JPH0330544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フオークリフトトラツク等の車両に
用いられ、ステアリングギヤや機械的リンクがな
い全油圧式パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 従来の全油圧式パワーステアリング装置として
は、例えば、第６図の示すような装置が知られて
いる。（「日産技報No.19」昭和58年12月、日産自動
車株式会社発行；170〜171ページ参照） この従来装置１００は、ハンドル１０１により
操作されるステアリングユニツト１０２（バルブ
機構）と、操舵輪１０３を操向させるステアリン
グシリンダ１０４（アクチユエータ）と、前記ス
テアリングユニツト１０２とステアリングシリン
ダ１０４とを連結させる油圧ライン１０５，１０
６と、を備えたものであつた。

尚、図中１０７で示すものはステアリングポン
プ、１０８は作動油タンク、１０９は車体、１１
０は操舵チエーン、１１１は固定輪、１１２はハ
ンドルスポークである。本図は左操舵時の状態を
示すものであり、操舵輪１０３を右側に転舵する
ことにより、車両を左旋回可能とする。

従つて、ハンドル１０１を操舵方向に回転させ
ることにより、ステアリングポンプ１０７より送
られてくる。圧力油のうちハンドル回転角度に比
例した油量をステアリングユニツト１０２からス
テアリングシリンダ１０４へ図中の矢印に従つて
送る。

そして、ステアリングシリンダ１０４に送られ
た圧力油は、シリンダロツド１４１の中空部を通
つてステアリングシリンダ１０４内に入り、シリ
ンダロツド１４１が車体１０９に固定されている
ためにシリンダチユーブ１４２が送油量に応じて
動き、操舵チエーン１１０によりチエーン結合さ
せた操舵輪１０３をハンドル１０１の回転角度に
応じた角度だけ回転させる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の全油圧式パワ
ーステアリング装置にあつては、ステアリングユ
ニツト１０２とステアリングシリンダ１０４とを
油圧ライン１０５，１０６によつてのみ連結さ
せ、ステアリングギヤや機械的リンクがないもの
であつたために、ステアリングユニツト１０２内
の油のリーク等により、ステアリングシリンダ１
０４へ送られる油量とハンドル１０１の回転角度
にずれが生じ、これによつて、ハンドルスポーク
１１２と操舵輪１０３の方向相対位置が変化する
可能性があつた。

特に、操舵輪１０３が直進中立位置であるのに
もかかわらず、ハンドル１０１が中立位置からず
れている場合には、オペレータとしてはハンドル
１０１の位置をたよりにカーブさせようとして
も、実際には直進走行してしまうというようなこ
とがあつた。

このような問題点を解決することを目的とし
て、本出願人は、第７図に示すような内容の出願
（特願昭59−117881号、昭和59年６月８日出願）
を先行技術として提案した。

この先行技術は、油圧ライン１０５，１０６に
ドレーン油ライン１１３，１１４及び電磁切換弁
１２２を設け、該電磁切換弁１２２の第１及び第
２ソレノイド１２３，１２４をコントローラ１２
５からの制御信号ａ，ｂにより駆動させて、ハン
ドル１０１をシリンダストローク（操舵輪の操舵
角に相当）に応じた回転角度に補正させようとす
るものである。

つまり、コントローラ１２５においては、ステ
アリングシヤフト１２１に設けたハンドル回転角
度検出手段１２０からの角度信号θと、ステアリ
ングシリンダ１０４に設けたシリンダストローク
検出手段１１９からのストローク信号ｓとを入力
し、これらの信号θ，ｓからの実際値を、コント
ローラ１２５に予め記憶させてある目標値と、比
較演算し、この差が所定値を超えたら、実際値が
目標値に一致するように駆動信号ａ，ｂを出力さ
せていたものであつた。

しかしながら、この先行技術においては、シリ
ンダストロークとハンドル回転角との関係に所定
値以上の誤差が生じたらハンドル１０１を空転さ
せてハンドル位置を補正させようとするものであ
つたため、第８図に示すように、目標値の設定に
おいて、この目標値Ｃ１を、油のリーク等を考慮
しないで理論計算上から得られる理想値に一致さ
せた場合は、油のリーク等が大きくて油量の変動
がない限りは実際値と目標値Ｃ１とが誤差範囲内
となり、ハンドル１０１の位置補正の頻度が少な
く、誤差を生じたままの状態が続いてしまうもの
であつた。

また、ハンドル１０１がステアリングシリンダ
１０４に対し進み方向に目標値Ｃ２を設定した場
合は、第８図に示すように、ハンドル１０１の切
り換え時にしか補正されないことになり、切り換
えを行なわない限りは誤差を生じたままの状態が
続いたし、さらに、進み方向（ハンドル回転角度
に対してシリンダストロークが大きくなる方向）
であることで、操舵輪の転舵角が大きくなり、操
舵フイーリングとしても好ましいものではなかつ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決すること
を目的としてなされたもので、この目的達成のた
めに本発明では、以下に述べるような解決手段と
した。

本発明の解決手段を、第１図に示すクレーム概
念図により説明すると、ハンドル１により操作さ
れるステアリングユニツト２と、操舵輪を操向さ
せるステアリングシリンダ３と、前記ステアリン
グユニツト２とステアリングシリンダ３とを連結
させる油圧ライン４，５と、を備えた全油圧式パ
ワーステアリング装置において、 前記油圧ラインに作動油流出手段６，７を設
け、該作動油流出手段６，７に、ハドル回転角信
号θ₁とホイール転舵角度相当信号θ₂を入力して、
実際の検出値と制御目標値Ａとの差を演算し、こ
の差が所定値を超えたらハンドル１の位置補正の
ための制御信号ａ，ｂを出力する制御手段８を設
け、かつ、前記制御目標値Ａのハンドル回転角度
θ₁に対するホイール転舵角度θ₂の比を、制御理想
値Ｂにおける比より小さく設定させた。

