JP3620006B2

JP3620006B2 - 産業車両の全油圧式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3620006B2
Application number: JP07559596A
Authority: JP
Inventors: 昇村瀬
Original assignee: 小松フォークリフト株式会社
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: JPH09263258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトトラック等の産業車両に使用される全油圧式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業車両の全油圧式パワーステアリング装置としては、ハンドルにより操作されるステアリングバルブユニットを備えると共に、操舵輪を操向させるパワーシリンダを備え、該ステアリングバルブユニットとパワーシリンダとを連結する左右の油圧ラインを備え、前記ハンドルの操作に対応して操舵輪を油圧により操舵するようになるものである。
【０００３】
しかし、このようになる全油圧式パワーステアリング装置にあっては、ハンドルと操舵輪とは機械的に接続するのではなく油圧によって接続するようになっていたため、ステアリングバルブユニット内の油漏れ等を原因とするハンドルの操舵角と操舵輪の切り角との間に位置ずれが生じるようになり、ハンドルの中立位置が狂って運転者に違和感を与えるといった問題が生じる恐れがあった。
【０００４】
そこで、従来はハンドルの操舵角に対するパワーシリンダのストローク制御目標値と実ストローク値とを比較して、ハンドルの操作に対応した操舵輪の操舵を制御するようにしたものが知られていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のハンドルの操作に対応した操舵輪の操舵を制御するものにあっては、ハンドルの操作に対し全操作領域でハンドルの操舵角に対するパワーシリンダのストローク制御目標値と実ストローク値とを比較して補正制御が行われるため、この補正制御が頻繁に行われるようになる。この補正制御が頻繁に行われることにより、ハンドルの空転回数が多くなり、補正制御を行うための電磁開閉弁の耐久性の低下やハンドル空転によるハンドルのふらつきなどの問題が生じる恐れがあった。また、ハンドルの操作に対する全操作領域でのハンドルの操舵角を検出するので、このハンドルの操舵角の検出する部分の構造が複雑となり、この構造の複雑化による故障発生率の増大や価格的に高価になるといった問題があった。
本発明は、これらの問題を解消することを、その課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記問題を解消するため、ハンドルにより操作されるステアリングバルブユニットを備えると共に、操舵輪を操向させるパワーシリンダを備え、該ステアリングバルブユニットとパワーシリンダとを連結する左右の油圧ラインを備え、前記ハンドルの操作に対応して操舵輪を油圧により操舵するようになる産業車両の全油圧式パワーステアリング装置において、前記左右の油圧ラインにわたって設けたバイパスラインと、該バイパスラインに設けた制御信号により開閉制御される電磁開閉弁と、前記ハンドルの一回転毎のハンドル基準位置を検出するハンドル位置センサーと、前記パワーシリンダのストロークを検出するストロークセンサーと、前記ハンドル位置センサーと前記ストロークセンサーとからのデータを入力し、ハンドルが一回転毎のハンドル基準位置となったとき、ハンドルの一回転毎のハンドル基準位置でのパワーシリンダのストローク量がハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域かどうかを記憶した変換データテーブルを基にハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域となる場合に、ハンドルの操作に対応したパワーシリンダのストロークに補正制御するデータを記憶した補正制御データテーブルを基にした電磁開閉弁への制御信号を出力して、電磁開閉弁を制御する制御装置と、を備える。
【０００７】
【作用】
