JPH0221987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハンドルの操舵に基づき油圧駆動部
を介して車輪が転舵されるようになつている全油
圧式動力舵取装置に関するものである。

近年、特に大形の荷役車両（トラクタ、フオー
クリフト等）にはハンドル操舵時の負荷を小さく
するために、従来のラツク・ピニオン等を用いた
機械駆動形の舵取装置に代わつて、全油圧式動力
舵取装置（全油圧式パワーステアリング）が採用
されている。即ち、機械駆動方式のものにあつて
は、運転者がハンドルを操舵する力によつて車輪
が転舵されるようになつているため、ハンドル操
舵時に大きな操舵力が必要される。これに対し
て、全油式のものにおいては、車輪を実際に操舵
するのは油圧力であり、ハンドルはそのための指
令を与えるものとなるので、ハンドル操舵時に必
要とされる力は格段に小さくなる。

しかしながら、かゝる全油圧式の舵取装置に
は、別異の問題がある。それは、ハンドル操舵
と、これに基づく車輪転舵との対応が整合を欠い
てずれを生じ易いということである。つまり、ハ
ンドルと車輪とが機械的でなく、いわば油圧駆動
によつて連結されているため、ハンドルの中立位
置と車輪の中立位置とが時間の経過とともにずれ
てきたり、又は例え両者の中立位置は一致してい
ても、ハンドルの同一操舵量に対する車輪の転舵
量が一定でないという現象がおこることがある。
特にハンドルにノブのついている場合には、ハン
ドルの中立位置は車輪のそれに対応しているべき
であり、両者のずれが目立つのである。これらは
何れも、車両を運転するうえで不都合かつ非常に
危険なことである。

本発明は、上記従来技術における欠点を解消す
ること、即ちハンドル軸の回転角度と車輪の実転
舵角度とが正確に対応づけられ、前者に後者が追
従するようにされた全油圧式動力舵取装置を提供
することを目的としてなされたものである。

上記目的を達成するために、本発明において
は、ハンドル軸１２の回転により切換弁４０を作
動させ、油圧に基ずくピストンの運動によつて車
輪を転舵させる車両用の全油圧式動力舵取装置で
あつて、前記ハンドル軸の回転角度を検出して角
度信号を出力するための角度検出手段３６と、前
記ピストンの運動量を検出して運動量信号を出力
する運動量検出手段４８と、前記角度信号及び運
動量信号を比較して前記切換弁を作動させる作動
信号を出力するための制御手段３８と、を設けた
全油圧式動力舵取装置において、 前記角度検出手段は、前記ハンドル軸の回転角
度が小さい範囲に対応する領域では密に、回転角
度が大きい範囲に対応する領域では疎に形成され
た第１の情報パターン３６ａ，３６ｂを備え；前
記運動量検出手段は、前記ハンドル軸の回転角度
が小さい範囲に対応する領域では密に、回転角度
が大きい範囲に対応する領域では疎に形成された
第２の情報パターン４８ａ，４８ｂを備え；これ
によつて、前記ハンドル軸の中立位置付近の回転
角度に車両の実転舵角度を追従させるようにした
のである。

以下、本発明の実施例を示す図面をもとに説明
する。

第１図において、上端にハンドル１０が固設さ
れたハンドル軸１２の下端には外歯ギヤー１４が
固設され、外歯ギヤー１４は内歯ギヤーを有する
ハート形のカム１６に噛合されている。カム１６
の外周面の凹所１８にはボール２０がばね２２に
より付勢されて弾圧されるとともに、凹所１８に
対向する部分にはピン２４が半径方向外向きに立
設されている。ボール２０が凹所１８に弾圧され
ることにより、ハンドル１０は常には中立位置に
戻ろうとする傾向が生ずる。また、ピン２４はカ
ム１６の外方に固設された一対のストツパ２６又
は２８に当接可能であり、これによつてカム１６
即ちハンドル１０の最大回転量が規制されるので
ある。さらに、カム１６の上面には摺動子３０が
ばね３２により付勢されて弾圧されており、カム
１６即ちハンドル１０の回転を制動する作用をな
している。

