JPH0226773Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ハンドル操舵角と車輪の実舵角すな
わち切換弁で制御される油圧により動かされるピ
ストンの状態との対応関係の正規の状態からのず
れを一点において検出してこれを補正する機能を
有する車両用の全油圧式動力舵取装置に関する。

従来、ハンドルとピストンなどの車輪操舵用ア
クチユエータとの機械的結合の必要をなくした全
油圧式動力舵取装置は知られていて、これは、車
輪を実際に転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つてハンドル操
舵時に必要とされる力は小さくて済むという利点
を有する故に、トラクタ・フオークリフト等の大
きな車輪転舵力を必要とするが高速走行を必要と
しない大型の荷役車両には採用されている。しか
し、この装置においては内部洩れその他の原因で
必然的にハンドル操舵角と車輪の実舵角との間に
正規の対応関係からのずれを生じるので、高速走
行も行うような普通の乗用車などにはそのまま使
用することは安全上の観点から実際的には不可能
である。そのため、上記ずれを補正する装置を付
加して使用することが考えられるが、補正方式に
よつては全体の構造が複雑になり延いて価格的に
も高くなつて実用的ではない。

そこで、本考案は、上記利点を生かしつつ上記
問題点を克服すべく、上記ずれを一点において検
出してこれを補正する機能を備えた比較的構造簡
単な全油圧式動力舵取装置を提供することを目的
とする。

以下、図面に拠つて本考案の一実施例を説明す
る。

第１図において、上端にハンドルが固設された
ハンドル軸２の下端には外歯ギア３が固設され、
このギア３はハート形カム４の内歯ギア５に噛合
している。カム４の上面には摺動子６がばね７に
より付勢されて押圧されており、カム４延いては
ハンドル１の回転に対して適当な負荷を与えてい
る。カム４の外周面にはボール８がばね９により
付勢されて押付けられ、ハンドル１のハンドル操
舵角ゼロの中立位置においてボール８がハート形
カム４の窪みに落込む設計になしてこの中立位置
を確定すると共に、中立位置に戻ろうとする傾向
をハンドル１に与えている。カム４の窪みの反対
側の部分にはピン１０が立設され、これは、ボー
ル８に対してほぼ対称的に車体に固設された一対
のストツパ１１，１２に当接してカム４の回転範
囲延いてはハンドル１の中立位置を中心とした回
転範囲を規制している。

カム４の下面、これの回転中心部には減速軸１
３の上端が固設され、これの下端には角度検出手
段であるハンドル角センサ１４が取付けられてい
る。センサ１４としてはポテンシオメータやエン
コーダなどが用いられ、ハンドル１が操舵されて
減速軸１３がハンドル軸２の例えば半分程度の割
合で回転するとき、センサ１４はこの回転角度を
検出してこれに対応する角度信号を電気信号とし
て出力する。この出力はライン１５を介してコン
トローラ１６に入力される。コントローラ１６
は、入力された角度信号とここに記憶されている
ハンドル操舵角・前輪転舵用ピストン位置間の特
性パターンとに基いて目標のピストン位置を算出
し、これと前回の指示ピストン位置との差に比例
する数のパルスを作動信号として出力する。この
作動信号はライン１７を介して切換弁１８の左側
ソレノイド１９又は右側ソレノイド２０に送られ
切換弁１８を作動させる。切換弁１８は４ポート
３位置切換弁であり、第１図の中間位置において
オープン状態となる２つのポートの１つは油路２
１を介して油圧ポンプ２２に繋がり、他の１つは
油路２３、及び切換弁１８が開いているときに一
定流量の油を計量する流量制御弁２４を介してリ
ザーバ２５に繋がつている。中中間位置において
クローズド状態となる２つのポートのうち１つは
油路２６を介してシリンダ２７の左室２８に繋が
り、他の１つは油路２９を介して右室３０に繋が
つている。

第１図の左側の位置では切換弁１８は油路２１
と油路２６、油路２３と油路２９を夫々連通し、
右側の位置では油路２１と油路２９、油路２３と
油路２６を夫々連通する。更に、油路２１と流量
制御弁２４との間にはレリーフ弁３１が設けら
れ、油圧異常時に油圧を逃がして油圧ポンプ２２
や切換弁１８が損われないようにしている。

一方、前輪操舵用のシリンダ２７内のピストン
ロツド３２の中立位置すなわち前輪の実舵角ゼロ
状態に対応する位置を検出してこれに応ずる位置
信号を出力する位置センサ３３がピストンロツド
３２に隣接して設けられ、この位置信号はライン
３４を介してコントローラ１６に入力される。こ
の位置信号がコントローラ１６に入力されると
き、コントローラ１６はこのとき入力された角度
信号から求められた目標位置信号と上記位置信号
とを比較しこの差に比例する数のパルスを作動信
号として出力してこの差をなくすようにする。す
なわち、ハンドル操舵角とピストン位置とが前記
特性パターンに則つた正規の関係に実際にあるな
ら、位置センサ３３からの位置信号と前回の指示
位置信号は一致していて問題はないが、正規の関
係になくこれからずれているときは目標位置信号
を前回の指示位置信号ではなく実際のピストン位
置を表わす位置センサ３３からの位置信号と比較
してこの差に基いて作動信号を出力しなければず
れが解消できないことになる。従つて、ピストン
ロツド３２が中立位置を通過するときに上記ずれ
があるか否かを検出して、この一点において、ず
れがあるときにはこれを補正するようにコントロ
ーラ１６が働くようにしているのである。尚、こ
のずれ検出の一点は、中立位置付近が通過頻度が
多くその分ずれ補正の機会が多いので好ましい
が、任意の位置に設計され得る。

