CN1986377B

CN1986377B - 用于电动叉车的控制系统和方法

Info

Publication number: CN1986377B
Application number: CN2006101701517A
Authority: CN
Inventors: 黄俊夏
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: Doosan Bobcat Korea Co ltd
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: US20080007112A1; EP1800935B1; CN1986377A; US20090240403A1; KR100655330B1; EP1800935A1

Abstract

本发明公开了一种用于控制电动叉车的系统和方法。本发明的控制系统包括行进电机、促动单元电机、行进检测装置、促动单元检测装置、以及控制器。行进电机驱动车轮，且促动单元电机驱动促动单元。行进检测装置检测叉车是否在行进。促动单元检测装置检测促动单元是否在工作。控制器控制行进电机，如果当没有信号从行进检测装置输入时有信号从促动单元检测装置输入，则使行进电机处于零速度状态，从而约束叉车的运动。

Description

用于电动叉车的控制系统和方法

本申请要求韩国专利申请号10-2005-128946的优先权，其提交于2005年12月23日，如同全文引述一样将其作为参考结合在本文中。

技术领域

本发明总的涉及用于电动叉车的控制系统和方法，更具体的说，涉及用于电动叉车的控制系统和方法，其能够自动将叉车制动而不需要驾驶员执行手动操作。

背景技术

电动叉车是使用电池电力作为动力源的车辆。这样的电动叉车包括行进电机，用于使车辆能够行进，还包括促动单元电机，用于驱动促动单元，诸如起重油缸或倾斜油缸。

而且，该电动叉车包括行进制动单元，用于在进行过程中将车辆制动，以及泊车制动单元，用于当停放时使车辆保持在静止状态。

该行进制动单元是多片式制动器，其通过用摩擦片挤压安装在车轴上的制动盘来进行制动，当驾驶员踩下安装在驾驶员座位附近的刹车踏板时，行进制动单元执行操作，从而在行进过程中将车辆制动。

该泊车制动单元是带式泊车制动器，其通过利用一个带来压迫安装在车轴上的鼓的圆周部分从而进行制动，当驾驶员操作泊车操作杆等的时候，泊车制动单元执行操作，从而使车辆在停放时保持静止状态。

但是，传统的电动叉车的缺点在于，当行进停止且促动单元工作的时候，该车辆必须通过操纵刹车踏板或泊车操作杆来制动。

也就是说，总体上，当行进停止且货物被装载或卸载时，通过操纵行进制动单元或泊车制动单元将车辆制动以稳定该车辆，之后进行工作。具体来说，当在倾斜的地方装载或卸载货物时，车辆可能会被向下推。所以，在操纵行进制动单元或泊车制动单元将车辆制动后，才能进行工作。因此，传统的电动叉车的不方便的地方在于，在行进运动停止并开始执行工作时，必须人工操纵行进刹车踏板或泊车操作杆。

发明内容

因此，本发明是针对以上存在于现有技术中的问题作出的，并且本发明的目的是提供一种用于电动叉车的控制系统和方法，其能够使得驾驶员的方便性和安全性最大化，即使当为了进行工作需要将车辆制动时。

为了达成上述目的，本发明提供了一种电动叉车的控制系统，该电动叉车包括用于驱动车轮的行进电机、以及用于驱动促动单元的促动单元电机，该控制系统包括：行进检测装置，用于检测驾驶员的行进操作；促动单元检测装置，用于检测促动单元的工作；以及控制器，用于响应于分别从行进检测装置和促动单元检测装置输出的信号控制行进电机，其中，如果当没有执行行进操作时促动单元被操作，则控制器控制该叉车使得该叉车处于零速度状态，在该零速度状态中不允许叉车的实际运动。

而且，本发明提供了一种电动叉车的控制方法，该电动叉车包括用于驱动车轮的行进电机、以及用于驱动促动单元的促动单元电机，该控制方法包括以下步骤：检测与检测驾驶员的行进操作相对应的行进信号的输入；检测与检测促动单元的驱动相对应的促动单元工作信号的输入；以及控制叉车，使叉车处于零速度状态，在该零速度状态中叉车实际上停止，其中，当只有促动单元工作信号输入而没有行进信号输入时执行该零速度控制步骤。

