SE1051001A1

SE1051001A1 - Control device for articulated vehicles

Info

Publication number: SE1051001A1
Application number: SE1051001A
Authority: SE
Inventors: Bo Vikarby
Original assignee: Oestergrens Elmotor Ab
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-03-29
Also published as: SE535141C2; WO2012044238A1

Description

10 15 20 25 30 fordonet ges ett hastighetstillskott på den ena sidan och en hastighetsreduktion på den andra sidan av fordonet. 10 15 20 25 30 the vehicle is given a speed boost on one side and one speed reduction on the other side of the vehicle.

Enligt en föredragen utföringsform. av uppfinningen ar en inverterare anordnad för att invertera utsignalen till hjulet på ena sidan av fordonet.According to a preferred embodiment. of the invention is one inverter arranged to invert the output signal to the wheel on one side of the vehicle.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i form av ett utföringsexempel, åskådliggjort med hjälp av de bifogade ritningsfigurerna, där Fig. 1 schematiskt i planvy i form av ett blockschema visar ett midjestyrt fordon, och Fig. 2 visar schematiskt ett kopplingsschema för de för uppfinningen va- sentliga funktionerna för styrningen av fordonet. således ett blockschema over ett midjestyrt Fig. 1 visar fordon, som exempelvis kan vara en gräsklippare. Fordonet har en främre del 1 och en bakre del 2, vilka delar av fordonet är förbundna med varandra via en vridled 3. hjul, Fordonet har fyra två framhjul 4, 5 som. sitter* i den främre delen av fordonet, samt två bakhjul 6, 7 som sitter i den bakre delen av fordonet. En ratt 8 är anordnad för att styra fordonet, och rattens rattstång är med hjälp av ett nækaniskt kraft- överföringsorgan 9 förbunden med en vridskiva 10, som är fast förbunden med vridleden 3, så att det mekaniska kraftöverfö- ringsorganet 9 genom rattens 8 vridning kan få vridskivan 10 att vridas kring vridleden. 3, så att fordonets främre och bakre delar 1, 2 kan vridas i förhållande till varandra.The invention will now be described in more detail in the form of a embodiments, illustrated with the aid of the appended the drawing figures, where Fig. 1 schematically in plan view in the form of a block diagram shows a articulated vehicle, and Fig. 2 shows schematically shows a wiring diagram for those of the invention essential functions for the steering of the vehicle. thus a block diagram of a waist guide Fig. 1 shows vehicles, which can be, for example, a lawn mower. The vehicle has a front part 1 and a rear part 2, which parts of the vehicle are connected to each other via a pivot joint 3. wheel, The vehicle has four two front wheels 4, 5 as. sits * in the front of the vehicle, as well as two rear wheels 6, 7 which are located in the rear part of the vehicle. A steering wheel 8 is arranged to steer the vehicle, and the steering column of the steering wheel is by means of a mechanical power transfer means 9 connected to a turntable 10, which is fixed connected to the pivot joint 3, so that the mechanical power transmission the rotating member 9 can get the turntable 10 through the rotation of the steering wheel 8 to be rotated around the pivot joint. 3, so that the vehicle's front and rear parts 1, 2 can be rotated relative to each other.

Fordonet är elmotordrivet, och innefattar en elektrisk motor 11, 12 i vart och. ett av' bakhjulen 6, 7. Batterier* eller annan elektrisk kraftkälla, icke visade, är anordnade i for- donet för att ge erforderlig kraft för att driva fram fordo- net, samt för försörjning av eventuellt anordnade aggregat, såsom t.ex. klippaggregat, i fordonet.The vehicle is electrically powered, and includes an electric motor 11, 12 in each. one of the 'rear wheels 6, 7. Batteries * or other electric power sources, not shown, are provided in to provide the necessary power to propel the vehicle. net, as well as for the supply of any arranged units, such as e.g. cutting unit, in the vehicle.

C:\Documents and Settingsunarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files\Content.Outlook\IZZQ1SD8\100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 20 25 30 För drivningen av fordonet kan det exempelvis vara anordnat dels en huvudbrytare, t.ex. en pedal 13 på fordonet, se Fig. 2, vilken pedal måste hållas nedtryckt för att fordonet över huvud taget ska få någon ström för framdrivning eller till anordnade aggregat. För reglering av fordonets hastighet är anordnat ett reglage 14, ”gaspedal”, på fordonet, med vilken strömtillförseln till elmotorerna 11, 12 regleras. Strömtill- förseln till motorerna regleras av gaspedalen 14 så att båda motorerna därmed kommer att gå lika fort. Regleringen av strömmen till de båda motorerna sker i en separat reglerenhet 15, 16 för vardera motorn 11, 12.C: \ Documents and Settingsunarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 20 25 30 For the operation of the vehicle, it can, for example, be arranged partly a main switch, e.g. a pedal 13 on the vehicle, see Figs. 2, which pedal must be held down to bring the vehicle over at all should get some power for propulsion or to arranged units. For regulating the speed of the vehicle is arranged a control 14, "accelerator pedal", on the vehicle, with which the power supply to the electric motors 11, 12 is regulated. Power supply the supply to the engines is regulated by the accelerator pedal 14 so that both the engines will thus run just as fast. The regulation of the power to the two motors takes place in a separate control unit 15, 16 for each motor 11, 12.

