JP3958701B2 - Vehicle slip detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪と一対の従動輪とを備えた車両のスリップ検出方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、走行モータにて駆動され運転者のステアリング操作によって操舵される一つの駆動輪と、左右一対の従動輪とを備えた車両において、駆動輪のスリップ量を検出するスリップ検出装置を備えたものが知られている。
【0003】
例えば、従動輪の回転速度は駆動輪の操舵角と駆動輪の回転速度に応じて変化するので、運転者のステアリング操作によって操舵される駆動輪の操舵角を検出する回転角センサを設けるとともに、従動輪、駆動輪のそれぞれに回転速度を検出するエンコーダを設け、回転角センサにより検出された操舵角と駆動輪の回転速度に基づいて従動輪の回転速度を算出し、この算出された従動輪の回転速度とエンコーダにより検出された従動輪の回転速度とを比較することによって、駆動輪のスリップを検出するものがある。つまり、駆動輪の操舵角と駆動輪の回転速度に基づいて算出した理論上の従動輪の回転速度に対してエンコーダにより検出された実動上の従動輪の回転速度が小さくなるような偏差が発生した場合に、この偏差分が駆動輪のスリップによって生じているものとして駆動輪のスリップを検出するものがある。
【0004】
また、駆動輪の回転速度を検出するエンコーダと駆動輪部の加速度を検出する加速度センサとを設け、走行時における駆動輪の回転数の増加量と駆動輪位置の車体の加速度とを比較することにより駆動輪のスリップを検出するものがある。(例えば、特許文献1参照)
【0005】
【特許文献1】
特開平11−178120号公報(第4−5頁、第1図−第7図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例によれば、スリップを検出するために、従動輪、駆動輪それぞれの回転速度のほかに駆動輪の操舵角を検出するための操舵角センサを設けているので、センサの種類や部品点数が多くなるとともに構造が複雑になり、故障リスクが増え高い信頼性を得ることが困難になるという問題があった。
【0007】
また、特許文献1においても、スリップを検出するために、駆動輪の回転速度を検出する回転センサのほかに駆動輪位置の車体の加速度を検出する加速度センサを設けているので、センサの種類が多くなるとともに構造が複雑になり、故障リスクが増え高い信頼性を得ることが困難になるといいう問題があった。
【0008】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、一つの駆動輪と左右一対の従動輪とを備えた車両において、センサの種類や部品点数を増加させることなく、駆動輪のスリップを検出できるようにすることを目的とする。
【0011】
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、操舵可能な一つの駆動輪と、左右一対の従動輪とを備えた車両において、前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出装置であって、車輪速度検出手段が、駆動輪及び一対の従動輪の回転速度を検出し、車体速度推定手段が、その検出された一対の従動輪の回転速度に基づき、駆動輪と一対の従動輪との位置関係に応じて設定された演算データを用いて、駆動輪位置での車体速度を推定し、スリップ検出手段が、その推定された車体速度と車輪速度検出手段にて検出された駆動輪の回転速度とから駆動輪のスリップを検出する。
【0012】
従って、請求項1に記載のスリップ検出装置によれば、従来例で記述した駆動輪の操舵角や駆動輪位置での加速度などの検出が不要となり、簡易的な方法で容易にスリップを検出できる。また、駆動輪の操舵角を検出するための操舵角センサや駆動輪位置での車体の加速度を検出するための加速度センサなどが不要であるので、センサの種類や部品点数を少なくし、装置の信頼性を向上することができる。
【0013】
さらに、請求項1に記載の発明においては、車体速度推定手段が、前記各従動輪の回転中心を結ぶ第1直線の長さrbと、前記一対の従動輪の内、回転速度が低い従動輪の回転中心から、前記第1直線上で前記駆動輪の回転中心を通過する第2直線が直交する交点までの長さraと、該交点から前記駆動輪の回転中心までの長さrwとに基づき、前記一対の従動輪の回転速度Va及びVb(但し、Va>Vb)と前記駆動輪の車体速度Voとの関係を記述した下記演算式(1)若しくは下記演算式(1)に基づき設定された演算データを用いて前記車体速度Voを推定する。
【0014】
【数3】
【0015】
