CN1173851C - 具有机动转向设备及方向盘角位修正装置的工业车辆 - Google Patents

Abstract

一种工业车辆，其后轮(119)被一液动转向设备根据方向盘(102)的转动而转向。该车辆有电磁开关阀(122)，此阀在方向盘(102)与后轮(119)轮角度之间偏差超过一预定值时，通过使方向盘102空转来修正后轮(119)轮角度与方向盘角位之间的偏差值。该车辆还具有中央控制组件(141)，组件(141)在一定条件下禁止开关阀(122)的运作。

Description

具有机动转向设备及方向盘 角位修正装置的工业车辆

技术领域

本发明涉及与例如叉车那样的工业车辆结合使用的一种装置，此装置修正方向盘角位与机动转向车轮角度之间的偏差。

背景技术

典型的机动转向设备是全液动的，具有一转向控制缸及一油泵。油泵将油送入转向控制缸以帮助转向。送入缸中的油量是由方向盘的回转量决定的。

在例如叉车那样的工业车辆中，方向盘上配置一圆手柄、此手柄使驾驶员可用一只手控制车辆，同时又用另一只手进行提升货物的操作。驾驶员通过参看圆手柄的位置来判断车轮的轮角度。但是在控制组件的效率(用从转向组件排出的实际油量除以理论上的此排油量来表示)小于100％时，从油泵排出的一部份油并没有用于驱动转向油缸。这就使得圆手柄位置与车轮轮角度之间的对应关系发生变化。在方向盘缓慢地转动，或包括转向油缸在内的液压系统漏油时，转向组件的效率就降低。

日本的3-30544及4-24270号待审定专利公开均公开了用于修正方向盘角位相对于车轮角度的偏差的系统。方向盘角位是指方向盘相对于车辆沿直线行驶时的方向盘位置转过的一角度。车轮轮角度是指由车辆从前到后的轴线与垂直于车轮回转轴线的一平面之间的夹角。图29展示了已公开的4-24270号专利公开的机动转向设备81。

设备81包括方向盘82，转向控制组件83，使(未示出的)车轮转向的转向控制缸84，液压管道85，86及油泵87。控制组件83通过方向盘82的回转而被驱动，并通过管道85，86与转向缸84连接。当方向盘82转动时，管道85，86之一将泵87加压后的油送入缸84中，另一管道将缸84中的油返回油箱88。管道85，86通过一排油管路89相互连接，管路89包括一电磁开关阀90。

回转角位传感器92把代表方向盘82回转角位的讯号θ_abs送到控制器91。缸位置传感器93把代表缸84行程的讯号“S”传送给控制器91。控制器91根据讯号θ_abs并参考一个图计算出缸24的标的行程Xg。控制器91还根据讯号“S”计算出该缸84的实际行程X。当Xg与X之间的差值超过预定允许极限时，控制器91就激励阀90的电磁线圈94，使阀90接通。

在接通时，阀90就通过管道89将管道85、86相互连通。在此状态下，管道85，86之一中的一部份本该供入油缸84的油流入另一管道而返回油箱88。这样就使方向盘82空转。即方向盘82的转动并不改变车轮角度，直到方向盘82的角位到达车轮角度相对应的位置，其误差在预定的范围内。

在驾驶员转动方向盘82时，方向盘角位修正使方向盘82空转。因此，使车轮转向量小于驾驶员所希望的。这会干扰驾驶员。在车辆低速行驶时，由于在修正方向盘角位期间车辆只驶过相对短的距离，故车轮的实际转向量与想要的转向量之间的差值不会干扰驾驶员。但是在车辆高速行驶时，在修正期间车辆已驶过相对长的距离。因此，此差值使车辆以不正常方式反应，这会干扰驾驶员。

此外，在全液动转向设备中，方向盘的游隙小于机械式转向设备的游隙。换言之，在驾驶员开始转动方向盘82时，控制组件83中的阀在相当短的时间内被接通。通常，在车辆沿直线行驶时，驾驶员连续地细调方向盘。因此，方向盘82游隙不足会使车辆的直线行驶稳定性降低。

在方向盘角位正被修正时，一些液压油在管路85，86之间流动，并被排回油箱88。在此状态下，车轮不与方向盘82连锁，如果车辆正在拐弯时，驾驶员转动方向盘82来改变拐弯半径，方向盘的转动可能不会改变车轮角位。此外，在车辆正在以小半径拐弯或正以相对高速拐弯时，驾驶员总是集中精力操作方向盘。在这些时间修正方向盘角位会特别干扰驾驶员。

转向缸84有一活塞84a及油腔84b，84c。油腔84b，84c分置在活塞84a两侧。在方向盘角位修正期间，油腔84b，84c通过排油管路89相互连通。因此，车轮不能保持在与方向盘角位相对应的位置上。此外，在方向盘82快速转动时，转向控制组件83供给油缸84相当大量的油。在此情况下，所供给的油的压力过大，因而会阻碍控制油缸84的运作。这会妨碍车轮对方向盘82操作的响应。

当然，如果方向盘82缓缓转动，相对小量的油被供入控制油缸84。该油的压力因此不会阻碍油缸84的运作。但是，这会使车轮转过比相应于方向盘82回转量的量更大的量。车轮的这种现象叫作“过度地转向”。因此，车在拐弯时，方向盘角位修正会使车轮被过度地转向。

发明内容

因此，本发明的第一目的是提供一种方向盘角位修正装置及工业车辆，它们改善了车轮高速转弯时的车轮对方向盘操作的响应性，由此而防止对驾驶员产生干扰。

本发明的第二目的是提供一种能改善车辆直线稳定性的方向盘角位修正装置及工业车辆。

本发明的第三目的是提供一种液压动力转向设备，如果方向盘角位修正会影响对车辆的控制，该设备会禁止车辆拐弯期间的方向盘角位修正。

为了实现上述目的，本发明提供一种工业车辆，它具有被一液动转向设备根据方向盘的转动而转向的车轮，其特征在于：

一修正装置，它在方向盘角位与车轮角度之间的偏差超过一预定值时，通过使方向盘空转来修正方向盘角位与车轮角度之间的该差值，其中的方向盘角位是用方向盘相对于方向盘基准位置的转动角来表示的；车轮角度是垂直于车轮回转轴线的一平面与代表所述车辆直线行驶的一直线之间的角度；以及一修正制止装置，它在一定的车辆运行状况下禁止修正装置动作，所述车辆运行状况包括预定的车速范围。

附图说明

通过参照附图对推荐实施例的下列介绍，将会更好地理解本发明及其发明目的和优点。附图为：

图1是展示本发明液动转向设备一实施例的简图；

图2是一叉车的侧视图；

图3是展示后轴控制器的一简图；

图4是展示后轴控制器电气线路的框图；

图5是用于确定方向盘标的角位的M1图；

图6(a)，6(b)是展示方向盘角位补偿角的简图；

图7是控制后轴倾转的一程序流程图；

图8是修正方向盘角位用的一程序流程图；

图9是修正方向盘角位用的一程序流程图；

图10是检测方向盘角位用的一程序流程图；

图11是展示车轮及作用于车轮上的力矩的简图；

图12是用来确定过度转向范围的M2图；

图13是修正方向盘角位用的一程序流程图；

图14是确定叉车拐弯状况用的图；

图15是本发明液动转向设备另一实施例的简图；

图16是展示方向盘角位修正装置电气线路的简图；

图17是展示回转编码器一部份的简图；

图18是展示另一实施例的圆手柄位置修正的程序流程图；

图19是中断程序的流程图；

图20是来自回转编码器的输出讯号时间特征图；

图21是确定方向盘标示的角位用的M3图；

图22是展示圆手柄位置修正情况的简图；

图23是展示圆手柄位置修正情况的简图；

图24是展示圆手柄位置修正禁止区的图；

图25是类似于图24的另一实施例的图；

图26是图25实施例的类似于图18的流程图；

图27是用于图26所示程序中的M4图的一部份。

图28(a)，28(b)是展示另一实施例圆手柄位置修正情况的简图；

图29是展示现有设备的简图。

具体实施方式

对本发明的一液动转向设备实施例结合图1到图10介绍如下。此动力转向设备被使用于叉车或其它工业车辆。

展示于图2中的叉车1有驱动前轮及受控转向后轮。叉车1还有一车体架1a。一对外起重杆2以可倾斜方式支承于车体架1a的前面。一对内起重杆3被安置于外起重杆2之间，叉头4被安装在每个内起重杆3上。叉头4与配合作用的内起重杆3一起，以整体形式沿外起重杆2被提升和下降。一链轮5被置于每个内起重杆3的顶部。每个外起重杆的顶部通过一链条(未示出)与相应的叉头4连接，链条又与相应的链轮5连接结合。一对倾转缸6配置于车体架1a的前面，每个缸6都有一活塞杆6a，每个杆6a的远端与相应的外起重杆2连接。一提升缸7安置于每个外起重杆2的后侧边。缸7有一未示出的活塞杆，此杆与内起重杆3顶端部相连。前轮8安装在车体架1a前面部份每一侧边。每个前轮通过一差动圈齿轮9及一变速箱(未示出)与发动机10相连。这样一来，前轮8就可被发动机10驱动。

如图3所示，通过一中心销13将一后轴12与车体架1a连接。后轴12以可枢轴转动方式由中心销13支承，使后轴12可在一垂直平面(滚动方向)内作枢轴转动。一弹性支承件14被安置于车体架1a与后轴12之间。

一个多运动单杆型的液压缸15安置于车体架1a与后轴12之间。缸15有一壳筒16、一活塞18及一活塞杆17。壳筒16固定于车体架1a。活塞杆17从壳筒16向外延伸，且被固定于后轴12。活塞18与活塞杆17连接，而且还确定了一个第一油腔R1及一个第二油腔R2于壳筒16内。腔R1通过一通道19a与一电磁控制阀20连接。腔R2通过一通道19b也与该阀20连接。控制阀20起一液压减震器作用，它减缓后轴12相对车体架1a的倾转，还将后轴12相对车体架1a的倾转锁定。

控制阀20是通常关闭的二位(置)开关阀，它有一电磁线圈21及4个阀口“a”、“b”、“c”、“d”。阀20在电磁线圈21去激励时，被移动到一脱开位置20a；在线圈21被激励时，被移动到一连接位置20b。在脱开位置20a时，控制阀20使阀口“a”、“b”分别与“c”、“d”脱开；在连接位置20b时，使阀口“a”、“b”分别与“c”、“d”连接。阀口“a”通过通道19a与油腔R1相连通，阀口“b”则通过通道19b与油腔R2连通。阀口“c”、“d”通过通道22与一油池23连通。

如图1所示，后轴12有一转向控制缸24，缸24是一种多运动双杆型液压缸。控制缸24有一缸筒25及一置于筒25内的活塞26。活塞26将缸筒25分为油腔R3和R4。转向控制杆27置于活塞26的两侧。每个杆27均从缸筒25的一端向外突伸。一转向销28以可转动方式支承于后轴12的每一端部。通过一杆30将一万向接头29连接于每个杆27的杆端，而且由转向销28支承。后轮31以可转动方式支承于每个万向接头29。根据控制缸24的动作，后轮31被控制得朝左或朝右倾转。后轮31的倾转角θT在车辆沿直线行驶时为零。

在后轴12的每一端上配置一个车轮角度传感器32。传感器32包括一电位计，用于检测协同作用的转向销28的回转量。在差动圈齿轮9附近安置一个车辆速度传感器33，用以检测单位时间内齿轮9的转动量。

一转向轴34以可转动方式支承于车体架1a内。转向轴34的远端与方向盘35连接。方向盘35有一圆手柄36。在后轮31的车轮角度θT为0°时，方向盘35的实际转角θH被调定为0°(θT＝0°时)。转向轴34配置有一回转编码器37，用来检测方向盘35的回转角度。回转编码器37包括一回转盘37a及一检测器37b。盘37a固定于转向轴34，使之与轴34一起转动。检测器37b置于盘37a的外周边缘处，用来检测盘37a的转动量。盘37a有40条缝口，它们彼此以等间距分开。

