JP2012086765A - Vehicular steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は荷役車両のための車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus for a cargo handling vehicle.
フォークリフト等の荷役車両は、旋回性（小回り性）を向上するため転舵輪として、単独の後輪を用いられる場合があり、また、その後輪の最大転舵角が、例えば８０度のように大きく設定されている。
また、左右一対の転舵輪を用いる場合もある。例えば、左右の転舵輪のそれぞれを各別の転舵アクチュエータにて転舵する車両用操舵装置が提案されている（例えば特許文献１，２を参照）。
A cargo handling vehicle such as a forklift may use a single rear wheel as a steered wheel in order to improve turning performance (small turning performance), and the maximum steered angle of the rear wheel is as large as, for example, 80 degrees. Is set.
Moreover, a pair of left and right steered wheels may be used. For example, a vehicle steering apparatus has been proposed in which each of the left and right steered wheels is steered by a separate steering actuator (see, for example,
また、ラック軸長を変更して左右輪のトー角を調整するトー角調整装置であって、左右輪の一方と連結された第１のラック軸と、左右輪の他方と連結された第２のラック軸と、両ラック軸が操舵時に一体となって同じ方向に移動する状態と、両ラック軸が独立して反対方向にそれぞれ移動する状態とを切り換える切替手段とを備えるトー角調整装置が提案されている（例えば特許文献３を参照）。 A toe angle adjusting device for adjusting the toe angle of the left and right wheels by changing the rack shaft length, the first rack shaft connected to one of the left and right wheels, and the second connected to the other of the left and right wheels. A toe angle adjusting device comprising: a rack shaft; and a switching means for switching between a state in which both rack shafts move together in the same direction during steering and a state in which both rack shafts move independently in opposite directions. It has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
また、モータによりアームを介してリンクを駆動することで左右の後輪を操舵する後輪操舵装置が提案されている（例えば特許文献４を参照）。
また、手動操作可能な設定操作部の設定位置に応じて、左右の車輪をトレッド方向に移動させる油圧装置と、左右の車輪の実トレッド幅をフィードバックして設定操作部の設定可能範囲を規制するトラクタのトレッド調整装置が提案されている（例えば特許文献５を参照）。
In addition, a rear wheel steering device has been proposed in which the left and right rear wheels are steered by driving a link through an arm by a motor (see, for example, Patent Document 4).
Also, according to the setting position of the manually operable setting operation unit, the hydraulic device that moves the left and right wheels in the tread direction and the actual tread width of the left and right wheels are fed back to regulate the settable range of the setting operation unit. A tread adjusting device for a tractor has been proposed (see, for example, Patent Document 5).
また、操舵部材の操作に応じて、転舵アクチュエータとしての転舵輪を転舵するステアバイワイヤ式のフォークリフトにおいて、転舵輪の転舵中心上に配置された転舵アクチュエータとしての電動モータを駆動制御するフォークリフトが提案されている（例えば特許文献６を参照）。 Further, in a steer-by-wire type forklift that steers a steered wheel as a steered actuator according to an operation of a steering member, an electric motor as a steered actuator disposed on the steered wheel center is driven and controlled. Forklifts have been proposed (see, for example, Patent Document 6).
特許文献５では、車輪をトレッド方向に油圧シリンダの動力で移動させるものの、移動に際してのトレッド幅の設定は手動で行っている。
一方、旋回性（小回り性）と車両姿勢の安定性を考慮した場合、転舵輪の転舵角の大小、車速の大小等によって、最適なトレッド幅が異なるので、手動での設定では、最適なトレッド幅に設定することができない。
In
On the other hand, when considering turning performance (turnability) and vehicle posture stability, the optimum tread width varies depending on the turning angle of the steered wheels and the vehicle speed. Cannot be set to tread width.
また、荷役車両では、積載荷重の大小によっても、最適なトレッド幅が異なる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、旋回性に優れ且つ車両姿勢が安定した車両用操舵装置を提供することを目的とする。
Further, in the cargo handling vehicle, the optimum tread width varies depending on the load capacity.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus having excellent turning performance and a stable vehicle posture.
