KR20180065638A - System and Method for Steering Control in Four Wheel Forklift - Google Patents

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KR20180065638A KR1020160166764A KR20160166764A KR20180065638A KR 20180065638 A KR20180065638 A KR 20180065638A KR 1020160166764 A KR1020160166764 A KR 1020160166764A KR 20160166764 A KR20160166764 A KR 20160166764A KR 20180065638 A KR20180065638 A KR 20180065638A
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이지민
유재형
이재석
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a steering control system and method for a four-wheel forklift. The system includes: a steering sensor for detecting operation of a steering wheel to output a corresponding steering signal; a control module for controlling operation of a hydrostatic actuator by applying an operation control current based on the steering signal outputted from the steering sensor and a steering displacement signal outputted from a steering wheel sensor; the hydrostatic actuator for operating an electric motor by a driving control current outputted from the control module to generate a driving force, operating a hydraulic pump by the driving force to generate hydraulic pressure, and applying the hydraulic pressure to a steering cylinder via a manifold block and a hydraulic line; the steering cylinder for receiving the hydraulic pressure from the hydrostatic actuator via the hydraulic line to drive a steering shaft and control the steering wheels; and a steering wheel sensor for detecting a steering displacement of the steering wheel according to operation of the steering cylinder to apply a steering displacement signal to the control module. In the case where the swivel direction of the steering wheel is controlled by the operation of the steering handle in the four-wheel forklift of a counterbalance, the steering stability is improved by accurately controlling the swivel direction of the steering wheel, without an error caused by a hydraulic loss.

Description

4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템 및 방법{System and Method for Steering Control in Four Wheel Forklift}Technical Field [0001] The present invention relates to a steering control system for a four-wheel forklift,

본 발명은 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 카운터 밸런스 타입의 4륜 지게차에서 조향핸들의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 경우에 유압 손실로 인한 오차 없이 조향바퀴의 선회방향을 정확하게 제어함으로써 조향 안전성을 향상시키도록 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a steering control system for a four-wheel forklift. More particularly, the present invention relates to a steering control system for a four-wheel forklift, The present invention relates to a steering control system and method in a four-wheel forklift that improves steering stability by accurately controlling the turning direction.

일반적으로 지게차는 중량물(重量物)을 들어올리거나 운반하기 위한 산업용 차량으로서, 각종 작업장이나 건설현장 등에서 중량물을 근거리로 이동시키거나 차량에 중량물을 적재하거나 하차하는 경우에 널리 사용된다.Generally, a forklift is an industrial vehicle for lifting or transporting a heavy object (heavy object), and is widely used in a case where a heavy object is moved close to a work site or a construction site, or a heavy object is loaded or unloaded in a vehicle.

카운터 밸런스 타입의 4륜 지게차는, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 등의 차량 구동원이 장착되는 차체 프레임(11)과, 차체 프레임(11)의 전방에 구비되는 마스트(Mast) 조립체(12)를 구비한다.1, a counterbalance type four-wheel forklift includes a body frame 11 on which a vehicle drive source such as an engine is mounted, a mast assembly 12 provided on the front of the body frame 11, Respectively.

그리고, 마스트 조립체(12)는 수직 방향으로 배치된 마스트 레일(Mast Rail)(13)과, 마스트 레일(13)을 따라 상하로 승강 가능한 캐리지(Carriage)(14)를 구비한다. 캐리지(14)는 리프트 체인(Lift Chain)(15)에 의해 상하로 승강하고, 캐리지(14)의 전방에는 중량물을 들어올리는 한 쌍의 포크(Fork)(16)가 장착되어 있다.The mast assembly 12 includes a mast rail 13 arranged in a vertical direction and a carriage 14 vertically movable up and down along the mast rail 13. The carriage 14 is vertically moved up and down by a lift chain 15 and a pair of forks 16 for lifting a heavy object are mounted in front of the carriage 14.

또한, 차체 프레임(11)의 전방에는 앞바퀴(20)가 장착되고, 차체 프레임(11)의 후방에는 뒷바퀴(21)가 장착되며, 뒷바퀴(21)의 상부에는 카운터웨이트(Counterweight)(19)가 구비된다. 카운터웨이트(19)는 차체의 전방에 집중되는 중량물의 무게중심을 후방으로 이동시켜 중량물을 안정적으로 운송 및 승하강 가능케 한다.A front wheel 20 is mounted on the front of the vehicle body frame 11 and a rear wheel 21 is mounted on the rear side of the vehicle body frame 11. Counterweight 19 is mounted on the rear wheel 21 Respectively. The counterweight 19 moves the center of gravity of the heavy object concentrated in front of the vehicle body backward, thereby enabling the heavy object to be stably transported and moved up and down.