前記外歯ギヤー１６の下面には図示しない円板
（底板）が固着され、これに減速軸３４の上端が
固設され、軸の下端にはハンドル角センサ３６が
固設されている。減速軸３４は、ギヤー１４とカ
ム１６とにより減速され、ハンドル軸１２半分程
度回転する。角度センサ３６としては、ここでは
エンコーダが使用されており、第２図に示すよう
にその回転板３６ａのスリツト３６ｂはハンドル
１０の中立位置付近（回動角度が小さい範囲）で
密で、周辺にすゝむ（回動角度が大きい範囲）に
ついて粗となつている。角度センサ３６からの出
力はライン３５により演算器（コントローラ）３
８に入力されるようになつている。演算器３８の
内部では、第３図に示すように、予め記憶されて
いる特性マツプに従つて角度センサ３６の出力に
相当するシリンダストロークセンサ４８の目標値
を比例関係で選び出すようになつている。

演算器３８からの出力は、ライン３７，３９に
より油圧作動式の４ボート３ポジシヨン形切換弁
４０のコイル４２，４４に入力されるようになつ
ており、切換弁４０にはタンク４２内の圧油が、
ポンプ４５により給油されるようになつている。
なお、図中４６はリリーフ弁である。切換弁４０
により圧油の給排油を制御されて作動する油圧シ
リンダ４１のシリンダ４７にはピストン４６の移
動量を検知するシリンダストロークセンサ４８が
固設されている。センサ４８としてはここではリ
ニヤスケールが使用されており、第４図に示すよ
うに移動板４８ａのスリツト４８ｂのパターンが
ハンドル１０の中立位置付近は密で、周辺は粗と
されている。センサ４８からの出力はライン４３
により前記演算器３８に入力される。なお、ピス
トンロツド５０が図示しない車輪に作動的に連結
されており、ピストンロツド５０が突出、後退す
ることにより車輪が左旋、右旋されるようになつ
ているのである。

次に本実施例の作動について説明する。

ハンドル１０を左旋又は右旋すると、内歯ギヤ
ー１４との噛合を介してカム１６が同方向に回転
し、ハンドル軸の回転角度がハンドル位置センサ
３６によつて読み取られる。ハンドル位置センサ
３６からは、ハンドル軸１２の回動の方向及び量
に比例して、所定の電気信号がライン３５から演
算器３８に入力される。

演算器３８は、ハンドル位置センサ３６からの
信号と、シリンダストロークセンサ４８からの信
号とを比較して、その結果に応じて切換弁４０を
作動させる。即ち、上記両信号に差があれば、そ
の差の正負及び量に応じてコイル４２又は４４を
所定時間だけ選択的に励磁して、切換弁４０をポ
ジシヨン，又は（中立）の何れかに切り換
える。コイル４２が励磁されて切換弁４０が側
に切り換わると、油圧シリンダ４１のピストンロ
ツド５０側に圧油が供給されてピストンロツド５
０が引き込まれ、反対にコイル４４が励磁されて
切換弁４０が側に切り換わると、ピストンロツ
ド５０の反対側に圧油が供給されてピストンロツ
ド５０は押し出されることとなる。

油圧シリンダ４１の作動時におけるピストン４
６の運動量は、シリンダストロークセンサ４８に
よつて検知されており、その結果が演算器３８に
フイードバツクされる。ピストンロツド５０の移
動量が未だ目標値に達していなければ（ずれがあ
れば）、演算器３８からの信号によつてさらに切
換弁４０が作動され、最終的に目標値とピストン
ロツド５０の運動量とが一致されるまでこれが繰
り返される。こうして、ハンドル１０の操舵と、
これに基づく車輪の転舵とは、ハンドル１０の中
立位置は勿論、左旋又は右旋時にも対応している
（ずれが瞬時に補正される）ので、ハンドル１０
の操舵に車輪が正確に追従することになる。