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（２）と左右に配置された第１および第２の転舵輪（３Ａ，３Ｂ）との間の機械的な連結が断たれた車両用操舵装置（１）において、上記第１および第２の転舵輪をそれぞれ転舵する第１および第２の転舵アクチュエータ（４Ａ，４Ｂ）と、転舵角（δh ）を検出する転舵角検出手段（２０）と、上記第１および第２の転舵輪のトレッド幅（ＷＴ）を変更するトレッド幅変更アクチュエータ（１１）と、上記転舵角検出手段にて検出された転舵角に応じて、上記トレッド幅変更アクチュエータを駆動制御する制御装置（２４）と、を備える車両用操舵装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle steering system in which the mechanical connection between the steering member (2) and the first and second steered wheels (3A, 3B) arranged on the left and right is broken. In the device (1), first and second steered actuators (4A, 4B) for steering the first and second steered wheels, respectively, and steered angle detecting means for detecting the steered angle (δh) (20), the tread width changing actuator (11) for changing the tread width (WT) of the first and second steered wheels, and the steered angle detected by the steered angle detecting means, And a control device (24) for driving and controlling the tread width changing actuator.
本発明によれば、検出された転舵角に応じた最適なトレッド幅を実現することができるので、旋回性（小回り性）と車両姿勢の安定性とを両立することができる。
また、上記制御装置は、基準トレッド幅（ＷＴ）に、所定の重み係数（ｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 ）を乗じて、目標トレッド幅（ＷＴ* ）を演算する目標トレッド幅演算部（４４）と、を含む場合がある（請求項２）。例えば転舵角、車速、積載荷重等に応じて設定される所定の重み係数を、基準トレッド幅に乗じて、最適なトレッド幅を実現することができる。
According to the present invention, since an optimum tread width corresponding to the detected turning angle can be realized, both turning performance (turning ability) and vehicle posture stability can be achieved.
Further, the control device multiplies the reference tread width (WT) by a predetermined weight coefficient (k1, k2, k3) to calculate a target tread width (WT * ), and a target tread width calculation unit (44). (Claim 2). For example, the optimum tread width can be realized by multiplying the reference tread width by a predetermined weighting factor set according to the turning angle, the vehicle speed, the loaded load, and the like.
また、上記所定の重み係数は、上記検出された転舵角に応じた第１の重み係数（ｋ1 ）を含む場合がある（請求項３）。転舵角が大きいほど、車両が横方向に振られる傾向にある。そこで、本発明では、基準トレッド幅に乗じるべき第１の重み係数を、転舵角の増大に応じて、例えば段階的または連続的に増大させることにより、転舵角の大きさに応じた最適なトレッド幅を実現することができる。 The predetermined weighting factor may include a first weighting factor (k1) corresponding to the detected turning angle (claim 3). As the turning angle increases, the vehicle tends to be swung laterally. Therefore, in the present invention, the first weighting factor to be multiplied by the reference tread width is optimally determined according to the size of the turning angle by increasing the turning angle, for example, stepwise or continuously. Tread width can be realized.
また、車速（Ｖ）を検出する車速検出手段（２１）を備え、上記所定の重み係数は、上記車速検出手段にて検出された車速に応じた第２の重み係数（ｋ2 ）を含む場合がある（請求項４）。車速が大きいほど、旋回時に車両が側方に振られる傾向にある。そこで、本発明では、基準トレッド幅に乗じるべき第２の重み係数を、車速の増大に応じて、例えば段階的にまたは連続的に増大させることにより、車速の大きさを加味した最適なトレッド幅を実現することができる。 In addition, vehicle speed detection means (21) for detecting the vehicle speed (V) may be provided, and the predetermined weight coefficient may include a second weight coefficient (k2) corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means. (Claim 4). As the vehicle speed increases, the vehicle tends to swing sideways when turning. Therefore, in the present invention, the optimum weight of the tread with respect to the vehicle speed is increased by increasing the second weighting factor to be multiplied by the reference tread width, for example, stepwise or continuously according to the increase of the vehicle speed. Can be realized.