即ち、本発明のような三輪車両において、車両旋回時の旋回中心は、左右従動輪の回転中心を結ぶ第1直線の延長線と、駆動輪の回転中心軸の延長線との交点に位置すると想定でき、しかも、左右従動輪の回転速度及び駆動輪位置での車体速度(換言すればスリップしていないときの駆動輪の回転速度)は、これら各車輪と旋回中心との間の距離に比例すると考えられる。
【0016】
そこで、請求項1に記載のスリップ検出装置では、これらの関係から駆動輪位置での車体速度Voを算出するための上記演算式(1)を導出し、この演算式(1)若しくはこの演算式(1)に基づき設定されたマップ等の演算データを用いて、車体速度Voを推定するようにしているのである。
【0017】
以下、この演算式(1)を、図3(a)を用いて説明する。
図3(a)において、各従動輪4、5の回転中心を結ぶ第1直線の長さrbと、各従動輪4、5の内、回転速度が低い従動輪(図中では右従動輪5)の回転中心から、第1直線上で駆動輪3の回転中心を通過する第2直線が直交する交点Cdまでの長さraと、交点Cdから駆動輪3の回転中心までの長さrwは、駆動輪3及び従動輪4、5の位置関係から決まる。また車両旋回時の旋回中心Cは、通常、従動輪4、5の回転中心を結ぶ第1直線の長さrbの延長線上で、回転速度が遅い従動輪(図では右従動輪5)の外側に位置する。
【0018】
そして、左従動輪4の回転中心から旋回中心Cまでの距離r2と、右従動輪5の回転中心から旋回中心Cまでの距離r1とは、それぞれの回転速度に比例することから、r2=Va・rb/(Va−Vb)、r1=Vb・rb/(Va−Vb)、として記述できる。
【0019】
また、図3(a)において、駆動輪3の回転中心から旋回中心Cまでの距離r0は、r02=rw2+(ra+r1)2の関係にあるので、これに、r1=Vb・rb/(Va−Vb)を代入すると、距離r0は、rw2+(ra+Vb・rb/(Va−Vb))2の平方根として記述できる。
【0020】
また、従動輪4の回転中心から旋回中心Cまでの距離r2、駆動輪3の回転中心から旋回中心Cまでの距離r0は、回転速度Va、車体速度V0と比例することから、車体速度Voは、V0=r0・Va/r2と記述できる。
そして、この関係式に、r2として(Va・rb/(Va−Vb))、r0として(rw2+(ra+Vb・rb/(Va−Vb))2の平方根を代入すれば、駆動輪3位置の車体速度V0を推定するための上記演算式(1)を導出できる。
【0021】
よって、この演算式(1)を用いれば、車両旋回時に旋回中心が左右従動輪の外側にあるときの駆動輪位置での車体速度Voを推定できることになる。
そして、請求項1に記載の車両のスリップ検出装置によれば、操舵可能な一つの駆動輪と、左右一対の従動輪とを備えた車両において、例えば、車両に荷物を積載し直進や旋回などの方向転換の多い作業車両などにおいても、車体速度V0を推定してスリップを検出でき、安全な走行ができる。
【0022】
ここで、上記演算式(1)は、車両旋回時に旋回中心が左右従動輪の外側にあるときの駆動輪位置での車体速度Voを記述したものであるので、例えば、フォークリフトのように、駆動輪の操舵可能範囲が極めて大きく、小回りのきく三輪車両では、車体速度Voを推定できないことが考えられる。
【0023】
つまり、一般的な電気自動車では、走行中に急旋回すると危険であるので、ステアリング操作による操舵可能範囲は制限されており、左右従動輪の回転方向が逆方向になることはない。しかし、フォークリフトのような作業車両では、狭い領域で方向転換ができるように、ステアリング操作による操舵可能範囲が大きく設定されており、駆動輪の操舵角が大きいときには、左右従動輪の回転方向が逆方向になって、旋回中心が左右従動輪の内側になることがある。そして、このような旋回時には、上記演算式(1)では、車体速度Voを推定できなくなってしまう。
【0024】
そこで、こうした車両においても駆動輪位置での車体速度Voを正確に推定できるようにするには、車体速度推定手段を、請求項2に記載のように構成するとよい。
即ち、請求項2に記載のスリップ検出装置において、車体速度推定手段は、車輪速度検出手段にて検出された前記一対の従動輪の回転速度に基づき、前記各従動輪が同一方向に回転しているか逆方向に回転しているかを判定し、前記各従動輪の回転方向が同一方向であれば、前記演算式(1)若しくは前記演算式(1)に基づき設定された演算データを用いて、前記車体速度Voを推定するように構成され、前記各従動輪の回転方向が逆方向であれば、下記演算式(2)若しくは下記演算式(2)に基づき設定された演算データを用いて、前記車体速度Voを推定する。
【0025】
【数4】
【0026】
従って、請求項2に記載の車両のスリップ検出装置によれば、左右従動輪の回転方向が逆方向となり、旋回中心が左右従動輪の内側に位置する場合でも、車体速度推定手段にて、演算式(2)若しくは前記演算式(2)に基づき設定された演算データを用いて、駆動輪位置の車体速度V0を正確に推定し、駆動輪のスリップを精度よく検出できる。
