CN213141303U - 一种电动叉车同步转向控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种电动叉车同步转向控制电路，可解决现有的工程车辆转向不能让方向盘与车轮转向完全同步，影响司机方向感受的技术问题。基于叉车电控系统，包括电源和DCDC转换器，转向控制电路、双电位器控制电路和同步转向执行电路；所述转向控制电路中包括转向控制器、转向电机、转角电位器、主接触器线圈；本实用新型实现了方向盘转角和转向轮的转角完全对应，并且可以实现角度与电位器信号的自动采样，转向轮的智能找中位功能，主从电位器的智能切换，主从电位器故障的智能报警，并且能提高驾驶员的操作感和方向感，防止方向盘操作力过重，本实用新型使车辆的操作更为准确，实现自动精确定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及叉车电气控制技术领域，具体涉及一种电动叉车同步转向控制电路。
背景技术
现代工程车辆对高效节能、高舒适性和高安全性等技术目标要求越来越高。对于国内电动叉车现在普遍采用全液压转向或者电转向方案，全液压转向主要是通过泵电机将液压油打入转向器实现转向，但由于转向器、油泵或油缸内漏，导致方向盘与车轮转角并不能形成对应关系；而电转向方案主要是通过转向电机带动转向齿轮的转动使转向桥转动实现转向，但电转向对于存在的转向偏差也无法进行闭环反馈和误差补偿。所以这两种常见转向都不能让方向盘与车轮转向完全同步，司机方向感受到影响。特别是叉车在使用一段时间后，因内漏增大，这种现象更加明显。
实用新型内容
本实用新型提出的一种电动叉车同步转向控制电路，可解决现有的工程车辆转向不能让方向盘与车轮转向完全同步，影响司机方向感受的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
基于叉车电控系统，包括电源和DCDC转换器，还包括：
转向控制电路、双电位器控制电路和同步转向执行电路；
其中，所述转向控制电路中包括转向控制器、转向电机、转角电位器、主接触器线圈；
所述双电位器控制器电路包括双电位器控制器、主电位器、从电位器、零点接近开关、主从电位器切换开关、运行和编程切换开关、故障指示灯；
所述同步转向执行电路包括同步转向器、调试开关和同步转向电磁阀；
所述双电位器控制器电源输入端与DCDC转换器的输出端通过第三电阻相连，双电位器控制器的负极与同步转向器的负极相连接入整车电源负极，所述双电位器控制器的信号输出端与同步转向器的信号控制端相连，同步转向器的信号输出与同步转向电磁阀相连；
双电位器控制器分别与主电位器、从电位器的电源正、负极和信号输出端相连，所述双电位器控制器与零点接近开关的正、负极和信号输出端相连，所述双电位器控制器上连有主从电位器切换开关、运行和编程切换开关和故障指示灯；
所述同步转向器上接有调试开关，同步转向器的输出端与同步转向电磁阀相连。
进一步的，所述电源的输出端分别与第一电阻、第二电阻的输入端相连，主接触器的输出端与第四电阻的输入端相连，第一电阻的输出端与DCDC转换器的电源输入端相连，第二电阻的输出端与钥匙开关的输入端相连，钥匙开关的输出端分别与DCDC转换器的控制端和转向控制器的控制端相连，第四电阻的输出端与转向控制器的电源输入端相连。
进一步的，所述转向控制器通过三相电UVW对转向电机进行供电，通过编码器进行信号传递，所述转向控制器上连有转角电位器和主接触器线圈，并且公共接地GND，转向控制器与双电位器控制器的通过CAN-H与CAN-L线相连。
进一步的，所述转角电位器的正负极和信号输出端分别与转向控制器相连，转角电位器与整车方向盘的转向器同步，其反馈的电压信号与方向盘转角形成一一对应的关系。