附图说明

本发明的以上和其他的目的、特征和优点将通过以下的具体说明参照附图被清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本发明的电动叉车的控制系统的第一实施例的框图；

图2是示出使用根据本发明的第一实施例的控制系统的电动叉车的控制方法的流程图；

图3是示出根据本发明的电动叉车的控制系统的第二实施例的框图；

图4是示出使用根据本发明的第二实施例的控制系统的电动叉车的控制方法的流程图；

图5是示出根据本发明的电动叉车的控制系统的第三实施例的框图；

图6是示出使用根据本发明的第三实施例的控制系统的电动叉车的控制方法的流程图；

图7是示出根据本发明的电动叉车的控制系统的第四实施例的框图；以及

图8是示出使用根据本发明的第四实施例的控制系统的电动叉车的控制方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，其中在不同附图中使用的相同的附图标记代表相同或类似的组成部分。

以下，将参考附图具体说明根据本发明的电动叉车的控制系统和方法的实施例。

图1示出根据本发明的电动叉车的控制系统的第一实施例。

根据第一实施例的控制系统包括行进检测装置10，用于检测车辆是否在行进。

该行进检测装置10是传感器，用于检测驾驶员是否压下了加速器踏板(未示出)，并且能够使用旋转传感器来实施，以检测加速器踏板的倾斜度，或者使用压力传感器来实施，以检测加速器踏板被压下的距离。

这样的行进检测装置10通过当驾驶员踩下加速器踏板时输出行进信号来检测车辆正在行进。

在另一个例子中，行进检测装置10能够使用电流传感器来实施，以检测行进电机20中的电流。该电流传感器检测行进电机20中的电流，因而检测到行进电机20是否正在被驱动且车辆是否正在行进。

在另一个例子中，行进检测装置10能够通过使用前后操作杆位置传感器来实施，以检测前后操作杆的位置。该前后操作杆位置传感器检测被移动到前位置或后位置的前后操作杆的位置，从而检测出车辆是否正在行进。

再次参考图1，本发明的控制系统包括促动单元检测装置30，用于检测促动单元是否正在工作。

该促动单元检测装置30使用旋转传感器来实施，用于检测促动单元电机(未示出)的轴的旋转，并且该传感器被操作以检测促动单元电机的旋转，从而检测出车辆是否正在进行工作。优选地，旋转传感器使用安装在促动单元电机的轴上的旋转编码器来实施。

在另一个例子中，促动单元检测装置30能够使用液压油传感器来实施，用于检测流入促动单元的液压油的流量。液压油传感器检测流入促动单元的液压油的流量，从而检测出促动单元是否正在工作，并因此检测出车辆是否正在进行工作。

还是参考图1，本发明的控制系统包括控制器40，用于响应于从行进检测装置10和促动单元传感装置30输出的信号来控制行进电机20。

该控制器40设置有微处理器，并且其用于判定车辆已经停止行进并且只在有信号从促动单元传感装置30输入而没有信号从行进检测装置10输入的时候才执行工作，从而控制车辆，使得车辆实际上处于停止的状态，即“零速度”状态。这样的“零速度”状态可以通过控制行进电机20来实现，或者通过驱动制动单元22来实现。在本实施例中的制动单元通过油压操作，且通过由控制器40使油压自动施加于制动单元22来保持这样的零速度状态。

当有行进信号从行进检测装置10输入或者当来自促动单元检测装置30的检测信号的输入停止的时候，“零速度”状态被解除。如果在“零速度”状态以此方式被解除之后又有信号从促动单元检测装置30输入，则再次控制该车辆使其处于“零速度”状态。当然，即使在这种情况下，也必须是没有行进信号从行进检测装置10输入的状态。