また、積載部の積載荷重（Ｗ）を検出する積載荷重検出手段（２２）を備え、上記所定の重み係数は、上記積載荷重検出手段にて検出された積載荷重に応じた第３の重み係数（ｋ3 ）を含む場合がある（請求項５）。荷役車両の場合、積載荷重を大きいほど、旋回時に積荷が側方に振られ、ひいては車両が側方に振られる傾向にある。そこで、本発明では、基準トレッド幅に乗じるべき第３の重み係数を、積載荷重の増大に応じて、例えば段階的にまたは連続的に増大させることにより、積載荷重の大きさを加味した最適なトレッド幅を実現することができる。 In addition, a loading load detection unit (22) for detecting a loading load (W) of the loading unit is provided, and the predetermined weighting factor is a third weighting factor corresponding to the loading load detected by the loading load detection unit. (K3) may be included (claim 5). In the case of a cargo handling vehicle, the larger the loaded load, the more the load is swung to the side during turning, and the vehicle tends to be swung to the side. Therefore, in the present invention, the third weighting factor to be multiplied by the reference tread width is increased in an stepwise or continuous manner in accordance with the increase in the load load, for example, so that the optimum load value is taken into consideration. A tread width can be realized.
また、上記制御装置は、車速がゼロでないことを条件として、上記トレッド幅変更用アクチュエータの駆動を開始する場合がある（請求項６）。仮に車速がゼロのとき（停止中）にトレッド幅を変更しようとすると、大型で大出力のトレッド幅変更アクチュエータが必要となるのに対して、本発明では、車両の走行中にトレッド幅を変更するので、トレッド幅変更アクチュエータの小型化と省エネルギ化を図ることができる。 Further, the control device may start driving the tread width changing actuator on condition that the vehicle speed is not zero (claim 6). If the tread width is changed when the vehicle speed is zero (during stop), a large and high output tread width changing actuator is required. In the present invention, the tread width is changed while the vehicle is running. Therefore, it is possible to reduce the size and energy of the tread width changing actuator.
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本車両用操舵装置１は、ノブ２ａ付きの手回しハンドルである操舵部材２と後輪である第１および第２の転舵輪３Ａ，３Ｂとの機械的な結合が解除された、いわゆるステアバイワイヤシステム式の車両用操舵装置として構成されている。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
車両用操舵装置１は、上記操舵部材２と、操舵部材２の操作に応じて第１および第２の転舵輪３Ａ，３Ｂをそれぞれ転舵する第１および第２の転舵アクチュエータ４Ａ，４Ｂと、操舵部材２に操舵反力を付与する反力アクチュエータ５と、第１および第２の転舵輪３Ａ，３Ｂのトレッド幅を変更するトレッド幅変更機構６とを備えている。
第１およひ第２の転舵輪３Ａ，３Ｂは、トレッド幅変更機構６を介して車体７に支持されている。図１および図２に示すように、トレッド幅変更機構６は、車体７に固定された支持部材としてのハウジング８と、ハウジング８によって車体７の幅方向Ｗ１に移動可能に支持され、第１および第２の転舵アクチュエータ４Ａ，４Ｂとそれぞれ同行して幅方向Ｗ１に移動可能な第１および第２の被動ギヤとしての第１および第２の被動ラック９Ａ，９Ｂと、第１および第２の被動ラック９Ａ，９Ｂに噛み合う共通の駆動ギヤとしての駆動ピニオン１０と、駆動ピニオン１０を駆動することにより、各被動ラック９Ａ，９Ｂを幅方向Ｗ１に駆動してトレッド幅ＷＴを変更するトレッド幅変更アクチュエータ１１とを備えている。
The
The first and second steered wheels 3 </ b> A and 3 </ b> B are supported by the
図２に示すように、ハウジング８は、幅方向Ｗ１に平行に延び前後方向Ｘ１に対向する第１板３１および第２板３２と、第１板３１および第２板の対向端部間をそれぞれ連結する一対の側板としての第３板および第４板３４とを有する矩形フレームにより構成されている。