Styrningen av fordonet blir med ovannämnda utformning tämli- gen trög, beroende på fordonets tyngd. Den kraft som måste läggas på ratten 8 för att med hjälp av det mekaniska kraft- överföringsorganet 9 vrida vridskivan 10 och därmed vridleden 3 hos fordonet.With the above-mentioned design, the steering of the vehicle becomes gene sluggish, depending on the weight of the vehicle. The power that must is placed on the steering wheel 8 in order to use the mechanical power the transfer means 9 rotate the turntable 10 and thus the pivot joint 3 in the vehicle.

För att komma till rätta med den tröga styrningen är därför på fordonets rattstång anordnat en kraftsensor 17, som känner av det på rattstången med hjälp av ratten 8 pålagda momentet, samt även i vilken riktning momentet verkar på rattstången.To get to grips with the sluggish steering is therefore arranged on the steering wheel of the vehicle a force sensor 17, which senses of the torque applied to the steering column by means of the steering wheel 8, and also in which direction the torque acts on the steering column.

Kraftsensorn 17 avger en elektrisk eller signal, positiv negativ, och vars storlek är beroende av det pålagda momen- tet. Denna elektriska signal leds via en förstärkare 18 vida- re till var och en av reglerenheterna 15, 16 för elmotorerna, där dock signalen till den ena reglerenheten 15 leds via en inverterare 19 som vänder polaritet på signalen, så att de båda reglerenheterna 15, 16 tillförs lika stora signaler från kraftsensorn 17 men med olika polaritet. till Dessa signaler från kraftsensorn 17 tillförs reglerenheterna 15, 16 och adderas till den hastighetsreglerande signal som tillförs från gaspedalen 14.The force sensor 17 emits an electric or signal, positive negative, and the size of which depends on the tet. This electrical signal is conducted through an amplifier 18 to each of the control units 15, 16 for the electric motors, where, however, the signal to one control unit 15 is conducted via one inverters 19 which reverse the polarity of the signal so that they both control units 15, 16 are supplied with equal signals from force sensor 17 but with different polarity. to These signals from the force sensor 17 is supplied to the control units 15, 16 and added to the speed control signal supplied from the accelerator pedal 14.

C:\Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files\Content.Outlook\IZZQ1SD8\100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 20 25 30 Om då ratten 8 vrids kommer en positiv elektrisk signal att tillföras det ena hjulet för att driva det i en riktning, och en negativ signal till det andra hjulet för att driva det i motsatt riktning. Om ingen hastighetssignal tillförs från gaspedalen kommer fordonet att försöka vrida sig kring vrid- leden 3 i den riktning som ratten vrids, genom att den ena motorn drivs framåt och den andra bakåt. Om gaspedalen 14 samtidigt är nertryckt kommer signalen från ratten 8 och kraftsensorn 17 att tillföras som en liten positiv adderande signal till hjulet på den ena sidan och som en negativ, has- tighetssänkande, signal till hjulet på den andra sidan, vil- ket innebär att de båda hjulen drivs olika fort och att for- donet därmed svänger.C: \ Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 20 25 30 If then the knob 8 is turned, a positive electrical signal will added to one wheel to drive it in one direction, and a negative signal to the other wheel to drive it in opposite direction. If no speed signal is applied from the accelerator pedal, the vehicle will try to turn around joint 3 in the direction in which the steering wheel is turned, by one the motor is driven forwards and the other backwards. About the accelerator pedal 14 while depressed, the signal comes from the knob 8 and the force sensor 17 to be supplied as a small positive additive signal to the wheel on one side and as a negative, hash- deceleration, signal to the wheel on the other side, means that the two wheels are driven at different speeds and that the device thus swings.

En styranordning enligt uppfinningen kan även vara anordnad vid. ett Inidjestyrt fordon sonl drivs av fler än två hjul, t.ex. eller fler hjul, drivning av samtliga hjul på fordonet, exempelvis fyra och där då även i ett sådant fall utsignalen från en kraftsensor på rattstången tillförs till reglerenhe- terna för drivmotorerna, med en negativ signal tillförd på ena sidan av fordonet och en positiv signal till andra sidan av fordonet vid svängning.A control device according to the invention can also be provided at. an Indie-controlled vehicle which is driven by more than two wheels, for example or more wheels, drive of all wheels on the vehicle, for example four and there even in such a case the output signal from a force sensor on the steering column is supplied to the control unit for the drive motors, with a negative signal applied to one side of the vehicle and a positive signal to the other side of the vehicle when turning.

