线控转向方式的操舵系统的利记博彩app

本发明涉及一种用于工业车辆等的线控转向(steer-by-wire)方式的操舵系统。

背景技术：

近年，作为利用电池接受能量供给的以叉车(forklift)为代表的工业车辆等的操舵系统，采用线控转向方式的电动液压动力转向器(powersteering)，所述线控转向方式的电动液压动力转向器中，利用电信号检测转向器操作而输入控制装置，并利用控制装置对供给至用以对液压供给源提供动力的直流马达的电压进行控制(例如参照专利文献1)。所述电动液压动力转向器是利用具备自泵接受液压供给的气缸(cylinder)的致动器(actuator)。

以往，这种电动液压动力转向器的控制是利用如以下所述的方法来进行，即：对操舵角或其旋转速度(换句话说，转向器的旋转角或其角速度)进行侦测，并根据所侦测的转向器的操舵角或其旋转速度对应地决定目标转舵角，且对转舵角(换句话说，轮胎的方向)进行侦测，并基于所侦测的转舵角与目标转舵角之间的偏差而进行反馈(feedback)控制，所述反馈控制对电动马达输出脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)脉冲信号或频率调制信号等控制信号来变更转舵角以使所述偏差变小。这种电动液压动力转向器中不存在将转向器与轮胎机械性地连接的机构，无法避免地在操舵角与转舵角一致之前产生时间上的迟滞，因此，有必要对操舵角与控制信号(PWM脉冲信号中的脉冲宽度或频率调制信号中的频率等)之间的对应进行细微调整。另外，操舵角与控制信号之间的对应是以电动马达、泵及气缸的特性不发生变化为前提而唯一地决定。

另一方面，作为用于这种电动液压动力转向器的泵，迄今为止采用的是相对于液温变化而特性变化少的活塞泵(piston pump)，但为了实现制造成本的降低而考虑使用更廉价的齿轮泵来代替活塞泵。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-230460号公报(尤其是段落0040及图13)

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

然而，当在这种电动液压动力转向器中采用齿轮泵时，存在如下所述的问题。

即，现有的电动液压动力转向器的控制是在如上所述般、操舵角与PWM脉冲信号的脉冲宽度的对应是唯一地决定的基础上进行，且是在操舵角与来自泵的每单位时间的排量也是唯一地决定的前提下进行。但是，若液温上升，则齿轮泵每转的工作液排量会降低。因此，在进行现有的控制的情况下，工作液压及转舵角相对于操舵角的变化的追随延迟，可能会产生操作感变差等不良状况。

本发明着眼于以上方面，可实现一种不论在采用何种泵的情况下均可抑制转舵角变化相对于操舵角变化的延迟且不会追加特别构件的操舵系统。

[解决问题的技术手段]

为了解决以上问题，本发明的线控转向方式的操舵系统具有如下所述的构成。即，本发明的线控转向方式的操舵系统包括：液压致动器，用以使操舵对象的转舵角变化；泵，用以对所述液压致动器供给液压；电动马达，使所述泵在正反方向上旋转而使所述液压致动器工作；转向器操舵角传感器，对转向器的操舵角进行检测；转舵角传感器，对所述转舵角进行检测；以及控制装置，基于来自所述转向器操舵角传感器及所述转舵角传感器的信号使所述电动马达工作，从而控制所述转舵角使所述转舵角对应于所述操舵角，且所述控制装置包括：操舵角接收部，接收来自所述转向器操舵角传感器的信号；转舵角接收部，接收来自所述转舵角传感器的信号；偏差确定部，基于所述操舵角接收部及所述转舵角接收部所接收的信号来依次确定所述操舵角与所述转舵角之间的偏差；马达驱动部，在所述偏差确定部所确定的所述偏差减少的方向上对所述电动马达输出控制信号以控制所述电动马达；以及控制修正部，根据基于所述偏差而导出的所述操舵角的变动与所述转舵角的变动之间的时滞(time lag)，使所述控制信号在所述时滞变小的方向上变化。