【0027】
尚、上記演算式(2)は、図3(b)に示すように、車両の旋回中心Cが左右従動輪4、5の回転中心を結ぶ第1直線上で、左右従動輪4、5の内側にあることを想定して、以下のように導出したものである。
まず、演算式(2)において、左従動輪4の回転中心から旋回中心Cまでの距離r2と右従動輪5の回転中心から旋回中心Cまでの距離r1とはそれぞれの回転速度に比例するので、r2=Va・rb/(Va+Vb)、r1=Vb・rb/(V+Vb)、として記述することができる。
【0028】
また、図3(b)において、駆動輪3の回転中心から旋回中心Cまでの距離r0は、r02=rw2+(ra−r1)2の関係にあるので、これに、r1=Vb・rb/(Va+Vb)を代入すれば、r0は、rw2+(ra−Vb・rb/(Va+Vb))2の平方根として記述できる。
【0029】
そして、従動輪4の回転中心から旋回中心Cまでの距離r2、駆動輪3の回転中心から旋回中心Cまでの距離r0は、回転速度Va、車体速度V0と比例し、V0=r0・Va/r2の関係にあることから、これに、r2として(Va・rb/(Va+Vb))、r0として(rw2+(ra−Vb・rb/(Va+Vb))2の平方根を代入することにより、旋回中心が左右従動輪の内側にあるときの駆動輪位置での車体速度Voを推定するための演算式(2)を導出できる。
【0030】
次に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両のスリップ検出装置において、前記車体速度推定手段は、前記車輪速度検出手段にて検出された前記一対の従動輪の回転速度Va、Vbの偏差が予め設定された設定値よりも小さいか否かを判定し、該偏差が設定値よりも小さいときには、前記一対の従動輪の回転速度Va、Vbの何れかを前記車体速度として設定することを特徴とする。
【0031】
つまり、請求項3に記載のスリップ検出装置においては、左右従動輪の回転速度Va、Vbの偏差が小さい場合には、車両は略直進走行していると考えられ、この状態では駆動輪位置での車体速度が従動輪の回転速度と略一致することから、左右従動輪の回転速度Va、Vbの偏差が小さいときには、車体速度推定手段にて、その回転速度Va、Vbの何れかを車体速度として設定するようにしているのである。
【0032】
よって、請求項3に記載のスリップ検出装置によれば、車両が直進走行している通常走行時には、車体速度の推定演算をすることなく駆動輪のスリップを速やかに検出することができるようになり、車両走行時の安全性を向上することができる。
【0033】
つまり、車両の直進走行時には、旋回時よりも車速が高くなりやすく、このような状態で駆動輪がスリップし始めると危険であるが、本発明によれば、車両の直進走行時には、スリップ検出に左右従動輪の回転速度を利用するので、駆動輪のスリップを応答遅れなく速やかに検出して、駆動輪の駆動トルクを抑制できることになり、車両の走行安全性を高めることができるようになるのである。
【0034】
次に、請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の車両のスリップ検出装置において、前記車両はフォークリフトであることを特徴とする。
請求項4に記載の車両のスリップ検出装置によれば、簡素な構造で信頼性の優れたスリップ検出装置をフォークリフトに備えたので、フォークリフトの走行における安全性を向上させることができる。また、請求項4に記載の車両のスリップ検出装置によれば、フォークリフトでは、直進や旋回など多種の方向転換をしながら走行する場合が多いので、一層安全性の向上に寄与できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスリップ検出装置を図面と共に説明する。図1は本発明が適用された実施例のリーチ式フォークリフトの車輪の配置及び制御系の説明図であって、図1(a)図は車両本体下部における駆動輪及び従動輪の配置図、図1(b)は駆動輪部の概略を表す構成図、図1(c)は制御系全体の構成を表すブロック図、図2は同実施例の制御装置で実行されるスリップ検出処理の手順を表すフローチャートである。
【0036】
図1(a)に表したよう、リーチ式フォークリフト1には、車両本体2の下部に取り付けられた駆動輪3、一対の従動輪4、5(以下、図中の前進方向に向かって、左側に位置する従動輪4を左従動輪4、右側に位置する従動輪5を右従動輪5ともいう。)、従動輪4、5の回転速度を検出するための従動輪エンコーダ6、7、駆動輪3の回転速度を検出するための走行モータエンコーダ10等を備えている。
【0037】
