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JP6281573B2 - Power steering device - Google Patents
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JP6281573B2 - Power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、直流モータから動力の供給を受けて走行する産業車両等に用いられるパワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a power steering device used in an industrial vehicle or the like that travels by receiving power from a DC motor.

従来、モータから動力の供給を受けて走行する産業車両において、ステアリング装置の駆動には、安価かつ発生トルクが大きく小型である直流モータが広く用いられている。また、従来広く採用されていた油圧式パワーステアリングに代えて、ステアリング操作を電気信号により検出して制御装置に入力し、ステアリング装置を駆動する直流モータに供給する電圧を生成するSteer by Wire方式の電動(油圧)パワーステアリングが近年採用されつつある。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an industrial vehicle that travels by receiving power supply from a motor, a DC motor that is inexpensive, has a large generated torque, and is small is widely used to drive a steering device. Also, instead of the hydraulic power steering that has been widely used in the past, the Steer by Wire method of generating the voltage supplied to the DC motor that drives the steering device by detecting the steering operation with an electric signal and inputting it to the control device In recent years, electric (hydraulic) power steering has been adopted.

このような電動パワーステアリングの直流モータを制御する方法として、低コストでエネルギ損失の少ないパルス幅変調制御(以下、PWM制御と称する)が用いられてきている(例えば、特許文献1を参照)。詳述すると、PWM制御においては、印加電圧のON−OFFを繰り返すことによりパルス波を生成し、パルス波中の通電時間の比率、換言すればデューティ比を任意に変化させ出力電圧の平均値を変化させている。つまり、パルス波を変調することにより結果的に直流モータへの供給エネルギを制御している。   As a method for controlling the DC motor of such electric power steering, pulse width modulation control (hereinafter referred to as PWM control) with low energy loss and low energy loss has been used (see, for example, Patent Document 1). More specifically, in PWM control, a pulse wave is generated by repeatedly turning on and off the applied voltage, and the ratio of the energization time in the pulse wave, in other words, the duty ratio is arbitrarily changed to change the average value of the output voltage. It is changing. That is, the energy supplied to the DC motor is controlled as a result by modulating the pulse wave.

ここで、Steer by Wire方式の電動(油圧)パワーステアリングにおいて、ステアリング装置を駆動する直流モータをPWM制御した場合、図6に示すように、デューティ比が低く、直流モータの回転数が低い状態ではタイヤの回転にムラが生じ通路幅の狭い倉庫内を走行する産業車両に必要なタイヤ角の操作が困難であるという不具合が知られている。この不具合は、デューティ比が低い場合には通電時間が短くなり、OFF状態である期間に直流モータの回転が急激に低下することによる。   Here, in the Steer by Wire type electric (hydraulic) power steering, when the DC motor that drives the steering device is PWM-controlled, as shown in FIG. 6, the duty ratio is low and the rotational speed of the DC motor is low. There has been known a problem that tire rotation is uneven and it is difficult to operate a tire angle necessary for an industrial vehicle traveling in a warehouse with a narrow passage width. This problem is due to the fact that the energization time is shortened when the duty ratio is low, and the rotation of the DC motor rapidly decreases during the OFF state.

PWM制御におけるパルス波のOFF期間が長くなることによる影響を回避する方法としては、パルスの周波数を高くして高速でON−OFFを繰り返す方法が知られている。しかし、直流モータの回転子を制御する場合、慣性モーメントが大きいので、パルスの周波数を低くしても直流モータの回転数は低下しないので、パルスの周波数を高くして高速でON−OFFを繰り返す方法を採用しても上述した不具合を解消する効果は得られない。   As a method for avoiding the influence caused by the longer OFF period of the pulse wave in PWM control, a method of repeating ON-OFF at a high speed by increasing the pulse frequency is known. However, when controlling the rotor of a DC motor, since the moment of inertia is large, the rotational speed of the DC motor does not decrease even if the pulse frequency is lowered. Therefore, ON / OFF is repeated at a high speed by increasing the pulse frequency. Even if the method is adopted, the effect of eliminating the above-described problems cannot be obtained.