Med. styranordningen. enligt uppfinningen. erhålls således på ett mycket enkelt sätt en kraftassisterad styrning för ett midjestyrt fordon, så att den kraft som behöver påläggas på ratten för att åstadkomma den eftersträvade styrningen mins- kas avsevärt jämfört med en helt mekanisk manuell styrning.With. the control device. according to the invention. thus obtained on a very simple way a power-assisted control for one articulated vehicle, so that the force that needs to be applied to the steering wheel to achieve the desired steering at least significantly compared to a completely mechanical manual control.

Styrningen enligt uppfinningen ger en servoverkan som reduce- rar det manuella kraftbehovet, och detta med ett minimum av ytterligare komponenter. Detta ger således en kostnadseffek- tiv och säker lösning av styrkraftsbehovet. Styranordningen gör också att det erforderliga rattutslaget för att åstadkom- C:\Documents and Settingsunarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files\Content.Outlook\IZZQ1SD8\100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 ma den avsedda styrningen kan hållas begränsat, vilket gör att styregenskaperna också förbättras jämfört med ett fordon där man för att reducera den erforderliga kraften varit tvungen att ha en hög utväxling vid överföringen från ratt- stången.The control according to the invention provides a servo effect which reduces the manual power requirement, and this with a minimum of additional components. This thus gives a cost-effective effective and safe solution of the need for control power. The control device also means that the steering angle required to achieve the C: \ Documents and Settingsunarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176SE Application textdocx, 2010-09-28 10 15 ma the intended control can be kept limited, which does that the steering characteristics are also improved compared to a vehicle where to reduce the required force has been had to have a high gear ratio when shifting from the steering wheel the bar.

Styranordningen enligt uppfinningen är i första hand avsedd för lätta och relativt billiga eldrivna fordon, såsom t.ex. gräsklippare eller andra mindre fordon. Det är dock möjligt att utnyttja styrningsprincipen för alla typer av fordon som har elmotorer till de enskilda hjulen för att driva fordonet.The control device according to the invention is primarily intended for light and relatively cheap electric vehicles, such as e.g. lawn mowers or other smaller vehicles. However, it is possible to use the steering principle for all types of vehicles that has electric motors for the individual wheels to drive the vehicle.

Det är också givet att fordonet inte behöver ha en vanlig ratt, utan det kan istället vara anordnat ett styre sittande på en styrstång, med motsvarande funktion som ratt och ratt- stång, eller annat motsvarande styrande organ.It is also a given that the vehicle does not have to have a regular one steering wheel, but a handlebar can be arranged instead on a handlebar, with the corresponding function as steering wheel and rod, or other equivalent governing body.

C:\Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files\Content.Outlook\IZZQ1SD8\100176SE Application textdocx, 2010-09-28C: \ Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176SE Application textdocx, 2010-09-28

Claims

Claims in particular an electric motor (11, 12)

Steering device for a vehicle, articulated vehicle where an electric motor is arranged for each of at least two wheels (6, 7) of the vehicle for driving the wheels, a steering rod of the vehicle via a power transmission means (9) being directly connected for transmission of a torque applied to a steering wheel (8) of the steering column to a rotating joint (3) of the vehicle, characterized in that a force sensor (17) is arranged to sense the torque applied to the steering wheel and generate an electrical output signal, which electrical output signal is arranged to be supplied to a control unit (15, 16) which controls the electric motor (11, 12) in resp. wheels (6, 7) of the vehicle in such a way that the wheel on one side of the vehicle is given a speed supplement and the wheel on the other side of the vehicle a speed reduction.

Control device according to claim 1, characterized in that the force sensor (17) is arranged to emit a positive electrical output signal when the knob (8) is turned to a hob and a negative electrical signal when the knob is turned to the opposite hob.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the force sensor (17), analog or digital, is arranged to emit an electrical output signal, the magnitude of which depends on the magnitude of the applied torque.

Control device according to claim 1, characterized in that a control unit (15, 16) is arranged for each of the electric motors (11, 12). k ä n n e t e c k n a d av (17)

Control device according to claim 4, that an inverter (19), in case the power sensor is analog, is arranged to change the polarity of it to one C: \ Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary Lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176EN textdocx, 2010-09-28 10 15 of the control units (15, 16) for the electric motors (11, 12) supplied with the electrical output signal.

Control device according to claim 5, characterized in that the applied electrical output signal is added or subtracted depending on the type of power sensor (17) to resp. control unit (15, 16) supplied torque or speed control signal.

Control device according to claim 14, characterized in that an electric motor (11, 12) is provided. for each of the driving wheels (6, 7) and. that the electrical (15, 16) of the vehicle, the output signal is supplied to the control units for these electric motors.

Control device according to claim 14, characterized in that an electric motor is arranged in each of the wheels of the vehicle, and that the electrical output signal is supplied to each of the control units for these electric motors. C: \ Documents and Settingsvnarkalocal SettingsWemporary lntemet Files \ Content.Outlook \ IZZQ1SD8 \ 100176SE Application textdocx, 2010-09-28