第１の被動ラック９Ａは、幅方向Ｗ１に延び、第１板３１の内面に摺動可能に沿わされている。第２の被動ラック９Ｂは、幅方向Ｗ１に延び、第２板３２の内面に摺動可能に沿わされている。駆動ピニオン１０は、鉛直な軸線を有している。トレッド幅変更アクチュエータ１１は、例えばブラシレスの電動モータからなり、車体７に固定された本体１１ａと、駆動ピニオン１０を同軸上に一体回転可能に連結した回転軸１１ｂと有している。
As shown in FIG. 2, the
The first driven rack 9 </ b> A extends in the width direction W <b> 1 and is slidable along the inner surface of the
図３に示すように、ハウジング８の第１板３１の内面に、幅方向Ｗ１に延びるガイド溝３５が形成されており、そのガイド溝３４に、第１の被動ラック９Ａの裏面に形成されたガイドバー３６が、幅方向Ｗ１に摺動可能に嵌め合わされている。また、ハウジング８の第２板３２の内面に、幅方向Ｗ１に延びるガイド溝３７が形成されており、そのガイド溝３７に、第１の被動ラック９Ａの裏面に形成されたガイドバー３８が、幅方向Ｗ１に摺動可能に嵌め合わされている。
As shown in FIG. 3, a
図１および図２を参照して、第１の転舵アクチュエータ４Ａは、例えばブラシレスの電動モータからなり、本体１２Ａと、鉛直な軸線Ｃ１を有する回転軸１３Ａを有している。本体１２Ａは、第１の被動ラック９Ａの端部（ハウジング８の第３板３３に近い側の端部）に固定されている。その回転軸１３Ａの下端に、ブラケット１４Ａが、軸線Ｃ１の回りに回転軸１３Ａと同行回転可能に連結されている。ブラケット１４Ａは、第１の転舵輪３Ａを水平な車軸１５Ａ回りに回転可能に支持している。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
第２の転舵アクチュエータ３Ｂは、例えばブラシレスの電動モータからなり、本体１２Ｂと、鉛直な軸線Ｃ２を有する回転軸１３Ｂを有している。本体１２Ｂは、第１の被動ラック９Ｂの端部（ハウジング８の第４板３４に近い側の端部）に固定されている。その回転軸１３Ｂの下端に、ブラケット１４Ｂが、軸線Ｃ２の回りに回転軸１３Ｂと同行回転可能に連結されている。ブラケット１４Ｂは、第２の転舵輪３Ｂを水平な車軸１５Ｂ回りに回転可能に支持している。
The
トレッド幅変更アクチュエータ１１が駆動ピニオン１０を回転駆動すると、第１の被動ラック９Ａおよび第２の被動ラック９Ｂが、幅方向Ｗ１の互いに反対方向に移動し、これに伴って、第１の転舵輪３Ａおよび第２の転舵輪３Ｂも幅方向Ｗ１の互いに反対方向に移動する。これにより、トレッド幅ＷＴが変更されるようになっている。
図４（ｂ）はトレッド幅ＷＴが最大となる状態を示し、図４（ｃ）はトレッド幅ＷＴが最小となる状態を示し、例えば図４（ａ）はトレッド幅ＷＴが最大と最小の中間の状態を示している。トレッド幅ＷＴが最大のときには、図４（ｂ）に示すように、第１の被動ラック９Ａの一端部が、第２板３３の内面に当接して移動を規制されるとともに、第２の被動ラック９Ｂの一端部が、第４板３４の内面に当接して移動を規制される。すなわち、第３板３３および第４板３４が、トレッド幅ＷＴの最大値を機械的に規制するストッパの機能を果たしている。
When the tread
FIG. 4B shows a state in which the tread width WT is maximized, FIG. 4C shows a state in which the tread width WT is minimized, for example, FIG. 4A shows an intermediate between the maximum and minimum tread width WT. Shows the state. When the tread width WT is the maximum, as shown in FIG. 4B, one end portion of the first driven
同様に、トレッド幅ＷＴが最小のときには、図４（ｃ）に示すように、第１の被動ラック９Ａの他端部が、第４板３４の内面に当接して移動を規制されるとともに、第２の被動ラック９Ｂの他端部が、第３板３３の内面に当接して移動を規制される。すなわち、第３板３３および第４板３４が、トレッド幅ＷＴの最小値を機械的に規制するストッパの機能を果たしている。
Similarly, when the tread width WT is the minimum, as shown in FIG. 4C, the other end portion of the first driven
再び図１を参照して、操舵部材２は、車体７に対して回転可能に支持された回転シャフト１６に連結されている。この回転シャフト１６には、操舵部材２に操作反力を与えるための上記反力アクチュエータ５が付設されている。反力アクチュエータ５は、回転シャフト１６と一体の出力シャフトを有するブラシレスモータ等の電動モータを含む。
回転シャフト１６の操作部材２とは反対側の端部には、例えば渦巻きばね等からなる弾性部材１７が車体７との間に結合されている。この弾性部材１７は、反力アクチュエータ５が操舵部材２にトルクを付加していないときに、その弾性力によって、操舵部材２を直進操舵位置に復帰させる。
Referring to FIG. 1 again, the steering member 2 is connected to a
An elastic member 17 made of, for example, a spiral spring or the like is coupled to the