接着，参考图1和图2具体说明使用根据本发明的第一实施例的控制系统的电动叉车的控制方法。

首先，在步骤101检测是否有行进信号从行进检测装置10输入。作为检测的结果，如果没发现有行进信号被输入，则在步骤103检测是否有促动单元工作信号从促动单元输入。

作为检测的结果，如果发现有促动单元工作信号输入，则在步骤S105控制器40判定车辆目前已经停止行进并仅在执行工作，因而驱动制动单元22并因而控制车辆使其处于“零速度”状态。因此，该车辆能够稳定地执行装载或卸载货物的工作。

同时，在车辆处于“零速度”的状态下，当在步骤S101行进信号从行进检测装置10输入或者当在步骤S107从促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入停止时，控制器40解除制动单元，从而在步骤S109使车辆从零速度状态中解除。

在根据本发明的第一实施例的控制方法中，由于车辆在执行工作的同时自动停止并保持在“零速度”状态，车辆的位置能够自动并稳定地被保持。因此，本发明能够使得驾驶员的方便性最大化，而不像现有技术那样，强迫驾驶员人工将车辆制动。

下面，图3示出了根据本发明的第二实施例的用于电动叉车的控制系统的第二实施例。

根据该第二实施例的控制系统包括控制器50，用于处理从行进检测装置10输出的信号，以及促动单元检测装置30，该控制器50包括计时器52。

当从促动检测装置30检测到的信号的输入停止时，该计时器52对检测信号的输入停止的时间进行计时。

而且，当由计时器52计时的时间，即检测信号停止的时间，超过一个预设时间时，控制器50判定促动单元没有正在被使用，因而将车辆从“零速度”状态中释放。该预设时间存储在控制器50中，优选约为5分钟。

这样的根据本发明的第二实施例的控制器50与第一实施例的不同之处仅在于以上的内容，其其他的构造和工作原理都与第一实施例完全一样。因此，具体的说明不再赘述。

以下，参考图3和图4对使用根据本发明的第二实施例的控制系统的电动叉车的控制方法进行说明。

首先，在步骤S201检测是否有行进信号从行进检测装置10输入。在这种情况下，如果没有发现有行进信号输入，则在步骤S203中检测是否有促动单元工作信号从促动单元检测装置30输入。

作为检测的结果，如果发现有促动单元工作信号输入，则在步骤S205控制器50判定车辆目前已经停止行进并仅在执行工作，因而驱动制动单元22并因而控制车辆使其处于“零速度”状态。因此，该车辆能够稳定地执行装载或卸载货物的工作。

同时，在车辆处于“零速度”的状态下，当在步骤S201行进信号从行进检测装置10输入或者当在步骤S207从促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入停止时，控制器50解除制动单元，从而在步骤S209使车辆立即从零速度状态中解除。

同时，在电机20从“零速度”状态释放之后，如果在步骤S203又有促动单元工作信号从促动单元检测装置30输入，则在步骤S205再次控制该车辆使其处于“零速度”状态。当然，即使在这种情况下，也必须是没有行进信号从行进检测装置10输入的状态。

因此，根据本发明的第二实施例的控制方法使用了一种策略，即使来自促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入停止，也要在经过了预设时间之后解除“零速度”状态，因此即使车辆的驾驶员临时停止对促动单元的操作的时候也能防止车辆的制动状态被解除。

以下，图5示出了根据本发明的电动叉车的控制系统的第三实施例。

根据第三实施例的控制系统包括车轮旋转检测装置60，用于检测车辆的车轮是否在旋转。

该车轮旋转检测装置60使用旋转传感器来实施，该旋转传感器用于检测与车辆的车轮相连的车轴(未示出)的旋转。在另一个例子中，该车轮旋转检测装置60能够使用用于检测与车轮相连的行进电机20的轴的旋转的旋转传感器来实施。

这样的车轮旋转检测装置60检测车轴或者行进电机20的旋转，从而检测出车轮是否正在转动。具体来说，车轮旋转检测装置60检测车轮是否在空转，而无论行进电机20的驱动力如何。优选地，将旋转编码器用作旋转传感器。

而且，根据本发明的第三实施例的控制系统包括控制器70，用于响应于从行进检测装置10、促动单元检测装置30和车轮旋转检测装置60输出的信号来控制行进电机20。

如果从促动单元检测装置30和车轮旋转检测装置60同时有信号输入，同时没有信号从行进检测装置10输入，则控制器判定车辆目前没有在行进并且正在执行工作，同时正在一个倾斜的地方被向下推，从而控制行进电机20。

