JP5644450B2 - 産業車両のステアリング装置 - Google Patents
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図1に示すように、本実施形態におけるステアリング装置10は、ハンドルセンサ(例えば、パルスエンコーダ:以下、パルスエンコーダと称する)を備えたハンドル1と、ハンドル1の回転操作に応じてタイヤ7を旋回駆動するステアリングモータ3,ギア5と、タイヤ7の角度を検出する操舵輪センサ(以下、操舵輪センサをタイヤ角センサ,操舵輪センサにより検出される操舵角をタイヤ角と称する)4と、パルスエンコーダにより検出されたハンドル回転速度およびタイヤ角センサ4により検出されたタイヤ角に基づいて演算を行い、ステアリングモータ3を駆動する制御装置6と、を備える。なお、ステアリングモータ3,ギア5,タイヤ7により、タイヤユニット2が構成されている。
ハンドル1を操作したときの基本動作は、制御装置6により、ハンドル1に備えられたパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいて、ハンドル1の回転速度を演算し、その回転速度に比例したDUTYを出力する。そして、このDUTYに応じてステアリングモータ3を駆動し、タイヤユニット2を旋回動作させている。
ハンドル不感帯処理では、ハンドル1の回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行し、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内に入った時のタイヤ角がタイヤ角指令値として保存され、直線走行または曲線走行において、そのタイヤ角での走行方向が維持される。
タイヤ角不感帯処理では、タイヤ角検出値θdetがタイヤ角不感帯内にある場合には、保存したタイヤ角の指令値に対しては無制御となり、ステアリングモータ3を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する。一方、タイヤ角検出値θdetがタイヤ角不感帯外にある場合はタイヤ角がタイヤ角不感帯の範囲に収まるようにタイヤ角度がPI制御され、運転者がハンドル操作を行なわなくても直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態が維持される。したがって、走行中にタイヤ7が溝や段差などの外力の影響で意図せぬ方向に旋回することを抑制することが可能となる。
本実施形態のように、DUTYにタイヤ角に基づいた補正を行なうことにより、路面が粗くタイヤ7が回転しにくい場合は補正係数KTも大きくなるため、補正後のDUTYが増加する。その結果、ステアリングモータ3の駆動力も大きくなり、ハンドル1の操作通りにタイヤ7が旋回できるようになる。また、逆に、路面が滑りやすくタイヤ7が旋回しすぎる場合には補正係数KTが小さくなるため、補正後のDUTYが減少してタイヤ7の旋回は抑制され、ハンドル1の操作通りにタイヤ7が旋回することとなる。
本実施形態では、従来(特許文献1)のように、基準操作角の設定に、タイヤ角がタイヤ角範囲内にある状態が所定時間継続した時点でハンドル操作角を基準操作角に設定する等の複雑な演算処理を行っていない。すなわち、ハンドル制御とタイヤ角保持制御の切替は、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内か否かを判定しているのみであるため、演算処理の負担が軽減される。
3…ステアリングモータ
4…タイヤ角センサ
6…制御装置
7…タイヤ
Claims (5)
- ハンドルの回転操作に応じて、車体に旋回可能に設けられたタイヤをステアリングモータにより旋回駆動する産業車両のステアリング装置であって、
ハンドルの回転速度を検出するハンドルセンサと、
前記タイヤの旋回角度であるタイヤ角を検出するタイヤ角センサと、
前記ハンドルセンサとタイヤ角センサとの検出結果に基づいて、前記ステアリングモータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、前記ハンドルセンサの出力信号に基づきハンドルの回転速度を演算し、このハンドルの回転速度に応じたDUTYをステアリングモータに出力してタイヤを旋回駆動し、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドルの回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値として保存し、タイヤ角指令値とタイヤ角検出値との差がタイヤ角不感帯の幅よりも小さい場合は、前記ステアリングモータを停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角指令値とタイヤ角検出値との差がタイヤ角不感帯の幅よりも大きい場合は、タイヤ角指令値とタイヤ角検出値との差がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータ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。 - 前記タイヤ角保持制御は、タイヤ角指令値とタイヤ角検出値との差がタイヤ角不感帯の幅よりも大きい場合は、前記タイヤ角指令値と前記タイヤ角検出値との偏差に対してPI制御を行うことを特徴とする請求項1記載の産業車両のステアリング装置。
- 前記DUTYを、ハンドルの回転操作に対するタイヤ角速度のずれに基づいて補正することを特徴とする請求項1または2記載の産業車両のステアリング装置。
- 前記DUTYの補正は、
予めDUTYに対して設定された理想タイヤ角速度と、実際に検出されたタイヤ角速度検出値と、の偏差に比例した補正係数をDUTYに乗算して行なうことを特徴とする請求項3記載の産業車両のステアリング装置。 - 前記ハンドル不感帯は、ハンドルの回転速度に対して、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広くなるように設定されており、走行速度が閾値以上の時は、一定の不感帯幅に設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の産業車両のステアリング装置。
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