本発明は、電磁開閉弁の開閉制御を常に行うことなく、ハンドルが一回転毎のハンドル基準位置となったときのみの必要最低限とし、電磁開閉弁の開閉頻度を少なくして、電磁開閉弁及びこれらの回路の耐久性の向上を図ると共に、電磁開閉弁の開閉頻度が少なくなることで、ハンドル空転によるハンドルのふらつきなどの問題をなくす。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による産業車両の全油圧式パワーステアリング装置の一実施例について説明する。なお、本実施例にあっては四輪式フォークリフトトラックに用いた場合であり、該四輪式フォークリフトトラックは前部に左右の駆動輪を有し後部に二つの操舵輪を有するもので、ハンドルを右回転すると操舵輪は左側に向かい車両は右旋回するようになると共に、ハンドルを左回転すると操舵輪は右側に向かい車両は左旋回するようになる。
【０００９】
図１、図２に示すように、まず、ハンドルノブ２を有するハンドル１を備え、該ハンドル１にはハンドルコラム３を装着し、該ハンドルコラム３をステアリングバルブユニット４に接続することで、該ハンドル１によりステアリングバルブユニット４が操作されるようになる。
【００１０】
そして、前記ステアリングバルブユニット４には、作動油タンク５からステアリングポンプ６によって加圧油が供給される加圧油ライン７と、作動油タンク５へ加圧油が戻るドレーンライン８と、パワーシリンダ１０の左右それぞれに接続する第一油圧ライン１１、第二油圧ライン１２と、をそれぞれ接続するようになっており、当該ステアリングバルブユニット４のストローク変位によって第一油圧ライン１１あるいは第二油圧ライン１２に加圧油を供給することでパワーシリンダ１０を操作し、該パワーシリンダ１０の左右に接続する操舵輪１３を操舵するようになる。これにより、前記ハンドル１の操作に対応して操舵輪１３を油圧により操舵するようになる。
【００１１】
このようになるものにおいて、前記第一油圧ライン１１と第二油圧ライン１２とにおいてはその中間にわたってバイパスライン１４を設け、該バイパスライン１４には電磁開閉弁１５及びオルフィス１６を設ける。該電磁開閉弁１５は車体内部に設けた制御装置１７に接続しており、該制御装置１７からの制御信号により開閉制御されるようになるものである。
【００１２】
一方、前記ハンドルコラム３にはハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置を検出するためのハンドル位置センサー１８を備え、該ハンドル位置センサー１８はドグ１９を有した円板状のハンドルプレート２０を検出するようになり、前記ハンドル１が直進状態となる位置で該ドグ１９を検出すると共に、ここからハンドル１を左右どちらでも一回転する度に該ドグ１９を検出するようになる。そして、このドグ１９を検出すると高い値となると共にドグ１９を検出しないと低い値となり、この値を信号として出力するようになる。これにより前記ハンドルプレート２０のドグ１９を検出する位置を一回転毎のハンドル基準位置とし、このハンドル位置センサー１８においてハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置（ハンドル１が一回転する度にドグ１９を検出する位置）を検出するようになる。
【００１３】
また、前記パワーシリンダ１０には当該パワーシリンダ１０のストロークを検出するストロークセンサー２１を備え、該ストロークセンサー２１はパワーシリンダ１０の左右のストローク量を検出してこれを出力する。
【００１４】
そして、前記ハンドル位置センサー１８と前記ストロークセンサー２１とは共に制御装置１７に接続してここにハンドル位置センサー１８の信号とストロークセンサー２１のストローク量とを伝達するようになる。この制御装置１７においては、図３に示すように、ハンドル位置センサー１８の信号とストロークセンサー２１のストローク量とを入力する入力部２２を備え、該入力部２２からのデータを基に電磁開閉弁１５への制御を演算処理するＣＰＵ２３を備えると共に、該ＣＰＵ２３に接続して、ハンドル１の操作に対応したパワーシリンダ１０のストロークに補正制御するデータを記憶した補正制御データテーブル２４とハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置でのパワーシリンダ１０のストローク量がハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域かどうかを記憶した変換データテーブル２５とを有したメモリー部２６を備え、さらに、前記ＣＰＵ２３で演算処理した制御信号を電磁開閉弁１５に出力する出力部２７を備えている。
【００１５】
一方、前記制御装置１７の出力部２７より出力された制御信号を基に電磁開閉弁１５が開閉制御されるが、これは該電磁開閉弁１５を開動作してステアリングバルブユニット４より供給された加圧油を第一油圧ライン１１と第二油圧ライン１２のうちの一方側よりバイパスライン１４を経て他方側に流すことで、ハンドル１の操作に対応したパワーシリンダ１０のストロークに補正制御するようになる。