根据如上所述者，即使在使用齿轮泵而非活塞泵的情况下，通过使控制信号变化，在出现因液温上升或装置劣化等引起的工作液排量降低时便增大转速以维持工作液压，由此也可抑制所述时滞。

再者，在本发明中，所谓“操舵对象”是指包括车辆的轮胎、轮子(车轮)或船舶的舵等、所有用以控制行进方向的构件的概念。

[发明的效果]

根据本发明，可实现一种不论在采用何种泵的情况下均可抑制转舵角变化相对于操舵角变化的延迟且不会追加特别构件的操舵系统。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的操舵系统的概略图。

图2是表示本发明的所述实施例的控制装置所执行的处理的顺序的流程图。

图3是表示本发明的所述实施例的操舵角与转舵角的关系的一例的图。

具体实施方式

对于本发明的一实施例，参照图1～图3说明如下。

本实施例的线控转向方式的操舵系统是以叉车为代表的工业用车辆的电动液压动力转向器系统。如图1所示，所述电动液压动力转向器系统包括：液压致动器6，用以使轮胎7a、轮胎7b的转舵角θ₂变化；泵5，用以对所述液压致动器6供给液压；液压回路8，用以将工作液自所述泵5供给至所述液压致动器6；电动马达4，使所述泵5在正反方向上旋转而使所述液压致动器6工作；转向器操舵角传感器2，对转向器1的操舵角θ₁进行检测；转舵角传感器10，对所述转舵角θ₂进行检测；以及控制装置3，基于来自所述转向器操舵角传感器2及所述转舵角传感器10的信号使所述电动马达4工作，从而控制所述转舵角θ₂使得所述转舵角θ₂对应于所述操舵角θ₁。

更具体来说，所述液压致动器6与公知的用于这种动力转向器系统的液压致动器具有相同的构成，所述构成包括：气缸6a，其中的气缸杆(cylinderrod)6b通过接受液压的供给而进行进退动作；用以使设置于所述气缸杆6b两端的轮胎7a、轮胎7b的转舵角θ₂变化的转向节臂(knuckle arm)6c。

本实施例中所述的泵5是公知的作为可进行正反旋转的齿轮泵。

所述液压回路8如上所述般将液压自所述泵5供给至所述液压致动器6，且与公知的用于这种动力转向器系统的液压回路具有相同的构成。

所述电动马达4的输出轴连接于所述泵5，并且自未图示的马达驱动器接受电力的供给。所述马达驱动器接受来自控制装置3的PWM脉冲信号p而使所述电动马达4及所述泵5在正反方向上旋转。

所述转向器操舵角传感器2及所述转舵角传感器10与公知的用于这种动力转向器系统的转向器操舵角传感器及转舵角传感器具有相同的构成，因此省略详细的说明。

于是，本实施例中，控制装置3分别接收来自所述转向器操舵角传感器2的操舵角θ₁及表示其变化速度(转向器操作的角速度ω)的操舵角信号a及来自所述转舵角传感器10的表示转舵角θ₂的转舵角信号b，且基于所接收的操舵角信号a及转舵角信号b来依次确定操舵角θ₁与转舵角θ₂之间的偏差，并对所述电动马达4进行反馈控制以减少所述偏差。

更具体来说，所述控制装置3为具有处理器(processor)、存储器(memory)、输入接口(input interface)、输出接口(output interface)等的微型计算机系统(micro computer system)。

输入接口接收所述操舵角信号a及所述转舵角信号b等。

输出接口对所述直流马达4(更严格来说，连接于所述直流马达4的马达驱动器)输出PWM脉冲信号p，所述PWM脉冲信号p为利用直流电压V_hi的导通/关断(ON/OFF)的脉冲信号，而且也为控制信号。