操舵部材２の操作入力値を検出するために、回転シャフト１６に関連して、操舵部材２の操舵角δh を検出するための操舵角センサ１８が設けられている。また、回転シャフト１６には、操舵部材２に加えられた操舵トルクＴを検出するためのトルクセンサ１９が設けられている。また、例えば第１および第２の転舵アクチュエータ４Ａ，４Ｂの回転軸１３Ａ，１３Ｂの何れかの回転角に関連して、転舵輪３Ａ，３Ｂの転舵角δW （タイヤ角）を検出する転舵角検出手段としての転舵角センサ２０が設けられている。
In order to detect the operation input value of the steering member 2, a
また、車速Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ２１が設けられている。また、積載部としてのフォーク（図示せず）の積載荷重Ｗを検出する荷重検出手段としての荷重センサ２２が設けられている。また、例えば第１および第２の被動ラック９Ａ，９Ｂの何れかの位置に関連して、トレッド幅ＷＴを検出するトレッド幅検出センサ２３が設けられている。
Further, a
上記のセンサ類１８〜２３の各検出信号は、マイクロコンピュータを含む構成の電子制御ユニット（ＥＣＵ）からなる車両制御手段としての制御装置２４に入力されるようになっている。
制御装置２４は、操舵角センサ１８によって検出された操舵角δh および車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、目標転舵角を設定し、この目標転舵角と転舵角センサ２０によって検出された転舵角δW との偏差に基づいて、対応する駆動回路（図示せず）を介し、両転舵用アクチュエータ４Ａ，４Ｂを駆動制御（転舵制御）する。
The detection signals of the
The
一方、制御装置２４は、センサ類１８〜２２が出力する検出信号に基づいて、操舵部材２の操舵方向と逆方向の適当な反力が発生されるように、対応する駆動回路（図示せず）を介して、反力アクチュエータ５を駆動制御（反力制御）する。
また、制御装置２４は、転舵角センサ２０によって検出された転舵角δW 、車速センサ２１によって検出された車速Ｖおよび荷重センサ２２によって検出された積載荷重Ｗに基づいて、目標トレッド幅ＷＴ* を設定し、この目標トレッド幅ＷＴ* とトレッド幅検出センサ２３によって検出されたトレッド幅ＷＴとの偏差に基づいて、対応する駆動回路（図示せず）を介して、トレッド幅変更アクチュエータ１１を駆動制御する。
On the other hand, the
Further, the
図５は、トレッド幅変更アクチュエータ１１の制御に関わる構成を主に示す制御装置２４のブロック図である。制御装置２４は、第１の重み係数算出部４１と、第２の重み係数算出部４２と、第３の重み係数算出部４３と、目標トレッド幅算出部４４と、トレッド幅変更アクチュエータ１１を駆動する駆動回路４５とを備えている。
第１の重み係数算出部４１は、転舵角センサ２０から入力した転舵角δh に基づき、予め記憶された転舵角−第１の重み係数マップＭ１（δh −ｋ1 マップ）を用いて、第１の重み係数ｋ1 を算出する。
FIG. 5 is a block diagram of the
Based on the turning angle δh input from the turning
第２の重み係数算出部４２は、車速センサ２１から入力した車速Ｖに基づき、予め記憶された車速−第２の重み係数マップＭ２（Ｖ−ｋ2 マップ）を用いて、第２の重み係数ｋ2 を算出する。
第３の重み係数算出部４３は、荷重センサ２２から入力した積載荷重Ｗに基づき、に示すような、予め記憶された積載荷重−第３の重み係数マップ（Ｗ−ｋ3 マップ）を用いて、第３の重み係数ｋ3 を算出する。
Based on the vehicle speed V input from the
The third weighting
図６（ａ）に示すように、転舵角−第１の重み係数マップＭ１では、転舵角δh （°）が０≦δh ＜２０°の領域で、第1 の重み係数ｋ1 が１とされ、２０°≦δh ＜４０°の領域で、第１の重み係数ｋ1 がｘ（ｘは例えば１．２）とされ、４０°≦δh ＜６０°の領域で、第１の重み係数ｋ1 がｙ（例えばｂ＝１．５）とされ、６０°≦δh の領域で、第１の重み係数ｋ1 がｚとされている。転舵角δh の増大に応じて、第１の重み係数ｋ1 が１から段階的に増大するようにされている。 As shown in FIG. 6A, in the turning angle-first weighting factor map M1, the first weighting factor k1 is 1 in the region where the turning angle δh (°) is 0 ≦ δh <20 °. In the region where 20 ° ≦ δh <40 °, the first weighting factor k1 is x (x is 1.2, for example), and in the region where 40 ° ≦ δh <60 °, the first weighting factor k1 is y (for example, b = 1.5), and the first weighting factor k1 is z in the region of 60 ° ≦ δh. As the turning angle δh increases, the first weighting coefficient k1 increases from 1 stepwise.