盘37a有一基准缝口，被安置于不同于40条缝口的径向位置处。检测器37b通过此基准缝口来检测盘37a的一基准回转位置，检测器37b有三个未示出的光检测器及三个未示出的发光元件。每个光检测器面对一发光元件，盘37a则被置于这两者之间。两对光检测器及发光元件与此四十条缝口相对应。这两个光检测器通过盘37a上的四十条缝口接受发光元件的光，然后根据检测到的光发出脉冲输出讯号。这两个光检测器这样安置，以便使得从每个光检测器发出的讯号的相位以电气方式被移过90°，即1/4周期。另一对光检测计及发光元件对应于基准缝口。光检测计例如可以是光电晶体管，发光元件是发光二极管。转向轴34与转向控制组件38连接。

转向控制组件38是一个供应液压油的组件，它具有一阀39及一溢流阀40。阀39起到液压油的供应器和控制器的作用，它有一对供应/排放口39e，39f一引入口39g及一排出口39h。当转向轴34沿正、反时针方向转动时，阀39分别从阀口39e和39f之一排油。排油量与转向轴34的回转量相适应。与此同时，阀39从另一阀口39e，39f之一接受油。阀39接受的油量与阀39排出的油量相等。阀39从排出口39h将返回的油排放。液压油通过导入口39g被导入阀39。导入口39g与一通道41连接，排放口39h与通道42连接。溢流阀40可使通道41，42相互连接。如果通道41中的压力达到某一值，阀40就允许油从通道41流向42。由此而防止在通道41中的油压超过预定值。

通道41与油泵44连接，油泵44由发动机10驱动。通道42与油箱45连通。因此，当溢流阀40将通道41与42连接时，溢流阀40中的油就返回油箱45。在本实施例中。溢流阀40、液压泵44与油箱45构成一供油装置。

阀口39e通过通道46与轴向缸24中的油腔R3连通。阀口39f通过通道47与转向缸24中的油腔R4连通。通道46、27通过旁路48彼此相通连。旁路通道48包括一电磁控制阀49及一节流通道50。控制阀49是通常关闭的二位开关阀，它有两个阀口49i及49j。控制阀49在脱开位置49a与连接位置49b间运动。

控制阀49包括一电磁线圈51。在线圈51没被激励时，控制阀49被移动到脱开位置49a，脱开阀口49j及49i之间的连接。当电磁线圈51被激励时，阀49就移到连接位置49b，使阀口49i及49j彼此连通。如果控制阀49由于操作故障而在连接位置49a处粘住不动，节流通道50限制了在旁路通道48中的油流量，由此而允许操作者通过方向盘35来控制叉车1。

控制组件52用于根据来自传感器32、33和37的讯号来对电磁线圈21及51进行激励和去掉激励。组件52被连接于车体架1a。

现在根据图4介绍液压动力转向设备的电气配置。

车轮角度传感器32，车辆速度传感器33及回转编码器37与控制组件52电气连接。电磁线圈21、51也以电气方式与控制组件52连接。

控制组件52包括模拟/数字转换器60，61，一微型计算机62及一激励器63。微型计算机62起转向控制装置、校正确定装置及校正制止装置的作用。此外，车轮角度传感器32，车速传感器33及微型计算机62还组成一转动状况检测装置。

车轮角度传感器32检测到配合作用的转向销28的回转量。转向销28的回转量相应于后轮31的轮角度θT。传感器32根据检测到的回转量通过模/数转换器60向微型计算机62输出一个讯号。速度传感器33根据差动圈齿轮9的回转数目检测车速V，然后借助模/数转换器61将检测到的速度讯号输送给微机62。

回转编码器37输出一相位A的脉冲讯号SA及一相位B的脉冲讯号SB。更具体地说，在控制轮即方向盘35转一圈期间，编码器37输出40个SA讯号及40个SB讯号。在讯号SA和SB之间有90°相位差。讯号SA和SB间的关系根据方向盘35的转动方向而变化。亦即是，在方向盘35向右转动时，讯号SB的相位在讯号SA的相位前面90°。相反，若方向盘35向左转动，讯号SB的相位就落后讯号SA的相位90°。

当方向盘35处于正常位置时，旋转编码器37输出一个基准位置讯号SC，讯号SC只含一个脉冲。正常位置是指后轮31的角度θT为零时的方向盘35所处的位置。方向盘35顺时针方向转动使后轮31向右转；方向盘35沿反时针方向转动使后轮向左转。在任何一种情况中，方向盘35均能转动2.5圈左右。因此，当方向盘35从其正常位置转到最左位置或最右位置时，它要通过正常位置两次。换言之，在方向盘35的转动范围内，回转编码器37要在五个位置上输出基准位置讯号SC。

后轮31被在车轮最大左角位与车轮最大右角位之间摆动。车轮角度传感器32根据后轮31的摆角向模/数转换器60输出车轮角度讯号。转换器60将车轮角度讯号转换为车轮角度数据DθT，并将之送往微机62。数据DθT是8位AD值(0-255)。当后轮31的车轮角度θT为0°时，数据DθT的值为128。在后轮31被转到最右极限处时，数据DθT值为255；在后轮被转到最左极限处时，DθT值为零。

速度传感器33输出车速讯号，该讯号与车速从0到最大值相对应。模/数转换器61接受速度讯号，并将它转换为车速数据DV。转换器61将数据DV送入微机62。当车速为0公里/小时时，车速数据DV值为零；当车速为最大值时，该DV值是255。

根据来自微机62的讯号，激励器63将激励讯号S1送至电磁线圈21，将激励讯号S2送到电磁线圈51。微机62包括一输入界面64，一中央处理器(CPU)65，只读存贮器(ROM)66，一随机存取存储器(RAM)67，一输出界面69及，一控制转向计数器68。

输入界面64从模/数转换器60，61及编码器37接收数据并将之送入CPU65。RAM67暂时将CPU65计算的结果存储着。转向控制计数器68根据来自CPU65的控制讯号增加或减少计数器值C。输出界面69输出来自CPU的控制讯号到激励器63。

存储器66贮存着控制后轴12的程序。在车辆拐弯时，一横向加速度GS作用在此车辆上。在后轮控制程序中，横向加速度GS被计算成车辆状况值，这是根据传感器32检测的车轮角度θT及传感器33检测的车速V而算出的。计算出的横向加速度GS用来在转弯期间判断此车的稳定性。偏航率(yaw rate)的变化率Δω/Δt是根据后轮31的车轮角度θT及车速V算出的。算出的变化率Δω/Δt也用来判断转弯期间此车辆的稳定性。后轴控制程序是在车转弯时通过限制后轴12的倾转来确保该车的稳定性的程序。存储器66贮存了横向加速度的基准值G0及偏航率的基准值Y0。基准值G0及Y0用来判定该车的稳定性是否被降低。

根据贮存于ROM66的程序，CPU65以预定的时间间隔(例如10毫秒)，反复执行后轴控制。CPU65恒定地向电磁线圈21送出激励讯号S1，由此使阀20保持在连接位置20b处，这就允许缸15动作。CPU65根据车轮角度数据DθT计算出后轮31的车轮角度θT，然后根据算出的车轮角度θT计算出车辆拐弯半径r。CPU还根据车速数据DV计算出车速V。CPU还根据拐弯半径r及车速V用下列公式(1)计算出车的横向加速度GS。

           GS＝V2/r        (1)

CPU65判定此GS值是大于还是等于基准值G0。如果GS≥G0，CPU65就判定车体架1a相对于后轴12的倾转需被约束，以便使车稳定，并将激励讯号S1送到电磁线圈21。S1讯号使阀20移到其脱开位置20a。基准值G0是为了车辆在拐弯期间的最大稳定性而根据所载物体的重量及垂直位置来确定的。

CPU65利用下面的公式(2)根据由车轮角度数据DθT计算出的后轮31的车轮角度θT、由车轮角度θT计算出的拐弯半径r及由车速数据DV计算出的车速V，计算出偏航率的变化率Δω/Δt，公式(2)是一种近似算法，式中的车速被设定为常数。

       Δω/Δt＝V×Δ(1/r)/ΔT        …(2)

在公式(2)中，Δ(1/r)是在一预定时间周期ΔT内(例如10毫秒)的拐弯半径r的倒数1/r的变化量。偏差Δ(1/r)是以下面所述方法计算的。RAM67贮存着前一些周期内的许多车轮角度数据DθT(预定时间周期ΔT被算作一个周期)。CPU读取前一个周期的数据DθT，根据此DθT计算出后轮31的车轮角度θT，再算出半径r。接着，CPU65算出拐弯半径r的倒数1/r。CPU65利用公式Δ(1/r)＝|1/r-1/r_b|计算出Δ(1/r)。在此公式中，1/r_b是前一个周期(预定时间周期ΔT)的拐弯半径r_b的倒数。

CPU65再确定所算出的偏航率变化率Δω/ΔT是否≥预定值Y0，如果Δω/ΔT≥Y0，CPU65就确定，此车拐弯状况影响车的稳定性，因此将用于限制后轴12倾转的示警FSL调整为1。与此同时，CPU65停止向电磁线圈21送激励讯号S1，由此而使阀20返回其脱开位置。如果Δω/ΔT小于基准值Y0，CPU65就确定，此车拐弯状况不影响车的稳定性，因而将示警FSL置为零。CPU65继续送激励讯号S1到电磁线圈21，使阀20维持在连接位置20b。这就允许后轴12相对于车体架1a倾转。偏航率变化率Δω/ΔT的基准值Y0是根据路况试验和由理论计算来确定的。

贮存器66也储存着用于检测方向盘35的角位θH的程序。CPU65根据来自旋转编码器37的脉冲讯号SA、SB及SC的变化，检测出方向盘35的回转方向及实际角位θH。

每当CPU65接受到来自编码器37的基准位置讯号SC时，CPU就判定方向盘35是否在其中间位置。与此同时，CPU65实现一个中断，以便将控制转向计数器68的值C调整为80。CPU65输进了来自编码器37的两相位A、B的脉冲讯号SA、SB。CPU65在SA、SB脉冲讯号值之一发出变化的每一次均进行转向角位的检测。方向盘角位检测是断续的。

CPU65亦根据脉冲讯SB、SA判断方向盘35的回转方向。当方向盘35向右转时，CPU65将转向标示FHD置于1，并增加控制计数器68的计数器值C。相反，当方向盘35向左转时，CPU65就将转向标示FHD置于零，并减少该计数器的值C。如果计数器值C是159，CPU65就将此值C增到零。如果此计数器值C为零，CPU65就将此值C减到159。

换言之，计数器C为80时，CPU65接受基准位置讯号SC，这个为80的计数器值C被用作一标识。在方向盘向右转时，CPU65在脉冲讯号SB，SA值之一每一次变化时，就从80起增大计数器值C。在方向盘35向右转过180°时，CPU65使计数器值C从81增到159。当方向盘35向左转时，CPU65在脉冲讯号值SA，SB之一每次变化时，将计数器值从80减少。当方向盘35向左转过180°时，CPU65将计数器值C从79减到零。

当方向盘35从中间位置向右转过180°时，CPU65再次将计数器值C置为零。如果方向盘35再向右转过360°时，CPU65就将计数器值C从零增到159。因此，如果方向盘35从中间位置向右转过360°，该计数器值C又变成80。与此相似，若方向盘35向左转180°，角位与一计数器值相应，CPU65将此计数器值置为159。如果方向盘35再向左旋转360°，CPU65就将此计数器值C从159减至零。因此，如果方向盘35从中间位置向左转360°，该计数器值C又变成80。以此方式，对于每一次与中间位置相应的方向盘35的位置，计数器值C总被置于80。换言之，方向盘35的角位总是作为在-180°到180°中的角位被检测。