控制装置3的处理器对预先保存于存储器的程序进行解译、执行，并对参数进行运算，由此进行各种控制。

进一步详述，在存储器的规定区域中存储有对对应于所述操舵角信号a的操舵角θ₁及对应于所述操舵角θ₁的目标转舵角建立对应的目标转舵角映射表(map)、以及对目标转舵角与对应于所述目标转舵角的目标电压建立对应的多个目标电压映射表，更具体来说为第1目标电压映射表及第2目标电压映射表。另外，在存储器的其他规定区域中存储有反馈控制程序。所述反馈控制程序中，通过处理器的执行，将对应于所述操舵角信号a的操舵角θ₁作为参数而参照第1目标电压映射表及第2目标电压映射表的任一者，由此决定目标转舵角并接收所述转舵角信号b，依次确定对应于所接收的转舵角信号b的转舵角θ₂与所述目标转舵角之间的偏差，并为了使所述偏差减少而进行PWM控制。此处，关于通过执行反馈控制程序而进行的控制，除所参照的对象目标电压映射表并非一种以外，是利用与现有的这种线控转向方式的操舵系统中的控制相同的方法来进行。即，本实施例的控制装置3具备作为权利要求中的操舵角接收部、转舵角接收部、偏差确定部及马达驱动部的功能。

此外，本实施例中，在存储器的另外的其他规定区域中存储有目标电压映射表决定程序，所述目标电压映射表决定程序中，通过处理器的执行来决定在执行反馈控制程序时应参照第1目标电压映射表及第2目标电压映射表中的哪一者。利用所述目标电压映射表决定程序进行的控制如下所述。即，将自操舵角θ₁不再变化的时刻即操舵角信号a所示出的转向器1旋转的角速度ω成为0的时刻起、至转舵角θ₂达到目标转舵角且对应于转舵角信号b的转舵角θ₂的变化速度成为0为止的期间的长度确定为操舵角θ₁的变动与转舵角θ₂的变动之间的时滞(以下简称为时滞T)。此处，转舵角θ₂的变化速度成为0的判定例如以下方式来进行：在转向器1的旋转的角速度ω成为0后，以规定时间(例如0.1秒)为单位接收并存储转舵角信号b，对应于转舵角信号b的转舵角θ₂连续三次成为相同的值。在此基础上，每当所述时滞T超过规定的阈值T₀时，进行在第1目标电压映射表与第2目标电压映射表之间变更应参照的目标电压映射表的控制。本实施例中，在参照第2目标电压映射表的情况下，与参照第1目标电压映射表的情况相比，对应于同一目标转舵角的PWM脉冲信号p的占空(duty)比(脉冲宽度)变大。

再者，点火开关自关断变成导通后的第1次目标转舵角的决定设为必须参照第1目标电压映射表来进行。此后，在因油温上升等而泵5的容积效率降低的情况下，以参照第2目标电压映射表的方式使电动马达4及泵5的转速上升来弥补容积效率的降低。进而，在因外部气温急剧降低造成的油温降低等而泵5的容积效率恢复的情况下，若继续参照第2目标电压映射表，则会产生因电动马达4及泵5的转速过高而引起转舵角θ₂的摆动所造成的时滞T，因此，通过将此时应参照的目标电压映射表返回至第1目标电压映射表，由此使电动马达4及泵5的转速降低来抑制摆动的产生。即，本实施例的控制装置3也具备作为权利要求中的控制修正部的功能。

以下，参照作为流程图的图2，示出对于通过处理器执行所述目标电压映射表决定程序而进行的控制的顺序。

首先，若判定操舵角信号a所示出的转向器1的旋转的角速度ω即操舵角θ₁的变化速度已自0以外的值变成0(步骤S1)，则开始时滞T的测定(步骤S2)。然后，若转舵角θ₂达到目标转舵角且转舵角θ₂的变化速度成为0(步骤S3)，则结束时滞T的测定(步骤S4)。而且，当判定时滞T的长度已超过阈值T₀时(步骤S5)，变更应参照的目标电压映射表(步骤S6)。另一方面，当判定时滞T的长度未超过阈值T₀时(步骤S5)，不变更应参照的目标电压映射表(步骤S7)。