앞바퀴(20)는 동력에 의해 차량을 구동하는 구동바퀴의 역할을 하고, 뒷바퀴(21)는 차량을 선회시키는 조향바퀴의 역할을 한다. 이에, 앞바퀴(20)가 구동되면 뒷바퀴(21)는 앞바퀴(20)와 함께 움직이게 되며, 운전자가 조향핸들을 조작하면 유압에 의해 조향 실린더(Steering Cylinder)가 작동하여 조향바퀴의 역할을 하는 뒷바퀴(21)의 선회방향을 제어함으로써 차량의 운행 방향을 변경시킨다.The front wheel 20 serves as a driving wheel for driving the vehicle by the power, and the rear wheel 21 serves as a steering wheel for turning the vehicle. When the front wheel 20 is driven, the rear wheel 21 moves together with the front wheel 20. When the driver operates the steering wheel, the steering cylinder operates by the hydraulic pressure to rotate the rear wheel 21 to change the running direction of the vehicle.

이처럼 종래의 4륜 지게차에서 조향핸들의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 조향 제어 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 조향핸들(31), 조향유닛(Steering Unit)(32), 프라이어리티 밸브(Priority Valve)(33), 유압펌프(34), 엔진(35), 조향 실린더(36) 및 오일탱크(37)로 이루어진다.The steering control system for controlling the turning direction of the steering wheel in response to the operation of the steering wheel in the conventional four wheeled forklift includes a steering wheel 31, a steering unit 32, A priority valve 33, a hydraulic pump 34, an engine 35, a steering cylinder 36, and an oil tank 37 as shown in Fig.

유압펌프(34)는 오일탱크(37)에 저장된 오일을 가압하여 프라이어리티 밸브(33)에 인가한다. 프라이어리티 밸브(33)는 유압펌프(34)로부터 인가되는 유압오일을 분배하여 조향유닛(32)과 MCV(Main Control Valve) 측에 인가하는데, 조향유닛(32) 측에 인가되는 유압오일은 조향 제어용으로 사용되고, MCV에 인가되는 유압오일은 중량물 이동을 위한 포크를 작동하는 용도로 이용된다.The hydraulic pump 34 pressurizes the oil stored in the oil tank 37 and applies it to the priority valve 33. The priority valve 33 distributes the hydraulic oil applied from the hydraulic pump 34 and applies it to the steering unit 32 and the MCV (Main Control Valve) side. The hydraulic oil applied to the steering unit 32 side, The hydraulic oil applied to the MCV is used to control the fork for heavy object movement.

조향유닛(32)은 운전자의 조향핸들(31) 조작에 따라 프라이어리티 밸브(33)로부터 조향 실린더(36) 측으로 인가되는 유압오일의 흐름 방향 및 유량을 제어한다. 조향 실린더(36)는 조향유닛(32)으로부터 유압라인(L1, L2)를 통해 유압오일을 인가받아 조향축(38)을 구동함으로써 조향바퀴의 선회방향을 제어한다.The steering unit 32 controls the flow direction and the flow rate of the hydraulic oil applied from the priority valve 33 to the steering cylinder 36 side in accordance with the operation of the steering wheel 31 of the driver. The steering cylinder 36 receives the hydraulic oil from the steering unit 32 through the hydraulic lines L1 and L2 and drives the steering shaft 38 to control the turning direction of the steering wheel.

이상과 같은 종래 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템은 조향핸들(31)의 조작에 의해 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 경우에 조향유닛(32)에서 유압 누설이 발생함으로 인하여 조향유닛(32)이 조향핸들(31)의 조작에 대응하는 정확한 유량의 유압오일을 조향 실린더(36)에 인가하지 못하게 되어서 조향 실린더(36)에 의해 조향바퀴의 선회방향을 정확히 제어할 수 없으므로, 조향핸들(31)의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 정확히 동기화시킬 수 없게 되어 조향 안전성을 저하시키는 문제점이 있다.The steering control system in the conventional four-wheel forklift as described above is constructed such that when the turning direction of the steering wheel is controlled by the operation of the steering handle 31, the steering unit 32 generates a hydraulic leak, The steering wheel 31 can not accurately control the turning direction of the steering wheel by the steering cylinder 36 because the hydraulic oil of the correct flow rate corresponding to the operation of the steering wheel 31 can not be applied to the steering cylinder 36, The turning direction of the steering wheel can not be accurately synchronized with the operation of the steering wheel, thereby deteriorating the steering stability.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 카운터 밸런스 타입의 4륜 지게차에서 조향핸들의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 경우에 유압 손실로 인한 오차 없이 조향바퀴의 선회방향을 정확하게 제어함으로써 조향 안전성을 향상시키도록 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide a counterbalance type four wheel forklift, And an object of the present invention is to provide a steering control system and method for a four-wheel forklift which improves steering stability by accurately controlling the turning direction of the steering wheel.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템은, 조향핸들의 조작을 감지하여 그에 대응되는 조향 조작 신호를 출력하는 조향센서; 상기 조향센서로부터 인가되는 조향 조작 신호와 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 구동제어전류를 전기 정유압 구동기에 인가하여서 전기 정유압 구동기의 구동을 제어하는 제어모듈; 상기 제어모듈로부터 인가되는 구동제어전류에 의해 자체의 전기 모터를 구동하여 구동력을 발생하고, 해당 구동력에 의해 자체의 유압펌프를 구동시켜서 유압을 생성하고, 해당 유압을 자체의 매니폴드 블록을 통해 유압라인을 경유하여 조향 실린더에 인가하는 전기 정유압 구동기; 상기 전기 정유압 구동기로부터 유압라인을 통해 유압을 인가받아 조향축을 구동하여서 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 조향 실린더; 및 상기 조향 실린더의 구동에 따른 조향바퀴의 조향 변위를 검출하여 조향 변위 신호를 상기 제어모듈에 인가하는 조향바퀴 센서를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steering control system for a four-wheel forklift, comprising: a steering sensor for detecting an operation of a steering wheel and outputting a corresponding steering operation signal; A control module for applying a drive control current to the electrostatic hydraulic actuator based on a steering operation signal applied from the steering sensor and a steering displacement signal applied from the steering wheel sensor to control driving of the electrostatic hydraulic actuator; The control module generates a driving force by driving its own electric motor by the driving control current applied from the control module, drives its own hydraulic pump by the driving force to generate the hydraulic pressure, An electric hydrostatic actuator for applying the electric power to the steering cylinder via a line; A steering cylinder for receiving a hydraulic pressure through the hydraulic line from the electrostatic hydraulic actuator and driving a steering shaft to control the turning direction of the steering wheel; And a steering wheel sensor that detects a steering displacement of the steering wheel due to the driving of the steering cylinder and applies a steering displacement signal to the control module.