特開昭62−34852号公報JP 62-34852 A

本発明は以上の点に着目し、直流モータを利用してステアリング装置を駆動するとともに、PWM制御によりこの直流モータを制御するパワーステアリング装置において、直流モータの回転数が低い状態において直流モータの回転のムラを低減することを目的とする。   The present invention pays attention to the above points, and in a power steering device that drives a steering device using a DC motor and controls the DC motor by PWM control, the rotation of the DC motor is performed in a state where the rotational speed of the DC motor is low. It aims at reducing the nonuniformity of.

以上の課題を解決すべく、本発明に係るパワーステアリング装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係るパワーステアリング装置は、直流モータから動力の供給を受けて走行する産業車両に用いられるパワーステアリング装置であって、ステアリングの回転角及び角速度を検出する回転センサと、この回転センサから出力される信号に基づきPWM信号を出力する信号生成装置と、この信号生成装置から出力されるPWM信号を受けてステアリング装置を駆動するSteer by Wire 方式を実現するための直流モータと、高電圧を供給する第1の状態と前記高電圧より低い低電圧を供給する第2の状態とを選択的にとり前記PWM信号の電圧を供給する電源と、前記ステアリングの回転角及び角速度に基づき前記直流モータに供給すべき電圧の平均値を決定する制御、前記直流モータがステアリング装置を駆動する際のデューティ比を一定以上に保つべく、決定された電圧の平均値が所定の閾値を下回る場合には電源を第2の状態、その他の場合には電源を第1の状態とする制御、及び前記第1の状態及び前記第2の状態における前記電圧の平均値及び前記PWM信号の電圧に基づきデューティ比を決定しそのデューティ比を示す信号を前記信号生成装置に出力する制御を行う制御装置とを備えている。
In order to solve the above problems, a power steering apparatus according to the present invention has a configuration as described below. That is, a power steering device according to the present invention is a power steering device used in an industrial vehicle that travels by receiving power from a DC motor, and includes a rotation sensor that detects a rotation angle and an angular velocity of the steering, and the rotation sensor. A signal generator for outputting a PWM signal based on the output signal, a DC motor for realizing a Steer by Wire system that receives the PWM signal output from the signal generator and drives the steering device, and a high voltage A power source that selectively takes a first state to be supplied and a second state to supply a low voltage lower than the high voltage to supply the voltage of the PWM signal, and the DC motor based on the rotation angle and angular velocity of the steering control for determining the average value of the voltage to be supplied, duty ratio when the DC motor drives the steering device Order to maintain a constant above the second state the power when the average value of the determined voltage is below a predetermined threshold value, control of the power supply to the first state when the other, and the first state And a control device that performs control to determine a duty ratio based on the average value of the voltages in the second state and the voltage of the PWM signal and to output a signal indicating the duty ratio to the signal generation device.

このようなものであれば、直流モータに供給すべき電圧が低くなり直流モータに供給すべき電圧の平均値が低くなる領域では、電源から供給される電圧を低下させる一方、デューティ比を上昇させてパルス波のOFF期間を短くし、直流モータに供給する電圧の平均値を確保することにより、PWM制御におけるパルス波のOFF期間が長くなることによる上述した不具合の発生を抑制することができる。換言すれば、デューティ比を一定以上に保つことにより直流モータの回転のムラを低減することができる。   In such a case, in the region where the voltage to be supplied to the DC motor is low and the average value of the voltage to be supplied to the DC motor is low, the voltage supplied from the power source is reduced while the duty ratio is increased. Thus, by shortening the OFF period of the pulse wave and securing the average value of the voltage supplied to the DC motor, it is possible to suppress the occurrence of the above-described problems due to the longer OFF period of the pulse wave in the PWM control. In other words, uneven rotation of the DC motor can be reduced by keeping the duty ratio at a certain level or more.

