JP2001010522A - Steering controller for fork lift truck - Google Patents
Steering controller for fork lift truckInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フォークリフトの
操舵制御装置に関し、特にハンドルと操舵輪とが機械的
に連結されていない操舵制御装置に関する。The present invention relates to a steering control device for a forklift, and more particularly to a steering control device in which a steering wheel and a steered wheel are not mechanically connected.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、フォークリフト等の車両の操
舵装置として、運転者がハンドルを操作する際のハンド
ルが回転する角速度を検出し、この角速度に基づいて操
舵モータ(以下、モータ15と言う)を駆動して操舵輪
を操舵する電気式パワーステアリング装置が知られてい
る。このような電気式パワーステアリング装置のうち、
ハンドルと操舵輪とが機械的に連結されていないタイプ
のものを、以下フリーEPS装置と呼ぶ。図6に、従来
技術によるフリーEPS装置の構成図を示す。同図にお
いてフリーEPS装置は、運転者が操作するハンドル9
と、このハンドル9を操作する際の角速度ω(以下、ハ
ンドル角速度ωと言う)を検出するハンドル操作角速度
検出器14とを備えている。また、フリーEPS装置
は、操舵輪5(以下、タイヤ5と言う)と、タイヤ5を
操舵するモータ15とを備えている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a steering device for a vehicle such as a forklift, a steering motor (hereinafter referred to as a motor 15) is detected based on the angular speed at which the driver rotates the steering wheel when the driver operates the steering wheel. There is known an electric power steering device that drives a steering wheel to steer a steered wheel. Among such electric power steering devices,
The type in which the steering wheel and the steered wheels are not mechanically connected is hereinafter referred to as a free EPS device. FIG. 6 shows a configuration diagram of a conventional free EPS device. In the figure, a free EPS device is a steering wheel 9 operated by a driver.
And a steering wheel operating angular velocity detector 14 for detecting an angular velocity ω (hereinafter referred to as steering angular velocity ω) when operating the steering wheel 9. Further, the free EPS device includes a steered wheel 5 (hereinafter, referred to as a tire 5) and a motor 15 for steering the tire 5.
【0003】フリーEPS装置を制御するコントローラ
1は、ハンドル操作角速度検出器14と接続されてお
り、ハンドル操作角速度検出器14の検出信号に基づい
て、ハンドル角速度ωを算出する。そしてコントローラ
1は、モータ15を駆動する駆動回路2に、このハンド
ル角速度ωと正の相関を有するトルク指令値Vを出力
し、モータ15を指定したトルクで回転させてタイヤ5
の操舵を行なう。[0003] A controller 1 for controlling the free EPS device is connected to a steering wheel angular velocity detector 14 and calculates a steering wheel angular velocity ω based on a detection signal of the steering wheel angular velocity detector 14. Then, the controller 1 outputs a torque command value V having a positive correlation with the steering wheel angular velocity ω to the drive circuit 2 for driving the motor 15, and rotates the motor 15 with the specified torque so that the tire 5
Steering.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、次に述べるような問題点がある。従来技術
によれば、直進走行したり一定の曲率でカーブを走行し
たりするように、走行中にハンドルを操作しない走行
(以下、ハンドル固定走行と言う)の最中には、モータ
15にトルク指令値Vが出力されないために電流が流れ
ない。そのためモータ15が回転自在な状態となり、走
行中にタイヤ5が路面の凹凸に乗り上げたりして外部か
らの力を受けるとタイヤ5が回転して、車両の進行方向
が曲げられてしまう。しかも、フリーEPS装置ではハ
ンドル9とタイヤ5とが機械的に連結されていないため
に、ハンドル9によってタイヤ5が回転するのを阻止す
ることができない。その結果、タイヤ5が左右にふらつ
いてフォークリフトが蛇行したり、意図したコースから
外れてしまったりするという問題がある。However, the above-mentioned prior art has the following problems. According to the prior art, the torque is applied to the motor 15 during running without operating the steering wheel during running (hereinafter referred to as steering wheel fixed running) so as to run straight or run at a curve with a constant curvature. No current flows because the command value V is not output. Therefore, the motor 15 is in a rotatable state, and when the tire 5 rides on unevenness of the road surface during traveling and receives an external force, the tire 5 rotates and the traveling direction of the vehicle is bent. Moreover, in the free EPS device, since the handle 9 is not mechanically connected to the tire 5, the handle 9 cannot prevent the tire 5 from rotating. As a result, there is a problem that the tire 5 fluctuates left and right, and the forklift meanders or deviates from an intended course.