図６（ｂ）に示すように、車速−第２の重み係数マップＭ２では、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）が０≦Ｖ＜５の領域で、第２の重み係数ｋ2 が１とされ、５≦Ｖ＜１０の領域で、第２の重み係数ｋ2 がａとされ、１０≦Ｖ＜１５の領域で、第２の重み係数ｋ2 がｂ（例えばｂ＝１．５）とされ、１５≦Ｖの領域で、第２の重み係数ｋ2 がｃとされている。車速Ｖの増大に応じて、第２の重み係数ｋ2 が１から段階的に増大するようにされている。 As shown in FIG. 6B, in the vehicle speed-second weight coefficient map M2, the second weight coefficient k2 is set to 1 in the region where the vehicle speed V (km / h) is 0 ≦ V <5. In the region where ≦ V <10, the second weighting factor k2 is a, and in the region where 10 ≦ V <15, the second weighting factor k2 is b (for example, b = 1.5) and 15 ≦ V In this area, the second weighting factor k2 is c. As the vehicle speed V increases, the second weighting factor k2 increases from 1 stepwise.
図６（ｃ）に示すように、積載荷重−第３の重み係数マップＭ３では、積載荷重Ｗ（Ｋｇ）が０≦Ｗ＜５００の領域で、第３の重み係数ｋ3 が１とされ、５００≦Ｗ＜１０００の領域で、第３の重み係数ｋ3 がｌとされ、１０００≦Ｗ＜１５００の領域で、第３の重
み係数ｋ3 がｍとされ、１５００≦Ｗの領域で、第３の重み係数ｋ3 がｎとされている。積載荷重Ｗの増大に応じて、第３の重み係数ｋ3 が１から段階的に増大するようにされている。
As shown in FIG. 6C, in the load weight-third weight coefficient map M3, the third weight coefficient k3 is set to 1 in the region where the load load W (Kg) is 0 ≦ W <500. In the region where ≦ W <1000, the third weighting factor k3 is l, in the region where 1000 ≦ W <1500, the third weighting factor k3 is m, and in the region where 1500 ≦ W, the third weighting factor The coefficient k3 is n. The third weighting factor k3 is increased stepwise from 1 in accordance with the increase in the load W.
目標トレッド幅算出部４４は、第１の重み係数算出部４１から入力された第１の重み係数ｋ1 と、第２の重み係数算出部４２から入力した第２の重み係数ｋ2 と、第３の重み係数算出部４３から入力した第３の重み係数ｋ3 とを、基準トレッド幅ＷＴＢに乗算し、下記式（１）を用いて、目標トレッド幅ＷＴ* を算出する。
ＷＴ* ＝ＷＴＢ・ｋ1 ・ｋ2 ・ｋ3 …（１）
例えば、基準トレッド幅ＷＴＢが２００ｍｍであるとすると、転舵角δが３０°で、車速Ｖが１２ｋｍ／ｈで、積載荷重Ｗが１２００Ｋｇのときには、式（１）より、
ＷＴ* ＝２００・ｘ・ｂ・ｍ
となる。ｘ＝１．２、ｂ＝１．５、ｍ＝１．２であるとすると、
ＷＴ* ＝４３２
となる。
The target tread
WT * = WTB ·
For example, assuming that the reference tread width WTB is 200 mm, when the turning angle δ is 30 °, the vehicle speed V is 12 km / h, and the loading load W is 1200 kg,
WT * = 200 · x · b · m
It becomes. If x = 1.2, b = 1.5, m = 1.2,
WT * = 432
It becomes.