駆動輪3は、図1(a)に表したよう運転者のステアリング操作によって矢印Q方向に操舵されるように操舵軸(図示せず)に接続されている。また、駆動輪3は、図1(b)に表したように、走行モータ8の回転軸9にギヤ11を介して接続され、走行モータ8の回転運動が伝達されて回転駆動する。
【0038】
次に、リーチ式フォークリフト1は、図1(c)に表したように、リーチ式フォークリフト1全体の駆動を制御する制御系を備えている。
そして、この制御系は、運転者が走行用操作部30を操作することによって、リーチ式フォークリフト1の走行を制御するとともに駆動輪3のスリップを検出し、正常な走行ができるように制御する。
【0039】
制御装置40は、CPU、ROM、RAMなどのマイクロコンピュータとして構成されており、運転席に設けられた走行用操作部30を運転者が操作することによって走行用操作部30から入力される速度指令や前・後進指令に従い、駆動回路50を介して走行モータ8の駆動を制御し、走行モータ8の回転速度(延いては駆動輪3の回転速度)を制御する。尚、走行モータ8を駆動する際の回転方向は、走行用操作部30からの前・後進指令に応じて切り換えられる。
【0040】
また、制御装置40には、スリップを検出するために、従動輪エンコーダ6、7で検出された従動輪4、5の回転速度信号が入力され、制御装置40は従動輪エンコーダ6、7によって検出した左右一対の従動輪4、5それぞれの回転速度と走行モータエンコーダ10によって検出された駆動輪3の回転速度に基づいて駆動輪3のスリップを検出する。
【0041】
そして、そのスリップ検出処理では、駆動輪のスリップを検出すると、減速フラグをセットし、走行モータ8の駆動制御では、減速フラグ(図示せず)がセットされていなければ走行用操作部30からの速度指令に従い、走行モータ8の回転速度を制御するが、走行モータ8の減速フラグが一旦セットされると、その期間中、走行用操作部30からの速度指令に対する減速補正量を徐々に増加(暫増)し、その後、走行モータ8の減速フラグがリセットされると、減速補正量の値がゼロになるまで減速補正量を徐々に小さく(暫減)し、その減速補正量を用いて速度指令を減速側に補正することで、トラクション制御を実行する。
【0042】
次に、駆動輪3のスリップを検出するスリップ検出処理の手順を、制御装置40におけるCPUが行う処理に沿って説明する。
このスリップ検出処理は、フォークリフト1の運転者が走行用操作部30における操作レバーや操作キー(図示せず)を起動させたときに開始される。
【0043】
次いで、ステップ110において、従動輪エンコーダ6、7、走行モータエンコーダ10から回転速度信号を入力し、この回転速度信号に基づいて駆動輪回転速度VW、左従動輪回転速度V1、右従動輪回転速度V2を演算する。尚、本発明の車輪速度検出手段は、ステップ110においてその機能が発現される。
【0044】
次いで、ステップ120において、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2との偏差ΔVを演算する。
次いで、ステップ130において、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2の偏差ΔVが予め設定された設定値Vthよりも小さいか否かを判定する。本実施例では、設定値Vthは、S110によって演算された従動輪回転速度V1、右従動輪回転速度V2のうち、速度が遅い側の回転速度の20%に相当する値で設定される。
【0045】
次いで、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2との偏差ΔVが設定値Vthより小さい場合には、車両の走行は直進に近いので、ステップ140に進み、左従動輪回転速度V1又は右従動輪回転速度V2を、駆動輪3位置の車体速度V0として設定し、ステップ180に進む。一方、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2との偏差ΔVが設定値Vthよりも大きい場合には、車両の走行は旋回に近いので、S150に進み、左従動輪4と右従動輪5の回転方向が一致するか否かを判定する。尚、左従動輪4と右従動輪5の回転方向はエンコーダ6、7によって検出される。
【0046】
次いで、左従動輪4と右従動輪5の回転方向が一致する場合には、ステップ160に進み、前述の演算式(1)を用いて、駆動輪3位置の車体速度V0を推定する。尚、この際、演算式(1)において、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2のうち、数値の大きい方がVaに代入され、数値の小さい方がVbに代入される。
【0047】
一方、ステップ150で左従動輪4と右従動輪5の回転方向が一致しない場合には、ステップ170に進み、前述の演算式(2)を用いて、駆動輪3位置の車体速度V0を推定する。尚、この際、演算式(2)において、左従動輪回転速度V1と右従動輪回転速度V2のうち、数値の大きい方がVaに代入され、数値の小さい方がVbに代入される。