ROM66储存了用于修正方向盘35角位的程序。首先，回转编码器37检测出方向盘35的实际角位θH，车轮角度传感器32检测出后轮31的车轮角度θT。根据检测到的θH、θT值，CPU65计算出方向盘35的实际角位θH及标的角位θ_g。标的角位θ_g是根据后轮31车轮角度θT确定出的方向盘35的标的值。只有当方向盘35正在沿着使偏差减少的方向转动时，才进行修正。

横向加速度GS是根据由车速传感器33检测的车速V及后轮31的车轮角度θT计算的。在此横向加速度GS超过预定值G0时，不对方向进行角位修正。基准值G0是驾驶员集中精力于方向盘35操作时的侧向加速度值GS，亦即是当车在拐一个短半径的弯，或在以高速拐弯时的横向加速度值。在此状态下，方向盘角位修正趋向于对驾驶员产生干扰。此外，如果差值Δθ在可允许的范围内，方向盘角位也不修正。

ROM66贮存了如图5所示的M1图。CPU65利用M1图根据后轮31的车轮角度θT计算标的方向盘角位θg。标的角位θg是与后轮31的车轮角度相对应的方向盘35的一个角位。当车轮角度θT为零时，方向盘35就处在中间位置，圆手柄36被置于一预定位置处。图M1的水平轴线代表后轮角度数据DθT(0-255)，它们相应于在θTL至θTR范围中的后轮的车轮角度θT。其垂直轴线代表相应于方向盘35的标的角位θg(-180°到+180°)的标的计数器值Cg(0-159)。

标的方向盘角位θg用方向盘相对于中间位置、或相对于方向盘35与中间位置相配匹的位置的角位来代表。在后轮31的车轮角度θT(-α到+α)范围内，标的方向盘角位θg的范围为-180°至+180°。方向盘35可从中间位置分别向右或向左转动，转过略小于2.5圈的转动量。因此，当后轮31的车角度θT是-4α、-2α、+2α、+4α之一时，方向盘35均处在与中间位置相匹配的位置上。车轮角度θT的范围从+α到+3α相应于标的方向盘角位θg从-180°到+180°的范围。车轮角度θT从+3α到+4α的范围相应于标的方向盘角位θg从-180°到0+r度的范围。相应于车轮角度+4α+β时的方向盘35的位置是方向盘35向右转到的最右位置。

与之相似，从-3α到-α范围的车轮角度θT相应于从-180°到+180°范围的标的方向盘角位θg。从-4α-β到-3α范围的车轮角度相应于从-180°到0+r范围的标的方向盘角位θg。相应于车轮角度-4α-β时的方向盘35的位置是其向左转到的最左位置。

ROM66储存了一个为80的计数器值，该值用来在方向盘角位修正期间确定方向盘35的回转方向。ROM还储存了一个允许值ΔC0，允许值ΔC0被用来确定实际方向盘角位θH与标的方向盘角位θg之间的角位误差是否需要进行盘角位修正。

CPU65根据储存于ROM66中的程序不断地进行方向盘角位修正，例如，在每一次CPU65对后轴进行控制时。CPU65参照图M1，及使用角度资料DθT来计算标的方向盘角位θg的一个计数器值Cg，它相应于后轮31的当前车轮角度(S210)。CPU65计算出标的计数器值Cg和相应于实际方向盘角位θH的计数器值C(S220)之间的差值ΔC。差值ΔC用公式ΔC＝|C-Cg|表示。然后CPU65就判断差值ΔC是否小于此计数器值80，它相应于方向盘角位是180°的情况。

为了消除差值ΔC所要求的最小方向盘35转动量，亦即是为了使方向盘35实际角θH与标的方向盘位θg相匹配的最小方向盘35转动量被称作修正量Cc。若差值ΔC≤80，CPU65就使修正量Cc等于|C-Cg|(S240)。亦即，当在相应于实际方向盘角位θH的实际圆手柄位置与相应于标的方向盘角位θg的标的圆手柄位置之间的角位误差Δθ，如图6(a)所示小于180°时，差值ΔC就小于80。因此，CPU判定，实际方向盘角位θH通过相应于差值|C-Cg|的计数器值Δθ，就将与标的方向盘角位θg相匹配。

如果差值ΔC≤80，CPU35就判定；是否计数器值C小于标的计数器值Cg(S250)。如果计数器值C小于标的计数器值Cg，CP65就确定，使方向盘35朝右转一个修正量Cc就会消除差值ΔC，并且将修正方向标示FCD置为1(S270)。与此相反，若计数器值C大于标的计数器值Cg，CPU65就确定，方向盘35朝左转动一个修正量Cc就将消除差值ΔC，并将修正方向标示FCD置为零(S290)。

如果差值ΔC＞80，CPU65就利用等式Cc＝160-|C-Cg|。也就是说，当相应于实际方向盘角位θH的圆手柄实际位置与相应于方向盘标的角位θg的标的圆手柄位置之间的差值大于180°，此时ΔC＞80。因此，CPU65就判断：通过相应于角度360°-Δθ的计数器值160-|C-Cg|，实际方向盘角位θH就将与标的方向盘角位θg相匹配。

当差值ΔC＞80时，CPU65就判断：角位计数器值C是否小于标的角位计数器值Cg(S250)。如果此角位计数器值C＜标的计数器值Cg，CPU65就确定，方向盘35朝左转动一个修正量Cc就会清除差值ΔC，并将修正方向标示FCD置为零(S290)。在另一方面，如果角位计数器C＞标的计数器值Cg，CPU65就确定，使方向盘35朝右转动一个修正量Cc就会使差ΔC为零，并将修正方向标示FCD置为1(S270)。

为了判断车辆状态是否允许进行方向盘角位修正、CPU65就参看在后轴控制中设置的倾转约束示警FSL(S280)。亦即是，如果横向加速度Gs大于基准值G0，车辆正以高速猛拐(急转弯)，同时该驾驶员集中精力于驾驶操作。因此，如果示警FSL被置为1，CPU65就确定，车辆的拐弯状况不允许进行方向盘角位修正。在此情况下，CPU就停止激励讯号S2向电磁线圈51的输送，这就使阀49移到脱开位置49a(S320)。在另一方面，如果示警FSL被置为0，CPU被确定，车辆的拐弯条件允许进行方向盘角位修正。在此情况下，CPU向电磁线圈51送发激励讯号S2，由此而使阀49移动到连接位置49b(S310)。

CPU65判断差值ΔC是否小于允许值ΔC0(S290)。如果ΔC＜ΔC0，CPU65就确定角位误差Δθ在允许值范围内，并且无需进行方向盘角位修正。因此CPU65就停止向电磁线圈51发送激励讯号S2，这就使阀49向断开位置49a移动(S320)。

接着，CPU65判断转动方向标示FHD是否与修正方向标示FCD相匹配(S300)。如标示FHD与FCH匹配，CPU65就确定：沿目前方向转动方向盘35一个最小转动量，方向盘35就会消除差值Δθ。然后CPU65将激励讯号S2送到电磁线圈51，由此而使阀49移到连接位置49b(S310)。如果标示FCD与FHD不匹配，CPU65就确定，方向盘35沿现行方向转动一个最小转动量将不会消除角位误差Δθ。在此情况下，CPU65中止向电磁线圈51发送激励讯号S2，这就使阀49运动到脱开位置49a(S320)。

用于工业车辆的上述动力转向设备的动作情况将结合图7-10的流程图进行介绍。

当发动机10被起动时，控制组件52将电磁阀20从脱开位置20a移动到连接位置20b。这就允许后轴12根据车辆行驶状况相对于车架1a倾转。

如果方向盘35被转动，转向控制组件38将液压油供应到控制缸24。具体地说，根据方向盘35回转的方向，将油提供到与之相应的油腔R3和R4中的一个中。供入的油量对应于方向盘35的转动量。由于阀49在这时还处于脱开状态49a，所以液压油只能供应入一个油腔R3(或R4)，在另一腔R4(R3)的油被排放。这就使转向杆27沿方向盘35回转方向运动了相应于方向盘35转动量的一个量，换句话说，后轮31被转过一个车轮角度θT，它相应于实际方向盘角位θH。

随着方向盘35被转动，回转编码器37输出两相位A、B的脉冲讯号SA、SB及基准位置讯号SC。根据每个基准位置脉冲讯号SC，CPU重新将计数器68的计数器值C置为80。在每一次SA、SB的讯号值变化时，CPU65均检测方向盘角位。流程图10表示了方向盘角位检测过程。(各步骤steps被标以其英文首字母“S”)。

在步骤S400中，CPU65根据两相位A、B的脉冲讯号来判断方向盘35的转动方向。如果CPU65判定出方向盘35正在向右转动，CPU65就在S410中将转向标示FHD置于1并且进入步骤S420。在S420中，CPU65增加计数器68的计数器值C，并将程序暂停。

如果在步骤S400，CPU判定出方向盘35正在向左转动，CPU65就在S430步骤将转动方向标示FHD置为零，并且前进到步骤S440。在S440步骤中，CPU减少计数器68的计数器值C，并将当前过程悬置即暂停。

当车辆正在运动时，CPU65重复地对后轴进行如图7所示的控制。在后轴控制中，CPU65在步骤S100中读取车轮角度数据DθT及车速数据DV。在步骤S110中，CPU65将此数据DθT作为当前程序的车轮角度数据Dθ(1)储存起来。然后在S120步骤中CPU65根据此车轮角度数据DθT及车速数据DV利用公式(1)计算出横向加速度Gs。在步骤S130中，CPU65判断计算出的Gs是否大于预定值G0。

如果此Gs＜G0，CPU65就根据车轮角度数据DθT及车速数据DV利用公式(2)在步骤S140中计算出偏航率的变化率Δω/Δt。在步骤S150中CPU判断计算出的变化率Δω/Δt是否比预定值Y0大或是相等。如果该Δω/Δt＜Y0，CPU65就在步骤S160中将倾转约束示警FSL置为零。然后在S170步骤中CPU将激励讯号S1送到电磁线圈21。这就使阀移动到连接位置20b，由此驱动油压缸15。

如果横向加速度Gs和偏航率ω的变化并不影响车的稳定性，那么不仅在车辆行驶于直道上时，而且也在车辆拐弯时，都允许后轴12相对车体架1a倾转。

如果在步骤S130中Gs＞G0，CPU65就将倾转示警FSL置于1，并进到步骤S190。在步骤S190中，CPU65停止向电磁线圈21发送激励讯号S1，由此而使阀20运动到脱开位置20a。

在车拐弯时，如果Gs＞G0，那么后轴12相对于车体架1a的倾转为了稳定此车而被制止。

而且，如果在步骤S150中偏航率的变化率Δω/Δt被确定是大于预定值Y0，CPU就在步骤S180中将倾转示整FSL置为1，并且进入步骤S190。在步骤S190中，CPU65停止向电磁线圈21发送激励讯号S1，由此而使阀20移到脱开位置20a。

如果变化率Δω/Δt≥Y0，为了使该车稳定，也禁止后轴12的倾转。

在车辆行驶时，CPU以预定间隔对方向盘角位进行修正。该修正过程展示于图8，9的流程图中。在步骤S200中，CPU65读取相应于方向盘35实际角位θH的转向计数器值C。在步骤S210中，CPU利用图M1得到标的转向计数器值Cg，Cg相应于车轮角度数据DθT，它在后轴控制中被送入CPU65中。