【0005】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、ハンドルを操作しない場合にもタイヤが
自由に回転することなく安定に走行可能な操舵制御装置
を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a steering control device capable of running stably without the tires freely rotating even when the steering wheel is not operated. And
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第1発明は、フォークリフトの操
舵を行なうハンドルと、ハンドルと機械的に連結されな
い操舵輪と、ハンドルの操作角速度を検出するハンドル
操作角速度検出器と、操舵輪を操舵する直流の操舵モー
タと入力するトルク指令値に応じて各スイッチをオンオ
フ制御することによって、回転方向を含めた操舵モータ
の駆動制御を行なうスイッチング回路を備えた駆動回路
と、ハンドルの操作角速度に応じてトルク指令値を演算
し、駆動回路に出力して操舵輪の制御を行なうコントロ
ーラとを備えたフォークリフトの操舵制御装置におい
て、操舵輪が外力によって回転したときに、操舵モータ
の電機子端子間に生じる起電圧を検出する電圧検出器を
備え、コントローラは、ハンドル操作が略停止してハン
ドルの操作角速度に変化がない間、電圧検出器の検出し
た起電圧と逆符号の電流をモータの電機子端子間に流し
ている。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a steering wheel for steering a forklift, a steering wheel not mechanically connected to the steering wheel, and a steering angular velocity of the steering wheel. Switching to perform drive control of the steering motor including the rotation direction by turning on and off each switch according to a torque command value to be input and a DC steering motor to steer the steering wheel. In a forklift steering control device including a drive circuit having a circuit and a controller for calculating a torque command value in accordance with the operating angular velocity of the steering wheel and outputting the torque command value to the drive circuit to control the steered wheels, the steering wheel A voltage detector for detecting an electromotive voltage generated between armature terminals of the steering motor when rotated by the controller; During steering operation there is no change in the manipulating angular velocity of the steering wheel and substantially stopped, it is flowing the detected electromotive voltage opposite sign of the current of the voltage detector between the motor armature terminals.
【0007】第1発明によれば、モータの電機子端子間
の両端電圧を検出し、ハンドルが操作されていない時に
この電機子端子間に電圧が発生した場合には、この発生
した電圧を打ち消すようにモータの電機子端子間に電流
を流すようにしている。即ち、外力がかかってタイヤが
動いた場合には、モータの起電力により、モータに電流
を入力する電機子端子間に電圧が発生する。このときハ
ンドルが操作されていなければ、コントローラは、タイ
ヤが外力によって回転させられたと判断する。そして、
この起電圧を打ち消すような方向に、モータの電機子端
子間に電流を流すことにより、タイヤが回転しようとす
る動きを抑制することができる。そして、強い外力によ
ってタイヤが回転してしまっても、回転したタイヤを逆
向きに回転させるようにモータの電機子端子間に電流を
流すことにより、元の角度に戻すことができる。これに
より、ハンドルを操作しないときにも、タイヤが外力に
よって回転することなく走行を継続できるので、安定な
走行が可能となる。According to the first invention, the voltage between the armature terminals of the motor is detected, and if a voltage is generated between the armature terminals when the handle is not operated, the generated voltage is canceled. Thus, the current is caused to flow between the armature terminals of the motor. That is, when an external force is applied to move the tire, a voltage is generated between armature terminals for inputting current to the motor due to the electromotive force of the motor. At this time, if the steering wheel is not operated, the controller determines that the tire has been rotated by the external force. And
By causing a current to flow between the armature terminals of the motor in such a direction as to cancel this electromotive voltage, it is possible to suppress the tire from rotating. Then, even if the tire is rotated by a strong external force, it can be returned to the original angle by flowing a current between the armature terminals of the motor so as to rotate the rotated tire in the opposite direction. Thereby, even when the steering wheel is not operated, the running can be continued without the tire rotating by the external force, so that the stable running can be achieved.
【0008】また、第2発明は、第1発明記載のフォー
クリフトの操舵制御装置において、モータの電機子端子
間に流す電流の大きさを、前記起電圧に略比例させてい
る。According to a second aspect of the present invention, in the steering control device for a forklift according to the first aspect of the present invention, the magnitude of the current flowing between the armature terminals of the motor is substantially proportional to the electromotive voltage.