【0048】
尚、本発明の車体速度推定手段は、ステップ160又はステップ170においてその機能が発現される。
次いで、ステップ180において、駆動輪3のスリップ量S1を算出する。駆動輪3のスリップ量S1は、ステップ110で演算された駆動輪回転速度VW、前述の演算式(1)又は(2)によって算出された駆動輪3位置の車体速度V0を用い、S1=VW/V0、の式で算出される。
【0049】
次いで、ステップ190において、スリップ量S1を、予め定められた所定値Sthと比較し、スリップ量S1が所定値Sth以上の場合には駆動輪3にスリップが発生したと判断して、ステップ200に進み、減速フラグをセットし、当該処理を一旦終了する。一方、ステップ190において、スリップ量S1が所定値Sthより小さい場合には、駆動輪3にスリップが発生していないものとして、ステップ210に進み、走行モータ8の減速フラグをリセットし、当該処理を一旦終了する。尚、本実施例では、ステップ180及びステップ190の処理が本発明のスリップ検出手段に相当する。
【0050】
本実施形態によれば、駆動輪3及び一対の従動輪4、5の回転速度VW、V1、V2を検出し、検出した一対の従動輪4、5の回転速度V1、V2に基づき、駆動輪3と一対の従動輪4、5との位置関係に応じて設定された演算式(1)又は(2)を用いて、駆動輪3位置での車体速度V0を算出し、算出した車体速度V0と駆動輪3の回転速度VWとから駆動輪3のスリップを検出するので、駆動輪2の操舵角を検出するための操舵角センサや駆動輪2位置の車体の加速度を検出するための加速度センサなど用いることなく、簡易的な方法で容易にスリップを検出できる。よって、故障リスクを低減して、信頼性を向上させることができる。
【0051】
また、車両の旋回中心が従動輪4、5の外側に位置する場合には演算式(1)を用いて車体速度V0を推定でき、車両の旋回中心が従動輪4、5の内側に位置する場合には演算式(2)を用いて車体速度V0を推定できるので、車両の旋回中心が従動輪4、5の外側及び内側の何れでも、スリップを検出できて安全な走行ができる。
【0052】
また、簡素な構造で信頼性の優れたスリップ検出装置をフォークリフト1に備えたので、フォークリフト1の走行における安全性を向上させることができる。また、フォークリフト1では、直進や旋回など多種の方向転換をしながら走行する場合が多いので、一層安全性の向上に寄与できる。
【0053】
尚、駆動輪3位置の車体速度の推定は、演算式(1)及び演算式(2)に応じて設定された演算データをマップとして備えておき、車両の走行時に、検出される従動輪4、5、駆動輪3の回転速度に応じて、マップ上から車体速度V0を推定してもよい。
【0054】
また、本発明は、フォークリフト1に限定されるものでなく、駆動輪3と一対の従動輪4、5とを有する3輪式の車両であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明が適用された実施例のリーチ式フォークリフトの車輪の配置及び制御系の説明図である。
【図2】 同実施例の制御装置で実行されるスリップ検出処理の手順を表すフローチャートである。同実施例のスリップ検出装置において実行されるスリップ検出処理の手順を表すフローチャートである。
【図3】 車体速度を推定する演算式(1)、(2)の説明図である。
【符号の説明】
1…リーチ式フォークリフト、2…車両本体、3…駆動輪、4,5…従動輪、6,7…従動輪エンコーダ、8…走行モータ、9…回転軸、10…走行モータエンコーダ、11…ギヤ、30…走行用操作部、40…制御装置、50…駆動回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slip detection method and apparatus for a vehicle including a drive wheel and a pair of driven wheels.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle having one drive wheel driven by a travel motor and steered by a steering operation of a driver, and a pair of left and right driven wheels, a slip detection device for detecting the slip amount of the drive wheel has been provided. Things are known.