このようなパワーステアリング装置の好適な構成の一例として、前記電源が高電圧を供給する第1の状態と前記高電圧より低い低電圧を供給する第2の状態とを選択的にとるものであって、前記直流モータに供給すべき電圧の平均値が所定の閾値を下回る場合に電源を第2の状態とし、その他の場合には電源を第1の状態とする制御を前記制御装置が行うものが挙げられる。   As an example of a suitable configuration of such a power steering apparatus, a first state in which the power supply supplies a high voltage and a second state in which a low voltage lower than the high voltage is selectively taken. The control device controls the power supply to be in the second state when the average value of the voltage to be supplied to the DC motor is below a predetermined threshold, and in other cases the power supply is in the first state. Is mentioned.

前段で述べたような電源の構成を容易に実現できる構成の一例として、前記電源が複数の電源要素を連結したものであって、前記直流モータに供給すべき電圧の平均値が所定の閾値を下回る場合に使用する電源要素の個数をその他の場合と比較して少なくすることにより電源を第2の状態とする制御を前記制御装置が行うものが挙げられる。   As an example of a configuration that can easily realize the configuration of the power source as described in the previous stage, the power source is a combination of a plurality of power source elements, and the average value of the voltage to be supplied to the DC motor has a predetermined threshold value. One example is one in which the control device performs control for setting the power supply to the second state by reducing the number of power supply elements used when the power supply is lower than in other cases.

本発明によれば、直流モータを利用してステアリング装置を駆動するとともに、PWM制御によりこの直流モータを制御するパワーステアリング装置において、ステアリング速度が低いとき、換言すれば直流モータの回転数が低いときに、電源から供給されるPWM信号の電圧を低下させることによりデューティ比を一定以上に保ち、直流モータの回転のムラを低減することができる。   According to the present invention, when a steering device is driven using a DC motor and this DC motor is controlled by PWM control, when the steering speed is low, in other words, when the rotational speed of the DC motor is low. Furthermore, by reducing the voltage of the PWM signal supplied from the power supply, the duty ratio can be kept above a certain level, and uneven rotation of the DC motor can be reduced.

本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置を示す概略図。1 is a schematic diagram showing a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施形態に係る電源の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the power supply which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the process which the control apparatus which concerns on the same embodiment performs. 同実施形態に係る直流モータに供給される電圧及び直流モータの回転数の経時変化の例を示す図。The figure which shows the example of the time-dependent change of the voltage supplied to the DC motor which concerns on the same embodiment, and the rotation speed of a DC motor. 本発明の他の実施形態に係るパワーステアリング装置を示す概略図。Schematic which shows the power steering apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 従来のパワーステアリング装置の直流モータに供給される電圧及び直流モータの回転数の経時変化の例を示す図。The figure which shows the example of the time-dependent change of the voltage supplied to the DC motor of the conventional power steering apparatus, and the rotation speed of a DC motor.

本発明の一実施形態を図1〜図4を参照しつつ以下に示す。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

本実施形態に係るパワーステアリング装置は、直流モータ4から動力の供給を受けて走行する産業車両に用いられるものであり、図1に示すように、ステアリング1の回転角及び角速度を検出する回転センサ2と、この回転センサ2から出力される信号に基づきPWM信号を出力する信号生成装置3と、この信号生成装置3から出力されるPWM信号を受けてタイヤ9を駆動する直流モータ4と、前記PWM信号の電圧を供給する電源5と、前記直流モータ4に供給すべき電圧の平均値Vが所定の閾値Vthを下回る場合に前記電源5から供給されるPWM信号の電圧を低下させる制御を行う制御装置6と、タイヤ9の向きを検出するタイヤ位相センサ10を備えている。The power steering apparatus according to the present embodiment is used for an industrial vehicle that travels by receiving power supplied from a DC motor 4. As shown in FIG. 1, a rotation sensor that detects the rotation angle and angular velocity of the steering 1. 2, a signal generation device 3 that outputs a PWM signal based on a signal output from the rotation sensor 2, a DC motor 4 that receives the PWM signal output from the signal generation device 3 and drives the tire 9, A power supply 5 that supplies the voltage of the PWM signal, and a control that lowers the voltage of the PWM signal that is supplied from the power supply 5 when the average value V of the voltage to be supplied to the DC motor 4 is lower than a predetermined threshold Vth. A control device 6 is provided, and a tire phase sensor 10 that detects the orientation of the tire 9 is provided.