该行进电机20被控制，使得通过施加预定的反向电流保持其“零速度”状态。即，当车辆被装载的货物推动同时从行进检测装置10没有信号输入时，反向电流被施加，从而在行进电机20处在与车辆被移动的方向相反的方向上产生反向旋转动力。此处，反向旋转动力可以具有的强度能够使车辆保持在“零速度”状态。但是，如果由于过高的反向电流、抬升货物的动作、等等，使得车轮倾向于向反方向旋转，则将反向电流施加在与那个方向相反的方向上，从而保持“零速度”状态。这样的反向电流的施加交替进行，从而车辆在实际中能够保持在停止的状态。

同时，如上所述，当行进电机20能够被控制时，控制系统能够构造成：即使在车辆行进的过程中，如果驾驶员不执行行进操作，也使得制动器被自动驱动。即，即使在行进过程中，控制系统能够增大车辆驾驶员的方便性。在这种情况下，优选的，如果在车辆停止行进后“零速度”的条件被满足，对于“零速度”的控制将连续被启动。当车辆被自动制动功能以此方式完全停止时，如果车辆停止后促动单元不立刻被操作的话，则车辆的停止状态不能被保持。具体来说，当车辆停放在倾斜的地方时，车辆有可能会由于其载重而移动，从而造成事故。可以通过控制行进电机20，即使在促动单元在车辆停止后一定时间内促动单元没有被驱动，也还是保持在与上述“零速度”状态相同的状态下，从而避免这样的问题。当如以上实施例所述的计时器与该功能一起使用时，可以容易地获得这样的优点。

同时，如果从行进检测装置10有行进信号输入，同时行进电机20处于“零速度”状态，则控制器70正常地驱动行进电机20。

而且，如果在行进电机20被控制处在“零速度”状态下之后来自促动单元检测装置30的检测信号停止了，则控制器70判定促动单元目前没有被使用，并因此立刻将驱动电机20从“零速度”状态中解除。

而且，如果在将行进电机20从“零速度”状态释放之后再次又有信号从促动单元检测装置30输入，则控制器70将行进电机20再次保持在“零速度”状态。当然，即使在这种情况下，也必须是没有行进信号从行进检测装置10输入的状态。

以下，将具体说明使用根据本发明的第三实施例的控制系统的电动叉车的控制方法。

首先，在步骤S301检测是否有行进信号从行进检测装置10输入。在这种情况下，如果没有发现有行进信号输入，则在步骤S303中检测是否有车轮旋转信号从车轮旋转检测装置60输入。如果作为检测的结果，没有发现车轮旋转信号，则在步骤S305中检测是否有促动单元工作信号从促动单元检测装置30输入。

作为检测的结果，如果发现有促动单元工作信号输入，则控制器70判定车辆目前已经停止行进并在执行工作、同时正在倾斜的地方被向下推动，并因而在步骤S307驱动行进电机20使车辆处于“零速度”状态。

在此状态下，由于行进电机20被保持在零速度状态，所以防止了行进电机20的前后转动。因此，由于能够防止行进电机20的前后转动，车辆被保持在其制动状态同时其运动被约束。因此，该车辆能够稳定地被保持而不会被向下推，即使是在倾斜的地方，从而能够执行卸载或装载货物的操作。

同时，如果在行进电机20被控制以保持在“零速度”状态之后在步骤S301发现有行进信号从行进检测装置10输入，则在步骤S311控制器70立即将行进电机20从零速度状态释放。

而且，在步骤S309，控制器70在行进电机20被控制处于“零速度”状态之后检测来自促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入是否停止。