[0003]
For example, since the rotational speed of the driven wheel changes according to the steering angle of the driving wheel and the rotational speed of the driving wheel, a rotational angle sensor for detecting the steering angle of the driving wheel steered by the driver's steering operation is provided, An encoder for detecting the rotational speed is provided for each of the driven wheel and the driving wheel, the rotational speed of the driven wheel is calculated based on the steering angle detected by the rotational angle sensor and the rotational speed of the driving wheel, and the calculated driven wheel Some of them detect slip of the drive wheel by comparing the rotation speed of the wheel and the rotation speed of the driven wheel detected by the encoder. That is, there is a deviation such that the rotational speed of the actual driven wheel detected by the encoder is smaller than the theoretical rotational speed of the driven wheel calculated based on the steering angle of the driving wheel and the rotational speed of the driving wheel. When this occurs, there is one that detects the slip of the drive wheel as the deviation caused by the slip of the drive wheel.
[0004]
Also, an encoder for detecting the rotational speed of the driving wheel and an acceleration sensor for detecting the acceleration of the driving wheel portion are provided, and the amount of increase in the rotational speed of the driving wheel during traveling is compared with the acceleration of the vehicle body at the driving wheel position. Some of them detect slip of the drive wheel. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-178120 (page 4-5, FIGS. 1-7)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional example, in order to detect the slip, the steering angle sensor for detecting the steering angle of the driving wheel in addition to the rotational speeds of the driven wheel and the driving wheel is provided. There is a problem that the number of types and the number of parts increase, the structure becomes complicated, the risk of failure increases, and it becomes difficult to obtain high reliability.
[0007]
Also in
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and in a vehicle having one drive wheel and a pair of left and right driven wheels, it is possible to detect slip of the drive wheel without increasing the type of sensor and the number of parts. The purpose is to.
[0011]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0012]
Therefore, according to the slip detecting apparatus according to
[0013]
Further, in the invention described in
[0014]
[Equation 3]
[0015]
That is, in a three-wheeled vehicle such as the present invention, when the vehicle turns, the turning center is located at the intersection of the first straight line connecting the rotation centers of the left and right driven wheels and the extension line of the rotation center axis of the drive wheels. Moreover, the rotational speed of the left and right driven wheels and the vehicle body speed at the driving wheel position (in other words, the rotational speed of the driving wheel when not slipping) are proportional to the distance between each wheel and the turning center. I think that.
[0016]
Therefore, slip detecting apparatus according to
[0017]
Hereinafter, the arithmetic expression (1) will be described with reference to FIG.
In FIG. 3A, the length rb of the first straight line connecting the rotation centers of the driven
[0018]
Since the distance r2 from the rotation center of the left driven
[0019]
In FIG. 3A, the distance r0 from the rotation center of the
[0020]
Further, since the distance r2 from the rotation center of the driven
If the square root of (rw 2 + (ra + Vb · rb / (Va−Vb)) 2 is substituted as r2 as (Va · rb / (Va−Vb)) and r0 as r2 in this relational expression, the position of the
[0021]
Therefore, using this arithmetic expression (1), it is possible to estimate the vehicle body speed Vo at the drive wheel position when the turning center is outside the left and right driven wheels when the vehicle is turning.
According to the vehicle slip detection device of the first aspect , in a vehicle having one steerable drive wheel and a pair of left and right driven wheels, for example, a load is loaded on the vehicle, and the vehicle goes straight or turns. Even in a work vehicle or the like that frequently changes its direction, slip can be detected by estimating the vehicle body speed V 0 , and safe traveling can be performed.
[0022]
Here, the calculation formula (1) describes the vehicle body speed Vo at the driving wheel position when the turning center is outside the left and right driven wheels when the vehicle is turning. It is conceivable that the vehicle speed Vo cannot be estimated in a three-wheeled vehicle having a very large wheel steerable range and a small turn.
[0023]
That is, in a general electric vehicle, since it is dangerous to make a sudden turn while traveling, the steerable range by the steering operation is limited, and the rotation direction of the left and right driven wheels is not reversed. However, in a work vehicle such as a forklift, the steerable range by the steering operation is set large so that the direction can be changed in a narrow region. When the steering angle of the drive wheel is large, the rotation direction of the left and right driven wheels is reversed. The turning center may be inside the left and right driven wheels. And at the time of such a turn, it becomes impossible to estimate the vehicle body speed Vo by the above equation (1).
[0024]
Therefore, in order to enable accurate estimation of the vehicle body speed Vo at the driving wheel position even in such a vehicle, the vehicle body speed estimation means may be configured as described in claim 2 .