なお、上記実施例中ハンドル位置センサ３６の
エンコーダの回転板３６ａ及びシリンダストロー
クセンサ４８のリニヤスケールの移動板４８ａに
おいて、スリツト３６ａ，４８ｂのパターンが中
央付近は密で、周辺が粗になつていた。これは、
普通の運転ではハンドル１０の中立位置付近に比
べて操舵角が大きい時にはこまかい修正をしなく
ても良いからである。このようにすればまた、全
体で扱う情報量が少なくなるので、演算器３８が
楽になる上、エンコーダ等のロータもスリツトの
段数が少なくてすむため、小形軽量で安価であ
る。

また、前記ハンドル角度センサ３６としてリニ
ヤポテンシオを採用して、第５図に示すように、
ハンドル１０の操舵角に比例して所定の電気信号
（抵抗値）を出力するものでも良い。また、シリ
ンダストロークセンサ４８としてもリニヤポテン
シオの採用が可能であり、第６図に示すようにシ
リンダストロータに比例して所定の電気信号（抵
抗値）を出力するようにすれば良い。

以上述べてきたように、本発明によれば、全油
圧式動力舵取装置でありながら、ハンドル軸の回
転角度とこれに基づく車輪の実転舵角度とのずれ
が補正されて前者に後者が追従し、安全で確実な
舵取装置が得られる効果が奏される。特に、角度
検出手段及び運動量検出手段の第１及び第２の情
報パターンを、ハンドル軸の回転角度が小さい範
囲又は大きい範囲に対応する領域において夫々密
又は疎にしたことは、普通の運転の状態に合致す
るものであり、またこれによつて全体で取り扱う
情報量が少なくなるので、角度検出手段、運動量
検出手段及び制御手段が小型のもので済み、舵取
装置全体のコストが低減される効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、
第２図はハンドル位置センサとしてエンコーダを
使用した時の回転板のスリツトのパターンを示す
正面図、第３図はコントローラ３８の特性マツプ
を示すグラフ、第４図はシリンダストロークセン
サとしてリニヤスケールを使用した時の移動板の
スリツトのパターンを示す正面図、第５図はハン
ドル角センサとしてリニヤポテンシオを使用した
時の特性マツプを示すグラフ、第６図はシリンダ
ストロータセンサとしてリニヤポテンシオを使用
した時の特性マツプを示すグラフである。 〔主要部分の符号の説明〕、１０…ハンドル、
１２…ハンドル軸、３８…制御手段、４１…油圧
駆動装置、３６…角度検出手段、４８…運動量検
出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドル軸の回転により切換弁を作動させ、
   油圧に基ずくピストンの運動によつて車輪を転舵
   させる車両用の全油圧式動力舵取装置であつて、 前記ハンドル軸の回転角度を検出して角度信号
   を出力するための角度検出手段と、前記ピストン
   の運動量を検出して運動量信号を出力する運動量
   検出手段と、前記角度信号及び運動量信号を比較
   して前記切換弁を作動させる作動信号を出力する
   ための制御手段と、を設けた全油圧式動力舵取装
   置において、 前記角度検出手段は、前記ハンドル軸の回転角
   度が小さい範囲に対応する領域では密に、回転角
   度が大きい範囲に対応する領域では疎に形成され
   た第１の情報パターンを備え、 前記運動量検出手段は、前記ハンドル軸の回転
   角度が小さい範囲に対応する領域では密に、回転
   角度が大きい範囲に対応する領域では疎に形成さ
   れた第２の情報パターンを備え、 これによつて、前記ハンドル軸の中立位置付近
   の回転角度に車両の実転舵角度を追従させるよう
   になつていることを特徴とする全油圧式動力舵取
   装置。 ２ 前記角度検出手段はエンコーダであり、その
   回転板上の前記第１の情報パターンはスリツトと
   されている実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の全油圧式動力舵取装置。 ３ 前記運動量検出手段はリニヤスケールであ
   り、その移動板上の前記第２の情報パターンはス
   リツトとされている実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の全油圧式動力舵取装置。