より具体的には、前記回転センサ2は、ステアリング1の操作量及び角速度を検出し、操作量を示す操作量信号及び角速度を示す角速度信号を制御装置6に出力する。   More specifically, the rotation sensor 2 detects an operation amount and an angular velocity of the steering 1, and outputs an operation amount signal indicating the operation amount and an angular velocity signal indicating the angular velocity to the control device 6.

前記信号生成装置3は、前記制御装置6からデューティ比を示すデューティ比信号を受け取るとともに、電源5から電圧の供給を受け、前記デューティ比信号が示すデューティ比で電圧のON/OFFを行うPWM信号を出力する。   The signal generation device 3 receives a duty ratio signal indicating a duty ratio from the control device 6 and also receives a voltage from the power supply 5 and turns on / off the voltage at the duty ratio indicated by the duty ratio signal. Is output.

前記直流モータ4は、前記信号生成装置3から電圧の供給を受けてタイヤ9の車軸を鉛直軸周りに回転させる。   The DC motor 4 is supplied with a voltage from the signal generator 3 and rotates the axle of the tire 9 around the vertical axis.

前記電源5は、本実施形態では2Vのバッテリセル12個からなる第1の電源要素5aと、この第1の電源要素5aに直列に接続され同じく2Vのバッテリセル12個からなる第2の電源要素5bと、第1の電源要素5aの負極と第2の電源要素5bの負極とを短絡する短絡回路5cと、この短絡回路5cの第1の電源要素5aとの接点と前記第2の電源要素5bの正極との間に設けられこれらの間を電気的に接続又は遮断する第1のスイッチ5dと、前記短絡回路5c中に設けられこの短絡回路5cの両接点間を電気的に接続又は遮断する第2のスイッチ5eとを備えている。前記第1及び第2のスイッチ5d、5eは、制御装置6からの信号を受けて背反的にON/OFFする。すなわち、この電源5は、第1のスイッチ5dが接続されており第2のスイッチ5eが遮断されている状態で第1及び第2の電源要素5bを利用して、換言すれば2Vのバッテリセルを24個使用して、高電圧Vhi、具体的には計48Vの電圧を供給する第1の状態と、第1のスイッチ5dが遮断されており第2のスイッチ5eが接続されている状態で第1の電源要素5aのみを利用して、換言すれば2Vのバッテリセルを12個のみ使用して、前記高電圧Vhiより低い低電圧Vlo、具体的には計24Vの電圧を供給する第2の状態とを選択的にとる。In the present embodiment, the power source 5 includes a first power source element 5a composed of twelve 2V battery cells, and a second power source composed of twelve 2V battery cells connected in series to the first power source element 5a. A short circuit 5c that short-circuits the element 5b, the negative electrode of the first power supply element 5a, and the negative electrode of the second power supply element 5b; and a contact between the first power supply element 5a of the short circuit 5c and the second power supply A first switch 5d that is provided between the positive electrode of the element 5b and electrically connects or disconnects between the first switch 5d and an electrical connection between both contacts of the short circuit 5c provided in the short circuit 5c. And a second switch 5e for blocking. The first and second switches 5d and 5e are turned on and off in response to a signal from the control device 6. That is, the power source 5 uses the first and second power source elements 5b in a state where the first switch 5d is connected and the second switch 5e is cut off, in other words, a 2V battery cell. The first state in which 24 are used and a high voltage V hi , specifically a voltage of 48 V in total, is supplied, and the first switch 5d is cut off and the second switch 5e is connected in using only the first power supply element 5a, using only twelve 2V battery cells other words, the high voltage V is lower than hi low voltage V lo, in particular the supply voltage of the meter 24V The second state is selectively taken.