作为检测的结果，如果发现促动单元工作信号的输入停止，则控制器70判定促动单元目前没有被使用，因而在步骤S311立即将行进电机20从“零速度”状态释放。

在该情况下，由于行进电机20被从“零速度”状态释放，该行进电机20能够自由地前后旋转，并且因此能够前后行进。

同时，如果在行进电机20被从“零速度”状态解除之后，在步骤S303和S305促动单元工作信号和车轮旋转信号再次分别从促动单元检测装置30和车轮旋转检测装置60输入，则在步骤S307行进电机20再次被控制，使其处于“零速度”状态。当然，即使在这种情况下，也必须是没有行进信号从行进检测装置10输入的状态。

在根据本发明的第三实施例的控制方法中，如果车辆在倾斜的地方执行工作，则行进电机20被自动保持在“零速度”状态以使车辆停止，从而车辆能够跟进行工作同时即使在倾斜的地方也能保持稳定的状态。

而且，由于车辆自动停止而无需驾驶员执行人工操作，所以消除了在倾斜的地方进行工作的时候强迫驾驶员操纵行进制动单元或泊车制动单元的不便，从而对驾驶员来说是非常方便的。

以下，图7示出了根据本发明的用于电动叉车的控制系统的第四实施例。

根据第四实施例的控制系统包括控制器80，用于处理从行进检测装置10、促动单元检测装置30、以及车轮旋转检测装置60的输入的信号，该控制器80包括计时器82。

当从促动检测装置30检测到的信号的输入停止时，该计时器82对检测信号的输入停止的时间进行计时。

而且，当由计时器82计时的时间，即检测信号停止的时间，超过一个预设时间时，控制器80判定促动单元没有正在被使用，因而将行进电机20从“零速度”状态中释放。该预设时间存储在控制器80中，优选约为5分钟。

这样的根据本发明的第四实施例的控制器80与第一实施例的不同之处仅在于以上的内容，其其他的构造和工作原理都与第三实施例完全一样。因此，具体的说明不再赘述。

以下，参考图7和图8对使用根据本发明的第四实施例的控制系统的电动叉车的控制方法进行说明。

首先，在步骤S401检测是否有行进信号从行进检测装置10输入。在这种情况下，如果没有发现有行进信号输入，则在步骤S403中检测是否有车轮旋转信号从车轮旋转检测装置60输入。如果作为检测的结果，没有发现车轮旋转信号，则在步骤S405中检测是否有促动单元工作信号从促动单元检测装置30输入。

作为检测的结果，如果发现有促动单元工作信号输入，则控制器80判定车辆目前已经停止行进并在执行工作、同时正在倾斜的地方被向下推动，并因而在步骤S407驱动行进电机20使车辆处于“零速度”状态。

在此状态下，由于行进电机20被保持在零速度状态，所以防止了行进电机20的前后转动。因此，由于能够防止行进电机20的前后转动，车辆的运动被约束且车辆被保持在制动状态。因此，该车辆能够稳定地被保持而不会被向下推，即使是在倾斜的地方，从而能够执行卸载或装载货物的操作。

同时，如果在行进电机20被控制以保持在“零速度”状态之后在步骤S401发现有行进信号从行进检测装置10输入，则在步骤S411控制器80立即将行进电机20从零速度状态释放。

而且，在步骤S409，控制器80在行进电机20被控制处于“零速度”状态之后检测来自促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入是否停止，同时检测该促动单元工作信号的输入是否已经停止了预设的时间。

作为检测的结果，如果发现促动单元工作信号的输入已经停止了预定的时间，则控制器80判定促动单元目前没有被使用，因而在步骤S411立即将行进电机20从“零速度”状态释放。

同时，如果在行进电机20被从“零速度”状态解除之后，在步骤S403和S405促动单元工作信号和车轮旋转信号再次分别从促动单元检测装置30和车轮旋转检测装置60输入，则在步骤S407行进电机20再次被控制，使其处于“零速度”状态。当然，即使在这种情况下，也必须是没有行进信号从行进检测装置10输入的状态。

根据本发明的第四实施例的控制方法采用了这样的结构，其中即使来自促动单元检测装置30的促动单元工作信号的输入停止了，行进电机20在经过预设时间之后被从“零速度”状态释放，因此即使车辆的驾驶员临时停止对促动单元的操作的时候也能防止车辆的制动状态被解除。