본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템에 의하면, 상기 제어모듈은 조향센서로부터 인가되는 조향 조작 신호에 의거하여 피드포워드 제어를 수행함과 함께 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 피드백 제어를 수행하여서 상기 전기 정유압 구동기의 구동을 제어한다.According to the steering control system in the four-wheel forklift according to the present invention, the control module carries out feedforward control based on the steering operation signal applied from the steering sensor, and also performs feedback control based on the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor And controls the driving of the electrostatic hydraulic actuator.

그리고, 본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템에 의하면, 상기 제어모듈은 피드포워드 제어와 피드백 제어를 함께 수행하는 콘트롤러(Controller)와, 콘트롤러로부터 인가되는 제어신호에 따라 전기 정유압 구동기에 구동제어전류를 인가하여서 전기 정유압 구동기의 전기 모터를 구동시키는 모터 드라이버(Moter Driver)를 포함한다.According to the steering control system of the four-wheeled forklift according to the present invention, the control module includes a controller for performing both feedforward control and feedback control, and a controller for controlling the electric hydrostatic actuator according to a control signal applied from the controller And a motor driver for driving the electric motor of the electrostatic hydraulic actuator by applying a drive control current.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 방법은, 제어모듈이 조향핸들의 조작에 따라 조향센서로부터 인가되는 조향핸들 조작 각도를 판독하여서 조향핸들 조작 각도를 미분 처리하고, 해당 미분 처리된 조향핸들 조작 각도에 설정 비례값을 곱하여 피드포워드 제어값을 산출하고, 해당 피드포워드 제어값을 제1 설정 이득으로 증폭하는 단계; 제어모듈이 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호를 제2 설정 이득으로 증폭하고, 조향핸들로부터 인가되는 조향핸들 조작 각도에서 제2 설정 이득으로 증폭된 조향 변위 신호를 감산하여서 조향각 에러를 산출하고, 설정 알고리즘에 의거하여 조향각 에러에 대응되는 피드백 제어값을 산출하고, 해당 피드백 제어값을 제3 설정 이득으로 증폭하는 단계; 및 제어모듈이 상기 제1 설정 이득으로 증폭된 피드포워드 제어값과 상기 제3 설정 이득으로 증폭된 피드백 제어값을 합산 처리하여 각속도를 산출하고. 해당 산출한 각속도를 제4 설정 이득으로 증폭하여서 제어 전압을 생성하고, 해당 제어전압에 대응되는 구동제어전류를 생성하여 전기 정유압 구동기에 인가하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a steering control method for a four-wheel forklift according to the present invention, wherein the control module reads the steering wheel operating angle applied from the steering sensor according to the operation of the steering wheel, Calculating a feedforward control value by multiplying the differential manipulated steering wheel manipulation angle by a setting proportional value, and amplifying the feedforward control value with a first set gain; The control module amplifies the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor to a second set gain and subtracts the amplified steering displacement signal from the steering wheel steering angle applied from the steering wheel to the second set gain to calculate the steering angle error, Calculating a feedback control value corresponding to the steering angle error based on the setting algorithm, and amplifying the feedback control value with a third setting gain; And the control module calculates the angular velocity by summing the feedforward control value amplified by the first set gain and the feedback control value amplified by the third set gain. Amplifying the calculated angular velocity with a fourth set gain to generate a control voltage, generating a drive control current corresponding to the control voltage, and applying the drive control current to the electrostatic hydraulic actuator.

