JP2005253143A

JP2005253143A - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP2005253143A
Application number: JP2004057107A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Miura; 洋明三浦
Original assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Current assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】走行の安全性を確保しつつ、運転者が操舵にかかる操作に違和感を感じることのないようにする。
【解決手段】ステアリングハンドルと操舵輪とを電気的に連動させて操舵を行うパワーステアリング装置と、駆動輪を走行駆動する走行駆動装置とを備える車両の走行制御装置において、ステアリングハンドルの操作角速度を検出する操作角速度検出手段と、操作角速度が所定値以上であるか否かを判定する速度判定手段と、操作角速度が所定値以上であると判定されたときに走行駆動装置の走行駆動を停止する駆動制御手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、パワーステアリング装置を備える車両の走行制御技術に関する。

従来、荷役車両であるフォークリフトの操舵を司る装置の一つとして、ステアリングハンドルと操舵輪を機械的に連動させないステアバイワイヤ方式のパワーステアリング装置がある。このようなパワーステアリング装置は、例えば、ステアリングハンドルの操作角を電気信号として検出し、当該電気信号に基づいて前記舵角が前記操作角に対応するようにステアリングモータを駆動して操舵輪を操舵するように構成される。（例えば、後述の特許文献１を参照。）

ステアバイワイヤ方式のパワーステアリング装置を備える車両では、ステアリングハンドルが素早く旋回操作された場合には、ステアリングハンドルの操作角に対応する舵角に操舵輪が達するまでに時間を要する状態、すなわち、操舵の追従遅れが発生することが考えられる。追従遅れが発生すると、操舵輪がステアリングハンドルにより指示した方向と異なる方向を向いた状態で車両が走行するので、運転者が思い通りに車両を走行させることができないという問題がある。

後述の特許文献２には、操舵輪の操向角速度を検出し、操向角速度が大きいほど走行速度を減速させる技術が提案されている。また、特許文献３には、目標舵角と実際の舵角がずれている場合に、車両の発進を停止させる技術が記載されている。

特開２００１−３０９３５号公報特開平４−４６２６８号公報特開２００３−３４２６２号公報

前述の特許文献２に記載された技術では、操舵輪の操向角速度を検出するので、ステアバイワイヤ方式のパワーステアリング装置に適用しても追従遅れが発生しているかどうかを容易に判定することができず、上述の問題を解決することはできない。また、特許文献３に記載された技術では、車両の発進させる時点で目標舵角と実際の舵角がずれが小さければ車両は動き出すので、車両が動き出した直後に目標舵角と実際の舵角がずれが大きくなった場合に、車両を急停止させなければならないことになる。

本発明は、このような事情に基づいて提案されたものであって、走行の安全性を確保しつつ、運転者が操舵にかかる操作に違和感を感じることのないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両の走行制御装置は、ステアリングハンドルと操舵輪とを電気的に連動させて操舵を行うパワーステアリング装置と、駆動輪を走行駆動する走行駆動装置とを備える車両の走行制御装置において、前記ステアリングハンドルの操作角速度を検出する操作角速度検出手段と、前記操作角速度が所定値以上であるか否かを判定する速度判定手段と、前記操作角速度が所定値以上であると判定されたときに前記走行駆動装置の走行駆動を停止する駆動制御手段とを備える構成としている。

上記構成の走行制御装置によれば、ステアリングハンドルの操作角速度が所定値以上であると判定されたとき、すなわち、操舵の追従遅れが発生する状態では駆動輪が走行駆動されず、車両が惰性でしか走行しない。このため、制動装置を作動させることなく車両の走行速度が緩やかに減速され、旋回半径を小さくすることができる。また、操作角速度が小さくなり所定値未満であると判定されると、駆動輪の走行駆動が再開されるため、走行速度が減速され過ぎず、滑らかな旋回を行うことができる。さらに、操作角速度が所定値以上である場合には車両が発進しないので、車両が意図しない方向に発進することを防止することができる。

上記構成において、前記ステアリングハンドルの操作角を検出する操作角検出手段と、前記ステアリングハンドルの操作方向を検出する操作方向検出手段と、前記操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、前記ステアリングハンドルの操作角と前記操舵輪の舵角との角度差を求める角度差判定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記操作角速度が所定値以上であると判定されたときに、前記ステアリングハンドルの操作方向が前記角度差を増加させる向きである場合に、前記走行駆動装置の走行駆動を停止する構成とすれば、操舵の追従遅れが発生する状態で、かつ、追従遅れが増大する場合に駆動輪が走行駆動されないようになるので、より安全性を高めることができる。また、操作角速度が所定値以上であっても、ステアリングハンドルの操作方向が角度差を減少させる向きである場合には、操舵の追従遅れが解消されて行くことになるので、駆動輪は走行駆動され、不要な走行駆動の停止を行わなくて済む。

さらに、前記駆動制御手段が走行駆動を停止しているときに、警報を報知する報知手段を備えることが好ましい。これにより、運転者は走行駆動が停止されているか否か認識できるので、ステアリングハンドルをゆっくり操作して操作角速度を所定値より小さくする必要があるか否かを容易に判断することができる。

なお、上記の構成において、操作角速度検出手段には、操作角速度を検出する角速度センサを採用できる他、操作角検出手段にて検出されるステアリングハンドルの操作角から演算により操作角速度を算出する構成にすることができる。また、操作方向検出手段は、操作角速度検出手段により検出される操作角速度と、角度差判定手段により求められる操作角と舵角との角度差からステアリングハンドルの操作方向を判定する構成にすることができる。すなわち、操作角から見て角度差のある舵角の方向へ操作角速度が正であれば、操作角が舵角に近付く向きなので、操作方向は角度差を減少させる向きであると判定し、逆に操作角速度が負であれば、操作角が舵角から遠ざかる向きなので、操作方向は角度差を増加させる向きであると判定するようにすることができる。

本発明は、所定値以上のステアリングハンドルの操作角速度が検出されたときは、車両が惰性でしか走行しないため、車両の走行速度が緩やかに減速され、旋回半径を小さくすることができる。また、操作角速度が小さくなると駆動輪の走行駆動が再開されるため、滑らかな旋回を行うことができる。

以下、本発明をウォーキ型フォークリフトに適用した実施の形態を、図面にしたがって詳細に説明する。なお、この明細書においては、ウォーキ型フォークリフト１を側面から見て、機枠２側の方向を前、フォーク３側の方向を後ろと表現する。

図１に示すように、ウォーキ型フォークリフト１は、機枠２の後方にバッテリを収容するバッテリケース４が上下に昇降可能に支持され、このバッテリケース４の底部にフォーク３が固定される。このバッテリケース４及びフォーク３は、機枠２に支持させたリフトシリンダ５で昇降させるようになっている。また、機枠２にはモータベース６を介して走行駆動装置である走行モータ７が支持されており、モータベース６に縦軸心周りに回転自在に支持させたギヤハウジング８を介して、操舵輪と駆動輪に兼用される前輪９を水平軸心周りに回転自在に支持している。モータベース６にはステアリングモータ１０が支持され、このステアリングモータ１０によりギヤハウジング８と前輪９とを縦軸心周りに回転させることにより前輪９は操舵される。前輪９は走行モータ７により走行駆動され、走行モータ７の上側に配置された電磁ブレーキ１１により制動される。なお、機枠２の上部はカバー１２で覆うようにしている。なお、図において、１３はフォーク３の下方に設けられている後輪である。

カバー１２の上端には、ステアリングハンドル２０が設けられる。このステアリングハンドル２０は、縦軸心周りに回転可能に設けられるハンドルコラム２１と、当該ハンドルコラム２１の上部に基端部が上下に揺動可能に支持されるハンドルバー２２で構成され、ハンドルバー２２の先端部には取手２３が設けられる。また、ハンドルバー２２には、アクセラレータ２４や後述の警報ランプ３３が設けられる。

カバー１２の、ステアリングハンドル２０の取付部には、ハンドルコラム２１により駆動される操作角検出手段としてのポテンショメータ３１が設けられ、ハンドルバー２２と共にハンドルコラム２１を縦軸心周りに回転させると、当該ポテンショメータ３１によりステアリングハンドル２０の操作角が検出される。また、モータベース６には、ギヤハウジング８のギヤにより駆動される舵角検出手段としてのポテンショメータ３２が設けられ、ポテンショメータ３２により前輪９の実際の舵角が検出される。そして、実際の舵角がポテンショメータ３１により検出されるステアリングハンドル２０の操作角に対応する目標舵角に一致するように、ステアリングモータ１０が操舵制御装置４０により駆動制御される。なお、カバー１２内には、操舵制御装置４０の他にも、角度差判定手段５１、角速度判定手段５２、及び駆動制御手段５３を備え、走行モータ７を制御する走行制御装置５０が設けられる。

次に、この実施の形態の走行制御処理について、図３及び図４に基づいて説明する。

ウォーキ型フォークリフト１の走行中に、ポテンショメータ３１が検出したステアリングハンドル２０の操作角が角速度判定手段５２に入力されると、角速度判定手段５２は操作角から操作角速度を算出し、当該操作角速度が予め設定された所定の操作角速度（許容値）以上であるか否かを判定する（Ｓ１）。ここで、操作角速度が許容値以上であるときには、角速度判定手段５２はこの旨を駆動制御手段５３に通知する。また、ポテンショメータ３１が検出したステアリングハンドル２０の操作角と、ポテンショメータ３２が検出した舵角とが角度差判定手段５１に入力されると、角度差判定手段５１は操作角と舵角の角度差を算出し、駆動制御手段５３に通知する（Ｓ２）。駆動制御手段５３は、操作角速度および操作角と舵角の角度差からステアリングハンドル２０の操作方向を判定した上で、この操作方向が操作角と舵角の角度差を増加させる方向であるか否かを判定する（Ｓ３）。ここで、ステアリングハンドル２０の操作方向が角度差を増加させる方向であるときには、駆動制御手段５３は、報知手段である警報ランプ３３を点灯させ（Ｓ４）、例えば、走行モータ７に供給されている電流を停止する、又は、遮断する等して、走行モータ７の走行駆動を停止させる（Ｓ５）。