前記タイヤ位相センサ10は、タイヤ9の向きを検出し、タイヤ9の向きを示すタイヤ角度信号を制御装置6に出力する。   The tire phase sensor 10 detects the direction of the tire 9 and outputs a tire angle signal indicating the direction of the tire 9 to the control device 6.

前記制御装置6は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムとして周知のものである。   The control device 6 is known as a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、前記回転センサ2からの操作量信号及び角速度信号、並びにタイヤ位相センサ10からのタイヤ角度信号が入力される。   An operation amount signal and an angular velocity signal from the rotation sensor 2 and a tire angle signal from the tire phase sensor 10 are input to the input interface.

出力インタフェースからは、信号生成装置3に対してデューティ比信号、電源5の第1及び第2のスイッチ5d、5eにON/OFFさせるための信号をそれぞれ出力する。   From the output interface, a signal for turning ON / OFF the duty ratio signal and the first and second switches 5d and 5e of the power supply 5 are output to the signal generating device 3, respectively.

しかして本実施形態では、前記操作量信号、角速度信号及び角度信号をパラメータとして信号生成装置3から直流モータ4に出力すべき電圧の平均値Vを決定し、この平均値に対応するデューティ比のPWM信号を出力する制御を行うための電圧制御プログラムを内蔵している。さらに本実施形態では、この電圧制御プログラムにより、前記電圧の平均値Vが所定の閾値Vth、より具体的には12Vを下回る場合には前記電源5を第2の状態として電源5から低電圧Vlo(=24V)を信号生成装置3に供給し、その他の場合には前記電源5を第1の状態として電源5から高電圧Vhi(=48V)を信号生成装置3に供給する制御も行うようにしている。プロセッサは、この電圧制御プログラムを実行することにより、信号生成装置3から直流モータ4に出力される電圧の平均値Vを制御し、ひいては直流モータ4の回転数を制御する。Thus, in the present embodiment, the average value V of the voltage to be output from the signal generating device 3 to the DC motor 4 is determined using the operation amount signal, the angular velocity signal, and the angle signal as parameters, and the duty ratio corresponding to the average value is determined. A voltage control program for performing control to output a PWM signal is incorporated. Further, in the present embodiment, when the average value V of the voltage is lower than a predetermined threshold value V th , more specifically, 12 V, the voltage control program sets the power source 5 to the second state and lowers the voltage from the power source 5. Vlo (= 24V) is supplied to the signal generation device 3, and in other cases, the power supply 5 is set to the first state and the high voltage V hi (= 48V) is supplied from the power supply 5 to the signal generation device 3. Like to do. The processor controls the average value V of the voltage output from the signal generator 3 to the DC motor 4 by executing this voltage control program, and consequently controls the rotational speed of the DC motor 4.

以下、プロセッサがこの電圧制御プログラムを実行することにより行われる制御の手順を、フローチャートである図3を参照しつつ以下に示す。   Hereinafter, a control procedure performed by the processor executing this voltage control program will be described below with reference to FIG. 3 which is a flowchart.

まず、操作量信号、角速度信号及びタイヤ角度信号の入力を受け付け(ステップS1)、これらをパラメータとして出力すべき電圧の平均値Vを決定する(ステップS2)。それから、決定された電圧の平均値Vが所定の閾値Vthを下回る場合は(ステップS3)、前記電源5を第2の状態とする。すなわち、電源5から信号生成装置3に供給される電圧を低電圧Vlo(24V)に設定する(ステップS4)。一方、その他の場合には前記電源5を第1の状態とする。すなわち、電源5から信号生成装置3に供給される電圧を高電圧Vhi(48V)に設定する(ステップS5)。そして、前記電圧の平均値V及び電源5から供給される電圧に基づきデューティ比を決定し(ステップS6)、このデューティ比を示す信号を信号生成装置3に出力する。First, input of an operation amount signal, an angular velocity signal, and a tire angle signal is received (step S1), and an average value V of voltages to be output is determined using these as parameters (step S2). Then, when the determined average value V of the voltages is lower than the predetermined threshold value V th (step S3), the power source 5 is set in the second state. That is, the voltage supplied from the power source 5 to the signal generating device 3 is set to the low voltage V lo (24 V) (step S4). On the other hand, in other cases, the power source 5 is set to the first state. That is, the voltage supplied from the power source 5 to the signal generating device 3 is set to the high voltage V hi (48V) (step S5). Then, the duty ratio is determined based on the average value V of the voltages and the voltage supplied from the power source 5 (step S6), and a signal indicating the duty ratio is output to the signal generating device 3.

