本發(fā)明涉及電動車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別涉及一種小型電動倉儲車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機控制器。

背景技術(shù)：

叉車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有液動、氣動助力轉(zhuǎn)向和電動助力轉(zhuǎn)向，電動助力轉(zhuǎn)向因為具有結(jié)構(gòu)簡單，操作輕便，維護方便，無污染，已在國內(nèi)電動叉車領(lǐng)域越來越廣泛應用。但是針對小型電動倉儲車輛應用，目前市場上很少用到電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因為國內(nèi)外市場上的電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普遍使用的是交流轉(zhuǎn)向電機和交流電轉(zhuǎn)向控制器，其系統(tǒng)成本高昂，控制技術(shù)復雜，不適合應用在小型電動倉儲車輛上，很難被國內(nèi)市場接受。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：提供一種可靠性高，操作簡便，成本較低，用于小型電動倉儲車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機控制器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種小型電動倉儲車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機控制器，包括通過CAN總線與車輛的行走控制器進行數(shù)據(jù)交互的轉(zhuǎn)向控制器，所述轉(zhuǎn)向控制器連接控制車輛的轉(zhuǎn)向電機，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向電機減速器和減速齒輪盤使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向控制器上還分別連接有：

轉(zhuǎn)向指令傳感器，安裝在控制手柄軸上，將控制手柄轉(zhuǎn)動的大小和方向信息發(fā)送給轉(zhuǎn)向控制器；

位置反饋傳感器，安裝在轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)子軸上，將轉(zhuǎn)向輪的位置反饋給轉(zhuǎn)向控制器，實現(xiàn)對控制手柄位置和轉(zhuǎn)向輪位置的閉環(huán)控制；

零位接近開關(guān)，安裝在齒輪盤上，為轉(zhuǎn)向控制器計算位置提供已知的零位參考信號。

所述行走控制器根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來限制車輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)行走車速來改變轉(zhuǎn)向靈敏度。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向控制器采用單片機。

優(yōu)選的，所述單片機輸出PWM，通過功率器件驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，所述單片機連接車輛的互鎖開關(guān)，互鎖開關(guān)一旦閉合，單片機就開始以一個固定的PWM輸出，驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機去尋找零位信號，零位接近開關(guān)感應到安裝在齒輪盤上對應的金屬條后，轉(zhuǎn)向位置處于零位狀態(tài)；單片機再根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向指令信號和位置反饋信號，進行PID調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪達到目標位置。

優(yōu)選的，所述單片機還通過電流檢測電路來監(jiān)測轉(zhuǎn)向電機電流，進行PID調(diào)節(jié), 當轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時，將通過關(guān)閉故障輸出驅(qū)動來斷開車輛的主接觸器。

優(yōu)選的，所述單片機還連接有狀態(tài)LED，當轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時，通過控制器的故障指示輸出端口驅(qū)動狀態(tài)LED，或通過串口通訊由外部專用編程器讀取故障碼。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1．本發(fā)明的直流永磁有刷轉(zhuǎn)向控制器通過CAN通訊和行走控制器進行數(shù)據(jù)交互，使行走控制器可以根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來限制車輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器可以根據(jù)行走車速來改變轉(zhuǎn)向靈敏度，從而提高駕駛車輛的舒適性。

2． 本發(fā)明的直流永磁有刷轉(zhuǎn)向控制器為小型電動倉儲車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的市場推廣提供了成本優(yōu)勢，并大大提高了車輛駕駛的舒適性和可靠性，操作簡便，售后方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明所述的直流永磁有刷電機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向控制器的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3為本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向控制器的控制流程圖；

圖4為實施例中轉(zhuǎn)向控制器的實際接線圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明所揭示的小型電動倉儲車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的直流永磁有刷電機控制器，包括通過CAN總線與車輛的行走控制器進行數(shù)據(jù)交互的轉(zhuǎn)向控制器，所述轉(zhuǎn)向控制器連接控制車輛的轉(zhuǎn)向電機，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向電機減速器和減速齒輪盤使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向控制器上還分別連接有轉(zhuǎn)向指令傳感器、位置反饋傳感器和零位接近開關(guān)。

工作原理：當控制手柄轉(zhuǎn)動方向時，帶動安裝在手柄軸上的轉(zhuǎn)向指令傳感器轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向指令傳感器轉(zhuǎn)動的大小和方向來控制轉(zhuǎn)向電機，經(jīng)過減速機構(gòu)（轉(zhuǎn)向電機減速器和齒輪盤）使行走橡膠輪轉(zhuǎn)向，安裝在轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)子軸上的位置反饋傳感器將轉(zhuǎn)向輪的位置反饋給轉(zhuǎn)向控制器，實現(xiàn)對手柄位置和轉(zhuǎn)向輪位置的閉環(huán)控制，安裝在齒輪盤上的接近開關(guān)為轉(zhuǎn)向控制器計算位置提供已知的零位參考信號（適用于編碼器作為位置反饋器件）。另外可以通過CAN通訊和行走控制器進行數(shù)據(jù)交互，使行走控制器可以根據(jù)轉(zhuǎn)彎角度來限制車輛行走速度，轉(zhuǎn)向控制器可以根據(jù)行走車速來改變轉(zhuǎn)向靈敏度，從而提高駕駛車輛的舒適性。

如圖2所示，為轉(zhuǎn)向控制器的結(jié)構(gòu)原理圖。所述轉(zhuǎn)向控制器采用單片機。所述單片機輸出PWM，通過功率器件驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動。車輛上的鑰匙開關(guān)閉合，經(jīng)過線性電源轉(zhuǎn)換輸出+3.3V、+15V和外部+5V，分別給單片機、功率器件、外部轉(zhuǎn)向和位置傳感器供電。

所述單片機連接車輛的互鎖開關(guān)，如圖3所示，車輛上的互鎖開關(guān)一旦閉合，單片機就開始以一個固定的PWM輸出，驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機去尋找零位信號，零位接近開關(guān)感應到安裝在齒輪盤上對應的金屬條后，轉(zhuǎn)向位置處于零位狀態(tài)。單片機再根據(jù)輸入轉(zhuǎn)向指令信號和位置反饋信號，進行PID調(diào)節(jié)，準確地使轉(zhuǎn)向輪達到目標位置，即位置/速度閉環(huán)控制。

如圖4所示，為某轉(zhuǎn)向控制器的實際接線圖，控制器參數(shù)如下：

額定電壓：24V

額定電流：40A

控制模式：絕對位置模式控制

工作頻率：PWM 15.6KHZ

通訊方式：CAN，串口

轉(zhuǎn)向指令輸入支持雙通道互補的模擬量傳感器

轉(zhuǎn)角反饋輸入支持正交編碼器或模擬量兩種類型的傳感器。

結(jié)合圖2，所述單片機通過電流檢測電路來監(jiān)測電機電流，進行PID調(diào)節(jié), 即電流閉環(huán)控制。當轉(zhuǎn)向控制器發(fā)生故障時，將通過關(guān)閉故障輸出驅(qū)動來斷開車輛的主接觸器，停止車輛，確保安全行駛。單片機還通過控制器的故障指示輸出端口驅(qū)動狀態(tài)LED，并且也可以通過串口通訊由外部專用編程器讀取故障碼，實現(xiàn)人機交互，便于售后維修?？撮T狗電路可以實時監(jiān)控單片機程序的運行，一旦程序運行出錯，可以立即復位單片機，確保程序運行安全。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。