【0009】第2発明によれば、起電圧に略比例した電
流をモータの電機子端子間に流している。即ち、電機子
端子間に発生した起電圧は、外力によって回転させられ
たタイヤの角速度(即ちモータの角速度)に略比例して
いる。従って、この起電圧の大きさに略比例した電流を
モータに逆向きに流すことにより、タイヤの外力による
回転の強さに対して同程度の抵抗力を発生させ、タイヤ
の回転を好適な強さで止めることができる。また、強い
外力によってタイヤが回転してしまっても、タイヤの回
転した角度は起電圧に略比例するので、この起電圧に比
例した電流をモータに流すことにより、タイヤを元の角
度に正確に戻すことが可能となる。これにより、ハンド
ルを操作しないときにも、タイヤが外力によって回転す
ることなく走行を継続できるので、安定な走行が可能と
なる。According to the second aspect, a current substantially proportional to the electromotive voltage flows between the armature terminals of the motor. That is, the electromotive voltage generated between the armature terminals is substantially proportional to the angular velocity of the tire rotated by the external force (that is, the angular velocity of the motor). Therefore, by flowing a current approximately proportional to the magnitude of the electromotive force in the reverse direction to the motor, the same resistance to the strength of the rotation due to the external force of the tire is generated, and the rotation of the tire is adjusted to a suitable level. Now you can stop. Also, even if the tire is rotated by a strong external force, the angle of rotation of the tire is approximately proportional to the electromotive voltage, so by flowing a current proportional to this electromotive voltage to the motor, the tire can be accurately adjusted to the original angle. It is possible to return. Thereby, even when the steering wheel is not operated, the running can be continued without the tire rotating by the external force, so that the stable running can be achieved.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
による実施形態を詳細に説明する。尚、各実施形態にお
いて、前記従来技術の説明に使用した図と同一の要素に
は同一符号を付し、重複説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment, the same elements as those in the drawings used in the description of the related art are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0011】図1は、実施形態によるフリーEPS装置
の構成図を示している。同図において、フリーEPS装
置は、運転者が操作するハンドル9と、運転者がこのハ
ンドル9を操作した際のハンドル角速度ωを検出するハ
ンドル操作角速度検出器14とを備えている。ハンドル
9の中心からはハンドル軸10が延設され、その軸端に
固着された第1スプロケット11と、第1スプロケット
11の近傍に設けられた第2スプロケット12との間に
はチェーン13が巻装されている。第2スプロケット1
2の中心には、ハンドル操作角速度検出器14が取着さ
れている。また、タイヤ5を操舵するモータ15の軸端
部には第1ギア16が固着され、第2ギア17が第1ギ
ア16に噛み合っている。第2ギア17には、その回転
をタイヤ5に伝動するブラケット20が固着され、ブラ
ケット20の端部にはタイヤ5が回転自在に取着されて
いる。フリーEPS装置を制御するコントローラ1に
は、ハンドル操作角速度検出器14から、検出信号とし
てハンドル角速度ωが入力される。コントローラ1は、
ハンドル角速度ωに基づいて所定の演算を行なってモー
タ15を駆動するトルク指令値Vを算出し、このトルク
指令値Vをモータ15を駆動する駆動回路2に出力す
る。このとき、コントローラ1は、トルク指令値Vがハ
ンドル角速度ωに正の相関を有するようにしているが、
両者を略比例させるのが特に好適である。FIG. 1 shows a configuration diagram of a free EPS apparatus according to an embodiment. In FIG. 1, the free EPS device includes a steering wheel 9 operated by a driver, and a steering wheel angular velocity detector 14 that detects a steering angular velocity ω when the driver operates the steering wheel 9. A handle shaft 10 extends from the center of the handle 9, and a chain 13 is wound between a first sprocket 11 fixed to the shaft end and a second sprocket 12 provided near the first sprocket 11. Is equipped. 2nd sprocket 1
At the center of 2, a handle operation angular velocity detector 14 is attached. A first gear 16 is fixed to an end of a motor 15 that steers the tire 5, and a second gear 17 meshes with the first gear 16. A bracket 20 for transmitting its rotation to the tire 5 is fixed to the second gear 17, and the tire 5 is rotatably attached to an end of the bracket 20. The steering wheel angular velocity ω is input as a detection signal from the steering wheel operating angular velocity detector 14 to the controller 1 that controls the free EPS device. Controller 1
A predetermined calculation is performed based on the steering wheel angular velocity ω to calculate a torque command value V for driving the motor 15, and the torque command value V is output to the drive circuit 2 for driving the motor 15. At this time, the controller 1 makes the torque command value V have a positive correlation with the steering wheel angular velocity ω,
It is particularly preferred that the two be approximately proportional.
【0012】図2に、本実施形態における駆動回路2の
一例を示す。同図に示すように駆動回路2は、直流電源
6と、例えば第1〜第4のスイッチQ1〜Q4を有する
H型ブリッジ構造のスイッチング回路21とを備えてい
る。このスイッチQ1〜Q4は、例えばトランジスタ等
の半導体スイッチング素子からなっており、その内部に
逆バイアスされたダイオードD1〜D4を並列に有して
いる。また、駆動回路2は、コントローラ1から受信し
たトルク指令値Vにデューティを略比例させたPWM信
号を発生するPWM発生回路7を備えている。このPW
M信号を各スイッチQ1〜Q4に印加して各スイッチQ
1〜Q4をオン/オフさせることにより、モータ15が
PWM信号のデューティに略比例したトルクで回転し、
タイヤ5を操舵する。同図において、スイッチQ1,Q
4がオン、スイッチQ2,Q3がオフのときには、モー
タ15に対して図中左向きに電流が流れ、モータ15は
例えば時計回りに回転する。また、逆にスイッチQ2,
Q3がオン、スイッチQ1,Q4がオフのときには、モ
ータ15に対して図中左向きに電流が流れ、モータ15
は反時計回りに回転する。FIG. 2 shows an example of the drive circuit 2 in the present embodiment. As shown in the figure, the drive circuit 2 includes a DC power supply 6 and a switching circuit 21 having an H-type bridge structure having, for example, first to fourth switches Q1 to Q4. The switches Q1 to Q4 are semiconductor switching elements such as transistors, for example, and have reverse-biased diodes D1 to D4 in parallel. Further, the drive circuit 2 includes a PWM generation circuit 7 that generates a PWM signal whose duty is substantially proportional to the torque command value V received from the controller 1. This PW
An M signal is applied to each of the switches Q1 to Q4 to switch each of the switches Q1 to Q4.