由上可知，本实用新型在现有叉车电控系统的基础上增加转角电位器，双电位器控制器，主电位器，从电位器，零点接近开关，主从电位器切换开关，运行和编程切换开关，故障指示灯，同步转向器和转角补偿电路。当方向盘向左或向右转动时转角电位器输出的值与方向盘的转动角度形成一一对应的关系，此时转向控制器对转向电机进行控制，电机通过转向油泵将高压油打入转向桥中，通过液压系统动力使转向桥转动，同时装在转向桥上的主从电位器随着转向桥转动而工作，此时主从电位器输出信号到双电位器控制器，主电位器输出的电压值反馈出转向轮的实际转角，从电位器负责对主电位器的检测功能。
在此工作过程中，首先从电位器对主电位器进行监测，如果发现主从电位器比值小于0.9或大于1.1，则故障指示灯将常亮，说明主从电位器不同步，左右转向轮存在不一致或主从电位器存在相对位置移动，则需检查故障。
如果主从电位器比值大于0.9并且小于1.1，则将进行同步转向功能的数据分析，转向电位器与主电位器的信号处理后比值若小于0.95（理论上该比值应该为1，但由于液压元器件的内漏，比值要小于1），则说明方向盘转角与转向轮的转角不同步，此时双电位器控制器将使触发同步转向器工作，使同步转向器向电磁阀发出电信号，油路开启，向转向缸补油，以弥补转向器或转向缸内漏损失的油量，实现同步转向功能，在同步转向执行过程中，控制器时时进行转角和实际转角的数据分析数据，当比值达到 0.95，由双电位器控制器给同步转向电磁阀发信号，关闭同步转向电磁阀补充油路，保证转向轮转角与方向盘转角成一定的关系，即所说的同步转向，当然这里不是绝对的同步，最大存在5%的误差（此值可设定）。
如果转向电位器与主电位器的信号处理后比值在0.95-1.05之间，则转向系统已完成同步转向，同步转向系统不工作。
当接通主从电位器切换开关后，主电位器负责对从电位器的监测，从电位器负责转向轮的角度反馈，从电位器与转角电位器在控制器中进行同步转向算法计算，可通过对调主从电位器的方式，进行主从电位器的故障检测，当主电位器出现故障、断线或误差过大，而从电位器能正常工作时，自动切换到从电位器继续工作。
当运行和编程切换开关在进行断开时，双电位器处于正常运行工作状态；闭合运行和编程开关后，可对主从电位器进行采样：接近开关与感应板装在转向轮中位位置，调节电位器从最右边至最左边位置，并且扫描到接近开关时，此时即为转向轮和方向盘的中间位置，保存电位器采样的过程值。
当电位器和参考点（中位零点）接近开关硬件出现故障，断线，电位器和参考点位置偏差过大，故障指示灯通过不同闪烁显示报警提示信息：闪烁1次，主电位器硬件故障或断线；闪烁2次，从电位器硬件故障或断线；闪烁3次，接近开关硬件故障或断线；闪烁4次，主电位器偏差过大；闪烁5次，从电位器偏差过大，主从电位器的偏差范围不能超过采样值的0.5V，电控有采样范围记忆功能；闪烁6次，金属接触接近开关，电位器不在中点；闪烁7次，电位器调节到中间位置时，接近开关不工作。
同步转向器上的调试开关可用来调试转向系统所需的最大压力值，比如当转向到最大位置时，可将多余的压力释放掉，实现转向液压系统的自保护功能。
由上述技术方案可知，本实用新型的电动叉车同步转向控制电路通过设计电动叉车同步转向控制电路和改良的转向油路，设计出能实现同步控制系统，提高司机转向时的方向感，防止方向盘过重或发飘，使整车更安全。
本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：
1、本实用新型能够实现自动完成同步转向功能，自动提示电位器故障点，通过对转向车轮和方向盘的转向角度的自动检测，自动补偿和修正，使车辆的操作更为准确，实现自动精确定位
2、本实用新型能提高司机转向时的方向感，防止方向盘过重或过猛，使整车更安全；采用电气控制，实现自动控制，操作方便；应用电动叉车原控制器，成本增加不多，与集成同步转向功能的转向器相比，具有很大的价格优势。
3、此种电气方案可以实现电位器的自动采样，实现主从电位器的智能自动切换，可以手动更改同步转向的需求精度值，也可以手动设置主从电位器的误差范围。
附图说明
图1是本实用新型的电气原理图；