即，根据本实施例，例如在泵5的劣化小而油温未大幅上升的期间，即使参照第1目标电压映射表来决定目标电压V_a1，如图3(a)所示，操舵角θ₁的变化与对应于转舵角信号b的实际转舵角θ₂的变化之间的时滞T也小，因此参照第1目标电压映射表来决定PWM脉冲信号p的占空比(脉冲宽度)。另一方面，在泵5的劣化变大后或者油温大幅上升后，若参照第1目标电压映射表来决定目标电压V_a1，则如图3(b)所示，操舵角θ₁的变化与对应于转舵角信号b的实际转舵角θ₂的变化之间的时滞T变大，但本实施例中，在这种情况下参照第2目标电压映射表来决定目标电压V_a2及PWM脉冲信号p的占空比(脉冲宽度)，因此，如图3(c)所示，操舵角θ₁的变化与对应于转舵角信号b的实际转舵角θ₂的变化之间的时滞T可保持为较小。因此，即使在泵5使用齿轮泵的情况下，当存在因液温的上升或装置的劣化等引起的工作液排量的降低时，通过使PWM脉冲信号p的占空比(脉冲宽度)增大来提高转速以维持工作液压，由此也可抑制转舵角θ₂的变化相对于操舵角θ₁的变化的延迟(时滞T)。即，可采用齿轮泵来代替活塞泵以实现制造成本的降低。

再者，本实施例并不限于上述实施例。

例如，作为用以确定操舵角的变动与转舵角的变动之间的时滞的其他形态，可考虑如下所述者。即，也考虑依次将所检测的对应于操舵角信号a的操舵角θ₁及对应于转舵角信号b的转舵角θ₂与时刻建立关联，而存储于被保全于存储器的规定区域中的历程存储部，并通过参照历程存储部来确定与目前的转舵角θ₂具有同一值的目标转舵角所对应的时刻，将该时刻与目前时刻的差确定为所述时滞。在采用所述形态的情况下，也可设为每当所述时滞超过规定的阈值时变更应参照的目标电压映射表。

另外，在所述实施例中，是将两个目标电压映射表存储于存储器的规定区域，且在操舵角的变动与转舵角的变动之间的时滞超过规定的阈值的情况下变更应参照的目标电压映射表，但也可考虑将三个目标电压映射表存储于存储器的规定区域，并进行如以下般的控制。即，对于同一操舵角，也可以用与参照第1目标电压映射表的情况相比参照第2目标电压映射表的情况下的输出电压变大、且与参照第2目标电压映射表的情况相比参照第3目标电压映射表的情况下的输出电压变大的方式设置，当所述时滞超过阈值时，在所述时滞的原因不为转舵角的摆动的情况下，将应参照的目标电压映射表自第1目标电压映射表变更为第2目标电压映射表或者自第2目标电压映射表变更为第3目标电压映射表，另一方面，在所述时滞的原因为转舵角的摆动的情况下，将应参照的目标电压映射表自第3目标电压映射表变更为第2目标电压映射表或者自第2目标电压映射表变更为第1目标电压映射表。

进而，也可采用基于将操舵角、目标转舵角与实际的转舵角之间的偏差以及操舵角的变动与转舵角的变动之间的时滞作为参数的数式来计算每次对电动马达的输出电压的形态。

此外，在所述实施例中，自转向器操舵角传感器输出的操舵角信号也示出了操舵角的变化速度(转向器操作的角速度)，但当然也可设为以规定时间为单位自转向器操舵角传感器输出仅示出操舵角的信号，并依次存储输出信号所示出的操舵角，且通过所存储的操舵角在规定期间之间未发生变化来判定转向器的旋转的角速度成为0。

而且，在所述实施例中，通过对电动马达输出PWM控制信号来控制电动马达的输出，但当然也可在利用频率控制来控制电动马达的输出的线控转向方式的操舵系统等并非利用PWM控制来控制电动马达的线控转向方式的操舵系统中应用本发明。

此外，不仅在车辆的转向器(轮胎、轮子等)的控制中，也可在以船舶的舵为代表的其他操舵对象的控制中使用本发明的操舵系统等，从而在不损害的本发明的主旨的范围内进行各种变更。

[产业上的利用可能性]

根据本发明，可提供一种不论在采用何种泵的情况下均可抑制转舵角的变化相对于操舵角的变化的延迟且不会追加特别的构件的操舵系统。

[符号的说明]

2：转向器操舵角传感器

3：控制装置

4：电动马达

5：泵

6：液压致动器

10：转舵角传感器