By turning on / off 1 to Q4, the motor 15 rotates with a torque substantially proportional to the duty of the PWM signal,
The tire 5 is steered. In the figure, switches Q1, Q
When the switch 4 is on and the switches Q2 and Q3 are off, a current flows to the motor 15 leftward in the figure, and the motor 15 rotates, for example, clockwise. Conversely, switch Q2
When the switch Q3 is on and the switches Q1 and Q4 are off, a current flows to the motor 15 leftward in FIG.
Rotates counterclockwise.
【0013】このとき、モータ15に電流を流すための
電機子端子22A,22B間には、電機子端子22A,
22B間に生じる電圧(以下、起電圧Eと言う)を測定
するための電圧検出器23が接続されている。この電圧
検出器は、例えば入出力絶縁型の差動アンプが好適であ
り、測定したモータ15の起電圧Eをコントローラ1に
出力している。コントローラ1からの操舵指令によって
モータ15が回転したときは、モータ15の入力電機子
端子22A,22B間に上記PWM信号に基づく電流が
流れ、起電圧Eが発生する。一方、外力によってタイヤ
5が回転させられたときには、モータ15の電機子端子
22A,22B間に、その回転角速度に略比例する起電
力が生まれ、起電圧Eが発生する。即ち、モータ15が
回転するときには、常にその電機子端子22A,22B
間に起電圧Eが発生する。従って、この起電圧Eを電圧
検出器23によって検出することにより、コントローラ
1はモータ15が回転していることを検知することが可
能である。At this time, between the armature terminals 22A and 22B for supplying a current to the motor 15, there are provided armature terminals 22A and 22B.
A voltage detector 23 for measuring a voltage generated between the terminals 22B (hereinafter referred to as an electromotive voltage E) is connected. This voltage detector is preferably, for example, an input / output insulated differential amplifier, and outputs the measured electromotive voltage E of the motor 15 to the controller 1. When the motor 15 is rotated by a steering command from the controller 1, a current based on the PWM signal flows between the input armature terminals 22A and 22B of the motor 15, and an electromotive voltage E is generated. On the other hand, when the tire 5 is rotated by an external force, an electromotive force is generated between the armature terminals 22A and 22B of the motor 15 and is substantially proportional to the rotation angular velocity, and an electromotive voltage E is generated. That is, when the motor 15 rotates, the armature terminals 22A, 22B
An electromotive voltage E is generated in between. Therefore, by detecting this electromotive voltage E by the voltage detector 23, the controller 1 can detect that the motor 15 is rotating.
【0014】図3に、ハンドル9が操作されない「ハン
ドル角速度ω=0」の場合に、タイヤ5が外部からの力
によって動かされないようにモータ15の回転を抑える
ためのフローチャートを示す。また、図4に、電機子端
子間電圧Eと、コントローラ1が出力するトルク指令値
Vとの関係を示す。尚、以下のフローチャートでは各ス
テップ番号にSを付して表す。また、起電圧Eが正の場
合についてのみ説明するが、負の場合についても同様で
ある。FIG. 3 shows a flowchart for suppressing the rotation of the motor 15 so that the tire 5 is not moved by an external force when the steering wheel 9 is not operated and the steering wheel angular velocity ω = 0. FIG. 4 shows the relationship between the armature terminal voltage E and the torque command value V output by the controller 1. In the following flowchart, each step number is represented by adding S to it. Further, only the case where the electromotive voltage E is positive will be described, but the same applies to the case where the electromotive voltage E is negative.