图2是本实用新型方向盘转角信号与主电位器信号工作示意图；
图3是本实用新型主、从电位器信号工作示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的电动叉车同步转向控制电路，包括：电源1（在实际应用中可以是叉车整车的蓄电池）、转向控制电路、双电位器控制电路以及同步转向执行电路。
以下具体说明：
包括：电源1、第一电阻1-1、48V-24V DC-DC转换器-2、第二电阻1-2、钥匙开关1-3、主接触器触点1-4、第四电阻1-5、连接线1-6。电源1的正极通过第一电阻1-1接入48V-24VDC-DC转换器2的正极输入端，通过第二电阻1-2与钥匙开关1-3的输入端相连，钥匙开关1-3的输出端接入48V-24V DC-DC转换器2的控制端，通过主接触器触点1-4与第四电阻1-5的输入端相连，第四电阻1-5输出端接入转向控制器的电源正极端。其中48V-24V DC-DC转换器2的两个接地端分别接入电源1的负极端，48V-24V DC-DC转换器2的电源输出端通过第三电阻2-1接入双电位器的和同步转向器的电源正极端。
其中，转向控制器3、转向电机3-1、编码器3-2、转角电位器3-3、主接触器3-4。转向控制器3通过UVW对转向电机3-1进行供电，其中转向电机3-1与转向控制器3之间的信号传递通过编码器3-2，转角电位器3-3的正、负极端分别与转向控制器3的1A2、1A4引脚连接，转角电位器3-3的输出端与转向控制器3的1A3引脚连接，其中正极输出为+5V电源。主接触器线圈3-4的输入端与转向控制器3的引脚1A5连接，主接触器线圈3-4的负极与转角电位器3-3的负极共地接入转向控制器3的1A4引脚，转向控制器3的负极端与电源1的负极端相连。
其中，双电位器控制器4、主电位器4-1、从电位器4-2、零点接近开关4-3，主从电位器切换开关4-4，运行和编程切换开关4-5，故障指示灯4-6，连接线4-7。主电位器4-1与从电位器4-2的公共正极端与双电位器控制器4的2A1引脚连接，主电位器4-1与从电位器4-2的公共负极端与双电位器控制器4的2A3引脚连接，其中主电位器4-1的输出端与双电位器控制器4的2A1引脚连接，从电位器4-2的输出端与双电位器控制器4的2A4引脚连接，零点接近开关4-3的正、负极、输出端分别与双电位器控制器4的2A5、2A7、2A6连接，其中零点接近开关4-3的为PNP常开型，工作电压为DC12V。主从电位器切换开关4-4的低电平输出端与双电位器控制器4的C1引脚连接，运行和编程切换开关 4-5的低电平输出端与双电位器控制器4的C2引脚连接，故障指示灯4-6的低电平输出端与双电位器控制器4的C3引脚连接，以上三个开关的低电平输入端共同与双电位器控制器4的C4引脚连接，双电位器控制器4的负极端与电源1的负极端相连。
其中，第三电阻2-1、连接线2-2、同步转向器5、调试开关5-1、同步转向电磁阀5-2。48V-24V DC-DC转换器2的24V电源输出端通过第三电阻2-1与双电位器控制器4和同步转向器5的电源端相连，同步转向器5信号的控制端引脚5与双电位器控制器4的B1引脚相连，调试开关5-1的两端分别与同步转向器5的1和2引脚相连，同步转向器5的输出端3和4分别与同步转向电磁阀5-2的正负极相连，同步转向器5的电源负极端与电源1的负极端相连。
其中转向控制器3的CAN-H、CAN-L与双电位器控制器4的CAN-H、CAN-L分别通过连接线3-5和连接线3-6相连。
在本实施例中，1-电源，1-1-第一电阻，1-2-第二电阻，1-3-钥匙开关，1-4-主接触器触点，1-5-第四电阻， 3-转向控制器，3-1-转向电机，3-2-编码器， 3-4-主接触器线圈均是电动叉车中自带的现有设备。