制御装置２４は、目標トレッド幅算出部４４により算出された目標トレッド幅ＷＴ* とトレッド幅検出センサ２３から入力したトレッド幅ＷＴとの偏差に基づいて、駆動回路４５介して、トレッド幅アクチュエータ１１が駆動制御する。
次いで、図７はトレッド幅変更に関する制御装置２４の制御の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、各センサ（転舵角センサ２０、車速センサ２１、荷重センサ２２等）からの信号を入力し、次いで、ステップＳ２において、第１重み係数算出部４１、第２の重み係数算出部４２および第３の重み係数算出部４３が、それぞれ、第１の重み係数ｋ1 、第２の重み係数ｋ2 および第３の重み係数ｋ3 を算出する。
Based on the deviation between the target tread width WT * calculated by the target tread
Next, FIG. 7 is a flowchart showing a control flow of the
次いで、ステップＳ３において、目標トレッド幅算出部４４が、上記式（１）を用いて、目標トレッド幅ＷＴ* を算出する。
次いで、ステップＳ４において、車速Ｖがゼロでない（Ｖ≠０）であることを条件として（すなわち車両の走行開始を待って）、目標トレッド幅ＷＴ* とトレッド幅検出センサ２３によって検出されたトレッド幅ＷＴとの偏差に基づいて、駆動回路４５を介して、トレッド幅変更アクチュエータ１１を駆動制御することにより、トレッド幅ＷＴを所要の値に変更する。
Next, in step S3, the target tread
Next, in step S4, on condition that the vehicle speed V is not zero (V ≠ 0) (that is, waiting for the vehicle to start running), the target tread width WT * and the tread width detected by the tread
本実施の形態によれば、検出された転舵角δh に応じた最適なトレッド幅ＷＴを実現することができるので、旋回性（小回り性）と車両姿勢の安定性とを両立することができる。
具体的には、基準トレッド幅ＷＴに、検出された転舵角δh に応じた第１の所定の重み係数ｋ1 を乗じて、目標トレッド幅ＷＴ* を演算するので、最適なトレッド幅を実現することができる。すなわち、転舵角δh が大きいほど、車両が横方向に振られる傾向にあるのに対して、本実施の形態では、基準トレッド幅ＷＴに乗じるべき第１の重み係数ｋ1 を、転舵角δh の増大に応じて、例えば図６（ａ）に示すように段階的に、或いは図示していないが連続的に増大させることにより、転舵角δh の大きさに応じた最適なトレッド幅ＷＴを実現することができる。
According to the present embodiment, the optimum tread width WT corresponding to the detected turning angle δh can be realized, so that both turning performance (turning ability) and vehicle posture stability can be achieved. .
Specifically, the target tread width WT * is calculated by multiplying the reference tread width WT by the first predetermined weighting factor k1 corresponding to the detected turning angle δh, so that the optimum tread width is realized. be able to. That is, as the turning angle δh increases, the vehicle tends to swing in the lateral direction. In the present embodiment, the first weighting factor k1 to be multiplied by the reference tread width WT is set to the turning angle δh. As shown in FIG. 6 (a), for example, the optimum tread width WT corresponding to the turning angle δh is obtained by increasing stepwise as shown in FIG. Can be realized.
また、車速が大きいほど、旋回時に車両が側方に振られる傾向にあるのに対して、本実施の形態では、基準トレッド幅ＷＴに乗じるべき第２の重み係数ｋ2 を、車速Ｖの増大に応じて、例えば図６（ｂ）に示すように段階的に、或いは図示していないが連続的に増大させることにより、車速Ｖの大きさを加味した最適なトレッド幅ＷＴを実現することができる。 Further, as the vehicle speed increases, the vehicle tends to be swung to the side during turning, whereas in the present embodiment, the second weighting factor k2 to be multiplied by the reference tread width WT is used to increase the vehicle speed V. Correspondingly, for example, as shown in FIG. 6B, an optimal tread width WT that takes into account the magnitude of the vehicle speed V can be realized by increasing stepwise or continuously although not shown. .
また、荷役車両の場合、積載荷重Ｗが大きいほど、旋回時に積荷が側方に振られ、ひいては車両が側方に振られる傾向にあるのに対して、本実施の形態では、基準トレッド幅ＷＴに乗じるべき第３の重み係数ｋ3 を、積載荷重Ｗの増大に応じて、例えば図 6（ｃ）に示すように段階的に、或いは図示いしていないが連続的に増大させることにより、積載荷重Ｗの大きさを加味した最適なトレッド幅ＷＴを実現することができる。 In the case of a cargo handling vehicle, the larger the loaded load W, the more the load is swung to the side during turning, and the vehicle tends to be swung to the side. In the present embodiment, the reference tread width WT is used. By increasing the third weighting factor k3 to be multiplied by stepwise as shown in FIG. 6C, for example, or continuously, although not shown, according to the increase in the load W, An optimal tread width WT that takes into account the size of W can be realized.