That is, in the slip detection device according to claim 2 , the vehicle body speed estimation unit is configured to rotate the driven wheels in the same direction based on the rotation speeds of the pair of driven wheels detected by the wheel speed detection unit. If the rotation direction of each driven wheel is the same direction, using the calculation data set based on the calculation formula (1) or the calculation formula (1), When configured to estimate the vehicle body speed Vo and the rotation direction of each driven wheel is the reverse direction, using the calculation data set based on the following calculation formula (2) or the following calculation formula (2), The vehicle body speed Vo is estimated.
[0025]
[Expression 4]
[0026]
Therefore, according to the slip detecting apparatus for a vehicle according to claim 2, the rotational direction of the left and right driven wheels becomes opposite direction, even if the pivot center is located inside the left and right driven wheels, at a vehicle body speed estimating means, computing Using the calculation data set based on the equation (2) or the equation (2), the vehicle body speed V 0 at the drive wheel position can be accurately estimated, and the slip of the drive wheel can be detected with high accuracy.
[0027]
In addition, as shown in FIG. 3 (b), the calculation formula (2) indicates that the turning center C of the vehicle is on the first straight line connecting the rotation centers of the left and right driven
First, in equation (2), the distance r2 from the rotation center of the left driven
[0028]
In FIG. 3B, the distance r0 from the rotation center of the
[0029]
The distance r2 from the rotation center of the driven
[0030]
A third aspect of the present invention is the vehicle slip detection device according to the first or second aspect , wherein the vehicle body speed estimation means is the pair of slaves detected by the wheel speed detection means. It is determined whether or not the deviation between the rotational speeds Va and Vb of the driving wheels is smaller than a preset set value. If the deviation is smaller than the set value, one of the rotational speeds Va and Vb of the pair of driven wheels is determined. Is set as the vehicle body speed.
[0031]
That is, in the slip detection device according to the third aspect , when the deviation between the rotational speeds Va and Vb of the left and right driven wheels is small, the vehicle is considered to travel substantially straight, and in this state, the drive wheel position is Therefore, when the deviation between the rotational speeds Va and Vb of the left and right driven wheels is small, the vehicle body speed estimation means determines one of the rotational speeds Va and Vb as the vehicle body speed. It is set as.
[0032]
Therefore, according to the slip detection device of the third aspect , it is possible to quickly detect the slip of the driving wheel without performing the estimation calculation of the vehicle body speed during the normal traveling in which the vehicle is traveling straight ahead. In addition, safety during vehicle travel can be improved.
[0033]
In other words, when the vehicle is traveling straight ahead, the vehicle speed tends to be higher than when turning, and it is dangerous if the drive wheels start to slip in such a state. Since the rotational speed of the left and right driven wheels is used, slip of the driving wheel can be detected quickly without a response delay, and the driving torque of the driving wheel can be suppressed, so that the driving safety of the vehicle can be improved. is there.
[0034]
Next, the invention described in
According to the vehicle slip detection device of the fourth aspect , since the forklift is provided with the slip detection device having a simple structure and excellent in reliability, the safety of the forklift traveling can be improved. According to the vehicle slip detection device of the fourth aspect , the forklift often travels while changing various directions such as straight traveling and turning, which can contribute to further improvement in safety.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the slip detection apparatus of this invention is demonstrated with drawing. FIG. 1 is an explanatory view of a wheel arrangement and control system of a reach type forklift according to an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1 (a) is a layout view of driving wheels and driven wheels at the lower part of the vehicle body. 1 (b) is a block diagram showing an outline of the drive wheel unit, FIG. 1 (c) is a block diagram showing the configuration of the entire control system, and FIG. 2 shows a procedure of slip detection processing executed by the control device of the embodiment. It is a flowchart to represent.
[0036]
As shown in FIG. 1A, the
[0037]
The
[0038]
Next, the
The control system controls the travel of the
[0039]
The
[0040]
Further, in order to detect slip, the
[0041]
In the slip detection process, when a slip of the drive wheel is detected, a deceleration flag is set. In the drive control of the traveling
[0042]
Next, the procedure of the slip detection process for detecting the slip of the
The slip detection process is started when the driver of the
[0043]
Next, at
[0044]
Next, in
Next, at
[0045]
Next, when the deviation ΔV between the left driven wheel rotational speed V1 and the right driven wheel rotational speed V2 is smaller than the set value Vth, the vehicle travels almost straight, so the routine proceeds to step 140 and the left driven wheel rotational speed V1 or The right driven wheel rotation speed V2 is set as the vehicle body speed V 0 at the position of the
[0046]
Next, when the rotation directions of the left driven
[0047]
On the other hand, if the rotation directions of the left driven
[0048]
Note that the function of the vehicle body speed estimation means of the present invention is manifested in
Next, in
[0049]
Next, in
[0050]
According to this embodiment, the rotational speeds VW, V1, and V2 of the
[0051]
When the turning center of the vehicle is located outside the driven
[0052]
In addition, since the
[0053]
The vehicle speed at the position of the
[0054]
Further, the present invention is not limited to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a wheel arrangement and a control system of a reach forklift according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of slip detection processing executed by the control device of the embodiment. It is a flowchart showing the procedure of the slip detection process performed in the slip detection apparatus of the Example.