すなわち、図4の期間Tのように、出力すべき電圧の平均値Vが閾値Vthを下回る期間は、電源5が第2の状態となるので信号生成装置3に供給される電圧は低電圧Vloすなわち24Vとなる。また、他の期間では、電源5が第2の状態となるので信号生成装置3に供給される電圧は高電圧Vhiすなわち48Vとなる。従って、本実施形態の制御を行うことで、出力すべき電圧の平均値Vが閾値Vthを下回る期間におけるデューティ比、換言すればパルス波がONである期間の割合は、信号生成装置3に供給される電圧を常時高電圧Vhiとした場合、すなわち電源5が常時第1の状態である場合と比較して2倍となる。換言すれば、信号生成装置3に供給されるパルス波のOFF期間は短くなる。That is, during the period when the average value V of the voltage to be output is lower than the threshold value V th as in the period T in FIG. 4, the power supply 5 is in the second state. Vlo, that is, 24V. In the other period, since the power supply 5 is in the second state, the voltage supplied to the signal generating device 3 is the high voltage V hi, that is, 48V. Therefore, by performing the control of the present embodiment, the duty ratio in the period in which the average value V of the voltage to be output is lower than the threshold value V th , in other words, the ratio of the period in which the pulse wave is ON is given to the signal generator 3. When the supplied voltage is always the high voltage V hi , that is, when the power source 5 is always in the first state, the voltage is doubled. In other words, the OFF period of the pulse wave supplied to the signal generation device 3 is shortened.

すなわち本実施形態によれば、直流モータ4に供給すべき電圧の平均値Vが閾値Vthを下回る領域では、電源5から供給される電圧を低電圧Vloとする一方、デューティ比を上昇させてパルス波のOFF期間を短くし、直流モータ4に供給する電圧の平均値Vを確保することにより、PWM制御におけるパルス波のOFF期間が長くなることによる上述した不具合の発生を抑制することができる。換言すれば、デューティ比を一定以上に保つことにより直流モータ4の回転のムラを低減することができる。すなわち、タイヤ9の回転にムラが生じ通路幅の狭い倉庫内を走行する産業車両に必要なタイヤ角の操作が困難であるという不具合の発生を抑制することができる。That is, according to the present embodiment, in the region where the average value V of the voltage to be supplied to the DC motor 4 is lower than the threshold value V th , the voltage supplied from the power source 5 is set to the low voltage V lo while increasing the duty ratio. Thus, by shortening the OFF period of the pulse wave and securing the average value V of the voltage supplied to the DC motor 4, it is possible to suppress the occurrence of the above-described problems due to the longer OFF period of the pulse wave in PWM control. it can. In other words, uneven rotation of the DC motor 4 can be reduced by maintaining the duty ratio at a certain level or more. In other words, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the tire angle is uneven and the tire angle required for an industrial vehicle traveling in a warehouse with a narrow passage width is difficult to operate.

また、前記電源5が第1の電源要素5a及び第2の電源要素5bを利用し高電圧Vhiを供給する第1の状態と、第1の電源要素5aのみを利用し低電圧Vloを供給する第2の状態とを選択的にとり、直流モータ4に供給すべき電圧の平均値Vが所定の閾値Vthを下回る場合には電源5が第2の状態となるように制御しているので、このようなパワーステアリング装置の電源5から供給する電圧の変更を容易に行うことができる。In addition, the power supply 5 uses the first power supply element 5a and the second power supply element 5b to supply the high voltage Vhi , and the first power supply element 5a alone is used to reduce the low voltage Vlo . The second state to be supplied is selectively taken, and when the average value V of the voltage to be supplied to the DC motor 4 is lower than a predetermined threshold value V th , the power source 5 is controlled to be in the second state. Therefore, the voltage supplied from the power supply 5 of such a power steering apparatus can be easily changed.