본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 방법에 의하면, 전기 정유압 구동기가 제어모듈로부터 인가되는 구동제어전류에 의해 구동하여 생성한 유압을 조향 실린더에 인가하여서 조향 실린더에 의해 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 단계와; 조향바퀴 센서가 상기 조향바퀴의 선회방향을 감지하여 조향 변위 신호를 제어모듈에 인가하는 단계를 더 포함한다.According to the steering control method in the four-wheel forklift according to the present invention, the electrostatic hydraulic actuator is driven by the drive control current applied from the control module, and the hydraulic pressure generated thereby is applied to the steering cylinder to be rotated by the steering cylinder in the turning direction ; The steering wheel sensor senses the turning direction of the steering wheel and applies a steering displacement signal to the control module.

본 발명에 의하면, 카운터 밸런스 타입의 4륜 지게차에서 조향핸들의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 경우에 유압 손실로 인한 오차 없이 조향바퀴의 선회방향을 정확하게 제어함으로써 조향 안전성을 향상시키게 된다.According to the present invention, when the turning direction of the steering wheel is controlled in response to the operation of the steering wheel in the counterbalance type four-wheel forklift, the turning direction of the steering wheel can be accurately controlled without an error due to the loss of hydraulic pressure, do.

도 1은 4륜 지게차를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템을 도시한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템을 예시한 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조향 제어 시스템에서의 조향 제어 과정을 예시한 블록선도이다.1 is a perspective view showing a four-wheel forklift.
2 is a view showing a steering control system in a conventional four-wheel forklift.
3 is a diagram illustrating a steering control system in a four-wheel forklift according to the present invention.
4 is a block diagram illustrating a steering control process in the steering control system according to the present invention.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the technical spirit and essential structure and operation of the present invention.

본 발명에 따른 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템은, 도 3에 예시된 바와 같이, 조향핸들(110), 조향센서(120), 제어모듈(130), 전기 정유압 구동기(Electro Hydrostatic Actuator)(140), 조향 실린더(150) 및 조향바퀴 센서(160)를 포함하여 이루어진다.The steering control system in the four-wheel forklift according to the present invention includes a steering wheel 110, a steering sensor 120, a control module 130, an electrohydrostatic actuator (an electric hydrostatic actuator) 140, a steering cylinder 150, and a steering wheel sensor 160.

조향센서(120)는 조향핸들(110)의 조작을 감지하여 그에 대응되는 조향 조작 신호를 제어모듈(130)에 인가한다.The steering sensor 120 senses the operation of the steering wheel 110 and applies a corresponding steering operation signal to the control module 130. [

제어모듈(130)은 조향센서(120)로부터 인가되는 조향 조작 신호와 조향바퀴 센서(160)로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 구동제어전류를 전기 정유압 구동기(140)에 인가하여서 전기 정유압 구동기(140)로 하여금 조향 실린더(150)를 구동하여 조향바퀴의 선회방향을 제어케 한다.The control module 130 applies a drive control current to the electrostatic hydraulic actuator 140 based on the steering operation signal applied from the steering sensor 120 and the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor 160, The driver 140 drives the steering cylinder 150 to control the turning direction of the steering wheel.

제어모듈(130)은 조향바퀴의 선회방향을 제어하기 위한 구동제어전류를 전기 정유압 구동기(140)에 인가하여 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어하는 경우, 피드포워드 제어(Feedforward Control)와 피드백 제어(Feedback Control)을 병행하여 수행함으로써 조향핸들(110)의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 정확히 동기화시키도록 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어한다. 제어모듈(130)은 조향센서(120)로부터 인가되는 조향 조작 신호에 의거하여 피드포워드 제어를 수행함과 함께 조향바퀴 센서(160)로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 피드백 제어를 수행하여서 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어함으로써 전기 정유압 구동기(140)로 하여금 조향핸들(110)과 조향바퀴의 선회방향을 정확히 일치시키도록 조향 실린더(150)를 구동케 한다.The control module 130 controls the driving of the electric hydrostatic actuator 140 by applying a drive control current for controlling the turning direction of the steering wheel to the electrostatic hydraulic actuator 140, And feedback control are performed in parallel to control the driving of the electric hydraulic actuator 140 so as to accurately synchronize the turning direction of the steering wheel in response to the operation of the steering wheel 110. [ The control module 130 performs feedforward control based on the steering operation signal applied from the steering sensor 120 and performs feedback control based on the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor 160, By controlling the driving of the driver 140, the electric hydrostatic actuator 140 drives the steering cylinder 150 to accurately match the turning direction of the steering wheel 110 with the steering wheel.