また、仮に車速Ｖがゼロのとき（停止中）にトレッド幅ＷＴを変更しようとすると、大型で大出力のトレッド幅変更アクチュエータが必要となるのに対して、本実施の形態では、車両の走行開始を待って、車両の走行中にトレッド幅ＷＴを変更するので、トレッド幅変更アクチュエータ１１の小型化と省エネルギ化を図ることができる。
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
Further, if the tread width WT is to be changed when the vehicle speed V is zero (during stop), a large and large output tread width changing actuator is required. In the present embodiment, the vehicle travels. Waiting for the start and changing the tread width WT while the vehicle is running, the tread
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
１…車両用操舵装置、２…操舵部材、３Ａ…第１の転舵輪、３Ｂ…第２の転舵輪、４Ａ…第１の転舵アクチュエータ、４Ｂ…第２の転舵アクチュエータ、５…反力アクチュエータ、６…トレッド幅変更機構、７…車体、８…ハウジング（支持手段）、９Ａ…第１の被動ラック（第１の被動ギヤ）、９Ｂ…第２の被動ラック（第２の被動ギヤ）、１０…駆動ピニオン（駆動ギヤ）、１１…トレッド幅変更アクチュエータ、１２Ａ，１２Ｂ…本体、１３Ａ，１３Ｂ…回転軸、１４Ａ，１４Ｂ…ブラケット、１５Ａ，１５Ｂ…車軸、１８…操舵角センサ、１９…トルクセンサ、２０…転舵角センサ（転舵角検出手段）、２１…車速センサ（車速検出手段）、２２…荷重センサ（積載荷重検出手段）、２３…トレッド幅検出センサ、２４…制御装置、３１…第１板、３２…第２板、３３…第３板、３４…第４板、３５，３７…ガイド溝、３６，３８…ガイドバー、４１…第１の重み係数算出部、４２…第２の重み係数算出部、４３…第３の重み係数算出部、４４…目標トレッド幅算出部、Ｃ１，Ｃ２…軸線、ｋ1 …第１の重み係数、ｋ2 …第２の重み係数、ｋ3 …第３の重み係数、δh …転舵角、Ｖ…車速、Ｗ…積載荷重、ＷＴ…トレッド幅、ＷＴＢ…基準トレッド幅、ＷＴ* …目標トレッド幅
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記第１および第２の転舵輪をそれぞれ転舵する第１および第２の転舵アクチュエータと、
転舵角を検出する転舵角検出手段と、
上記第１および第２の転舵輪のトレッド幅を変更するトレッド幅変更アクチュエータと、
上記転舵角検出手段にて検出された転舵角に応じて、上記トレッド幅変更アクチュエータを駆動制御する制御装置と、を備える車両用操舵装置。 In the vehicle steering apparatus in which the mechanical connection between the steering member and the first and second steered wheels arranged on the left and right is broken,
First and second steered actuators for steering the first and second steered wheels, respectively;
A turning angle detecting means for detecting a turning angle;
A tread width changing actuator for changing the tread width of the first and second steered wheels;
A vehicle steering apparatus comprising: a control device that drives and controls the tread width changing actuator in accordance with the turning angle detected by the turning angle detection means.
上記所定の重み係数は、上記車速検出手段にて検出された車速に応じた第２の重み係数を含む車両用操舵装置。 The vehicle speed detection means according to claim 3 for detecting the vehicle speed,
The vehicle steering apparatus, wherein the predetermined weighting factor includes a second weighting factor corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means.
上記所定の重み係数は、上記積載荷重検出手段にて検出された積載荷重に応じた第３の重み係数を含む車両用操舵装置。 In Claim 3 or 4, provided with a load detection means for detecting the load of the load portion,
The vehicle steering apparatus, wherein the predetermined weighting factor includes a third weighting factor corresponding to the loading load detected by the loading load detection means.
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| JP2010236867A JP2012086765A (en) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | Vehicular steering device |
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