また、前記電源5の第1の電源要素5a及び第2の電源要素5bがそれぞれ2Vのバッテリセル12個からなり、直流モータ4に供給すべき電圧の平均値Vが所定の閾値Vthを下回る場合には使用するセルの個数をその他の場合と比較して少なくする制御を行うようにしているので、より具体的には、直流モータ4に供給すべき電圧の平均値Vが所定の閾値Vthを下回る場合には電源5を第2の状態としてバッテリセル12個のみを使用するようにしており、その他の場合には電源5を第1の状態としてバッテリセル24個を使用するようにしているので、電圧の変更を容易に行うための電源5の構成を実現することができる。The first power supply element 5a and the second power supply element 5b of the power supply 5 are each composed of 12 2V battery cells, and the average value V of the voltage to be supplied to the DC motor 4 is below a predetermined threshold value Vth . In this case, control is performed so that the number of cells to be used is reduced as compared with the other cases. More specifically, the average value V of the voltage to be supplied to the DC motor 4 is a predetermined threshold value V. If it is less than th , the power source 5 is set to the second state and only 12 battery cells are used. In other cases, the power source 5 is set to the first state and 24 battery cells are used. Therefore, the configuration of the power source 5 for easily changing the voltage can be realized.

なお、本実施形態は上述した実施形態に限らない。   In addition, this embodiment is not restricted to embodiment mentioned above.

例えば、図5に示すように、直流モータ4を利用して液圧ポンプ7を駆動し、この液圧ポンプ7からシリンダ8に作動液を供給してこのシリンダ8に接続された図示しないアクチュエータを介してタイヤ9の向きを変更する態様のパワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。なお、前記図5において、上述した実施形態及び図1におけるものに対応する部位には、同一の名称及び符号を付している。   For example, as shown in FIG. 5, a hydraulic pump 7 is driven using a DC motor 4, and hydraulic fluid is supplied from the hydraulic pump 7 to a cylinder 8 to connect an actuator (not shown) connected to the cylinder 8. Therefore, the present invention may be applied to a power steering device in which the orientation of the tire 9 is changed through the power steering device. In FIG. 5, parts corresponding to those in the above-described embodiment and FIG.

また、上述した実施形態では、電源が第1の状態と第2の状態とを選択的にとるものであり、信号生成装置に出力する電源電圧を2段階に変化させるようにしているが、信号生成装置に出力する電源電圧を3段階以上に変化させることができる電源を採用してもよい。電源電圧を3段階以上に変化させることができる電源、換言すれば供給する電圧が高い順に第1、第2及び第3の状態をとることができる電源を採用した場合には、所定の第1の閾値と、第1の閾値より低電圧側の第2の閾値とを設定し、直流モータに供給すべき電圧の平均値が所定の第1の閾値を下回りかつ第2の閾値以上である場合には前記電源を第2の状態とし、前記電圧の平均値が第2の閾値を下回る場合には前記電源を第3の状態とし、その他の場合すなわち前記電圧の平均値が第1の閾値を上回る場合には前記電源を第1の状態とする制御を制御装置が行うようにするとよい。   In the above-described embodiment, the power supply selectively takes the first state and the second state, and the power supply voltage output to the signal generation device is changed in two stages. You may employ | adopt the power supply which can change the power supply voltage output to a production | generation apparatus in three steps or more. When a power supply that can change the power supply voltage in three or more stages, in other words, a power supply that can take the first, second, and third states in order from the highest supplied voltage, a predetermined first And a second threshold value on the lower voltage side than the first threshold value, and the average value of the voltage to be supplied to the DC motor is less than the predetermined first threshold value and equal to or greater than the second threshold value. The power supply is set to the second state, the power supply is set to the third state when the average value of the voltage is lower than the second threshold value, and in other cases, that is, the average value of the voltage is set to the first threshold value. When it exceeds, it is good for a control apparatus to perform control which makes the said power supply a 1st state.