또한, 제어모듈(130)은 상술한 피드포워드 제어와 피드백 제어를 병행하여 수행하는 콘트롤러(Controller)와, 해당 콘트롤러로부터 인가되는 제어신호에 따라 전기 정유압 구동기(140)에 구동제어전류를 인가하여서 전기 정유압 구동기(140)의 전기 모터(Electric Motor)를 구동시키는 모터 드라이버(Moter Driver)를 포함한다.The control module 130 includes a controller that performs the feedforward control and the feedback control in parallel with each other and a controller that applies a drive control current to the electrostatic hydraulic actuator 140 according to a control signal applied from the controller And a motor driver for driving an electric motor of the electrostatic hydraulic actuator 140. [

전기 정유압 구동기(140)는 제어모듈(130)로부터 인가되는 구동제어전류에 따라 구동되어 구동력을 발생하는 전기 모터와, 전기 모터의 구동력에 의해 구동되어서 유압 오일을 가압하는 유압펌프와, 유압펌프와 유압라인(L11, L12) 사이에 흐르는 유압 오일을 배분하여 전달하는 매니폴드 블록과, 유압을 일시 저장하는 어큐뮬레이터를 일체로 구비한다.The electric hydrostatic actuator 140 includes an electric motor driven according to a drive control current applied from the control module 130 to generate a driving force, a hydraulic pump driven by a driving force of the electric motor to pressurize the hydraulic oil, A manifold block for distributing and delivering the hydraulic oil flowing between the hydraulic lines L11 and L12, and an accumulator for temporarily storing the hydraulic pressure.

전기 정유압 구동기(140)는 제어모듈(130)로부터 인가되는 구동제어전류에 의해 전기 모터를 구동하여 구동력을 발생하고, 해당 구동력에 의해 유압펌프를 구동시켜서 유압을 생성하고, 해당 유압을 매니폴드 블록을 통해 유압라인(L11, L12)에 분배하여 조향 실린더(150)에 인가한다.The electrostatic hydraulic actuator 140 drives the electric motor by the drive control current applied from the control module 130 to generate a driving force, drives the hydraulic pump by the driving force to generate the hydraulic pressure, And distributed to the hydraulic lines L11 and L12 through the block and applied to the steering cylinder 150. [

조향 실린더(150)는 전기 정유압 구동기(140)로부터 유압라인(L11, L12)을 통해 유압을 인가받아 조향축(153)을 구동하여서 조향바퀴의 선회방향을 제어한다.The steering cylinder 150 receives the hydraulic pressure from the electrostatic hydraulic actuator 140 through the hydraulic lines L11 and L12 and drives the steering shaft 153 to control the turning direction of the steering wheel.

조향바퀴 센서(160)는 조향축(153)에 설치되어 조향 실린더(150)의 구동에 따른 조향바퀴의 조향 변위를 검출하여 조향 변위 신호를 제어모듈(130)에 인가한다.The steering wheel sensor 160 is installed on the steering shaft 153 to detect a steering displacement of the steering wheel due to the driving of the steering cylinder 150 and to apply a steering displacement signal to the control module 130.

상술한 바와 같이 제어모듈(130)은 피드포워드 제어와 피드백 제어를 병행하여 수행하여서 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어함으로써 전기 정유압 구동기(140)로 하여금 조향핸들(110)과 조향바퀴의 선회방향을 정확히 일치시키도록 조향 실린더(150)를 구동케 하는데, 제어모듈(130)은 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어하는 경우 도 4의 블록선도에 예시된 바와 같이 제어 처리한다.The control module 130 performs the feedforward control and the feedback control in parallel to control the driving of the electrostatic hydraulic actuator 140 so that the electrostatic hydraulic actuator 140 causes the steering wheel 110 and the steering wheel 110 to rotate, The control module 130 controls the driving of the electrostatic hydraulic actuator 140 to control the steering cylinder 150 so as to exactly match the turning direction of the electrostatic hydraulic actuator 140 as shown in the block diagram of FIG. .

먼저, 운전자가 조향핸들(110)을 조작하여서 조향센서(120)로부터 조향 조작 신호가 인가되면, 제어모듈(130)은 해당 조향 조작 신호에 포함된 조향핸들 조작 각도(θr)를 판독하여서 조향핸들 조작 각도(θr)를 미분 처리하고(ST11), 해당 미분 처리된 조향핸들 조작 각도에 설정 비례값을 곱하여 피드포워드 제어값을 산출하고(ST12), 해당 피드포워드 제어값을 설정 이득(kf,w)으로 증폭하고서(ST13), 이를 피드백 제어값과 합산 처리하여 각속도(wm,r)를 산출한다(ST17).First, when the driver operates the steering wheel 110 to apply the steering operation signal from the steering sensor 120, the control module 130 reads the steering wheel operating angle? R included in the steering operation signal, (ST11), the feedforward control value is calculated by multiplying the manipulated angle of the manipulated steering wheel by the set proportional value, and the corresponding feedforward control value is set as the set gain kf, w ) (ST13), and the result is summed with the feedback control value to calculate the angular velocity wm , r (ST17).