【0015】前述したようにコントローラ1は、走行中
に、電圧検出器23の出力に基づいてモータ15が回転
したことを検知可能である。コントローラ1は、この検
知に基づき、モータ15の回転がタイヤ5が外力によっ
て動かされたことによるものか否かを判断する(S
1)。例えば、ハンドル9が操作されておらず、「ハン
ドル角速度ω≒0」にも拘らずモータ15が回転したな
らば、これはタイヤ5が外力によって動かされたために
起電圧Eが生じたものと判断できる。S1において、タ
イヤ5が外力によって動かされたのでない(通常の操舵
による回転である)場合は、コントローラ1は通常の操
舵制御を行ない(S2)、S1に戻る。また、S1でタ
イヤ5が外力によって動かされたと判断した場合には、
コントローラ1は、この起電圧Eの大きさを所定の閾値
E1と比較し(S3)、起電圧Eが閾値E1未満の場合
には、勾配mを有する所定の直線Lに基づいて、起電圧
Eに略比例するトルク指令値V1を出力する(S4)。
また、S3で起電圧が閾値E以上の場合には、トルク指
令値V=Vmax(一定値)」を出力する(S5)。そし
て、駆動回路2のPWM発生回路7は、入力されたトル
ク指令値Vに略比例するデューティのPWM信号を出力
して各スイッチQ1〜Q4をオンオフし、モータ15を
駆動して(S6)、S1に戻る。As described above, the controller 1 can detect the rotation of the motor 15 based on the output of the voltage detector 23 during traveling. Based on this detection, the controller 1 determines whether the rotation of the motor 15 is due to the tire 5 being moved by an external force (S
1). For example, if the steering wheel 9 is not operated and the motor 15 rotates in spite of “the steering wheel angular velocity ω ≒ 0”, it is determined that the electromotive voltage E is generated because the tire 5 is moved by the external force. it can. In S1, if the tire 5 has not been moved by the external force (it is rotation by normal steering), the controller 1 performs normal steering control (S2) and returns to S1. When it is determined in S1 that the tire 5 has been moved by an external force,
The controller 1 compares the magnitude of the electromotive voltage E with a predetermined threshold value E1 (S3), and when the electromotive voltage E is less than the threshold value E1, based on a predetermined straight line L having a gradient m, the electromotive voltage E Is output (S4).
If the electromotive voltage is equal to or larger than the threshold value E in S3, the torque command value V = Vmax (constant value) is output (S5). Then, the PWM generation circuit 7 of the drive circuit 2 outputs a PWM signal having a duty substantially proportional to the input torque command value V to turn on / off each of the switches Q1 to Q4 to drive the motor 15 (S6). Return to S1.
【0016】このときの、スイッチング回路21の動作
の一例を、図5に示す。同図に示すように、例えばモー
タ15の左側電機子端子22A側をゼロ電位とした場合
に右側電機子端子22B側にプラスの起電圧Eが発生し
たとすると、モータ15はタイヤ5からの力によって反
時計回りに回転している。これに伴い、コントローラ1
は、モータ15が時計回りに回転するように、図中右向
きに電流が流れるような符号のトルク指令値Vを出力す
る。例えばこのとき、スイッチQ1をオン、スイッチQ
2,Q3をオフとし、スイッチQ4に上記手順で決定し
たデューティのPWM信号を印加する。これにより、モ
ータ15に時計回りに回転する力が発生し、タイヤ5に
よってもたらされた回転を抑制する。そして、このモー
タ15に指示されたトルク指令値Vはモータ15の電機
子端子22A,22B間に発生した起電圧Eに略比例
し、この起電圧Eはタイヤ5が回転させられた際の角速
度に略比例している。従って、モータ15には、タイヤ
を回転させる力と常に略比例する抵抗力が働くことにな
る。このときの回転力と抵抗力とが同等になるように、
起電圧Eとトルク指令値Vとの間の直線Lの傾きmを定
めることにより、タイヤ5を回転させる力とほぼ同等の
抵抗力を発生させることが可能となる。FIG. 5 shows an example of the operation of the switching circuit 21 at this time. As shown in the figure, for example, when a positive electromotive voltage E is generated on the right armature terminal 22B side when the left armature terminal 22A side of the motor 15 is set to zero potential, the motor 15 Is rotating counterclockwise. Accordingly, the controller 1
Outputs a torque command value V having a sign such that a current flows rightward in the figure so that the motor 15 rotates clockwise. For example, at this time, the switch Q1 is turned on and the switch Q1 is turned on.
2. Turn off Q3, and apply a PWM signal with the duty determined in the above procedure to the switch Q4. As a result, a clockwise rotating force is generated in the motor 15 to suppress the rotation caused by the tire 5. The torque command value V instructed to the motor 15 is substantially proportional to the electromotive voltage E generated between the armature terminals 22A and 22B of the motor 15, and the electromotive voltage E is the angular velocity when the tire 5 is rotated. Is approximately proportional to Therefore, a resistance force that is always substantially proportional to the force for rotating the tire acts on the motor 15. At this time, the rotational force and the resistance force are equal,
By determining the slope m of the straight line L between the electromotive voltage E and the torque command value V, it is possible to generate a resistance force substantially equal to the force for rotating the tire 5.
【0017】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、タイヤ5が外力によって回転したときに、モータ1
5の電機子端子22A,22B間に生じる起電圧Eを検
出する電圧検出器23を備えている。これにより、コン
トローラ1は、モータ15が回転していることを検知す
ることができる。そして、コントローラ1が駆動回路2
に所定のトルク指令値Vを出力したにも拘らずモータ1
5が回転していないような故障が起きても、その故障を
検知可能である。従って、故障状態で車両を走行させる
ようなことが少なく、操舵制御装置の信頼性が向上す
る。As described above, according to this embodiment, when the tire 5 is rotated by an external force, the motor 1
5 is provided with a voltage detector 23 for detecting an electromotive voltage E generated between the armature terminals 22A and 22B. Thereby, the controller 1 can detect that the motor 15 is rotating. Then, the controller 1 controls the drive circuit 2
Output a predetermined torque command value V to the motor 1
Even if a failure occurs in which the 5 does not rotate, the failure can be detected. Therefore, the vehicle is less likely to run in a failure state, and the reliability of the steering control device is improved.