举例说明，转向控制器3是48V/70A的交流控制器用于控制叉车转向电机3-1的工作，第一电阻1-1和第二电阻1-2是10A的保险丝，第四电阻1-5是35A的保险丝；所述DC-DC转换器2电压等级为48V-24V；所述转角电位器3-3的规格为5KΩ;双电位器控制器4的选用规格为24V，型号为QLB2.376.100；主电位器4-1和从电位器4-2的规格为5KΩ;零点接近开关4-3的类型为PNP常开；所述同步转向器5的规格为24V，型号为EPACS。
本实用新型实施例的具体原理和工作流程如下：
本实用新型是通过以下技术方案实现的，如图2所示，横轴X为机械转角，纵轴Y为传感器转角信号，曲线1为主电位器4-1转角信号，曲线2为从电位器4-2转角信号。当方向盘进行转向时机械转角随之增大或减小，此时转向控制器3对转向电机3-1进行控制，转向电机3-1通过转向油泵将高压油打入转向桥中，通过液压系统动力使转向桥转动，同时装在转向桥上的主电位器4-1、从电位器4-2随着转向桥转动而工作，此时主电位器4-1输出信号到双电位器控制器4，主电位器4-1输出的电压值反馈出转向轮的实际转角，从电位器4-2负责对主电位器4-1的检测功能。
在此工作过程中，首先从电位器4-2对主电位器4-1进行监测，如转动到位置1时，如果发现主电位器4-1信号的C点和从电位器4-2信号的D点的误差值与需求的设定值做对比，比如小于0.9或大于1.1，则触发C3引脚高电平，故障指示灯4-6将常亮，说明主、从电位器不同步，左右转向轮存在不一致或主、从电位器存在相对位置移动，则需检查故障；若转到位置2时，主电位器4-1信号的A点和从电位器4-2信号的B点的误差值与需求的设定值做对比，此时误差值小于设定值，则恢复C3引脚低电平，故障指示灯4-6停止报警。
如图3所示，横轴X为机械转角，纵轴Y为传感器转角信号，曲线1为转角电位器3-3（即方向盘转角），曲线2为主电位器4-1转角信号，在转动过程中，方向盘上的转角电位器3-3信号与主电位器4-1的信号进行时时数据计算对比，判断是否其在设定的范围内。比如当转动方向盘转到位置3时，判断反馈角度与实际角度的角度误差（如图上两点），若两个信号处理后比值若小于0.95（理论上该比值应该为1，但由于液压元器件的内漏，比值要小于1），则说明方向盘转角与转向轮的转角不同步，此时双电位器控制器4将使触发同步转向器5工作，同步转向器引脚5的输入高电平，使同步转向器5向电磁阀5-2发出电信号，油路开启，向转向缸补油，以弥补转向器或转向缸内漏损失的油量，实现同步转向功能，在同步转向执行过程中，控制器时时进行转角和实际转角的数据分析数据，当比值达到 0.95，由双电位器控制器4给同步转向电磁阀5-2发信号，关闭同步转向电磁阀5-2补充油路，保证转向轮转角与方向盘转角成一定的关系，即所说的同步转向，当然这里不是绝对的同步，最大存在5%的误差（此值可设定）。
如果在整个转向过程中转角电位器3-3与主电位器4-1的信号处理后比值在0.95-1.05之间，则转向系统已完成同步转向，同步转向系统不工作。
综上可知，本实用新型实施例提供一种电动叉车同步转向控制电路，在现有叉车电控系统的基础上增加转角电位器，双电位器控制器，主电位器，从电位器，零点接近开关，主从电位器切换，运行和编程切换开关，故障指示灯，同步转向器和转角补偿电路。实现转向轮与方向盘角度的同步转向功能，使两者角度形成一一对应的关系。当方向盘向左或向右转向时，转向轮也同步对应的向左或向右转，同时转向控制器对转角电位器与主电位器角度进行对比，判断他们的角度误差是否在设置的范围内，如果超过规定范围，同步转向器将输出电流给同步转向电磁阀进行液压补偿，直到转角电位器和主电位器角度误差回到要求范围内。从电位器的功能是对主电位器反馈数据进行时时监控，并且当主电位器出现故障后，从电位器成为主电位器。本实用新型实现了方向盘转角和转向轮的转角完全对应，并且可以实现角度与电位器信号的自动采样，转向轮的智能找中位功能，主从电位器的智能切换，主从电位器故障的智能报警，并且能提高驾驶员的操作感和方向感，防止方向盘操作力过重，新增控制电路与整车原控制系统结合，与集成同步转向功能的转 向器相比，具有很大的价格优势。