以上の構成の実施例の作動を説明する。

今、例えば、ハンドル１を右に切つたとすると
角度センサ１４は角度信号を電気信号としてコン
トローラ１６に送り、コントローラ１６はこのデ
ータと前記特性パターンとから目標のピストン位
置を算出し前回の指示位置との差に比例する数の
パルスを発生する。第２図に示す如く、このパル
ス１個の時間巾をΔtとすると、出力信号は（パ
ルス数）×Δt時間だけ右切り側のソレノイド２０
に出力され、これによつて切換弁１８は左側位置
をこの時間だけとり、シリンダ左室２８は油圧ポ
ンプ２２に、右室３０はリザーバ２５に連通され
てピストンロツド３２を目標位置にほぼ正確に動
かす。この際、流量制御弁２４は右室３０からリ
ザーバ２５への上記時間巾に対する油の量をより
正確に一定にし、第３図に示す如く、切換弁１８
の開く時間とピストン移動量が比例関係になるよ
うにしている。こうしてハンドル操舵角と車輪実
舵角の正規の関係からの狂いを小さく抑えてい
る。しかし、既に述べたように或る程度の狂いは
避けられず、第２図に示す如く、ハンドル操舵に
従つて、時間の経過と共に、適当な順番で適当な
時間長さだけ右のソレノイド２０（S₁の電流で示
す）又は左のソレノイド１９（S₂の電流で示す）
に電流を流してピストンロツド３２を制御するう
ちに、油洩れその他の原因でずれが集積される。
もしピストンロツド３２の中立位置通過時にこの
ずれが検出されたとすると、そのずれ量を補正で
きるだけの数のパルスが既述の如くコントローラ
１６から発生され、これによりピストンロツド３
２は正規の関係に則つたその時点であるべき位置
に移動させられてずれが補正される。

以上の如く、本考案によれば、ずれを一点で検
出して補正する方式を採用しているので車輪転舵
用アクチユエータであるピストンなどの位置を連
続的に検出するセンサの必要性がなく、更に比較
的少ない情報量で作動制御を行つているのでコン
トローラの如き制御手段や補正手段の構造が簡単
となり、全体的に簡単な構造でずれ補正機能を達
成している。

又、コントローラにマイコンを使うような場合
でも、ピストン位置センサはデジタル量を出力す
るので、この出力をＡ／Ｄ変換器を介してコント
ローラに入力する必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の概略図、第２図と
第３図は作動を説明するための図である。 主要部分の符号の説明、切換弁……１８、ピス
トン……３２、角度検出手段……１４、位置検出
手段……３３、制御手段……１６、補正手段……
１６。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ハンドルの回転角度を検出し、これに対応す
   る角度信号を出力する角度検出手段と、該角度
   信号と所定の関係をなす目標位置信号に基き、
   切換え弁を作動させる作動信号を出力する制御
   手段とを備え、該作動信号により該切換え弁の
   開閉時間を制御して、該ハンドルの回転角度に
   比例した量の油をシリンダに送り、その油圧に
   より、該シリンダ内のピストンを作動させるこ
   とよつて車輪を転舵させる全油圧式動力舵取装
   置において： あらかじめ設定される前記ハンドルのその回
   転軸についての特定位置に対応する、前記ピス
   トンのその作動方向についての所定位置を検出
   し、この検出された位置を示す位置信号を出力
   する所定位置検出手段； 前記所定位置検出手段が位置信号を出力する
   時に、該位置信号と、該位置信号の出力時にお
   いて出力された前記角度信号に基いて求められ
   る前記目標位置信号との差を無くすように前記
   切換え弁を作動させるための作動信号を出力す
   る補正手段；とを有することを特徴とする全油
   圧式動力舵取装置。 ２ 前記ハンドルの特定位置は、その回転軸につ
   いて回転角度がゼロである状態に対応したハン
   ドルの中立位置であり、前記ピストンの所定位
   置は、前記車輪の実舵角がゼロである状態に対
   応した位置であつて、更に前記ピストンがシリ
   ンダ内の中央位置となる中立位置であり、 前記所定位置検出手段は、前記ピストンの中
   立位置に対応するピストンロツドの所定位置を
   検出する位置センサを含み、 前記補正手段は、前記位置センサの出力信号
   が入力されるとともに、該入力信号に基いて前
   記切換え弁を作動させるコントローラを含み、 該コントローラは、前記ピストンロツドがそ
   の中立位置を通過する時に、前記ハンドルがそ
   の中立位置からずれている場合には、そのずれ
   量を補正するだけの数のパルスを前記作動信号
   として発生し、これにより前記ピストンロツド
   が、正規の関係に則たその時点でのあるべき位
   置に移動させられ、前記ずれ量を補正すること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の装置。