在步骤S220中，CPU65计算计数器值C与标的计数器值Cg间的差值ΔC(ΔC＝|C-Cg|)。在步骤S230中，CPU65判断此ΔC是否小于或等于预定值80。如果此差值ΔC≤80，CPU65就进入步骤S240。在此步骤S240中，CPU65通过公式Cc＝|C-Cg|得到修正量Cc，并进至步骤S250。从另一方面来说，如果在步骤S230中该ΔC大于80，CPU65就进入步骤S260。在步骤S260中，CPU5通过公式Cc＝160-|C-Cg|获得修正量Cc，然后进入步骤S250。

在步骤S250中，CPU65判断计数器值C是否小于标的计数器值Cg。如果C＜Cg，CPU65就进入步骤S270。在步骤S270中，CPU65将修正方向标示FCD置为1，然后进入S280。如果C＞Cg，CPU就进入S290。在S290中，CPU65将修正方向标示FCD置为零，并进入S280。

在S280中，CPU65判断倾转限制示警FSL是否被置为零。如果此示警FSL被置于零，CPU65就进入S290。在S290中，CPU65判断差值ΔC是否大于或是等于允许值ΔC0。如果ΔC≥ΔC0，CPU65就进入S300，然后判断转向方向标示FHD是否与修正方向标示FCD匹配。如果标示警FHD，FCD匹配，CPU65就进入S310。在S310中，CPU65送激励讯号S2到电磁线圈51，由此而将阀49移到连接位置49b，此CPU然后就将当前程序悬置即暂停。

因此，在横向加速度Gs不影响车的稳定性时，如果在实际方向盘角位θH与标的方向盘角位θg间的角度误差Δθ≥预定值时，就进行方向盘修正，此时，如果方向盘35在沿消除差值Δθ的方向上转动一最小转动量，此方向盘角位就被实际上修正。

在另一方面看，如果在S280中倾转约束示警FSL是1，CPU65就进入S320，然后停止向电磁线圈51送激励讯号S2，由此而使阀49移到脱开位置49a。然后CPU65就将当前程序悬置即暂停。

如上所述，当横向加速度Gs被判定会影响车的稳定性时，就禁止后轴12倾转。在此状态时，方向盘角位修正也被制止。

如果差值ΔC小于允许值ΔC0，CPU就实施S320步骤。因此，在角位误差Δθ在允许范围内时，方向盘角位无需修正。

如果标示FHD和FCD在S340中不匹配，CPU65就实施S320步骤。换言之，如果方向盘35不在沿消除角位误差Δθ的方向转动最小转动量，方向盘角位不被修正。

以上介绍的液压控制设备有下列优点。

(a)车的状况值(横向加速度Gs)是根据车辆拐弯状况被检测到的。如果该Gs≥预定值G0，修正制止装置(微机62)就停止驱动电磁阀49。结果是使方向盘角位修正被制止，而且后轮31被与方向盘35互锁。

换言之，在后轮31需要与方向盘35锁定时，方向盘角位修正是被制止的。结果是，如果方向盘角位修正会影响到车辆稳定性，就不进行方向盘角位修正。

(b)如果横向加速度Gs≥预定值G0，车辆正进行猛拐即快速转弯，因而驾驶员必须集中精力于驾驶作业。在此状态下，方向盘角位修正趋向于干扰驾驶员。然而，本实施例的设备禁止在这样的状态下的补偿修正。

如果车轮角度θT是小的，即使车速V很高也可进行方向盘角位修正。而且如果车速V很低，那么即使车轮角度很大也可进行方向盘角位修正。因此，可在很宽的状况范围内对角度偏差进行修正。

(c)在Gs＞G0时，后轴控制器限止后轴12相对于车体架1a的倾转。因此后轴控制器及液压控制设备共用车速传感器33、车轮角度传感器32及控制组件52。因此，与每个后轴控制器和动力控制设备各具有自己的传感器和控制组件的情况相比，上述实施例减少了零件数量。

(d)电磁控制阀49通常是关闭的，这就是说，控制阀49在控制器52不起作用时是处于脱开位置49a。在此状态下，流入转向缸24的液压油不被旁路。换言之，方向盘角位修正是被禁止的。因此，即便控制器52不起作用，对后轮31的控制仍被维持。

(e)实际方向盘角位θH总是作为相对于中间位置的，或是作为相对于方向盘与中间位置匹配的一个位置的一角位而被检测。标的方向盘角位θg也是与上述那样被检测的。方向盘角位修正消除了实际的和标的的方向盘角位θH、θg之间的误差Δθ。因此，如果Δθ偏差值超过方向盘35一圈或更多圈，即，是方向盘35转圈数的整数倍，则相应于整数圈的角位被取消。因此，待被修正的角位差值Δθ总是小于方向盘35的一整圈。换言之，在方向盘角位被修正时，使方向盘35的空转总是小于一圈。(空转期间，方向盘35与后轮31不互锁)。这样就会改善对于方向盘的控制。

(f)在θH与θg之间的差值Δθ超过180°时，待修正的角位是(360°-Δθ)。因此，方向盘角位被修正时，方向盘角位的修正总是小于180°。

(g)在图1-10的实施例中，本发明具体体现在此液压驱动转向设备中，此设备使叉车1的后轮31作枢轴摆转。如果判断出会影响车1的稳定性，方向盘角位修正就不被进行。这样就改善了叉车1的稳定性。

根据本发明另一实施例的一种叉车液压驱动转向控制设备将在下面结合图11-13进行介绍。

本实施例的叉车结构大体上与图1-10所示的一样，但此叉车不进行后轴控制。

在图1-10所示实施例中，横向加速度Gs是在后轴控制中被检测的。Gs用作代表车辆拐弯状况的一个量值。如果Gs值大于一预定值，就禁止对方向盘进行修正。但是，在本实施例中，后轮31的车轮角度和车速度都被用作代表车拐弯状况的量值。其方向盘角位修正根据车速及后轮31的车轮角度来限制。因此在本实施例中，无需进行后轴控制，因此，图9中的步骤S280-S320被图13中的S500-S560代替。与图1-10所示实施例的这种差别将在下面着重讨论，而且对于那些与图1-10中组成件相同或相似的本实施例构件，给予与图1-10中相同或相似的标引数码。

ROM66存储了用于方向盘角位修正的程序。在这里的方向盘角位修正中，车速V及后轮31的车轮角度θT用作车辆状况值。方向盘35的角位根据V及θT值进行修正。如果转向缸24的油腔R3，R4在此状态下连通，后轮31就能被作用在后轮31上的路面阻力过度地转向(到一过度地转向位置)。在此种情况下，方向盘修正不被进行。

当后轮31如图11所示被向右转动而使车向左拐弯时，每个后轮31各从路面接受阻力F。力F产生了力矩MR和ML。力矩MR作用在右后轮31的轴向销28上，并使销28顺时针方向转动。力矩ML作用在左后轮31的转向销28上，并使销沿反时钟方向转动。在此情况下，右车轮31被置于拐弯半径的外侧。因此，作用在右后轮31上的力矩MR比作用于左后轮31上的力矩ML大。如果后轮31未被固定于转向缸24，那么力矩ML、MR的共同作用会使后轮3 1过度地转向。

如果转向组件38将相对大量的液压油供给油缸24，此液压油产生的压力防止活塞26被力矩MR、ML的作用移动。换句话说，后轮31就不会被运动到过度转向的位置。如果组件38将相对小量的液压油供应给油缸24，那么此液压油的压力就不足以防止活塞26的这种运动。在此情况下，后轮就在力矩ML、MR作用下被运动到过度转向的位置。因此，在本实施例中，方向盘角位修正会导致后轮31运动到过度转向位置这种车辆拐弯状况的时候，就禁止对方向盘角位进行修正。

ROM66贮存了如图12所示的一种M2图，M2图用来判断车辆拐弯状况是否有可能将后轮31移动到一过度地转向的位置。图M2包括一过渡转向区φ，区φ由车速数据DV及车轮角度数据DθT确定。车的拐弯状况用在M2图上对应于数据DV和DθT值的一个点来代表。如果此拐弯状况(在图M2上的一点)是在过度转向区域φ中；后轮31就极有可能运动到一过度地转向位置。如果拐弯状态不在区域φ内，后轮31就不太可能运动到过度转向位置。区域φ可由理论计算或通过试验决定。

ROM66还储存了一预定值Dθ0。值Dθ0用于在车辆拐弯状况处在过度转向区域φ中时判断后轮31是否实际处于过度转换位置。如果方向盘35转动过大，控制组件38就将一相对大量的油供应到控制缸24中。在此情况下，缸24中的油产生的压力限制了转向缸24的移动。因此，即使拐弯状况处在过度转向区域φ中，后轮31也不会运动到过度转向位置。另一方面，如果供应给缸24的油量小，那么缸24的运动不约束，因此后轮31就会进入过度转向位置。

预定值Dθ0代表了在车拐弯状况处于过度转向区域φ中时，防止后轮31运动到过度转向位置的一临界油量。亦即是说，如果从轴向组件38供应给缸24的油量≥预定值Dθ0，那么供给的油产生的压力就将约束缸24的运动。换句话说，当供给的油量等于或大于值Dθ0时，即使车辆拐弯状况处于过度转向区域φ中，后轮31也不会进入过度转向位置。从转向组件38供应给缸24的油量相应于后轮31的枢轴摆动速度。因此，预定值Dθ0是根据后轮31的枢轴摆动速度确定的。

CPU65在每一个预定的时间周期内，按照贮存在ROM66中的程序重复地进行方向盘35的角位修正。CPU65判断车辆拐弯状况是否处在过度转向区域φ(S500)。如果不在过度转向区域φ中，CPU65就判定，角位修正将不会使后轮31运动到过度转向位置。而且，如果计数器值ΔC≥允许值ΔC0(S510)，以及如果回转方向标示FHD与修正方向标示FCD匹配(S520)，CPU65就向电磁线圈51发送激励讯号S2，由此而使阀49运动到连接位置(S530)。

如果由车速V及后轮的角度θ所确定的拐弯状况在过度转向区域φ中，CPU65就判定，方向盘角位修正可能将后轮31运动到过度转向位置。在此情形下，CPU65就计算当前程序的车轮角度数据DθT[Dθ(1)]与前一程序的车轮角度数据DθT[Dθ(2)]之间的差值ΔDθ(S540)，CPU65判断差值ΔDθ是否≤Dθ0(S550)。

如果差值ΔDθ≤Dθ0，CPU65就判定，方向盘35正在缓慢转动，因而一相对小量的油正在被供应入转向缸24中。因此CPU65判定，后轮31多半会进入一过度转向位置。然后CPU65就停止向线圈51发送激励讯号S2，由此而使阀49移到脱开位置49a(S560)。换言之，CPU65就不进行方向盘角位修正。

相反，如果ΔDθ＞Dθ0，CPU65就判定，有相当大的油量被供入缸24中。因此CPU65就判定，即使车辆拐弯状况正处于过度转向区域φ内，后轮31也不会进入过度转向位置。

上述用于工业车辆的动力转向控制设备的工作过程将在下面结合图13的流程图进行介绍。

在步骤S250中CPU65判断计数器值C是否小于标的计数器值Cg。然后CPU65在S270或在S290中根据S250的判定将修正方向标示FCD值调定，然后再进入S500。在S500中，CPU65判断车辆拐弯状况是否在过度转向区域φ中。如果不在区域φ中，CPU65就进入S510。在S510中，CPU65判断差值ΔC是否≥允许值ΔC0。

如ΔC≥ΔC0，CPU65就进入S520，并判断回转方向标示FHD值是否与修正方向标示FCD匹配。如两者匹配，CPU65就发送激励讯号S2给电磁线圈51，并由此而使阀49运动到连接位置49b。然后CPU65就将当前程序暂停即悬置。在此情况下，如果后轮31没运动到过度转向位置，就对方向盘35的角位进行修正。