이때, 운전자가 처음 조향핸들(110)을 조작한 경우에 조향바퀴 센서(160)로부터의 조향 변위 신호가 피드백되어 입력되지 않는 상태이므로, 피드백 제어값은 ST17에서의 합산 처리시에 0으로 합산 처리된다.At this time, since the steering displacement signal from the steering wheel sensor 160 is not fed back and input when the driver first manipulates the steering wheel 110, the feedback control value is set to 0 in the summation processing in ST17 do.

그리고, 제어모듈(130)은 ST17에서 합산 처리하여 산출한 각속도(wm,r)를 설정 이득(kv)으로 증폭하여서 제어 전압(vm,r)을 생성하여 제어신호로서 자체의 모터 드라이버에 인가하고(ST18), 모터 드라이버에 의해 제어 전압(vm,r)에 대응되는 구동제어전류(im)를 생성하여 전기 정유압 구동기(140)에 인가하여서(ST19), 전기 정유압 구동기(140)의 전기 모터를 구동시킨다(ST20).The control module 130 has its own motor driver hayeoseo amplifying calculated by summing process in ST17 angular velocity (w m, r) by setting a gain (k v) generating a control voltage (v m, r) as the control signal (ST18), a drive control current (i m ) corresponding to the control voltage (v m, r ) is generated by the motor driver and applied to the electric constant hydraulic actuator 140 (ST 19) And drives the electric motor of the motor 140 (ST20).

이처럼 전기 정유압 구동기(140)의 전기 모터가 제어모듈(130)의 모터 드라이버로부터 인가된 구동제어전류에 의해 구동됨에 따라 전기 정유압 구동기(140)에서 자체의 펌프가 구동되어서 생성된 유압을 자체의 매니폴드 블록을 통해 유압라인(L11, L12)에 분배하여 조향 실린더(150)에 인가함으로써 조향 실린더(150)에 의해 조향축(153)을 구동시켜 조향바퀴의 선회방향을 조절하며, 이처럼 조향바퀴의 선회방향이 조절됨에 따라 조향바퀴 센서(160)가 조향바퀴의 조향 변위를 검출하여 조향 변위 신호(y)를 제어모듈(130)에 인가한다.As the electric motor of the electric hydrostatic actuator 140 is driven by the drive control current applied from the motor driver of the control module 130, the electric pump of the electric hydrostatic actuator 140 drives its own pump, To the hydraulic cylinders L11 and L12 through the manifold block of the manifold block and applied to the steering cylinder 150 to adjust the turning direction of the steering wheel by driving the steering shaft 153 by the steering cylinder 150, As the turning direction of the wheels is adjusted, the steering wheel sensor 160 detects the steering wheel displacement of the steering wheel and applies the steering displacement signal y to the control module 130.

이에, 제어모듈(130)은 조향바퀴 센서(160)로부터 인가되는 조향 변위 신호(y)를 설정 이득(kθ)으로 증폭하고(ST21), 조향핸들(110)로부터 인가되는 조향 조작 신호에 포함된 조향핸들 조작 각도(θr)에서 해당 설정 이득(kθ)으로 증폭된 조향 변위 신호를 감산하여서 조향각 에러(eθ)를 산출하고(ST14), 설정 알고리즘에 의거하여 조향각 에러(eθ)에 대응되는 피드백 제어값을 산출한다(ST15).The control module 130 amplifies the steering displacement signal y applied from the steering wheel sensor 160 to the setting gain k [theta ] (ST21) and includes the steering operation signal supplied from the steering wheel 110 The steering angle error e [theta ] is calculated by subtracting the steering displacement signal amplified by the set gain k [theta] from the steering wheel operating angle [theta] r calculated in step ST14 and the steering angle error e [ A corresponding feedback control value is calculated (ST15).

그리고, 제어모듈(130)은 해당 피드백 제어값을 설정 이득(kb,w)으로 증폭하고서(ST16), 이를 ST13에서 설정 이득(kf,w)으로 증폭되어 인가되는 피드포워드 제어값과 합산 처리하여 각속도(wm,r)를 산출하고(ST17). 해당 산출한 각속도(wm,r)를 설정 이득(kv)으로 증폭하여서 제어 전압(vm,r)을 생성하여 제어신호로서 자체의 모터 드라이버에 인가하고(ST18), 모터 드라이버에 의해 제어 전압(vm,r)에 대응되는 구동제어전류(im)를 생성하여 전기 정유압 구동기(140)에 인가하여서(ST19), 전기 정유압 구동기(140)의 전기 모터를 구동시킨다(ST20).The control module 130 amplifies the feedback control value by the setting gain k b, w (ST 16), and outputs it to the feed forward control value amplified at the setting gain k f, And the angular velocity w m, r is calculated (ST17). (V m, r ) by amplifying the calculated angular velocity w m, r by the setting gain k v (ST 18) as a control signal (ST 18) voltage (v m, r) applied to the electrostatic Hydrostatic driver 140 generates a drive control current (i m) corresponding to hayeoseo (ST19), and drives the electric motor of the electric Hydrostatic driver 140 (ST20) .