【0018】また、タイヤ5が外力によって回転を始め
ると、そのことを検知してモータ15の電機子端子22
A,22B間に回転方向と逆方向の電流を流している。
これにより、モータ15が回転力に抗する抵抗となり、
タイヤ5が外力によって回転する角度が非常に小さくな
る。従って、走行中にタイヤ5が動いてフォークリフト
が蛇行したりコースから外れるといったことが少なくな
る。またこのとき、電機子端子22A,22B間に流す
電流の大きさを、電機子端子間電圧Eに略比例させてい
る。電機子端子22A,22B間に発生する起電圧E
は、外力によって回転させられたタイヤ5の角速度、即
ちモータ15の角速度に略比例している。従って、この
起電圧Eの大きさに略比例した電流をモータ15に逆向
きに流すことにより、タイヤ5の外力による回転の強さ
に対して同程度の抵抗力をモータ15に発生させ、タイ
ヤ5の回転を好適な強さで止めることができる。従っ
て、ハンドル9を操作しないハンドル固定走行の場合に
も、タイヤ5が外力によって自在に回転してしまうこと
が少なく、フリーEPS装置であっても安定した操舵及
び走行が可能となる。When the tire 5 starts to rotate due to an external force, the fact is detected and the armature terminal 22 of the motor 15 is detected.
A current flows in the opposite direction to the rotation direction between A and 22B.
Thereby, the motor 15 becomes a resistance against the rotational force,
The angle at which the tire 5 rotates due to external force becomes very small. Accordingly, the occurrence of the meandering of the forklift and the deviation of the forklift from the course due to the movement of the tire 5 during traveling is reduced. At this time, the magnitude of the current flowing between the armature terminals 22A and 22B is made substantially proportional to the voltage E between the armature terminals. Electromotive force E generated between armature terminals 22A and 22B
Is substantially proportional to the angular velocity of the tire 5 rotated by an external force, that is, the angular velocity of the motor 15. Therefore, by flowing a current substantially proportional to the magnitude of the electromotive voltage E to the motor 15 in the reverse direction, the same resistance as the rotation strength due to the external force of the tire 5 is generated in the motor 15, 5 can be stopped with a suitable strength. Therefore, even when the steering wheel 9 is operated without operating the steering wheel 9, the tire 5 is less likely to rotate freely due to an external force, and stable steering and traveling can be performed even with a free EPS device.
【0019】さらに、モータ15による抵抗にも拘ら
ず、タイヤ5に強い外力がかかって回転させられてしま
うことがある。そのような場合にも、発生した起電圧E
はこのタイヤ5の回転した角度に略比例しているので、
コントローラ1は起電圧Eの強さと起電圧Eが印加され
た時間とに基づいて、タイヤ5がどれだけ回転したかを
検出することができる。そして、このタイヤ5の回転し
た角度に基づいて駆動回路2に指令を出力し、モータ1
5を所定角度だけ回転させてタイヤ5の角度を回転前と
ほぼ同位置に戻すことが可能である。またこのとき、モ
ータ15に流す電流を、起電圧Eの強さに略比例させる
ことにより、タイヤ5を、より正確に元の角度に戻すこ
とが可能である。しかもこのとき、タイヤ5の回転角度
を検出するのに機械的な検出装置を使用するのではな
く、電圧検出器23のように電気的な装置で検知してい
る。従って、機械的な可動部がないので、検出装置の故
障が少ない。また、検出装置の大きさも、小さなものと
することができる。Furthermore, despite the resistance of the motor 15, the tire 5 may be rotated by a strong external force. Even in such a case, the generated electromotive force E
Is approximately proportional to the angle of rotation of the tire 5,
The controller 1 can detect how much the tire 5 has rotated based on the intensity of the electromotive voltage E and the time during which the electromotive voltage E is applied. Then, a command is output to the drive circuit 2 based on the angle of rotation of the tire 5, and the motor 1
By rotating the tire 5 by a predetermined angle, it is possible to return the angle of the tire 5 to substantially the same position as before rotation. At this time, by making the current flowing through the motor 15 substantially proportional to the strength of the electromotive voltage E, the tire 5 can be more accurately returned to the original angle. In addition, at this time, the rotation angle of the tire 5 is detected by an electrical device such as the voltage detector 23 instead of using a mechanical detection device. Therefore, since there is no mechanical movable part, the failure of the detection device is small. In addition, the size of the detection device can be small.