FIG. 3 is an explanatory diagram of arithmetic expressions (1) and (2) for estimating a vehicle body speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記駆動輪及び前記一対の従動輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速度検出手段と、Wheel speed detecting means for detecting rotational speeds of the driving wheel and the pair of driven wheels, respectively;
該車輪速度検出手段にて検出された前記一対の従動輪の回転速度に基づき、前記駆動輪と前記一対の従動輪との位置関係に応じて設定された演算データを用いて、前記駆動輪位置での車体速度を推定する車体速度推定手段と、Based on the rotational speeds of the pair of driven wheels detected by the wheel speed detecting means, using the calculation data set according to the positional relationship between the drive wheels and the pair of driven wheels, the driving wheel position Vehicle speed estimation means for estimating the vehicle speed at
該車体速度推定手段にて推定された車体速度と前記駆動輪の回転速度とから前記駆動輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、Slip detecting means for detecting slip of the driving wheel from the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimating means and the rotational speed of the driving wheel;
を備えており、With
前記車体速度推定手段は、The vehicle body speed estimation means includes
前記各従動輪の回転中心を結ぶ第1直線の長さrbと、前記一対の従動輪の内、回転速度が低い従動輪の回転中心から、前記第1直線上で前記駆動輪の回転中心を通過する第2直線が直交する交点までの長さraと、該交点から前記駆動輪の回転中心までの長さrwとに基づき、前記一対の従動輪の回転速度Va及びVb(但し、Va>Vb)と前記駆動輪の車体速度Voとの関係を記述した下記演算式(1)若しくは下記演算式(1)に基づき設定された演算データを用いて、前記車体速度Voを推定することを特徴とする車両のスリップ検出装置。From the length rb of the first straight line connecting the rotation centers of each driven wheel and the rotation center of the driven wheel having a low rotation speed among the pair of driven wheels, the rotation center of the driving wheel on the first straight line is determined. The rotational speeds Va and Vb of the pair of driven wheels (where Va>, based on the length ra to the intersection at which the second straight line passing through and the length rw from the intersection to the rotation center of the drive wheel) The vehicle speed Vo is estimated by using the following calculation formula (1) describing the relationship between Vb) and the vehicle speed Vo of the driving wheel or calculation data set based on the following calculation formula (1). A vehicle slip detection device.
前記車輪速度検出手段にて検出された前記一対の従動輪の回転速度に基づき、前記各従動輪が同一方向に回転しているか逆方向に回転しているかを判定し、Based on the rotational speed of the pair of driven wheels detected by the wheel speed detecting means, it is determined whether the driven wheels are rotating in the same direction or in the reverse direction,
前記各従動輪の回転方向が同一方向であれば、前記演算式(1)若しくは前記演算式(1)に基づき設定された演算データを用いて、前記車体速度Voを推定し、If the rotation direction of each driven wheel is the same direction, the vehicle speed Vo is estimated using the calculation data set based on the calculation formula (1) or the calculation formula (1),
前記各従動輪の回転方向が逆方向であれば、下記演算式(2)若しくは下記演算式(2)に基づき設定された演算データを用いて、前記車体速度Voを推定することを特徴とする請求項1に記載の車両のスリップ検出装置。If the rotational direction of each driven wheel is in the reverse direction, the vehicle body speed Vo is estimated using the following calculation formula (2) or calculation data set based on the following calculation formula (2). The slip detection device for a vehicle according to claim 1.
該偏差が設定値よりも小さいときには、前記一対の従動輪の回転速度Va、Vbの何れかを前記車体速度として設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両のスリップ検出装置。3. The vehicle slip detection according to claim 1, wherein when the deviation is smaller than a set value, one of the rotation speeds Va and Vb of the pair of driven wheels is set as the vehicle body speed. 4. apparatus.
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