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原文传递一种电动叉车线控助力系统及助力控制方法

专利名称：	一种电动叉车线控助力系统及助力控制方法
摘要：	一种电动叉车线控助力系统及助力控制方法，属于车辆用转向设备领域。包括转向机构以及助力执行机构（5），其特征在于：转向机构与助力执行机构（5）通过控制器（4）内的控制电路电相连，转向机构包括方向盘（1）以及路感反馈电机（3）；助力执行机构（5）包括球头拉杆组件（9）以及两个助力总成（7），每个助力总成（7）中设置有转向助力电机（18），转向助力电机（18）与球头拉杆组件（9）转动连接，并通过球头拉杆组件（9）与车辆转向轮（6）连接，转向助力电机（18）同时由控制电路控制。在本电动叉车线控助力系统中，针对电动叉车实现了转向机构以及助力执行机构的电连接，降低了成本同时提高了操控性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东先河荣悦智能科技有限公司
发明人：	张炳荣;刘惟栋;曲宝军;吕斌;成卫之;张英震
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811626183.2
公开号：	CN109850007A
代理机构：	淄博佳和专利代理事务所
代理人：	孙爱华
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	255100 山东省淄博市淄川区洪山镇洪山大街6号
主权项：	1.一种电动叉车线控助力系统，包括转向机构以及助力执行机构（5），其特征在于：设置有控制器（4），转向机构与助力执行机构（5）通过控制器（4）内的控制电路电相连，转向机构包括方向盘（1）以及与方向盘（1）连接的路感反馈电机（3），路感反馈电机（3）由控制电路控制；助力执行机构（5）包括球头拉杆组件（9）以及两个助力总成（7），球头拉杆组件（9）间隔设置有两个，每个助力总成（7）均与两个球头拉杆组件（9）相连，每个助力总成（7）中设置有转向助力电机（18），转向助力电机（18）与球头拉杆组件（9）转动连接，并通过球头拉杆组件（9）与车辆转向轮（6）连接，转向助力电机（18）同时由控制电路控制。 2.根据权利要求1所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：所述的控制电路包括微处理器以及连接在微处理器输入端的传感器，传感器包括分别用于检测转向助力电机（18）和路感反馈电机（3）工作电流的电流传感器，用于检测所述转向助力电机（18）转速和转角的转向助力电机传感器，用于检测所述路感反馈电机（3）转速和转角的路感反馈电机传感器、用于检测方向盘（1）转动角度和扭矩的方向检测传感器以及用于检测电动叉车车速的车速传感器，微处理器的输出端驱动转向助力电机（18）以及路感反馈电机（3）转动。 3.根据权利要求1所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：所述微处理器通过H桥驱动电路驱动转向助力电机（18）转动，H桥驱动电路包括四组MOS管，每组MOS管包括并联连接的两只，驱动电源同时连接第一组和第三组MOS管的漏极，第一组MOS管的源极同时连接第二组MOS管的漏极以及转向助力电机（18）的一个输入端，第二组MOS管的源极接地，，第三组MOS管的源极同时连接第四组MOS管的漏极以及转向助力电机（18）的另一个输入端，第四组MOS管的源极接地；四组MOS管的栅极分别连接MOS管驱动芯片的四个不同的信号输出端，MOS管驱动芯片的四个不同的输入端分别连接微处理器送入的四组驱动信号。 4.根据权利要求1所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：在所述转向助力电机（18）与球头拉杆组件（9）之间设置有齿轮齿条机构，齿轮齿条机构的齿条设置在两个球头拉杆组件（9）之间，齿轮齿条机构的齿轮与转向助力电机（18）一一对应，转向助力电机（18）的输出轴对应的齿轮相连并带动齿轮同步转动，齿条的端部与对应侧的球头拉杆组件（9）转动连接。 5.根据权利要求1所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：所述的齿轮齿条机构包括相啮合的齿轮轴（12）和齿条轴（11），齿条轴（11）的端部与对应侧的球头拉杆组件（9）转动连接，齿轮轴（12）与转向助力电机（18）一一对应，转向助力电机（18）的输出轴与对应的齿轮轴（12）相连并带动其转动；所述的齿条轴（11）远离齿轮轴（12）的一侧设置有推动其压紧齿轮轴（12）的压缩弹簧（23）。 6.根据权利要求5所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：所述的齿条轴（11）外滑动套设有套筒（8），套筒（8）的端部与对应侧的球头拉杆组件（9）之间通过防尘罩（10）密封。 7.根据权利要求1所述的电动叉车线控助力系统，其特征在于：每个所述的转向助力电机（18）与对应的齿轮之间设置有减速传动机构，减速传动机构包括相啮合的蜗轮（15）和蜗杆（20），蜗杆（20）与对应的转向助力电机（18）的输出轴相连，蜗轮（15）与对应的齿轮相连并与其保持同步转动。 8.一种利用权利要求1~7任一项所述的电动叉车线控助力系统实现的助力控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，方向盘（1）转动时，通过设置在方向盘（1）处的方向检测传感器得到方向盘（1）转动过程中的角度信号以及扭矩信号；步骤1002，控制器（4）中的控制电路判断此时电动叉车是否处于回正状态，如果处于回正状态，则执行回正补偿流程，如果未处于回正状态，执行步骤1003；步骤1003，确定曲线控制策略、直线控制策略以及折线控制策略其中之一作为电动叉车的控制策略；步骤1004，控制器（4）中的控制电路进对转向助力电机（18）进行惯量补偿计算；步骤1005，控制器（4）中的控制电路根据设置在方向盘（1）处的方向检测传感器得到方向盘（1）转动过程中的角度信号以及扭矩信号，判断方向盘（1）的转动速度和/或角度是否超过预设定的阈值，如果超过预设定的阈值，则判定此时方向盘（1）进行了快速转向，执行步骤1006，如果未超出预设定的阈值，则方向盘（1）未执行快速转向，执行步骤1007；步骤1006，控制电路判断出方向盘（1）发生快速转向之后，进行变参数PID调节，对转向轮（6）进行控制；步骤1007，当方向盘（1）未进行快速转向时，控制电路按照预设定的参数得到转向助力电机（18）的控制电压，对转向轮（6）进行控制；步骤1008，进行固定阻尼补偿；控制器（4）中的控制电路通过路感反馈电机（3）对方向盘（1）进行阻尼补偿；步骤1009，控制电路向转向助力电机（18）输出控制信号。 9.根据权利要求8所述的助力控制方法，其特征在于：步骤1002中所述的回正补偿流程，包括如下步骤：步骤2001，方向盘（1）转动时，通过设置在方向盘（1）处的方向检测传感器得到方向盘（1）的转向；步骤2002，得到转向助力电机（18）的偏移角度；步骤2003，计算得到转向助力电机（18）需要回正的剩余角度；步骤2004，控制器（4）中的控制电路同时控制路感反馈电机（3）带动方向盘（1）回正；步骤2005，控制器（4）中的控制电路判断转向助力电机（18）和方向盘（1）是否同时回正，如果同时回正则回正结束，执行步骤2006，如果未同时回正，则返回步骤2001；步骤2006，回正结束。
所属类别：	发明专利