이와 같이, 제어모듈(130)은 조향센서(120)로부터 인가되는 조향 조작 신호에 의거하여 피드포워드 제어를 수행함과 함께 조향바퀴 센서(160)로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 피드백 제어를 수행하여서 전기 정유압 구동기(140)의 구동을 제어함으로써 전기 정유압 구동기(140)로 하여금 조향핸들(110)과 조향바퀴의 선회방향을 정확히 일치시키도록 조향 실린더(150)를 구동케 한다.In this way, the control module 130 performs the feedforward control based on the steering operation signal applied from the steering sensor 120 and performs the feedback control based on the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor 160 The electric hydrostatic actuator 140 drives the steering cylinder 150 to accurately match the turning direction of the steering wheel 110 with the steering wheel by controlling the driving of the electric hydrostatic actuator 140. [

도 4의 블록선도에 도시된 ST11~ST18 및 ST21에서 이루어지는 처리들은 제어모듈(130)에 구비된 콘트롤러에 의해 수행되며, 도 4의 블록선도에 도시된 ST19에서 이루어지는 처리는 제어모듈(130)에 구비된 모터 드라이버에 의해 수행된다.The processes in ST11 to ST18 and ST21 shown in the block diagram of FIG. 4 are performed by the controller provided in the control module 130, and the process in ST19 shown in the block diagram of FIG. 4 is performed by the control module 130 And is performed by a motor driver provided.

상술한 바와 같이, 본 발명은 조향 실린더(150)를 구동하여 조향바퀴의 선회방향을 조정하기 위한 유압계통에 누유가 발생하더라도 제어모듈(130)이 피드포워드 제어와 피드백 제어를 병행 수행함으로써 조향핸들(110)의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 정확히 동기화시킬 수 있으므로 조향 안전성을 향상시키게 된다.As described above, according to the present invention, even if oil leakage occurs in the hydraulic system for adjusting the turning direction of the steering wheel by driving the steering cylinder 150, the control module 130 performs the feedforward control and the feedback control in parallel, The turning direction of the steering wheel can be accurately synchronized with the operation of the steering wheel 110, thereby improving the steering stability.

본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. And such changes are considered to be within the technical scope of the present invention.

본 발명은 4륜 카운터 밸런스 타입의 지게차에서 조향바퀴의 선회방향을 제어함에 용이하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 카운터 밸런스 타입의 4륜 지게차에서 조향핸들의 조작에 대응하여 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 경우에 유압 손실로 인한 오차 없이 조향바퀴의 선회방향을 정확하게 제어함으로써 조향 안전성을 향상시키게 된다.The present invention can be easily applied to controlling the turning direction of the steering wheel in a four-wheel counterbalance type forklift. According to the present invention, when the turning direction of the steering wheel is controlled in response to the operation of the steering wheel in the counterbalance type four-wheel forklift, the turning direction of the steering wheel can be accurately controlled without an error due to the loss of hydraulic pressure, do.

110; 조향핸들 120; 조향센서
130; 제어모듈 140; 전기 정유압 구동기
150; 조향 실린더 153; 조향축
160; 조향바퀴 센서 L11, L12; 유압라인110; Steering handle 120; Steering sensor
130; A control module 140; Electric hydrostatic actuator
150; A steering cylinder 153; Steering shaft
160; Steering wheel sensors L11, L12; Hydraulic line

Claims (5)