本实用新型实施例具有以下有益效果：
本实用新型能够实现自动完成同步转向功能，自动提示电位器故障点，通过对转向车轮和方向盘的转向角度的自动检测，自动补偿和修正，使车辆的操作更为准确，实现自动精确定位。
本实用新型能提高司机转向时的方向感，防止方向盘过重或过猛，使整车更安全；采用电气控制，实现自动控制，操作方便；应用电动叉车原控制器，成本增加不多，与集成同步转向功能的转向器相比，具有很大的价格优势。
此种电气方案可以实现电位器的自动采样，实现主从电位器的智能自动切换，可以手动更改同步转向的需求精度值，也可以手动设置主从电位器的误差范围。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种电动叉车同步转向控制电路，基于叉车电控系统，包括电源和DCDC转换器，其特征在于：
还包括：
转向控制电路、双电位器控制器电路和同步转向执行电路；
其中，
所述转向控制电路中包括转向控制器、转向电机、转角电位器、主接触器线圈；
所述双电位器控制器电路包括双电位器控制器、主电位器、从电位器、零点接近开关、主从电位器切换开关、运行和编程切换开关、故障指示灯；
所述同步转向执行电路包括同步转向器、调试开关和同步转向电磁阀；
所述双电位器控制器电源输入端与DCDC转换器的输出端通过第三电阻相连，双电位器控制器的负极与同步转向器的负极相连接入整车电源负极，所述双电位器控制器的信号输出端与同步转向器的信号控制端相连，同步转向器的信号输出与同步转向电磁阀相连；
双电位器控制器分别与主电位器、从电位器的电源正、负极和信号输出端相连，所述双电位器控制器与零点接近开关的正、负极和信号输出端相连，所述双电位器控制器上连有主从电位器切换开关、运行和编程切换开关和故障指示灯；
所述同步转向器上接有调试开关，同步转向器的输出端与同步转向电磁阀相连。
2.根据权利要求1所述的电动叉车同步转向控制电路，其特征在于：
所述电源的输出端分别与第一电阻、第二电阻的输入端相连，主接触器的输出端与第四电阻的输入端相连，第一电阻的输出端与DCDC转换器的电源输入端相连，第二电阻的输出端与钥匙开关的输入端相连，钥匙开关的输出端分别与DCDC转换器的控制端和转向控制器的控制端相连，第四电阻的输出端与转向控制器的电源正极端相连。
3.根据权利要求2所述的电动叉车同步转向控制电路，其特征在于：所述转向控制器通过三相电UVW对转向电机进行供电，通过编码器进行信号传递，所述转向控制器上连有转角电位器和主接触器线圈，并且公共接地GND，转向控制器与双电位器控制器通过CAN-H与CAN-L线相连。
4.根据权利要求3所述的电动叉车同步转向控制电路，其特征在于：所述转角电位器的正负极和信号输出端分别与转向控制器相连，转角电位器与整车方向盘的转向器同步，其反馈的电压信号与方向盘转角形成一一对应的关系。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电动叉车同步转向控制电路，其特征在于：
所述转角电位器的规格为5KΩ；
双电位器控制器的选用规格为24V，型号为QLB2.376.100；
主从电位器规格为5KΩ；零点接近开关的类型为PNP常开。
6.根据权利要求1所述的电动叉车同步转向控制电路，其特征在于：
所述同步转向器的规格为24V，型号为EPACS。
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Cited By (1)
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2020
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Cited By (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |