JP2005349965A - Steering device of industrial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵輪と、この操舵輪をハンドル操作に応じて旋回駆動する駆動装置とを備える産業車両のステアリング装置に関し、特に操作性を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a steering device for an industrial vehicle including a steered wheel and a drive device that drives the steered wheel to turn according to a steering operation, and more particularly to a technique for improving operability.
従来、フォークリフトなどの産業車両では、車体に設けられた操舵輪をハンドル操作に応じて駆動装置にて旋回駆動するステアリング装置が採用されている。このような産業車両が悪路を走行すると、走行路の凹凸に接触して操舵輪が旋回してしまうことがあり、例えば直進走行中では運転者がハンドルを操作していないにもかかわらず操舵輪が旋回し、車両が蛇行することになる。そのため、運転者は細かなハンドル操作を繰り返して車両の蛇行を抑えるようにするが、このような操作は運転者にとって大きな負担である。そこで、後掲する特許文献1などに記載の技術が提案されており、これにより操舵に係る操作性の向上が図られている。 Conventionally, an industrial vehicle such as a forklift employs a steering device that turns a steering wheel provided on a vehicle body by a driving device according to a steering operation. When such an industrial vehicle travels on a rough road, the steering wheel may turn in contact with the unevenness of the travel path. For example, during straight traveling, steering is performed even though the driver does not operate the steering wheel. The wheel turns and the vehicle meanders. For this reason, the driver repeats fine steering wheel operations to suppress the meandering of the vehicle, but such an operation is a heavy burden on the driver. In view of this, techniques described in Patent Document 1 and the like to be described later have been proposed, thereby improving operability related to steering.
特許文献1には、目標ステアリング角度(目標とする操舵角)がニュートラル位置(直進位置)近傍にあるときには、目標ステアリング角度に拘わらず、操向車輪(操舵輪)をニュートラル位置に維持する技術が記載されている。特許文献2には、ハンドル操作角度を一定に保った状態での走行中に、操舵輪(タイヤ)が外部からの力により回転させられると、これをハンドル操作角度に対応した操舵角度に戻す技術が記載されている。又、特許文献3には、転舵角(操舵角)が舵角中心(直進位置)付近の値であって、手放し状態のときに、転舵角を舵角中心に保持する技術が記載されている。
Patent Document 1 discloses a technique for maintaining a steered wheel (steering wheel) at a neutral position regardless of the target steering angle when the target steering angle (target steering angle) is in the vicinity of the neutral position (straight forward position). Has been described.
上記のようにして操舵輪を直進位置で維持できると、車両の直進性が向上することになるが、この状態からハンドルを僅かでも回転操作してしまうと、これに応じて操舵輪が旋回してしまうことになる。特に、ハンドルと操舵輪との間に機械的な連結機構を持たないステアリング装置では、操舵輪が直進位置で維持されていてもハンドルを回転させることができるため、不意にハンドルが動いてしまうことが考えられる。一方で、実用上、ハンドルを僅かに操作して、直進位置から操舵輪を旋回させることも必要とされることから、操舵輪を直進位置で維持するときに強制的にハンドルの回転を阻止するようなことは好ましくない。 If the steering wheel can be maintained in the straight traveling position as described above, the straight traveling performance of the vehicle will be improved. However, if the steering wheel is slightly rotated from this state, the steering wheel will turn accordingly. It will end up. In particular, in a steering device that does not have a mechanical coupling mechanism between the steering wheel and the steering wheel, the steering wheel can be rotated unexpectedly because the steering wheel can be rotated even if the steering wheel is maintained in the straight traveling position. Can be considered. On the other hand, since it is also necessary for the steering wheel to turn slightly from the straight traveling position by practically operating the steering wheel, the steering wheel is forcibly prevented from rotating when the steering wheel is maintained at the straight traveling position. Such is not preferable.
そこで、本発明は、操舵輪を直進位置のような所定の状態で維持でき、しかも、その状態から速やかにハンドル操作に応じて操舵輪を旋回させることのできるステアリング装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering device that can maintain a steered wheel in a predetermined state such as a straight traveling position, and that can quickly turn the steered wheel according to a steering operation from the state. To do.
上記の目的を達成するため、本発明は、車体に旋回可能に設けられた操舵輪と、該操舵輪を旋回駆動する駆動装置とを備え、ハンドルの回転操作に応じて上記駆動装置が上記操舵輪を旋回駆動して操舵をなす産業車両のステアリング装置において、上記操舵輪の操舵角を検出する操舵輪センサと、上記ハンドルの操作角を検出するハンドルセンサと、上記両センサの検出結果に基づいて上記駆動装置を制御する制御装置とを備え、上記制御装置が、上記操舵輪センサにより検出される操舵角が所定の操舵角範囲内にあるときの上記操作角を基準操作角とし、これ以降、この基準操作角を基準とする所定の操作角範囲内に上記ハンドルセンサにより検出される操作角があれば、上記操舵角が上記操舵角範囲内となるよう上記駆動装置を制御することを特徴とする構成を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a steering wheel provided on a vehicle body so as to be able to turn, and a drive device that drives the steering wheel to turn, and the drive device steers the steering wheel according to a rotation operation of a steering wheel. In a steering device for an industrial vehicle that performs steering by turning a wheel, a steering wheel sensor that detects a steering angle of the steering wheel, a handle sensor that detects an operation angle of the handle, and a detection result of both the sensors A control device for controlling the drive device, wherein the control device uses the operation angle when the steering angle detected by the steering wheel sensor is within a predetermined steering angle range as a reference operation angle, and thereafter If the operation angle detected by the handle sensor is within a predetermined operation angle range with the reference operation angle as a reference, the drive device is controlled so that the steering angle is within the steering angle range. To adopt a configuration, wherein the door.
このような本発明によれば、基準操作角が設定された後は、操作角が基準操作角を基準とする操作角範囲内となるようにハンドルを保持しさえすれば、操舵角が所定の操舵角範囲内となるように操舵輪が維持される。つまり、ハンドルを全く動かさないようにしなくとも済むため、運転者の負担が軽減され、容易に操舵輪を上記の操舵角範囲に対応する操舵状態に維持することができるようになる。又、ハンドルを操作角が上記の操作角範囲外となるまで回転操作すれば、上記の操舵角範囲内に操舵輪が維持されることはなくなり、ハンドル操作に応じて操舵輪を旋回させることができる。 According to the present invention as described above, after the reference operation angle is set, the steering angle is set to a predetermined value as long as the steering wheel is held so that the operation angle is within the operation angle range with respect to the reference operation angle. Steering wheels are maintained so that they are within the steering angle range. That is, since it is not necessary to move the steering wheel at all, the burden on the driver is reduced, and the steering wheel can be easily maintained in the steering state corresponding to the steering angle range. Further, if the steering wheel is rotated until the operating angle is out of the above operating angle range, the steering wheel is not maintained within the above steering angle range, and the steering wheel can be turned according to the steering operation. it can.
ここで、上記操舵輪が、当該産業車両の直進方向を向いた位置から左右へ旋回可能に設けられており、上記操舵角範囲が、上記操舵輪が直進方向を向いたときの操舵角から左及び右へ所定角度の範囲に設定されているようにすれば、操作角が上記の操作角範囲内にあれば、操舵輪が実質的に直進方向を向いた状態を維持できるので、当該産業車両の直進性が向上する。 Here, the steering wheel is provided so as to be able to turn left and right from a position facing the straight traveling direction of the industrial vehicle, and the steering angle range is left from the steering angle when the steering wheel faces the straight traveling direction. If the operating angle is within the above-mentioned operating angle range, the steered wheels can be maintained in a substantially straight traveling direction. Improves straight running performance.
本発明においては、上記制御装置が、上記操舵角が上記操舵角範囲内にある状態が所定時間継続した時点での上記操作角を上記基準操作角に設定する設定手段と、上記ハンドルセンサにより検出される操作角が上記設定手段により設定された上記基準操作角を基準とする上記操作角範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により上記操作角が上記操作角範囲内にあると判定されるときに、上記操舵角が上記操舵角範囲内となるよう上記駆動装置を制御する駆動制御手段とを備える構成を採用することができる。 In the present invention, the control device is detected by setting means for setting the operation angle at the time when the steering angle is within the steering angle range for a predetermined time to the reference operation angle, and the handle sensor. Determining means for determining whether or not the operated angle is within the operating angle range based on the reference operating angle set by the setting means, and the operating angle is within the operating angle range by the determining means When it is determined that the steering angle is within the steering angle range, it is possible to employ a configuration including drive control means for controlling the drive device such that the steering angle falls within the steering angle range.
これによれば、操舵角が操舵角範囲内にある状態が所定時間継続していなければ、操舵角が上記の操舵角範囲内にある状態であっても、ハンドル操作に応じて操舵輪を旋回させることができ、所定時間継続すれば、操作角を上記の操作角範囲内に保持すれば操舵角が上記の操舵角範囲内となるようにすることができる。又、操舵角が操舵角範囲内にある状態が所定時間継続した時点での操作角が基準操作角に設定されるので、頻繁に(無用に)基準操作角に設定されることを防ぐことができ、操作性の低下を招くおそれがない。 According to this, if the state where the steering angle is within the steering angle range does not continue for a predetermined time, even if the steering angle is within the above steering angle range, the steering wheel is turned according to the steering operation. If the operation angle is maintained within the above-described operation angle range as long as it continues for a predetermined time, the steering angle can be set within the above-described steering angle range. In addition, since the operation angle when the steering angle is within the steering angle range continues for a predetermined time is set as the reference operation angle, frequent (unnecessarily) setting to the reference operation angle can be prevented. And there is no risk of reducing operability.
以上に説明したように、本発明によれば、操作角が基準操作角を基準とする操作角範囲内となるようにハンドルを保持すれば、操舵角が所定の操舵角範囲内となるように操舵輪が維持されるので、操舵輪を維持するハンドル操作に係る運転者の負担を軽減することができる。 As described above, according to the present invention, if the steering wheel is held so that the operation angle is within the operation angle range with respect to the reference operation angle, the steering angle is within the predetermined steering angle range. Since the steered wheels are maintained, the burden on the driver related to the steering wheel operation for maintaining the steered wheels can be reduced.
以下、本発明をリーチ型フォークリフトに適用した実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a reach-type forklift will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、このリーチ型フォークリフトは、車体フレーム1に前後方向に向けて延設された左右一対のリーチレッグ2を備えており、このリーチレッグ2に沿って前後方向に移動可能にリフト装置3が設けられている。又、リーチレッグ2の前端部にはそれぞれ従動輪である前輪4が設けられ、車体フレーム1の後部には駆動輪と操舵輪とを兼ねた後輪5が設けられている。車体フレーム1の後部はボンネット6で覆われており、この内部に後輪5を駆動する走行モータ11などが収納されている。
As shown in FIG. 1, the reach forklift includes a pair of left and
ボンネット6の上部には横向きに運転者が搭乗する運転座席7が設けられており、この運転座席7と対向する位置に操舵をなすステアリングハンドル8が回転可能に設けられている。ステアリングハンドル8には、その回転角度、すなわち操作角を検出するセンサ8aが内蔵されている。センサ8aは、図2に示すように、運転座席7から見てノブが最も遠くなる位置を基準としたノブの位置を操作角Bとして検出し、ノブが最も遠い位置(操作角B=0)から平面視右回りに正、平面視左回りに負の操作角Bを検出する。そして、このセンサ8aの出力が、車体フレーム1に搭載されている操舵制御装置15に伝えられる。
又、ステアリングハンドル8の下方には運転座席7に搭乗した運転者が足を置くフロア9が配置され、運転座席7のリフト装置3側にはリフト装置3などを操作する操作盤10が設けられている。
A driver's
A
ボンネット6内には、後輪5を駆動輪として駆動する走行モータ11が収納されており、この走行モータ11の動力がドライブ装置12を介して後輪5へと伝達される。ドライブ装置12は、後輪5を支持すると共に、ボンネット6内で車体フレーム1に旋回可能に支持されており、同じくボンネット6内に収納されたステアリングモータ13により駆動されて旋回する。
ドライブ装置12には、このドライブ装置12の旋回角度、すなわち操舵角を検出するセンサ14が付設されている。ここで、後輪5とドライブ装置12とは一体的に旋回することから、実質的にセンサ14は後輪5の旋回角度、すなわち操舵角を検出することになる。つまり、センサ14が本発明における操舵輪センサに相当する。センサ14は、図3に示すように、後輪5の駆動方向が前方直進方向を向いた位置を基準とした後輪5の駆動方向を操舵角Aとして検出し、前方直進方向(操舵角A=0)から平面視右回りに正、平面視左回りに負の操舵角Aを検出する。そして、センサ14からの出力が操舵制御装置15に伝えられる。
A
The
さて、操舵制御装置15は、図4に示すように、設定部15aと、判定部15bと、駆動制御部15cとを備えている。
設定部15aは、センサ14から入力される操舵角A、及びセンサ8aから入力される操作角Bに基づいて、基準操作角Cを設定する。すなわち、操舵角Aが操舵角A=0を中心に正負両方向へそれぞれ角度Astの角度範囲内にあるか否かを判定し、操舵角Aが上記の角度範囲内にあれば、タイマーにより操舵角Aが上記の角度範囲内にある状態が継続している時間Tを計時する。そして、この継続時間Tが所定の時間Tstを越えているか否かを判定し、越えていると判定したときにその時点の操作角Bを基準操作角Cに設定する。又、操舵角Aが上記の角度範囲内になければ、基準操作角Cを設定することなく操舵角A及び操作角Bをそのまま駆動制御部15cに伝える。
判定部15bは、操作角Bが、設定部15aにて設定された基準操作角Cを中心に正負両方向へぞれぞれ角度Bstの角度範囲内にあるか否か、つまり、操作角Bと基準操作角Cとの差B−Cが±Bstの角度範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果は駆動制御部15cに伝えられる。
駆動制御部15cは、操舵角Aと操作角B、及び上記の判定結果に基づいてステアリングモータ13の制御を行う。すなわち、駆動制御部15cは、角度差B−Cが上記の角度範囲内にあるときには、操舵角Aが上記の角度範囲内となるようにステアリングモータ13を作動させる。つまり、操舵角Aが角度−Astよりも小さいときには、操舵角Aが大きくなる向きに後輪5が旋回するようステアリングモータ13を作動させ、操舵角Aが角度Astよりも大きいときには、操舵角Aが小さくなる向きに後輪5が旋回するようステアリングモータ13を作動させる。一方、角度差B−Cが上記の角度範囲内にないときや、操舵角Aが上記の角度範囲内にないときには、駆動制御部15cは、操作角Bに基づき目標操舵角Atを算出し、操舵角Aが目標操舵角Atとなるようにステアリングモータ13を作動させる。ここで、目標操舵角Atは、例えば現時点の操舵角Aに、操作角Bに応じて設定される角度(例えば操作角Bの1/4の角度)を加減算することで算出される。
As shown in FIG. 4, the
The
The
The
以下、操舵制御装置15による制御の流れを図5を参照しながら説明する。尚、図において「S」は制御に係る処理のステップの意味である。
Hereinafter, the flow of control by the
操舵角Aが検出され(S1)、操作角Bが検出されると(S2)、操舵制御装置15は、フラグがセットされているか否かを判定する(S3)。セットされていなければ(S3:NO)、続いて操舵角Aが−Ast<A<Astの角度範囲内にあるか否かを判定する(S4)。操舵角Aがこの角度範囲内にあれば(S4:YES)、その状態が継続している時間Tが所定の時間Tstを越えているか否かを判定し(S5)、時間Tstを越えていなければ(S5:NO)、タイマーをカウントアップする(S6)。
When the steering angle A is detected (S1) and the operation angle B is detected (S2), the
S5において時間Tstを越えていれば(S5:YES)、その時点での操作角Bを基準操作角Cに設定し(S7)、フラグをセットする(S8)。そして、S8でフラグがセットされるか、S3において既にフラグがセットされていると判定される(S3:YES)かすると、検出される操作角Bと基準操作角Cとの差が−Bst<B−C<Bstの角度範囲内にあるか否かを判定する(S9)。角度差B−Cがこの角度範囲内にあれば(S9:YES)、続いて操舵角Aが−Ast<A<Astの角度範囲内にあるか否かを判定する(S10)。そして、操舵角Aがこの角度範囲内にあれば(S10:YES)、ステアリングモータ13を停止させ(S11)、この角度範囲内になければ(S10:NO)、操舵角Aがこの角度範囲内となるようステアリングモータ13を作動させる(S12)。
If the time Tst is exceeded in S5 (S5: YES), the operation angle B at that time is set as the reference operation angle C (S7), and the flag is set (S8). If the flag is set in S8 or if it is determined that the flag is already set in S3 (S3: YES), the difference between the detected operation angle B and the reference operation angle C is -Bst < It is determined whether or not the angle is within the range of B−C <Bst (S9). If the angle difference BC is within this angle range (S9: YES), it is subsequently determined whether or not the steering angle A is within the angle range of -Ast <A <Ast (S10). If the steering angle A is within this angular range (S10: YES), the
S4において操舵角Aが上記の角度範囲内にない(S4:NO)と判定されるか、S9において角度差B−Cが上記の角度範囲内にない(S9:NO)と判定されるかのいずれかの場合には、フラグをクリアし(S13)、タイマーをクリアして(S14)、操作角Bに基づき目標操舵角Atを算出する(S15)。そして、操舵角Aが目標操舵角Atに一致するようにステアリングモータ13を作動させる(S16)。
Whether it is determined in S4 that the steering angle A is not within the above angle range (S4: NO), or whether the angle difference BC is not in the above angle range (S9: NO) in S9 In either case, the flag is cleared (S13), the timer is cleared (S14), and the target steering angle At is calculated based on the operation angle B (S15). Then, the
このような実施形態によれば、操舵角Aが−Ast<A<Astの角度範囲内にある状態が時間Tstだけ継続し、基準操作角Cが設定された後は、操作角Bと基準操作角Cとの差が−Bst<B−C<Bstの角度範囲内にあるように、つまり操作角Bが、C−Bst<B<C+Bstの角度範囲内にあるようにステアリングハンドル8を保持していれば、操舵角Aが−Ast<A<Astの角度範囲内となるように後輪5が維持される。従って、後輪5を実質的に直進方向に向いた状態で維持できるので、このリーチ型フォークリフトの直進性が向上する。又、基準操作角Cが設定された後でも、C−Bst<B<C+Bstの角度範囲を越えてステアリングハンドル8を回転させれば、ステアリングハンドル8の操作角Bに応じて後輪5が旋回することになるので、後輪5を直進方向に向いた状態から速やかに旋回させることができる。更に、操舵角Aが−Ast<A<Astの角度範囲内にある状態が時間Tstだけ継続すると、基準操作角Cが設定されるので、操舵角Aが瞬間的に−Ast<A<Astの角度範囲内にあったとしても基準操作角Cは設定されず、又、基準操作角Cに基づいた制御も行われない。そのため、頻繁に基準操作角Cが設定されて操作性が低下するようなことがない。
According to such an embodiment, the state where the steering angle A is within the angle range of −Ast <A <Ast continues for the time Tst, and after the reference operation angle C is set, the operation angle B and the reference operation are set. The
1 車体フレーム
4 前輪(従動輪)
5 後輪(駆動輪兼操舵輪)
8 ステアリングハンドル
8a センサ
11 走行モータ
12 ドライブ装置
13 ステアリングモータ
14 センサ
15 操舵制御装置
15a 設定部
15b 判定部
15c 駆動制御部
1 Body frame 4 Front wheel (driven wheel)
5 Rear wheels (drive wheels and steering wheels)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記操舵輪の操舵角を検出する操舵輪センサと、上記ハンドルの操作角を検出するハンドルセンサと、上記両センサの検出結果に基づいて上記駆動装置を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置が、上記操舵輪センサにより検出される操舵角が所定の操舵角範囲内にあるときの上記操作角を基準操作角とし、これ以降、この基準操作角を基準とする所定の操作角範囲内に上記ハンドルセンサにより検出される操作角があれば、上記操舵角が上記操舵角範囲内となるよう上記駆動装置を制御することを特徴とする産業車両のステアリング装置。 A steering wheel provided on a vehicle body so as to be able to turn, and a drive device that drives the steering wheel to turn. The drive device turns and drives the steering wheel according to a rotation operation of a steering wheel. In the steering device,
A steering wheel sensor for detecting a steering angle of the steering wheel, a handle sensor for detecting an operation angle of the steering wheel, and a control device for controlling the driving device based on detection results of the two sensors,
The control device uses the operation angle when the steering angle detected by the steering wheel sensor is within a predetermined steering angle range as a reference operation angle, and thereafter, a predetermined operation angle based on the reference operation angle. A steering apparatus for an industrial vehicle, wherein if there is an operation angle detected by the handle sensor within a range, the drive device is controlled so that the steering angle is within the steering angle range.
上記ハンドルセンサにより検出される操作角が上記設定手段により設定された上記基準操作角を基準とする上記操作角範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記操作角が上記操作角範囲内にあると判定されるときに、上記操舵角が上記操舵角範囲内となるよう上記駆動装置を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の産業車両のステアリング装置。 Setting means for setting the operation angle at the time when the state where the steering angle is within the steering angle range continues for a predetermined time as the reference operation angle;
Determination means for determining whether or not the operation angle detected by the handle sensor is within the operation angle range based on the reference operation angle set by the setting means;
Drive control means for controlling the drive device so that the steering angle is within the steering angle range when the determination means determines that the operation angle is within the operation angle range. The steering device for an industrial vehicle according to claim 1.
Priority Applications (1)
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