ステアリングハンドル２０が操作されている状態では、ステアリングモータ１０が駆動制御され前輪９が操舵されるが、操作角速度が許容値以上である場合には、駆動制御手段５３は走行モータ７の走行駆動停止を継続する（Ｓ６：Ｙｅｓ）。操作角速度が許容値より小さくなると、駆動制御手段５３は、走行モータ７の走行駆動停止を解除し、アクセラレータ２４の操作量に応じた走行モータ７の走行駆動制御を再開させ、警報ランプ３３が消灯させる（Ｓ６：Ｎｏ→Ｓ７→Ｓ８）。

なお、ステアリングハンドル２０の操作角速度が許容値より小さい場合は、走行モータ７の走行駆動を停止させることはない（Ｓ１：Ｎｏ）。また、操作角速度が許容値以上であっても、その操作の方向が操作角と舵角の角度差を減少させる方向であれば、走行モータ７の走行駆動は停止されない（Ｓ１：Ｙｅｓ→Ｓ２→Ｓ３：Ｎｏ）。

このように、ステアリングハンドル２０が素早く操作され操作角速度が許容値以上となり、かつ、それが操作角と舵角の角度差を増加させる方向の操作であるとき、すなわち、操舵に追従遅れが発生して操作角と舵角の角度差が増加するときは、前輪９が走行駆動されないため、ウォーキ型フォークリフト１は惰性で走行することになり、緩やかに減速しながら旋回走行する。また、操作角速度が許容値より小さくなり、追従遅れが発生しにくくなる、又は、追従遅れが解消されて行くようになると、前輪９の走行駆動が再開されるため滑らかに旋回走行を行うことができる。また、運転者は、走行モータ７の走行駆動が可能であるか否かを、警報ランプ３３が点灯状態であるか否かにより容易に確認することができ、必要に応じて、ステアリングハンドル２０をゆっくりと操作して、駆動制御手段５３による走行駆動の停止を解除し、走行モータ７の走行駆動が可能な状態とすることができる。

上記ではウォーキ型フォークリフト１が走行中である場合について説明したが、同様の処理はウォーキ型フォークリフト１が停車中であっても行われる。すなわち、運転者がステアリングハンドル２０を操作すると、角速度判定手段５２には操作角が入力され、操作角速度が算出される。また、角度差判定手段５１には操作角と舵角が入力され、角度差が算出される。このとき、操作角速度が許容値以上であり、操作方向が操作角と舵角の角度差を増加させる方向であれば、走行モータ７の走行駆動は停止され、ウォーキ型フォークリフト１の発進が抑制される。この状態から、操作角速度が許容値より小さくなると、走行モータ７の走行駆動が可能となる。つまり、操作角速度が許容値以上である場合にはウォーキ型フォークリフト１は発進しないので、ウォーキ型フォークリフト１が意図しない方向に発進することを防止できる。

なお、上記実施例では、ステアリングハンドル２０の操作が操作角と舵角の角度差を増加させる方向であるときに走行駆動を停止するようにしたが、操作の方向にかかわらず操作角速度が許容値以上となったときに走行駆動を停止してもよい。また、操作角と舵角の角度差が予め設定された所定の角度以上にあるときに、ステアリングハンドル２０が、操作角と舵角の角度差を増加させる方向へ許容値以上の操作角速度で操作される場合に、走行駆動を停止してもよい。

本発明に係るウォーキ型フォークリフトの側面図である。本発明に係るウォーキ型フォークリフトの要部の側面図である。本発明の機能ブロック図である。本発明のフロー図である。

符号の説明

１ウォーキ型フォークリフト
７走行モータ
９前輪
１０ステアリングモータ
２０ステアリングハンドル
２４アクセラレータ
３１ポテンショメータ
３２ポテンショメータ
３３警報ランプ
４０操舵制御装置
５０走行制御装置
５１角度差判定手段
５２角速度判定手段
５３駆動制御手段

Claims

ステアリングハンドルと操舵輪とを電気的に連動させて操舵を行うパワーステアリング装置と、駆動輪を走行駆動する走行駆動装置とを備える車両の走行制御装置において、
前記ステアリングハンドルの操作角速度を検出する操作角速度検出手段と、前記操作角速度が所定値以上であるか否かを判定する速度判定手段と、前記操作角速度が所定値以上であると判定されたときに前記走行駆動装置の走行駆動を停止する駆動制御手段とを備えることを特徴とする車両の走行制御装置。
前記ステアリングハンドルの操作角を検出する操作角検出手段と、前記ステアリングハンドルの操作方向を検出する操作方向検出手段と、前記操舵輪の舵角を検出する舵角検出手段と、前記ステアリングハンドルの操作角と前記操舵輪の舵角との角度差を求める角度差判定手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記操作角速度が所定値以上であると判定されたときに、前記ステアリングハンドルの操作方向が前記角度差を増加させる向きである場合に、前記走行駆動装置の走行駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載した車両の走行制御装置。