【００１６】
次に、前記制御装置のＣＰＵ２３における演算処理について説明すると、図４に示すように、まず、前記ハンドル位置センサー１８からの信号を入力部２２より信号ＨＳとして入力し、この信号ＨＳと該ハンドル位置センサー１８から入力した前回の信号である信号ＨＳ１とを対比して、信号ＨＳ＞信号ＨＳ１となると信号Ｐを出す。この信号Ｐを出す時、すなわち信号ＨＳ＞信号ＨＳ１となる時はハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置外から一回転毎のハンドル基準位置になった瞬間である。
【００１７】
一方、前記ストロークセンサー２１からのストローク量を入力部２２よりストローク量ＣＳとして入力し、このストローク量ＣＳを微分してシリンダ速度ＳＳを算出する。そして、前記ハンドル位置センサー１８からの信号において信号ＨＳ＞信号ＨＳ１となった時に出た信号Ｐを受けると、算出したシリンダ速度ＳＳを比較する。これはシリンダ速度ＳＳを予め設定した速度設定値Ｋと比較するもので、シリンダ速度ＳＳ＞＋Ｋの場合をＫ１とし、−Ｋ≦シリンダ速度ＳＳ≦＋Ｋの場合をＫ０とし、シリンダ速度ＳＳ＜−Ｋの場合をＫ２とし、シリンダ速度ＳＳをＫ１、Ｋ０、Ｋ２のどこになるかを判定するものである。そして、シリンダ速度ＳＳがＫ１あるいはＫ２となると、シリンダ速度Ｋ１あるいはシリンダ速度Ｋ２として信号を出す。なお、このシリンダ速度Ｋ１、シリンダ速度Ｋ２はシリンダの移動方向（操舵輪１３の左右の旋回方向）を含めたもので、つまり、シリンダ速度Ｋ１はハンドルの右への回転方向の速度を表し、シリンダ速度Ｋ２はハンドルの左への回転方向の速度を表し、シリンダ速度Ｋ０はハンドルの右左どちらへの回転方向なのかが判定し難い速度を表す。
【００１８】
また、前記ストロークセンサー２１から入力したストローク量ＣＳを、前記メモリー部２６におけるハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置でのパワーシリンダ１０のストローク量がハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域かどうかを記憶した変換データテーブル２５に基づいて変換される。これは算出したシリンダ速度ＳＳからハンドルの回転方向を求めて（シリンダ速度ＳＳがＫ１なのかＫ２なのかを求める）、求めたハンドルの回転方向によって、ストローク量ＣＳが変換データテーブル２５でのハンドル右回転補正領域となる場合に補正信号ＡＲを出し、また、ストローク量ＣＳが変換データテーブル２５でのハンドル左回転補正領域となる場合に補正信号ＡＬを出すようになる。
【００１９】
そして、前記ハンドル位置センサー１８から入力した信号ＨＳと、シリンダ速度Ｋ２と、補正信号ＡＲとをすべて受けとると、これらのデータに則って制御開始信号Ｒが出される。
また、前記ハンドル位置センサー１８から入力した信号ＨＳと、シリンダ速度Ｋ１と、補正信号ＡＬとをすべて受けとると、これらのデータに則って制御開始信号Ｌが出される。
【００２０】
そして、これらの制御開始信号Ｒ，Ｌのどちらか一方の信号を受けると前記メモリー部２６におけるハンドル１の操作に対応したパワーシリンダ１０のストロークに補正制御するデータを記憶した補正制御データテーブル２４を基に電磁開閉弁１５への制御信号を出力し、電磁開閉弁１５を開動作させるようになる。
【００２１】
このようにハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置外から一回転毎のハンドル基準位置になった時にパワーシリンダ１０のストローク量が変換データテーブル２５のハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域にある場合にのみ制御開始信号を出して補正制御データテーブル２４を基にした電磁開閉弁１５への制御信号を出力することで、電磁開閉弁１５の開閉制御を常に行うことなくハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置となったときのみの必要最低限とし、電磁開閉弁１５の開閉頻度を少なくして、電磁開閉弁１５及びこれらの回路の耐久性の向上を図ることができる。しかも、電磁開閉弁１５の開閉頻度が少なくなることで、ハンドル１空転によるハンドル１のふらつきなどの問題をなくすことができる。また、前記ハンドル位置センサー１８はドグ１９を有した円板状のハンドルプレート２０を検出する単純な構造のものとすることで、ここでの故障発生率の増大を抑えかつ価格的に高価になるのを抑えることができる。