【0020】尚、実施形態において、ハンドル操作角速
度検出器14でハンドル操作角速度ωを検出するように
説明したが、これに限られるものではない。例えばハン
ドル操作角速度検出器14の代わりにポテンショメータ
を備えてハンドルが操作された角度を検出し、これをコ
ントローラ1内部で微分演算を行なって、ハンドル操作
角速度ωを算出してもよい。Although the embodiment has been described with reference to the case where the handle operation angular velocity detector 14 detects the handle operation angular velocity ω, the invention is not limited to this. For example, a potentiometer may be provided in place of the steering wheel angular velocity detector 14 to detect the angle at which the steering wheel is operated, and a differential operation may be performed inside the controller 1 to calculate the steering wheel angular velocity ω.
【0021】また、駆動回路2内のスイッチング回路2
1における第1〜第4のスイッチQ1〜Q4として、半
導体スイッチング素子と説明したが、例えば動作速度が
充分速ければ機械式のスイッチでもよい。さらに、スイ
ッチング回路21は、第1〜第4のスイッチQ1〜Q4
を備えたH型ブリッジ回路と説明したが、これに限られ
るものではなく、スイッチングによってモータ15の制
御を行なうスイッチング回路21であればよい。例えば
図2において直流電源6を除き、スイッチQ1,Q2の
位置にそれぞれ直流電源6,6を配置し、スイッチQ
3,Q4をスイッチングしてモータ15を制御するよう
なスイッチング回路21でもよい。また、PWM発生回
路7が駆動回路2内にあるように説明したが、コントロ
ーラ1の内部にあってもよい。The switching circuit 2 in the driving circuit 2
Although the semiconductor switching elements have been described as the first to fourth switches Q1 to Q4 in 1, a mechanical switch may be used as long as the operation speed is sufficiently fast. Further, the switching circuit 21 includes first to fourth switches Q1 to Q4.
However, the present invention is not limited to this, and may be any switching circuit 21 that controls the motor 15 by switching. For example, in FIG. 2, the DC power supplies 6 and 6 are arranged at the positions of the switches Q1 and Q2 except for the DC power
3, a switching circuit 21 for controlling the motor 15 by switching Q4 may be used. Further, the PWM generation circuit 7 has been described as being in the drive circuit 2, but may be in the controller 1.
【0022】また実施形態では、「起電圧E=0」の近
傍からトルク指令値Vが起電圧Eに比例するように説明
したが、これに限られるものではない。例えば図4に示
すように第2の閾値E2(E2≒0)を設け、起電圧E
が−E2<E<E2の範囲にある間は、「トルク指令値
V=0」を出力するようにし、E≧E2又はE≦−E2
の場合にのみ、起電圧Eとトルク指令値Vを略比例させ
るようにしてもよい。このようにすれば、例えばタイヤ
の微少な振動によって起電圧Eがゼロ値近傍で変動した
ときに、トルク指令値Vが小刻みに出力して持続振動を
行なうようなことがなく、さらに安定に運転を続けるこ
とが可能である。In the embodiment, the torque command value V is described to be proportional to the electromotive voltage E from the vicinity of "electromotive voltage E = 0", but the present invention is not limited to this. For example, a second threshold value E2 (E2E0) is provided as shown in FIG.
Is output in the range of −E2 <E <E2, the torque command value V = 0 is output, and E ≧ E2 or E ≦ −E2
Only in the case of, the electromotive voltage E and the torque command value V may be made substantially proportional. In this way, for example, when the electromotive voltage E fluctuates in the vicinity of zero value due to the slight vibration of the tire, the torque command value V is not output in small increments to perform the continuous vibration, and the operation is more stable. It is possible to continue.
【0023】また、実施形態では、「起電圧E≦E1」
においてはトルク指令値Vを起電圧Eに略比例させ、
「起電圧E>E1」においては「トルク指令値V=Vma
x」として、閾値E1の前後で明確に場合分けしたが、
これに限られるものではない。例えば、起電圧Eが閾値
E1よりも遥かに小さい間は、トルク指令値Vを起電圧
Vに略比例させ、起電圧Eが閾値E1に近づくにつれ
て、トルク指令値VがVmaxに緩やかに飽和して近づく
ようにしてもよい。In the embodiment, "electromotive voltage E≤E1"
, The torque command value V is made substantially proportional to the electromotive voltage E,
In the case of "electromotive voltage E>E1,""torque command value V = Vma
x ", the cases were clearly divided before and after the threshold value E1,
However, it is not limited to this. For example, while the electromotive voltage E is much smaller than the threshold value E1, the torque command value V is made substantially proportional to the electromotive voltage V. As the electromotive voltage E approaches the threshold value E1, the torque command value V gradually saturates to Vmax. May be approached.
【図1】実施形態によるフリーEPS装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a free EPS device according to an embodiment.
【図2】駆動回路の一例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a driving circuit.