如上所述，根据本发明的电动叉车的控制系统和方法的优点在于，由于当车辆停止行进以执行工作时，行进电机被自动保持在零速度状态，所以该车辆能够自动制动而无需驾驶员执行人工操作，因此使得驾驶员的方便程度最大化。

而且，本发明的优点还在于，当车辆在倾斜的地方执行工作时，行进电机被自动保持在零速度状态以使车辆停止，从而即使在倾斜的地方，车辆也能够工作并同时保持稳定的状态。

尽管本发明的优选实施例已经出于说明的目的在以上公开，但是本领域的技术人员将会理解，在不背离如所附权利要求所公开的本发明的范围和宗旨的前提下，各种的改进、增加、和替换都是可能的。

Claims

1.一种电动叉车的控制系统，该电动叉车包括用于驱动车轮的行进电机、以及用于驱动促动单元的促动单元电机，该控制系统包括：

行进检测装置，用于检测驾驶员的行进操作；

促动单元检测装置，用于检测促动单元的工作；以及

控制器，用于响应于分别从行进检测装置和促动单元检测装置输出的信号控制行进电机，

其中，如果当没有执行行进操作时促动单元被操作，则控制器控制该叉车使得该叉车处于零速度状态，在该零速度状态中不允许叉车的实际行进，

所述控制系统还包括车轮旋转检测装置，用于检测车轮的旋转，

其中，该控制器被操作，使得如果在没有执行行进操作时检测到车轮的旋转，则控制器向行进电机施加反向电流，从而产生与车轮的旋转力量相应的反向旋转力量，因而使得叉车能够处于零速度状态，

其中，该反向旋转力量是在相对于车轮的旋转方向的反方向上产生的。

2.根据权利要求1的控制系统，其中该控制器控制行进电机，如果叉车完成了行进并停止，则即使没有检测到对促动单元的驱动，也从紧接着行进完成之后开始，控制该行进电机在预设的时间内处于零速度状态。

3.根据权利要求1的控制系统，其中，该控制器包括计时器，用于如果促动单元的驱动停止在零速度状态则从促动单元的驱动停止的时间点开始计时，如果由计时器计时的时间超过了预设时间，则该控制器将行进电机从零速度状态释放。

4.根据权利要求1的控制系统，其中，行进检测装置包括压力传感器，用于检测加速踏板被压下。

5.根据权利要求1的控制系统，其中，车轮旋转检测装置包括旋转传感器，用于检测与车轮相连的车轴的旋转。

6.根据权利要求1的控制系统，其中，促动单元检测装置包括旋转传感器，用于检测促动单元电机的轴的旋转。

7.一种电动叉车的控制方法，该电动叉车包括用于驱动车轮的行进电机、以及用于驱动促动单元的促动单元电机，该控制方法包括以下步骤：

检测与检测驾驶员的行进操作相对应的行进信号的输入；

检测与检测促动单元的驱动相对应的促动单元工作信号的输入；以及

控制叉车，使叉车处于零速度状态，在该零速度状态中叉车的行进基本停止，

其中，当只有促动单元工作信号输入而没有行进信号输入时执行该零速度控制步骤，

该零速度控制步骤包括以下步骤：

检测与车轮的旋转相对应的车轮旋转信号的输入；以及

对行进电机施加反向电流，从而产生与车轮的旋转力量相应的反向旋转力量，

其中，当车轮旋转信号输入时，该反向旋转力量是在相对于车轮的旋转方向的反方向上产生的。

8.根据权利要求7的控制方法，还包括当叉车停止时对检测叉车的行进的完成进行检测的步骤，

其中，即使促动单元工作信号没有输入，也在从紧接着叉车的行进完成之后开始将该零速度控制步骤执行预设的时间。

9.根据权利要求7的控制方法，其中：

如果通过在行进信号没有输入时有促动单元工作信号输入而执行零速度控制步骤，则响应于新的行进信号的输入或者促动单元工作信号的输入的停止而终止所述零速度控制步骤，以及

如果促动单元工作信号的输入停止，则在从促动单元的驱动停止的时间点开始经过了预设时间之后终止该零速度控制步骤。