조향핸들의 조작을 감지하여 그에 대응되는 조향 조작 신호를 출력하는 조향센서;
상기 조향센서로부터 인가되는 조향 조작 신호와 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 구동제어전류를 전기 정유압 구동기에 인가하여서 전기 정유압 구동기의 구동을 제어하는 제어모듈;
상기 제어모듈로부터 인가되는 구동제어전류에 의해 자체의 전기 모터를 구동하여 구동력을 발생하고, 해당 구동력에 의해 자체의 유압펌프를 구동시켜서 유압을 생성하고, 해당 유압을 자체의 매니폴드 블록을 통해 유압라인을 경유하여 조향 실린더에 인가하는 전기 정유압 구동기;
상기 전기 정유압 구동기로부터 유압라인을 통해 유압을 인가받아 조향축을 구동하여서 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 조향 실린더; 및
상기 조향 실린더의 구동에 따른 조향바퀴의 조향 변위를 검출하여 조향 변위 신호를 상기 제어모듈에 인가하는 조향바퀴 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템.
A steering sensor for detecting an operation of the steering wheel and outputting a corresponding steering operation signal;
A control module for applying a drive control current to the electrostatic hydraulic actuator based on a steering operation signal applied from the steering sensor and a steering displacement signal applied from the steering wheel sensor to control driving of the electrostatic hydraulic actuator;
The control module generates a driving force by driving its own electric motor by the driving control current applied from the control module, drives its own hydraulic pump by the driving force to generate the hydraulic pressure, An electric hydrostatic actuator for applying the electric power to the steering cylinder via a line;
A steering cylinder for receiving a hydraulic pressure through the hydraulic line from the electrostatic hydraulic actuator and driving a steering shaft to control the turning direction of the steering wheel; And
And a steering wheel sensor for detecting a steering displacement of the steering wheel due to the driving of the steering cylinder and applying a steering displacement signal to the control module.
제1항에 있어서,
상기 제어모듈은 조향센서로부터 인가되는 조향 조작 신호에 의거하여 피드포워드 제어를 수행함과 함께 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호에 의거하여 피드백 제어를 수행하여서 상기 전기 정유압 구동기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템.
The method according to claim 1,
The control module performs feedforward control based on a steering operation signal applied from a steering sensor and performs feedback control based on a steering displacement signal applied from a steering wheel sensor to control driving of the electric hydrostatic pressure actuator Steering control system in a four - wheel forklift characterized.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어모듈은 피드포워드 제어와 피드백 제어를 함께 수행하는 콘트롤러(Controller)와,
콘트롤러로부터 인가되는 제어신호에 따라 전기 정유압 구동기에 구동제어전류를 인가하여서 전기 정유압 구동기의 전기 모터를 구동시키는 모터 드라이버(Moter Driver)를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
The control module includes a controller for performing feedforward control and feedback control,
And a motor driver for driving the electric motor of the electrostatic hydraulic actuator by applying a drive control current to the electrostatic hydraulic actuator according to a control signal applied from the controller. .
제어모듈이 조향핸들의 조작에 따라 조향센서로부터 인가되는 조향핸들 조작 각도를 판독하여서 조향핸들 조작 각도를 미분 처리하고, 해당 미분 처리된 조향핸들 조작 각도에 설정 비례값을 곱하여 피드포워드 제어값을 산출하고, 해당 피드포워드 제어값을 제1 설정 이득으로 증폭하는 단계;
제어모듈이 조향바퀴 센서로부터 인가되는 조향 변위 신호를 제2 설정 이득으로 증폭하고, 조향핸들로부터 인가되는 조향핸들 조작 각도에서 제2 설정 이득으로 증폭된 조향 변위 신호를 감산하여서 조향각 에러를 산출하고, 설정 알고리즘에 의거하여 조향각 에러에 대응되는 피드백 제어값을 산출하고, 해당 피드백 제어값을 제3 설정 이득으로 증폭하는 단계; 및
제어모듈이 상기 제1 설정 이득으로 증폭된 피드포워드 제어값과 상기 제3 설정 이득으로 증폭된 피드백 제어값을 합산 처리하여 각속도를 산출하고. 해당 산출한 각속도를 제4 설정 이득으로 증폭하여서 제어 전압을 생성하고, 해당 제어전압에 대응되는 구동제어전류를 생성하여 전기 정유압 구동기에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 방법.
The control module reads the steering wheel operation angle applied from the steering sensor according to the operation of the steering wheel to differentiate the steering wheel operation angle and multiply the differentiated steering wheel operation angle by the setting proportional value to calculate the feedforward control value And amplifying the feedforward control value to a first set gain;
The control module amplifies the steering displacement signal applied from the steering wheel sensor to a second set gain and subtracts the amplified steering displacement signal from the steering wheel steering angle applied from the steering wheel to the second set gain to calculate the steering angle error, Calculating a feedback control value corresponding to the steering angle error based on the setting algorithm, and amplifying the feedback control value with a third setting gain; And
And the control module calculates the angular velocity by summing the feedforward control value amplified by the first set gain and the feedback control value amplified by the third set gain. Amplifying the calculated angular velocity with a fourth set gain to generate a control voltage, generating a drive control current corresponding to the control voltage, and applying the generated drive control current to the electrostatic hydraulic actuator. Steering control method.
제4항에 있어서,
전기 정유압 구동기가 제어모듈로부터 인가되는 구동제어전류에 의해 구동하여 생성한 유압을 조향 실린더에 인가하여서 조향 실린더에 의해 조향바퀴의 선회방향을 제어하는 단계와;
조향바퀴 센서가 상기 조향바퀴의 선회방향을 감지하여 조향 변위 신호를 제어모듈에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 지게차에서의 조향 제어 방법.5. The method of claim 4,
Controlling the turning direction of the steering wheel by the steering cylinder by applying the hydraulic pressure generated by the electrostatic hydraulic actuator driven by the drive control current applied from the control module to the steering cylinder;
Wherein the steering wheel sensor senses the turning direction of the steering wheel and applies a steering displacement signal to the control module.
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