【図3】モータの回転を抑えるためのフローチャートFIG. 3 is a flowchart for suppressing rotation of a motor.
【図4】起電圧とトルク指令値との関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a relationship between an electromotive voltage and a torque command value.
【図5】スイッチング回路の動作を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the operation of a switching circuit.
【図6】従来技術によるフリーEPS装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional free EPS device.
1:コントローラ、2:駆動回路、5:タイヤ、6:直
流電源、7:PWM発生回路、9:ハンドル、10:ハ
ンドル軸、11:第1スプロケット、12:第2スプロ
ケット、13:チェーン、14:ハンドル角検出器、1
5:モータ、16:第1ギア、17:第2ギア、20:
ブラケット、21:スイッチング回路、22:電機子端
子、23:電圧検出器。1: controller, 2: drive circuit, 5: tire, 6: DC power supply, 7: PWM generation circuit, 9: handle, 10: handle shaft, 11: first sprocket, 12: second sprocket, 13: chain, 14 : Handle angle detector, 1
5: motor, 16: first gear, 17: second gear, 20:
Bracket, 21: switching circuit, 22: armature terminal, 23: voltage detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B62D 113:00 117:00 Fターム(参考) 3D032 CC01 CC34 DA03 DA09 DA65 DC01 DC33 DC34 DD10 EA02 EB11 EC23 EC25 GG06 3D033 CA03 CA17 CA19 CA20 CA21 3F333 AA02 AB13 FA20 FA32 FD08 FE04 FE09 5H001 AC02 AD03 5H530 AA12 BB21 CC20 CD20 CD35 CD40 CE13 DD15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B62D 113: 00 117: 00 F term (Reference) 3D032 CC01 CC34 DA03 DA09 DA65 DC01 DC33 DC34 DD10 EA02 EB11 EC23 EC25 GG06 3D033 CA03 CA17 CA19 CA20 CA21 3F333 AA02 AB13 FA20 FA32 FD08 FE04 FE09 5H001 AC02 AD03 5H530 AA12 BB21 CC20 CD20 CD35 CD40 CE13 DD15
Claims (2)
(9)と、 ハンドル(9)と機械的に連結されない操舵輪(5)と、 ハンドル(9)の操作角速度(ω)を検出するハンドル操作
角速度検出器(14)と、 操舵輪(5)を操舵する直流の操舵モータ(15)と入力する
トルク指令値(V)に応じて各スイッチ(Q1〜Q4)をオンオ
フ制御することによって、回転方向を含めた操舵モータ
(15)の駆動制御を行なうスイッチング回路(21)を備えた
駆動回路(2)と、 ハンドル(9)の操作角速度(ω)に応じてトルク指令値(V)
を演算し、駆動回路(2)に出力して操舵輪(5)の制御を行
なうコントローラ(1)とを備えたフォークリフトの操舵
制御装置において、 操舵モータ(15)の電機子端子(22A,22B)間に生じる起電
圧(E)を検出する電圧検出器(23)を備え、 コントローラ(1)は、ハンドル操作が略停止してハンド
ル(9)の操作角速度(ω)に変化がない間、電圧検出器(2
3)の検出した起電圧(E)と逆符号の電流を、モータ(15)
の電機子端子(22A,22B)間に流すことを特徴とするフォ
ークリフトの操舵制御装置。1. A steering wheel for steering a forklift
(9), a steering wheel (5) that is not mechanically connected to the steering wheel (9), a steering wheel angular velocity detector (14) that detects an operating angular velocity (ω) of the steering wheel (9), and a steering wheel (5) By turning on / off each switch (Q1 to Q4) according to the DC steering motor (15) to steer and the input torque command value (V), the steering motor including the rotation direction is controlled.
A drive circuit (2) including a switching circuit (21) for performing drive control of (15), and a torque command value (V) according to an operation angular velocity (ω) of the handle (9).
And a controller (1) for controlling the steered wheels (5) by outputting to the drive circuit (2), the armature terminals (22A, 22B) of the steering motor (15). ) Is provided with a voltage detector (23) for detecting an electromotive voltage (E) generated between the controller (1), while the steering wheel operation is substantially stopped and the operating angular velocity (ω) of the steering wheel (9) does not change. Voltage detector (2
The current with the opposite sign to the electromotive voltage (E) detected in 3) is
A steering control device for a forklift, wherein the current flows between the armature terminals (22A, 22B).
御装置において、 モータ(15)の電機子端子(22A,22B)間に流す電流の大き
さを、前記起電圧(E)に略比例させたことを特徴とする
フォークリフトの操舵制御装置。2. The forklift steering control device according to claim 1, wherein the magnitude of a current flowing between the armature terminals (22A, 22B) of the motor (15) is substantially proportional to the electromotive voltage (E). A steering control device for a forklift.
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KR100880393B1 (en) * | 2001-12-28 | 2009-01-23 | 두산인프라코어 주식회사 | Method for controlling steering of electromotive forklift truck by use of angle sensor |
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