如果在S500中的车辆拐弯状况处于过度转向区域φ中，CPU65就进入S540。在S540中，CPU65计算后轮当前程序的和前一程序的角位数据DθT[Dθ(1)与Dθ(2)]之间的差值ΔDθ，然后进入S550。此时，如果Δθ≤预定值Dθ0，CPU65就进入S560。在S560中，CPU65停止向电磁线圈51发送激励讯号S2，由此而使阀49维持在脱开位置49a处。然后CPU65就将当前程序悬置。在此情况下，在后轮31实际上进入过度转向位置时，亦即是车辆拐弯状态处于过度转向区域中以及向缸24供入小油量的情况下，制止对方向盘35的角位进行修正。

如果在S550中ΔDθ＞预定值ΔDθ0，CPU65就进入S510。在此情况下，相当大量的油正供应给缸24。因此，即便车辆拐弯状况使得对方向盘的角位修正会使后轮31进入过度转向位置，供入的油所产生的压力将限制缸24运动。因此，后轮31不会进入过度转向位置。故不禁止对方向盘35进行角位修正。

如果在步骤S510中差值ΔC＜允许值ΔC0，或如果标示FHD和FCD在S520中不匹配，CPU65就进入S560。在S560中，CPU65停止向线圈51发送激励讯号S2，由此而使阀49维持在脱开位置49a上。然后CPU65就将当前程序悬置。用这种方式，当角位差值Δθ在允许范围内时，对方向盘35的角位不进行修正。另外，如果方向盘35不是沿着使角位差值Δθ减小方向转动一最小回转量时，也禁止对方向盘进行角位修正。

如上所述，图11-13所示的动力转向设备有以下优点。

(a)首先，对车辆状况值(车速V及后轮31的车轮角度)进行检测。车辆拐弯状况是根据检测的车况值判断的。如果修正决定装置(即微机62)判定拐弯状况处于过度转向区域φ中，修正禁止装置(微机62)就制止方向控制装置(微机62)启动电磁阀49。因此，方向盘角位修正被禁止，该后轮31与方向盘35互锁。

因此，当方向盘35需要与后轮31互锁时，禁止对方向盘角位修正。如果判定对方向盘角位修正会影响叉车的稳定性，就禁止对其修正。

(b)车辆状况值是由车辆拐弯状况来代表的，它由车速V及后轮的角度θT来决定。如拐弯状况处在图M2的过度转向区域φ中，而且供给转向缸24的油量小，后轮31就会进入过度转向位置。在此状态下，禁止对方向盘角位进行修正。换言之，如果对方向盘角位修正被判定会使后轮进入过度转向位置，对方向盘角位修正就被禁止。

如果后轮31的轮角度θT是小的，即使车速V很高，也进行方向盘角位修正。如果车速V很低，即使后轮31的轮角度很大，也进行方向盘角位修正。因此，对方向盘角位的偏差修正可以在很广泛的情况范围内进行。

图1-10及图11-13所示的各实施例可以作如下改变。

在图11-13所示的实施例中，过度转向区域φ可以根据如图14中的箭头所示的作用在后轮31上的载荷来调整。后轮31的过度转向量随作用在后轮31上的载荷变动作相应改变。亦就是说，载荷较小，后轮31进入过度转向位置时的车速V就较高，而且后轮31的车轮角度θT就较大。因此，当作用在后轮31上的载荷较小时，如图14所示，区域φ就较小。换言之，区域φ的边界朝着较高车速V和较大的后轮角度θT方向作相应的移动。这就扩大了对方向盘角位进行修正的拐弯状况范围。具体地说，当作用在后轮31上的载荷小而且车速高时，对方向盘角位的修正可以在更大的轮角度θT的情况下实施。同样，当作用在后轮31上的载荷小和轮角度θT大时，对方向盘角位的修正可以在较高车速V的情况下进行。因此，对方向盘角位的修正可以在更宽的拐弯状况范围内进行。故方向盘角位偏差可被有效地修正。

在图1-10所示实施例中，横向加速度Gs是根据车速V及后轮31的车轮角度计算的。将计算出的Gs与一预定值G0比较，以便检测车辆的拐弯状况。作为一种替代，一个图可被用来判断车辆拐弯状况。在此情况中，该图代表车速V与车轮角度间的相对关系，而且包括一个区域，在此区域中，此Gs≥预定的值G0。

方向盘角位修正可以根据横向加速度Gs及拐弯状况两者来禁止，拐弯状况是由车速V及轮角度θT决定的。这种方案在修正方向盘角位时不会干扰驾驶员，也不会将后轮31运动到过度转向位置。

在图1-10所示的实施例中，Gs可以直接由一加速度传感器测得。在图1-10及图11-13所示的各实施例中，方向盘角位检测器(回转编码器37)可以用如解算器或磁性回转传感器那样的数字回转传感器来代替。此外，回转编码器37也可以用模拟回传感器如电位计或差接变换器来代替。车轮角度传感器32也可以用数字回转传感器，例如解算器或磁性回转传感器来代替，或用模拟回转传感器如电位计或差接变换器来代替。

在图1-10和图11-13所示的各实施例中，方向盘角位θH是用方向盘相对于中间位置或相对于与此中间位明显地相匹配的一个位置的一个相对角位而获得的。因此θH值是在-180°到+180之间。但是方向盘角位θH也可以是方向盘35相对于中间位置转动量的一个绝对角度值。图1-10及图11-13所示的各实施例的液压驱动转向设备也可被实施在一种其方向盘上没有圆手把的工业车辆上，而且也可以实施在叉车或其它无需控制其后轴12倾转的工业车辆上。本发明也可以用在其它类型的具有液压动力转向的工业用车辆上，如斗式装载机或一种用于高升举工作的车辆。

本发明的又一个实施例将结合图15-24进行介绍。

图15以示意方式展示安装于一叉车F上的机动转向设备101。叉车F包括一方向盘102，方向盘由驾驶员转动。一圆手柄102a安置于方向盘上，以便于单手操作方向盘102。方向盘102支承在转向轴103上。转向轴103与转向组件104连接。

转向组件104包括一阀组件105。阀组件105通过供油通道107与液压泵106连通，通过排放通道109与油箱108连通。泵106将液压油通过供油通道107送至阀组件105。阀组件105通过排油通道109将油排入油箱108。供油通道107通过旁路110与排油通道109连接。旁路110包括一个溢流阀111。阀111将供油通道107中的油压，即从泵106送到阀组件105的油压维持在一预定值。

阀组件105由转向轴103直接控制，并将油送到转向油缸112。从阀组件105向油缸112送出的油量与方向盘102的转动量成比例。阀组件105通过一对油管路113，114与转向油缸112相连。当方向盘102向右转动时，油管113用作供油管，将油从泵106送入缸112，管路114用作回油管，将油返回泵106。当方向盘102向左转时，管路114用作供油管，管路113用作回油路管。

转向油缸112包括一缸筒115，一活塞116及一对活塞杆117a、117b。缸筒115固定于叉车F的车体架上。活塞116以可往复运动方式安置在缸筒115中。活塞杆117a、117b固定于活塞116的两侧边，并从缸筒115端部向外突伸。活塞116将缸筒115的内部分成两个腔。油路113、114分别与缸筒115的一个腔相连。

活塞杆117a、117b的末端通过连杆机构118a、118b被连接于车轮(后轮)119。随着转向油缸112被驱动，后轮119就环绕转向销120作枢轴摆动。

油路113，114通过旁路管121相互连通。旁路管121包括一电磁控制阀122及一节流通道123。阀122起到修正装置的作用。阀122借助旁路管121将一些液压油从阀组件105送回油箱108，由此而使活塞116在转向缸中的移动量减小。换言之，阀122使方向盘102空转。方向盘102的空转通过允许方向盘102转过一定量来修正方向盘102的位置，使方向盘与后轮119的轮角度相匹配。

控制阀122是通常闭合的两位(置)开关阀。控制阀112在脱开位置(图15中的状态)与一连接位置之间运动。在脱开位置上时，控制阀122将旁通管路121关断。在连接位置上时，阀122将旁通管路121连通。阀122包括一电磁线圈125及一未示出的短轴。此短轴被弹簧124推向脱开位置。在电磁线圈被激励时，阀122朝连接位置运动。在电磁线圈125不被激励时，阀122就移动到脱开位置。电磁线圈125与控制器126之间有电气方式的连接。控制器126送控制讯号给电磁线圈125，由此而使电磁线圈125被激励或解除激励。如果由于出故障而使阀122卡在连接位置上，节流通道123限制了在旁路管路121中的油流量，由此可允许后轮119能通过方向盘102的转动而被控制。

控制器126与回转编码器127及电位计128有电气方式的连接。回转编码器127起方向盘角位检测器的作用，而且也起到方向检测器的作用。电位计128起到车轮角度检测器的作用。回转编码器127包括一圆盘129及一方向盘角位传感器130。圆盘129固定于转向轴103上并与轴103形成一体，随轴一起转动。在圆盘129上开有一条缝口129b及多条缝口129a。传感器130有三对用于检测缝口129a及129b的光电耦合器。从传感器130来的检测讯号被送至控制器126。

如图15和17所示，缝口129a是沿圆周方向制作在圆盘129上的，彼此等间距分开，在本实施例中，其数量为40个。单个缝口129b被制作在圆盘129的外周边上，且位于缝口129a沿径向向外的部位。方向盘角位传感器130包括一第一晶体三极管131，第二晶体三极管132及一修正晶体三极管133(见图16)。三极管131、132、133是光电三极管，而且起光电耦合器的作用。

第一、二晶体三极管131、132检测通过缝口129a的光。三极管131、132分别送出检测讯号SS1及SS2(见图20)。在方向盘102转一圈期间，每个讯号SS1，SS2均开，闭40次。这两种讯号相位差为90°，即1/4周期。检测和计算两讯号SS1、SS2的边缘可允许用方向盘102转一圈的160分之一的分辨率来检测方向盘102的回转角位(以后称之为方向盘角位θ)。方向盘角位θ被表示为转向计数器114的计数器值C。计数器值C代表方向盘102的相对角位。

修正三极管133检测通过缝口129b的光，并送出检测讯号(数字讯号)SSC(参看图20)。讯号SSC在方向盘102处于中间位置时被接通，它被用作修正计数器114中的计数器值C。

电位计128安置在支承右后轮119的转向销120上，它检测销120的转动量，并将车轮角度讯号R送到控制器126。讯号R代表后轮119相对其沿直线前进位置的轮角度。

叉车F有前驱动轮。作用力通过一前差动圈齿轮134传送到此驱动轮。差动圈齿轮134配置有车速传感器135。传感器135将一速度讯号V送到控制器126。讯号V代表叉车F的速度。

如图16所示，控制器126包括：微机136，边缘检测器137，模/数转换器138，139及激励器140。微机136包括中央处理组件(CPU)141，只读存储器ROM，随机读取存储器(RAM)143、转向计数器144，控制周期计数器145，时钟线路146，输入界面147及输出界面148。电位计128与数/模转换器138连接。车速传感器135与模/数转换器139连接。

CPU141根据贮存在ROM142中的各种程序进行各种运算，并将运算结果存入RAM143。ROM142贮存了如流程图(图18和19)所示的圆手柄位置修正程序在这些流程中，步骤S30相应于方向盘102的标的位置运算，步骤S40相应于方向盘102的标的回转方向检测，S80相应于车速判断，S120相应于禁止圆手柄位置修正，以及S210到S290相应于方向盘102回转方向的检测。

在第一、第二三极管131、132及修正三极管133分别送出检测讯号SS1、SS2及SSC到CPU141及边缘检测器137。检测器137检测这三种讯号的上升边缘和下降边缘。根据对这些边缘的检测，边缘检测器137就送出边缘讯号SE1、SE2及SEC。

