上，附設有無線接收裝置(5d)，或無線接收裝置(5d)和無線發送裝置(5e)；由外部基站把無線接收的上述設定值信息輸出到車速控制裝置(10)，以及/或者從車速控制裝置(10)、把所輸入的設定值信息和上述狀況信號以無線方式發送到上述外部基站。
9.如權利要求1或2所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，它具有以下幾部分具有多級速度檔的變速機(65)；變速控制裝置(60)，該裝置預先輸入判斷降速用車速數據及判斷提速用車速數據，并將判斷用車速數據與現在的車速值進行比較，判斷上述速度檔可否進行變速，當可以變速時，將變速信號輸出到對應的速度檔內，對變速機進行控制；制動器控制裝置70，它輸出依據制動器信號而決定的制動控制信號，對制動器(75)進行控制；上述車速控制裝置(10)輸出上述修正踩入行程信號為零的停止加速信號，而且即使在按規定時間繼續輸出停止加速的信號、上述偏差值仍不在規定值范圍內時，也會輸出上述判斷降速或提速用車速值和制動信號中的任一種信號。
10.一種作業車輛的車速限制裝置，它具有加速踏板(1)；根據加速踏板(1)的踩入行程量進行操作的加速桿(144)；利用該加速桿(144)、并通過機械式調速器來控制轉速的發動機(45)，其特征在于，它還設有以下幾種裝置檢測作業車輛車速的車速檢測器(3)；車速控制裝置(110)，它輸入車速檢測器(3)發出的車速信號；驅動裝置(140)，它輸入車速控制裝置(110)發出的指令；調節器(4)，它通過驅動裝置(140)驅動，同時還對踩入行程量進行修正，并控制加速桿(144)；當車速信號大于預先設定的規定車速限制值時，車速控制裝置(110)將這個期間判斷為限車速行走期間，并根據由上述車速信號與車速限制值之偏差值、或根據由上述車速信號計算出的加速度和上述偏差值而定的控制增益輸出計算指令，以便減小上述偏差值；當上述車速信號小于車速界限值、而且上述計算的指令比規定的初期值小時，判斷為加速行走期間，并輸出上述初期值的指令。
11.一種作業車輛的車速限制裝置，它具有加速踏板(1)；根據加速踏板(1)的踩入行程量進行操作的加速桿(144)；利用該加速桿(144)、并通過機械式調速器來控制轉速的發動機(45)，其特征在于，還設有下述幾種裝置檢測作業車輛車速的車速檢測器(3)；車速控制裝置(110)，該裝置預先設定車速限制值、以及比該車速限制值小的規定的車速界限值，同時還從車速檢測器(3)輸入車速信號；驅動裝置(140)，它從車速控制裝置(110)輸入指令；調節器(4)，它通過驅動裝置(140)驅動，同時還對踩入行程量進行修正、并控制加速桿(144)；當車速信號大于預先設定的規定車速界限值時，車速控制裝置(110)將這個期間判斷為限車速行走期間，并根據由上述車速信號與車速限制值之偏差值、或根據由上述車速信號計算出的加速度和上述偏差值而定的控制增曾輸出計算指令，以便減小上述偏差值；當上述車速信號小于車速界限值時，判斷為加速行走期間，輸出規定的初期值指令。
12.如權利要求10或11所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于上述調節器(4)是氣缸或電動機。
13.如權利要求12所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于上述驅動裝置(140)是電空閥，該電空閥至少要控制上述氣缸底部側及頭部側中任一側的空氣壓力。
14.如權利要求10或11所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，該裝置具有下述幾部分，即第1軸(141)，該軸的外周上固定著加速踏板(1)；第1構件(146)，該構件對應于上述踩入行程量而圍繞第1軸(141)的第1中心軸(142)旋轉；第2軸(149)，該軸在與第1中心軸(142)平行的第2中心軸(50)的方向上、貫通第1構件(146)的另一端，并支持在該第1構件(146)上，可圍繞第2中心軸(50)自由旋轉；上述調節器(4)使第2軸(149)圍繞第2中心軸(50)旋轉，第2軸(149)通過調節器(4)或加速踏板(1)進行旋轉，使加速桿(144)動作。
15.如權利要求10或11所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，它具有踩入行程檢測器(2)，該檢測器用于檢測上述踩入到行程量；加速桿操作位置檢測器(6)，它用于檢測加速桿(144)的操作位置；車速控制裝置(110)輸入上述踩入行程量及操作位置，根據機械上的位置關系將上述操作位置換算成踩入行程量，并將該換算的踩入行程量與上述輸入的踩入行程量進行比較，根據比較結果進行故障診斷。