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。   In addition, various changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

直流モータから動力の供給を受けて走行する産業車両等に用いられ、直流モータを利用してステアリング装置を駆動するとともに、PWM制御によりこの直流モータを制御するパワーステアリング装置において、本発明の構成を採用すれば、直流モータの回転数が低い状態において直流モータの回転のムラを低減し、通路幅の狭い倉庫内を走行する産業車両に必要なタイヤ角の操作を円滑に行うことができるようになる。   A power steering device used in an industrial vehicle or the like that travels by receiving power supply from a DC motor, drives the steering device using the DC motor, and controls the DC motor by PWM control. If adopted, the rotation unevenness of the DC motor can be reduced in a state where the rotational speed of the DC motor is low, and the tire angle required for industrial vehicles traveling in a warehouse with a narrow passage width can be smoothly operated. Become.

1…ステアリング
2…回転センサ
3…信号生成装置
4…直流モータ
5…制御装置
6…電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering 2 ... Rotation sensor 3 ... Signal generation device 4 ... DC motor 5 ... Control device 6 ... Power supply

Claims (2)

直流モータから動力の供給を受けて走行する産業車両に用いられるパワーステアリング装置であって、
ステアリングの回転角及び角速度を検出する回転センサと、
この回転センサから出力される信号に基づきPWM信号を出力する信号生成装置と、
この信号生成装置から出力されるPWM信号を受けてステアリング装置を駆動するSteer by Wire 方式を実現するための直流モータと、
高電圧を供給する第1の状態と前記高電圧より低い低電圧を供給する第2の状態とを選択的にとり前記PWM信号の電圧を供給する電源と、
前記ステアリングの回転角及び角速度に基づき前記直流モータに供給すべき電圧の平均値を決定する制御、前記直流モータがステアリング装置を駆動する際のデューティ比を一定以上に保つべく、決定された電圧の平均値が所定の閾値を下回る場合には電源を第2の状態、その他の場合には電源を第1の状態とする制御、及び前記第1の状態及び前記第2の状態における前記電圧の平均値及び前記PWM信号の電圧に基づきデューティ比を決定しそのデューティ比を示す信号を前記信号生成装置に出力する制御を行う制御装置と
を備えていることを特徴とするパワーステアリング装置。
A power steering device used in an industrial vehicle that travels by receiving power from a DC motor,
A rotation sensor for detecting the rotation angle and angular velocity of the steering;
A signal generation device that outputs a PWM signal based on a signal output from the rotation sensor;
A DC motor for realizing a Steer by Wire system that receives a PWM signal output from this signal generation device and drives a steering device;
A power supply that selectively takes a first state for supplying a high voltage and a second state for supplying a low voltage lower than the high voltage to supply the voltage of the PWM signal;
Control for determining the average value of the voltage to be supplied to the DC motor based on the rotation angle and angular velocity of the steering, and the determined voltage in order to keep the duty ratio when the DC motor drives the steering device above a certain level . Control where the power supply is in the second state if the average value is below a predetermined threshold, otherwise the power supply is in the first state, and the average of the voltage in the first state and the second state A power steering device comprising: a control device that performs control to determine a duty ratio based on the value and the voltage of the PWM signal and to output a signal indicating the duty ratio to the signal generation device.
前記電源が複数の電源要素を連結したものであって、前記直流モータに供給すべき電圧の平均値が所定の閾値を下回る場合に使用する電源要素の個数をその他の場合と比較して少なくすることにより電源を第2の状態とする制御を前記制御装置が行う請求項1記載のパワーステアリング装置。 The power supply is a combination of a plurality of power supply elements, and the number of power supply elements to be used when the average value of the voltage to be supplied to the DC motor is below a predetermined threshold is reduced compared to other cases. The power steering device according to claim 1, wherein the control device controls the power supply to be in the second state.
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