计数器144检测方向盘102的角位θ。每当CPU141接受到边缘讯号SE1、SE2之一时，亦即是方向盘102每转过一圈的160分之一(即2.25°)时，CPU141就将计数器144的计数器值C增加1或减少1。圆手柄102的位置(方向盘102的角位θ)是用方向盘102的相对角位来代表的。在计数器144中，方向盘角位θ用计数器值C来表示，C是在0与159之间的一个数。在圆手柄102a处在中间位置时，计数器144将数值C置为80。当圆手柄102a经过此中间位置时，边缘检测器137就收到边缘讯号SEC。就在此时，CPU141实施中断，以便将此计数器值102a置为80。因此，计数器值C在圆手柄102a处在中间位置时始终是80。

控制周期计数器145计算圆手柄位置修正的次数。每当计数器144的数值C变化时，亦即每当方向盘102轴过一圈的160分之一时，计数器145就清除(即归零)。因此，当计数器值C变化时，计数器145的值C1就间接地指示出方向盘102转过一圈的160分之一需要多少时间。计数器145的数值C1用来判断方向盘102是否在转动。

CPU141根据时钟线路146的时钟讯号，在每一预定时间间隔(例如10毫秒)下进行如图18所示圆手柄位置修正。但是，在接收到边缘讯号SE1或SE2时，CPU就对图19的中断程序指定为优先次序，并执行图19的程序。与此相似，当接收到边缘讯号SEC时，CPU141就对计数器144的计数器值C进行修正。

图19的中断程序每一次CPU141接收到边缘讯号SE1或SE2时，就由CPU进行一次。此程序包括检测方向盘102的转动方向(以后称之为回转方向)，转向计数器144计数，周期计数器145归零及检测方向盘的停止转动。

在收到一边缘讯号(SE1或SE2)时，CPU141就判断方向盘102的回转方向。亦即CPU141判断接收到的边缘讯号(SE1或SE2)的边缘类别(上升还是下降边缘)及判断检测讯号(SS1或SS2)的值(该检测讯号不是接收到的边缘讯号SE1或SE2的来源)，例如，参看图20，当讯号SS1是上升边缘，SS2是高值，CPU141就判断方向轮102正被向右转。当讯号SS1是上升边缘，SS2是低值时，CPU141就判定方向盘102在向左转。如果SS1是下降边缘，讯号SS2的输出值与回转方向之间的关系就将颠倒过来。当SS2是上升边缘，SS1是低值时，CPU141就判定方向盘102在向右转。当讯号SS2是上升边缘，SS1是高值时，CPU141就判定方向盘1 02在向左转。如果SS2是下降边缘，那么SS1的输出值与转动方向的关系就将被颠倒。

来自电位计128的车轮角度讯号R被转换器138转换成8位AD值(0-225)，然后被送入CPU141。CPU141将此AD值作为车轮角度R存贮。AD值128相应于后轮119的0。位置。当AD值少于128(AD＜128)时，亦即在角位R是负的时，后轮119被转向得使叉车转向左。当AD值比128大(AD＞128)时，亦即角位R是正值时，后轮119被转向得使叉车F向右转。

来自车速传感器135的车速讯号V被转换器139转换成8位AD值(0-255)，并被送入CPU141。CPU141命令与输出界面148相连接的激励器140向电磁线圈125发送一个使电磁线圈125被激励或去激励的控制讯号。

ROM142贮存着如图21所示的M3图。M3图展示与后轮119的轮角度R有关的标的方向盘角位θg。标的方向盘角位θg在修正圆手柄102α的位置时被使用。图M3包括控制标的线L，此L线代表了车轮角度R与标的角位θg之间的相对关系、方向盘119的最左、和最右位置之间的关系。图M3允许标的角位θg被作为相应于后轮轮角度的方向盘102的一个相对角位。L线的位置是根据假设控制组件104的效率为100％(即实际的油排量除以理论的油排量为100％)时确定的。在本实施例中，当圆手柄102a在中间位置时，方向盘角位θ置为0°(计数器值C＝80)。此标的角位θg(-180°-+180°)相应于标的转向计数器值Cg从0到159的值。

在圆手柄位置修正中，CPU141计算方向盘102的角位θ与根据后轮119的车轮角度R获得的标的角位θg之间的差值Δθ。CPU141对圆手柄位置进行修正，使角位偏差Δθ降到允许值θ0(例如约5°)以下。角位偏差Δθ指实际圆手柄位置与标的圆手柄位置间的最短角位距离，其情况如图22，23所示。如果实际角位偏差Δθs超过180°，角度偏差Δθ通过从360°中减去Δθs来获得(Δθ＝360°-Δθs)。

进行圆手柄位置修正的条件随角位偏差Δθ是否超过预定角位范围A°而变化。当角位偏差Δθ小于A°(Δθs≤A°或Δθs≥360°-A°)时，只有在方向盘102的回转方向与一方向(标的方向)匹配时才能进行圆手柄位置修正。在标的方向中，实际圆手柄位置与该标的圆手柄位置之间只差一最短距离。当角位偏差Δθ超过A°[A°＜Δθs＜(360°-A°)]时，不管方向盘102的旋转方向如何，均对圆手柄位置进行修正。

预定角位A°在80°-120°之间。在圆手柄位置修正期间，使方向盘102空转一个较大量会产生在此修正后角位偏差将变得更大的可能。使用预定角度A°降低了这种可能性。亦即是，当角度偏差大于A°而且方向盘102沿着与该标的方向相反的方向转动时，此修正更可能减少该角度偏差而不是使之增大。

当叉车F以等于或大于一预定速度Vf运动时，CPU141禁止对圆手柄位置进行修正。具体地说，CPU141根据来自车速传感器135的检测讯号，判断车速度V是否≥Vf。如果V≥Vf，CPU141就停止驱动电磁阀122。Vf值被调定为最大车速的70％-80％。叉车最大车速约为20公里/小时。因此预定车速Vf大约为15公里/小时。作为一条规则，在车速V超过Vf时，停止对方向盘位置进行修正。

对动力转向设备101的动作介绍如下。

在叉车F运行时，驾驶员握住圆手柄102a以操作方向盘102。在使方向盘102转动时，转向轴103与方向盘一起转动。这就使阀组件105向转向油缸112送油。所送的油量与方向盘102转动量相应。结果是使后轮119被转摆过一个与方向盘102回转量相应的量。在包括油缸112在内的油压系统中的漏油使转向组件104的效率降低。转向组件104的效率降低或者方向盘102的低速转动可以使圆手柄102a的位置偏离正常位置，而正常位置是与后轮119的轮角度相互关连的。圆手柄位置修正过程的实施是用于将实际圆手柄位置返回到正常位置。

现在结合图18和19的流程图，介绍由CPU141实施的圆手柄位置修正。开始时电磁开关阀122处于脱开位置。

当叉车F的发动机起动时，CPU141从三极管131，132及133输入检测讯号SS1，SS2及SSC；从边缘检测器137输入边缘讯号SE1，SE2，SEC；从电位计128输入车轮角度讯号R；及从车速传感器135输入车速讯号V。

CPU141在预定时间间隔(例如10毫秒)中进行如图18所示的圆手柄位置修正。在收到边缘讯号SE1，SE2时，CPU141就停止当前程序，并开始如图19所示的中断程序。在此程序中，CPU141为了获得圆手柄位置修正所需的资料，要进行数个过程。具体地说，CPU141实施转向计数器144的计算程序，为检测方向盘102的转动方向进行计算。CPU141还判断是否方向盘被停止以及把周期计数器145清除归零。在第一步骤S10中，计数器145的计数器值C1被增加。换言之，在每到一预定时间间隔t0就使控制周期计数器145的计数器值C1增大1。

首先，对图19中的中断程序进行介绍。当接收到边缘讯号SE1、SE2中任一个(一个开始边缘讯号)时，CPU141就停止当前程序，并开始图19中的中断程序。在步骤S210到S290中，通过参考讯号SS1、SS2 SE1及SE2，CPU141判断方向盘102的回转方向。具体地说，CPU141判断产生了开始边缘讯号(SE1或SE2)的检测讯号(SS1或SS2)是上升的还是下降的。CPU141还判断另一个检测讯号(SS2或SS1)的值。方向盘102回转方向的判别就是根据这些资料判定的。

在S210中，CPU判别哪一个检测讯号(SS1或SS2)是开始边缘讯号(SE1或SE2)的来源。换言之，CPU141判断哪一个三极管31，32是开始边缘讯号的来源。

如果第一个三极管31是开始边缘讯号源，也就是，如果当前程序是由边缘讯号SE1开始的，CPU141就通过参考贮存在第一晶体三极管31的边缘特征来判断讯号SE1是代表上升边缘还是下降边缘。

三极管31的边缘特征是根据前一个中断程序中的检测讯号SS1的值，事先贮存于当前程序中的此检测讯号SS1的值。例如，如果在前一程序中第一个三极管31的输出值是高值，此边缘特征就贮存一个值零，这相当于在当前程序中的低值。在此情况下，在当前程序中的边缘讯号SE1就是下降边缘，因而步骤S220的决定就是NO。

如果第二个三极管32是开始边缘讯号的来源，即，如果当前程序是由边缘讯号SE2开始的，CPU141就通过参考贮存于第二个三极管31中的边缘特征来判断讯号SE2是代表上升边缘还是下降边缘。

此三极管32的边缘特征是根据是在前一中断程序中的检测讯号SS2的值，事先贮存在当前程序中的此检测讯号SS2的值。例如，在前一程序的第二晶体三极管32的输出值是低值。此边缘特征就贮存一个值1，此值相应于当前程序的高值。在此情况下，在当前程序中的边缘讯号SE2是上升边缘，S230的决定是YES。

在步骤S240-S270中，CPU141判断不是开始边缘讯号(SE1或SE2)来源的该三极管的输出值。讯号SS1及SS2的相位差根据方向盘102的回转方向而改变。CPU141根据作为开始边缘讯号来源的那个检测讯号(SS1或SS2)的边缘类型及另一个检测讯号的值，来判断方向盘102的转动方向。CPU141在方向盘102向左转时，将回转方向标示置为零，在方向盘102向右转时，将回转方向标示置为1。

在步骤S300，CPU141根据检测到的方向盘102回转方向改变在控制计数器144中的计数器值C。具体地说，当方向盘102向右转动时，使值C增加，在方向盘向左转时，将值C减小。在增加时，如果值C是159，CPU141就将此值C变为零。当减小时，如果该值C为零，CPU141就将此值C变为159。以这种方式使计数器144的计数器值C变化得与方向盘角位θ相对应，角位θ是由方向盘102的相对角位来代表的。

在步骤S310中，CPU141判断控制周期计数器145的计数器C1是否≥值CO。计数器值C1在每一次执行图19的中断程序时均清除归零。也就是说，每一次方向盘102被转动一圈的160分之一(2.25°)时归零。计数器值C1还在每一周期t0后增值(例如每10毫秒)。因此，计数器值C1代表了方向盘102转动一圈的1/160的时间周期。如果计数器值C1比值C0大，CPU141就判定方向盘102没被转动。

如果计数器值C1≥C0，CPU141就确定方向盘102不在转动，于是将标示设定为1，用以指示方向盘不在转动(S320)。之后，CPU141使控制周期计数器145归零。如果计数器值C1＜C0，CPU141不改变转动停止标示的值，此值为零，然后使计数器145归零。

如上所述，在圆手柄位置修正期间，方向盘102的实际角位θ是根据转向计数器144的计数器值C而被检测的。方向盘102的回转方向是根据回转方向标示而被检测的。此外，方向盘是否在转动是通过参考回转停止标示来检测的。

现在参看图18介绍圆手柄位置修正过程。在步骤S10，CPU141增加控制周期计数器145的值。在S20中，CPU141读取方向盘102的角位θ及后轮119的车轮角度R。方向盘角位θ是根据贮存在转向计数器144中的计数器C判断的。