16.如權利要求10或11所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征所述車速控制裝置(110)具有加減速/定速判斷裝置(13)，該判斷裝置當限車速行走期間的上述偏差值繼續規定時間之后，仍保持在規定值以下時，則判斷為車速穩定期間，在車速穩定期間以外的情況，則判斷為加減速期間，并輸出上述判斷結果；控制增益變更裝置(12)，該裝置對應上述判斷結果輸出上述控制增益；限車速控制裝置(111)，該裝置判斷現在是限車速行走期間還是加速行走期間，當判斷為限車速行走期間時，根據上述控制增益計算調節器(4)的位置指令信號、并輸出，此外，在判斷為加速行走期間時，輸出作為調節器(4)的初期值的指令信號。
17.如權利要求16所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于它具有檢測踩入行程量的踩入行程檢測器(2)；上述車速控制裝置(110)根據與踩入行程量相對應的控制增益，計算上述位置指令信號的修正值，并輸出該位置指令信號修正值。
18.如權利要求17所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于它具有輸入車速控制裝置(110)發出的警報信號、并向司機發出警報的警報裝置(77)；在上述車速控制裝置(110)根據位置指令信號修正值使加速桿(144)處在全關位置，而且，即使這種全關狀態在規定時間繼續保持，而上述偏差值仍達不到規定值以內時，便發出警報信號。
19.如權利要求10或11所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，它具有控制常數設定裝置(5)，該裝置設有用于預先設定上述車速限制值及控制增益的設定值輸入裝置(5a)，或設有設定值輸入裝置(5a)和用于表示上述設定值的設定值顯示裝置(5b)，上述控制常數設定裝置(5)和車速控制裝置(110)，相互輸出、輸入上述設定值之類的設定值信息。
20.如權利要求16所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，它附設有環境條件檢測裝置(7)，該裝置用于對作業車輛的行走狀況及外部環境狀況進行檢測，并輸出檢測出的狀況信號到車速控制裝置(110)；上述車速控制裝置(110)，選擇與上述狀況信號相對應的車速限制值及控制增益，計算調節器(4)的位置指令信號的修正值。
21.如權利要求19或20所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于，在上述控制常數設定裝置(5)上，附設有無線接收裝置(5d)，或附設有無線接收裝置(5d)和無線發送裝置(5e)；把以無線方式從外部基站接收的上述設定值信息輸出到車速控制裝置(110)，以及/或把從車速控制裝置(110)輸入的設定值信息及狀況信號、以無線方式發送到外部基站。
22.如權利要求16所述的作業車輛的車速限制裝置，其特征在于它具有以下裝置變速機(65)，該變速機具有數個速度檔；變速控制裝置(60)，該裝置用于預先輸入判斷降速用車速值及判斷提速用車速值，將上述判斷用車速值與現在的車速值進行比較，判斷上述速度檔是否可以變速，如果可以變速，則向對應的速度檔輸出變速信號，控制變速機；制動器制動裝置(70)，該裝置用于根據制動器信號輸出制動器控制信號，來控制制動器(75)；上述車速控制裝置(110)根據所述控制增益計算上述位置指令信號的修正值，并根據該位置指令信號修正值使加速桿(144)處于全關位置，即使在按規定時間繼續保持該全關位置的狀態下，上述偏差值也達不到規定值以內時，則輸出上述判斷降速或提速用車速值及上述制動器信號中的一個。
23.一種作業車輛的車速限制方法，該方法根據加速踏板的踩入行程量和車速，將車速控制在車速限制值以下，其特征在于，當車速超過車速限制值時，判斷為限車速行走期間，為了使車速與車速限制值的偏差值減小，根據該偏差值計算出修正踩入行程量，并根據該修正踩入行程量控制上述車速；當上述車速低于車速限制值、并且上述修正踩入行程量比踩入行程量大時，判斷為加速行走期間，根據該踩入行程量控制車速。
24.一種作業車輛的車速限制方法，該方法根據加速踏板的踩入行程量和車速，將車速控制在車速限制值以下，其特征在于，預先設定比上述車速限制值更小的規定車速界限值，當車速超過車速界限值時，判斷為限車速行走期間，為了減小車速與車速限制值的偏差值，根據由車速計算出來的加速度和上述偏差值，計算出修正踩入行程量，并根據該修正踩入行程量控制車速；當車速低于上述車速界限值時，判斷為加速行走期間，根據上述踩入行程量控制車速。
全文摘要
本發明公開一種作業車輛的車速限制裝置及其方法,該裝置及其方法可使限車速時的行走狀態平穩,可設定適合于周圍環境條件的車速限制值。為此,當車速信號超過車速限制值時,車速限制裝置(10)便將這個期間判斷為限車速行走期間,為了減小車速信號與車速限制值的偏差值,根據由偏差值而得到的控制增益計算出修正踩入行程信號,并向發動機控制裝置(40)輸出;當車速信號低于車速限制值而且修正踩入行程信號大于踩入行程信號時,判斷為加速行走期間,并將踩入行程信號輸入到發動機控制裝置(40)。
文檔編號B60W10/10GK1173216SQ95197421
公開日1998年2月11日 申請日期1995年12月25日 優先權日1994年12月27日
發明者村上敬信, 長谷川信樹, 佐藤進 申請人:株式會社小松制作所