【００２２】
【発明の効果】
電磁開閉弁の開閉制御を常に行うことなく、ハンドルが一回転毎のハンドル基準位置となったときのみの必要最低限とし、電磁開閉弁の開閉頻度を少なくして、電磁開閉弁及びこれらの回路の耐久性の向上を図ることができる。しかも、電磁開閉弁の開閉頻度が少なくなることで、ハンドル空転によるハンドルのふらつきなどの問題をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置の概略説明図。
【図２】本発明の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置の回路図。
【図３】本発明の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置における制御装置の構成図。
【図４】本発明の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置における制御装置のＣＰＵの演算処理を示す説明図。
【符号の説明】
１…ハンドル、２…ハンドルノブ、３…ハンドルコラム、４…ステアリングバルブユニット、５…作動油タンク、６…ステアリングポンプ、７…加圧油ライン、８…ドレーンライン、１０…パワーシリンダ、１１…第一油圧ライン、１２…第二油圧ライン、１３…操舵輪、１４…バイパスライン、１５…電磁開閉弁、１６…オルフィス、１７…制御装置、１８…ハンドル位置センサー、１９…ドグ、２０…ハンドルプレート、２１…ストロークセンサー、２２…入力部、２３…ＣＰＵ、２４…補正制御データテーブル、２５…変換データテーブル、２６…メモリー部、２７…出力部。

Claims

ハンドル１により操作されるステアリングバルブユニット４を備えると共に、操舵輪１３を操向させるパワーシリンダ１０を備え、該ステアリングバルブユニット４とパワーシリンダ１０とを連結する左右の油圧ライン１１，１２を備え、前記ハンドル１の操作に対応して操舵輪１３を油圧により操舵するようになる産業車両の全油圧式パワーステアリング装置において、
前記左右の油圧ライン１１，１２にわたって設けたバイパスライン１４と、
該バイパスライン１４に設けた制御信号により開閉制御される電磁開閉弁１５と、
前記ハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置を検出するハンドル位置センサー１８と、
前記パワーシリンダ１０のストロークを検出するストロークセンサー２１と、
前記ハンドル位置センサー１８と前記ストロークセンサー２１とからのデータを入力し、ハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置となったとき、ハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置でのパワーシリンダ１０のストローク量がハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域かどうかを記憶した変換データテーブル２５を基にハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域となる場合に、ハンドル１の操作に対応したパワーシリンダ１０のストロークに補正制御するデータを記憶した補正制御データテーブル２４を基にした電磁開閉弁１５への制御信号を出力して、電磁開閉弁１５を制御する制御装置１７と、を備えたことを特徴とする産業車両の全油圧式パワーステアリング装置。
前記制御装置１７にあっては、ストロークセンサー２１より入力したストローク量から速度を算出し、算出した速度からハンドルの回転方向を求めて、パワーシリンダ１０のストローク量がハンドル右回転補正領域なのかハンドル左回転補正領域なのかを判断するようにしたことを特徴とする請求項１記載の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置。
前記電磁開閉弁１５は、前記ハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置となり、かつハンドル１の一回転毎のハンドル基準位置でのパワーシリンダ１０のストローク量がハンドル右回転補正領域あるいはハンドル左回転補正領域となる場合に、前記制御装置１７から出力された制御信号を受けて開動作すると共に、ハンドル１が一回転毎のハンドル基準位置から外れると、前記制御装置１７から出力された制御信号を受けて閉動作するようになることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の産業車両の全油圧式パワーステアリング装置。