在S30中，CPU141根据后轮119的车轮角度R，利用图21所示的M3图计算出方向盘102的标的角位θg。标的角位θg是由标的计数器值Cg表达的。

在S40中，CPU141计算圆手柄修正的标的方向。亦即是，CPU141判断为使实际圆手柄位置沿最短距离运动到标的圆手柄位置，要使方向盘102向左还是向右转动。CPU141计算出计数器144当前值C与标的计数器值Cg间的差值ΔC(ΔC＝|C-Cg|。当差值ΔC≤80(|θ-θg|≤180°)时，如果C＜Cg，CPU141就将标的方向置为右；如果C＞Cg，CPU141就将标的方向置为左。当差值ΔC＞80(|θ-θg|＞180°)时，如果C＜Cg，CPU141就将标的方向置为左；如果C＞Cg，CPU141就将标的方向置为右。计算出的标的方向被作为标的方向标示值而贮存。亦即，当标的方向为左时，标示被置为零；在标的方向为右时，该标示被置为1。

在S50中，CPU141计算出圆手柄102a的实际位置与其标的位置之间的角位差值Δθ。如果θ和θg之间的差值≤180°，Δθ就被定为θ和θg之间的差值(Δθ＝|θ-θg|)。如果θ与θg之间的差值＞180°，Δθ就通过公式(Δθ＝360°-|θ-θg|)来计算。因此，当前圆手柄位置与标的圆手柄位置之间的最短角位差就可待到。计算出的角位差Δθ被作为一个由计算器值C和Cg运算得出的一计数器值。

在步骤S60，CPU了解回转停止标示，以便判断方向盘102是否被停止。如果标示被置为1，CPU141就判定方向盘102已被停转，然后就进入S120。在S120中，CPU141关闭开关阀122。因此，当在方向盘102不转时，不进行圆手柄位置修正。如果方向盘102在转动，CPU141就进入S70。

在S70中，CPU141判断，角位差值Δθ是否≤允许值θ0。如果Δθ≤θ0，CPU141就进入S120并关断开关阀122。因此，在Δθ≤θ0时，不进行圆手柄位置修正。在另一方面，如果Δθ＞θ0，CPU141就进入S80。

在S80，CPU141判断车速V是否大于或等于基准速度Vf。亦即，CPU141根据从车速传感器35来的AD值计算车速V，并将之与Vf比较。如果V≥Vf，CPU141就进入S120，并关断开关阀122。如果V＜Vf，CPU141就进入S90。

在S90中，CPU141判断角位差值Δθ是否小于或等于基准角A°。如果Δθ＞A°，CPU141就进入S110，并激励电磁线圈125，使开关阀122接通。即，如果Δθ＞A°，如图23所示，而且如果方向盘102在向左(沿方向“b”)或向右(沿方向“c”)转动时，就对圆手柄位置进行修正。因此，圆手柄102a就从当前位置接近标的位置。如果方向盘102沿“C”方向转动，角位差Δθ就通过一较大回转量被修正。但是，角位偏差Δθ＞角度A°是相当大的。因此在许多情况中，圆手柄位置修正将是减少此角位误差Δθ，而不是使之增大。结果是更频繁地进行圆手柄位置修正，因而一个比角度A°大的角位误差是不准许不修正的。

在另一方面来说，如果Δθ≤A°，CPU141就进入S100，并判断方向盘102的回转方向是否与标的方向匹配。具体地说，CPU141判断回转方向标示值是否与标的方向标示值匹配。如果两值匹配，CPU141就进入S110，并使开关阀122接通。如果该回转方向与标的方向不同，CPU141就进入S120，并将开关阀122关断。如果圆手柄位于图22中实线所示位置，且正沿方向“a1”(向左运动，圆手柄102a就通过此最小回转量趋近标的位置。在这种情况下，就进行对圆手柄的位置修正。在另一方面，当圆手柄102a正在沿“X1”方向(向右)运动，亦即在圆手柄102a在通过最长回转量趋近标的位置时，就不进行对圆手柄位置修正。

而且，在圆手柄102a处在图22中虚线所示的位置上时，圆手柄102a的此位置偏离标的位置的量大于(360-A°)。在此情况下，如果方向盘102沿方向(a2”)(向右)转动，亦即如果圆手柄沿最小转动量接近该标的位置的话，就对圆手柄位置进行修正。如果方向盘102沿“X2”(向左)方向转动，亦即，如果圆手柄沿离开标的位置方向运动，那么就不对其位置进行修正。如果实际角位偏差大于360°，方向盘102的相对角位就被用在圆手柄位置修正中。换言之，圆手柄102a的实际位置与标的位置间的视在偏差就被使用在其修正中。这样，修正量就永远小于360°。例如，当圆手柄102a的位置偏离标的位置偏离量是方向盘102的一或二整圈，而且如果圆手柄102a的视在位置与标的位置匹配，那么就不进行圆手柄位置修正。

图24是一种展示后轮119轮角度与车速间相对关系的图表。图表也展示了一个禁止对圆手柄位置修正的区域。在此图表上，后轮角度用绝对值代表。以斜线标示的区域是禁止对圆手柄102a位置修正的区域。如图24所示，如果车速在高速区，即速度≥基准速度Vf，那么无论后轮角度如何，均不能修正圆手柄102的位置。因此，只要叉车F以高速行驶时，即使角位偏差Δθ大于允许值θ0而且别的用于修正圆手柄102位置的条件均满足，只要其速度大于预定基准速度Vf，就不准对圆手柄位置修正。亦即，如果在叉车F正以高速运动时，驾驶员正在操作方向盘102改变叉车F状况，后轮119的轮角度不会变得小于操作员所想要的量，因此驾驶员就不受干扰。

图18-24的实施例有以下优点。

在车速大于或等于预定速度Vf时，不对圆手柄位置进修正。因此，图18-24所示装置改善了驾驶员试图以高速使车拐弯时的方向控制的响应性。这就使驾驶员不受干扰。

方向盘102的标的角位θg是根据后轮119的轮角度R计算的。这就使得角位θg可以用方向盘102的相对角位来代表。因此，圆手柄102a的位置可以通过调整方向盘102的相对角位来校正。因此，即使在实际圆手柄位置与其标的位置间的差值大于360°时，此偏差也可以通过使方向盘空转小于此实际偏差的一或两圈的回转量来修正。换言之，可以避免不必要的方向盘102的空转。

当角位偏差Δθ＜A°时，只有在方向盘102正在沿一个以最小回转量趋近标的位置的方向转动时，圆手柄位置才进行修正。因此，虽然角位偏差是用方向盘102的相对角位来修正，但该角位偏差应是被积极地减小。例如，即使实际偏差是280°，如果允许值θ0为5°，修正量只是75°。当实际偏差＜360°时，用这种方式使方向盘102修正圆手柄102a位置偏差时的空转回转量小于实际偏差值。结果是使方向盘102的不必要空转被进一步减小。

方向盘102的角位θ通过回转编码器27来检测。因此，相应于圆手柄102a位置的计数器值C是沿方向盘102的整圈360°来检测的。与使用回转电位计不同，无论方向盘102的何种回转位置，回转编码器27均允许圆手柄102a的位置被修正。这就导致了修正期间的方向盘102的较短的空转量，由此使修正所要用的时间减短。当后轮119返回沿直线行驶位置时，圆手柄102a精确返回到中间位置。

下面将结合附图25-27介绍本发明的另一实施例。与图15-24的实施例不同，本实施例在车辆高速行驶时，如果一定条件满足，就可修正方向盘位置。具体地说，当车辆沿一直线行驶时，就可修正角位偏差。在此状态下，后轮对方向盘回转稍有一点儿不响应不会产生问题。本实施例方向盘的构件与图15-24实施例的一样，但圆手柄位置修正部份及一用于计算标的方向盘角位θg的M4图与图15-24所示实施例不同。与第三实施例相似或相同的相应构件被给予相同或相似的标引数码。

在本实施例中，CPU141起到车轮角度检测器的作用，它检测后轮119是否沿一直线范围行驶。当车速V≥预定车速Vf时，CPU141禁止进行修正。但是，如果后轮119的轮角度在直线范围内，CPU141就允许进行修正。换言之，在车辆以一高速行驶而后轮119的轮角度R又在直线范围内时，就允许对圆手柄的位置加以修正。在本实施例中，该直线范围被定为相应于方向盘102的±20°内的车轮角度R范围。

图26展示了本实施例圆手柄位置修正流程图的一部份。因为此程序与图18的流程程序有相同的步骤(S10-S70)，故将S10-S50略去。在步骤S80后的过程是用来判断车速V是否≥Vf的，它们不同于图18流程图的那些过程。

从步骤S10-80，CPU141执行与图15-24实施例相同的过程。如在图26中所示，如果车速V≥Vf，CPU141就进入步骤S380。在S380中，CPU141判断后轮119的轮角度R是否在直线范围内。亦就是，CPU141判定后轮轮角度R是否在相应于方向盘102的±20°范围的范围内(+20°≥R≥-20°)。如果在S380中这条件不满足，CPU141就进入S120，然后关断开关阀122。如果条件被满足，CPU141就进入S90，并从S90起执行与图15-24实施例相同的过程。换言之，如果修正圆手柄位置的条件在S90及S100中被满足，CPU141就修正圆手柄位置。

图25是展示后轮119轮角度与车速之间相对关系的图表。此图表也展示了一个禁止修正圆手柄位置的区域。在此图表中，后轮轮角度是用实际值表示的。斜线区域是禁止对圆手柄位置修正的区域。当车速处于高速范围，后轮119的轮角度R又在此直线范围内的话，就不禁止对圆手柄位置修正。亦即是，在车辆正以一高速沿直线行驶的时候，操作员又正在操纵方向盘102以便精细地调整后轮119轮角度时，就可以进行方向盘角位修正。

在本实施例中，图27的M4图是用来计算方向盘102标的角位θg的。当车辆沿直线行驶时，后轮119轮角度R在-Z到+Z范围内(-Z≤R≤+Z，在图中，例如Z为1°)，在此直线范围内，标的控制线L从理想控制线L0偏移。亦即，L线在轮角度R正值区域中向下移；在其负值区域中向上移。当方向盘102的回转方向被控制在直线范围内时，使方向盘102空转过一预定量。重复地控制此回转方向在该直线范围，使圆手柄102a(在图M4中的小圆圈)的位置相对于后轮119的轮角度R画出滞后环H1(to darw a hysterisis loop H1)。

在本实施例中，标的方向线L被从理想控制线L0偏移过一方向盘102在其回转方向被控制时的空转量，此空转量大致等于常用机械式转向设备的游隙(窜动量)。

当车辆沿直线行驶期间驾驶员精细地调整方向盘102时，方向盘多次重复经过中间位置。假定通过圆手柄位置修正，使其实际位置运动到图M4中的点B1，之后车辆就开始沿直线行驶。如果方向盘102向左转，圆手柄102a的位置在此滞后环H1中沿轨迹h1运动。此时，方向盘102被空转一个小量值。此空转的量值相当于方向盘102的游隙(窜动量)。如果方向盘102被转到相应于后轮119轮角度-Z°的一左边位置，圆手柄102a就被运动到一点B2，而且保持着游隙。之后，方向盘102从位置B2向右转动，圆手柄102a的实际位置就沿环H1中的轨迹h2运动，而且方向盘被空驶过相当于此游隙的一个小转动量。之后，例如，圆手柄就沿轨迹h2运动到点B3，并维持一游隙。如果方向盘102的转动被控制在B3点处，圆手柄102就又沿轨迹h1运动。这就产生了方向盘102的此种游隙。当车沿直线行驶而且驾驶员继续对方向盘102精细调整时，就以这种方式控制方向盘102的回转方向，使方向盘空转和产生方向盘102的游隙。

除了图14-25实施例的优点外，本实施例还有以下优点。

当后轮119的轮角度R在直线范围内时，即使车速V＞预定值Vf也不禁止对圆手柄位置进行修正。因此，如果驾驶员操纵方向盘细微地调整后轮轮角度时，方向盘102的空转被作为游隙用。于是车辆的直线行驶性能被改善。

在车辆沿直线行驶时，驾驶员反复转动方盘102一小转动量，以便细微地调整后轮119的轮角度。标的线L被确定为使圆手柄102a的实际位置在一个相对于后轮119轮角度R的滞后环H1中运动。这就在控制方向盘102转动时提供了必要的游隙。因此，在方向盘偶然被转动时，后轮119不会过度敏感地响应。

下面将根据图28介绍本发明的另一实施例。在此实施例中，只有在实际圆手柄位置与其标的位置间的角位差值小于180°时，且在方向盘正沿使圆手柄102a经最小转动量趋近其标的位置的方向转动时，才对圆手柄102a的位置偏差进行修正。实行此圆手柄位置修正的程序基本上与图18的流程图一样，但S90被省略，而且S40也被修改。

在方向盘角位θ≤180°时，对圆手柄位置修正所要求的条件不同于θ＞180°时的条件。角位差值Δθ是条件之一。首先，对θ≤180°时的情况进行讨论。图28a中的实际圆手柄位置代表了θ＜180°时的情况。在此情况下，圆手柄102a实际位置与标的位置间的相对关系用三种方式表示，它们在图28(a)中用三个标的位置P1、P2及P3来代表。标的位置P1代表一种情况，在此情况中，角位偏差Δθ≤180°，转向计数器44的计数器值小于圆手柄实际位置计数器值。标的位置P3代表角位偏差Δθ≤180°及转向计数器44的计数器数值大于实际圆手柄位置计数器值的情况。标的位置P2代表Δθ＞180°及转向计数器44的计数器值大于实际圆手柄位置的计数器值的情况。

当圆手柄位置是P1或P2时，实际圆手柄位置通过使方向盘向左转动来趋近标的位置。当标的圆手柄位置在P3时，通过使方向盘朝右转动来使实际圆手柄位置趋近标的位置。亦即是，在步骤S40中，计算出的标的方向在标的位置是P1和P2时是向左转动，在标的位置是P3时是向右转动。因此，在标的位置P1，P2及P3这三种情况的任何一种情况下，在标的方向与实际转动方向匹配时，实际圆手柄位置就趋近标的位置。

其次，对方向盘角位θ＞180°的情况进行讨论。在图28(b)中的实际圆手柄位置代表了θ＞180°时的情况。在此情况下，实际圆手柄位置与标的圆手柄位置之间的关系用三种方式来代表，它们分别用图28(b)中的三个标的位置P1，P2及P3来代表。标的位置P3代表角位差值Δθ≤180°及转向计数器44的计数器值小于实际圆手柄位置计数器值时的情况。标的位置P2代表Δθ≤180°和转向计数器44的计数器值大于实际圆手柄位置计数器值的情况。标的位置P1代表Δθ＞180°及转向计数器44的计数器值小于实际圆手柄位置计数器值的情况。

当标的位置是P1或P2时，圆手柄实际位置通过向右转动方向盘来趋近标的位置。当标的圆手柄位置是P3时，实际圆手柄位置通过使方向盘朝左转动来趋近标的位置。也就是说，在S40中计算出的标的方向在标的位置是P1或P2时是朝右转动；在标的位置是P3时是朝向左转动。因此，在三种标的位置P1，P2及P3情况中的任意一种中，在标的方向与实际回转方向匹配时，实际圆手柄位置均趋近于标的位置。

在本实施例中，将步骤S90从图18的流程图中删去。在S100中，如果回转方向与标的方向匹配，CPU141就进入S110。换言之，只有在修正会使实际圆手柄位置趋近标的位置时，才进行圆手柄位置修正。结果是，如果实施对圆手柄位置修正(方向盘角位修正)，那么总是使角位偏差Δθ减小。在较前的各实施例中，在驾驶员通过反复使方向盘转过一小回转量控制方向盘回转方向以便调整后轮的轮角度时，圆手柄位置修正(方向盘角位修正)可以使实际圆手柄位置与其标的位置间的角位差值加大。但是，在本实施例中，即使方各盘的回转方向被用反复地转过一小回转量来控制，其角位偏差也不加大，而且实际圆手柄位置与其标的位置逐渐汇集。

本领域的熟练人员应该清楚：在不偏离本发明基本实质内容和精神的情况下，本发明可以用任何其它特定的形式来实施，尤其应该明白，本发明可以用下列形式实施：

车速传感器不局限于检测前差动齿轮34转动的传感器35，别的车速传感器也可以被采用。

相应于后轮直线范围的方向盘角度范围不一定必须是±20°，而是可以根据方向盘的游隙窜动量而改变。当方向盘的游隙大时。此角位范围可以扩大；在游隙小时，角位范围可以减小。

回转编码器用于检测方向盘角位，它不只局限于用增量型，也可以采用绝对值型。在此情况下，通过将该编码器在上一程序中检测的角位与在当前程序中检测到的角位进行比较，使方向盘的回转方向可被容易地检测。

检测方向盘绝对角位的检测仪也可被采用。日本的待审定专利公开No.4-24270公开了这样一种系统。在此系统中，换向轴的转动是由如蜗轮那样的减速器减速的。然后换向轴的转动由一电位计检测。如果方向盘角位以一种绝对角位被检测，方向盘的角位就被用来判断后轮角度是否处于直线范围。此判断的精确度由于考虑了方向盘角位偏差而得以提高了。

回转型电位计也可用来检测方向盘的角位。在此情况下，对方向盘一整圈(360°)的一部份不进行检测。但是，如果方向盘的中间位置被安置在检测范围的中央部份而被检测的话，上述不被检测的范围并不影响此设备的运作。

在图15-24所示实施例中，标的控制线L可以在轮角位R正值区域内从理想控制线L₀向下移动，以及在轮角位值R负值区域内从理想控制线L0向上移动。在图25-27的实施例中，标的控制线L可以与理想控制线匹配。

本发明也可以被应用于具有全液动换向设备的其它工业车辆。本发明也可以被用于没有圆手柄的方向盘的角位修正。

在本说明书中“直线范围”是指被控轮的轮角度范围，在此范围内，当车辆正沿直线行驶时，此轮角度可被细致地调整。“直线范围”根据车速变化。最大“直线范围”是被控轮轮角度的±10°。

Claims (16)

1.一种工业车辆，它具有被一液动转向设备根据方向盘(102)的转动而转向的车轮(119)，其特征在于：

一修正装置(122)，它在方向盘(102)角位与车轮(119)角度之间的偏差超过一预定值时，通过使方向盘空转来修正方向盘角位与车轮角度之间的该差值，其中的方向盘(102)角位是用方向盘(102)相对于方向盘(102)基准位置的转动角来表示的；车轮角度是垂直于车轮(119)回转轴线的一平面与代表所述车辆直线行驶的一直线之间的角度；以及

一修正制止装置(141)，它在一定的车辆运行状况下禁止修正装置(122)动作，所述车辆运行状况包括预定的车速范围。

2.用于工业车辆的一种机动转向设备，该车辆有车轮(119)，车轮(119)被此设备根据方向盘(102)的转动来转向，此机动转向设备的特征在于，

一液动转向设备(112)，它用于使车轮(119)转向，它根据方向盘(102)的角位来调整车轮(119)的轮角度，其中的角位是方向盘相对于其基准角位的方向盘回转角度，其中的轮角度是垂直于车轮(119)回转轴线的一平面与代表车辆直线行驶的一直线之间的角度；

一第一检测装置(127)，它用来检测角位；

一第二检测装置(128)，它用来检测车轮(119)的轮角度；

一计算装置(141)，它用来计算方向盘的标的位置，它是根据轮角度调整的；

一修正装置(122)，它用来修正液压驱动装置(112)的输出，此输出相应于方向盘的角位；

一控制器(141)，它用于控制修正装置(122)，以便使方向盘角位与其标的位置间的差值维持在一允许值范围内；

一第三检测装置(135)，它用于检测车辆速度；

一判定装置(141)，它用来确定车速是否大于一预定值；以及

一禁止装置(141)，它用来在车辆大于预定值时禁止修正装置(122)的动作。

3.如权利要求2所述设备，其特征在于，方向盘的角位是作为相对于方向盘中间位置的相对角度而获取的。

4.如权利要求2所述设备，其特征在于，还具有车轮角度确定装置(141)，它用来确定车轮角度是否在直线行驶范围内，当车轮角度在直线行驶范围内时，它(141)就允许修正装置(122)运作。

5.如权利要求4所述设备，其特征在于，直线行驶范围相应于从该基准位置测定的±20°角位。

6.如权利要求2-5之一所述设备，其特征在于，工业车辆是一叉车，车速预定值范围约是车速最大值的70％-80％。

7.如权利要求2所述设备，其特征在于，第一检测装置包括：

一与方向盘作整体回转的转向轴(103)；

一与转向轴作整体回转的圆盘，在此圆盘的圆周方向安置有多个缝孔；以及

一光敏耦合器，它用来检测那些缝孔。

8.如权利要求2所述设备，其特征在于，方向盘具有一个圆手柄(102a)，控制器(141)控制修正装置(122)，从而使圆手柄被定位在方向盘的标的位置上。

9.一种机动转向设备，它用于根据方向盘(35)的转动使工业车辆的车轮转向，其特征在于，

一用于驱动车轮的液压缸(24)，以便根据方向盘的角位调整车轮角度，液压缸(24)具有第一、第二油腔(R3，R4)，在油被送入第一或第二油腔，而且从另一油腔中排油时，车轮就被转向，角位是用方向盘相对于其基准位置的回转角度来表示的，车轮角度则是一垂直于车轮回转轴线的平面与代表车辆直线行驶的一直线之间的夹角。

一供油装置(40，44，45)，它用于向油缸(24)供油；

一油控制装置(39)，它用于控制向第一、第二油腔的供油及控制从第一、第二油腔向供油装置(40，44，45)的回油；

一用于连接油缸(24)第一、第二油腔的管道(48)；

一用于控制管道(48)中油流的控制阀(49)；

一用于检测角位的第一检测装置(37)；

一用于检测车轮轮角度的第二检测装置(32)；

一转向控制装置(62)，它用于计算方向盘的标的位置，它是根据轮角度调整的，此转向控制装置控制着控制阀(49)，在角位与标的角位之间的差值大于允许值时，使油返回供油装置；

一第三检测装置(32)，它用于检测代表车辆拐弯状况的值；

一修正确定装置(62)，它用于根据检测到的拐弯状况值，确定角位修正是否被禁止，以便将方向盘直接锁定于车轮；以及

一修正禁止装置(62)，用于在角位修正被禁止时，通过转向控制装置(62)来禁止对控制阀(49)进行控制。

10.如权利要求9所述设备，其特征在于，所述拐弯状况值是车辆正在拐弯时作用于此车辆上的横向加速度的预定值。

11.如权利要求9所述设备，其特征在于，拐弯状况值是车辆正在拐弯时的车速和车轮角度的函数值。

12.如权利要求11所述设备，其特征在于，所述拐弯状况直是装载于此车上的载荷的预定量。

13.如权利要求9所述设备，其特征在于，方向盘角位是作为方向盘相对于其中间位置的一个相对角度而获取的。

14.一种具有如权利要求9所述机动转向设备的工业车辆。

15.如权利要求14所述车辆，其特征在于，它具有一车体及一朝着行驶方向以枢轴方式安装在车体上的轴，在车辆处于低稳定性状态时，该轴的枢轴运动被限制，角位修正被禁止。

16.如权利要求14所述车辆，其特征在于，该工业车辆是叉车。

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