（作用） 従つて、本発明の全油圧式パワーステアリング
装置では、上述のような解決手段としたことで、
ハンドルによる転舵時、ハンドル回転角度に対し
て操舵輪（ホイール）の転舵角度に誤差がある場
合には、コントロールユニツトにおいて、実際の
ホイール転舵角度と目標のホイール転舵角度との
差が演算され、この差が所定値を超えたたら、そ
の差がなくなるように作動油流出手段に対して制
御信号が出力されることで、作動油流出によりハ
ンドルが空転し、ハンドル位置補正を自動的に行
なうことができる。

そして、このハンドル位置補正は、制御目標値
のハンドル回転角に対するホイール転舵角度の比
を、制御理想値における比より小さく設定させた
ことで、大半の場合、実際のホイール転舵角度と
目標のホイール転舵角度との差が所定値を超える
ことになり、ハンドル位置補正が頻繁に行なわれ
るし、さらに、ハンドル回転角に対してホイール
転舵角度が遅れ気味の制御となることで、操舵フ
イーリングも損なわれない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、実際例を述べるにあたつて、三輪フオークリ
フトトラツクの全油圧式パワーステアリング装置
を例にとる。

まず、第２図〜第４図に示す実施例についてそ
の構成を説明する。

１０はハンドルであつて、このハンドル１０に
は操作性をよくするためにハンドルスポーク１１
が設けられている。

１２はステアリングユニツトであつて、前記ハ
ンドル１０により直接操作されるもので、このス
テアリングユニツト１２はバルブ機構であり、後
述するステアリングポンプ１３から送られてくる
圧力油のうちハンドル回転角度に比例した油量を
ステアリングシリンダ１４へ送る機能をもつ。

１４はステアリングシリンダであつて、車体１
５に固定されたシリンダロツド１６，１６と、可
動部材であるシリンダチユーブ１７と、該シリン
ダチユーブ１７内を往復移動するピストン１８
と、を備えている。

１９は操舵輪であつて、前記シリンダチユーブ
１７とは操舵チエーン２０，２０により連結さ
れ、シリンダチユーブ１７の移動によつて操向さ
れる。

２１，２２は油圧ラインであつて、前記ステア
リングユニツト１２とステアリングシリンダ１４
とを連結させるもので、この油圧ライン２１，２
２は、操舵時に一方のラインがステアリングポン
プ１３からの加圧作動油を給送する給送ラインと
なり、他方のラインが作動油タンク２３へ油を戻
す返送ラインとなる。

尚、ステアリングシリンダ１４へは、シリンダ
ロツド１６の中空部を通して加圧油を送るもので
あるし、また油を戻すのも中空部を通して行なわ
れる。

２４，２５はドレーン油ラインであつて、前記
油圧ライン２１，２２に連結させたもので、この
ドレーン油ライン２４，２５の途中には電磁開閉
弁２６，２７が設けられ、この電磁開閉弁２６，
２７によつて、両方閉鎖時は作動油が流出がない
状態となり、一方が開放時は油圧ライン２１，２
２の一方の作動油を作動油タンク２３へ流出させ
てハンドル位置の補正がなされる。

尚、このドレーン油ライン２４，２５と、電磁
開閉弁２６，２７とによつて実施例の作動油流出
手段が構成される。

２８はコントロールユニツトであつて、ハンド
ル回転角度センサ２９からのハンドル回転角信号
θとシリンダ位置センサ３０からのシリンダスト
ローク信号ｓとを入力し、これらの入力信号θ，
ｓに基づいて演算処理がなされ、前記電磁開閉弁
２６，２７のソレノイド３１，３２に対し制御信
号ａ，ｂを出力するものである。

尚、コントロールユニツト２８は、第３図で示
すように、カウント回路２８１、Ａ−Ｄ変換回路
２８２、RAM（ランダム、アクセス、メモリ）
２８３、ROM（リード、オンリー、メモリ）２
８４、クロツク回路２８５、CPU（セントラル．
プロセシング．ユニツト）２８６、位置補正信号
発生回路２８７によつて構成されている。

前記カウント回路２８１は、パルス信号として
入力されるハンドル回転角信号θのパルス数をカ
ウントし、CPU２８６にて演算処理できるデジ
タル信号に変換させる回路である。

前記Ａ−Ｄ変換回路２８２は、可変抵抗を用い
たシリンダ位置センサ３０からのシリンダストロ
ーク信号ｓ（電流値によるアナログ信号）を、
CPU２８６にて演算処理できるデジタル信号に
変換させる回路である。

前記RAM２８３は、書き込み読み出しのでき
るメモリで、デジタル信号によるハンドル回転角
信号θ及びシリンダストローク信号ｓを演算処理
時間がくるまで一時的に記憶させておく回路であ
る。

前記ROM２８４は、読み出し専用のメモリ
で、このROM２８４には、予め制御目標値とな
るハンドル回転角度θとシリンダストロークｘと
の関係が表（テーブル）の形で記憶されている。
尚、制御目標値は、第４図のグラムＡに示すよう
に、ハンドル回転角度θに対するシリンダストロ
ークｘの比を、制御理想値（グラフＢに示す）に
おける両者θ，ｘの比より小さく設定させてい
る。

前記クロツク回路２８５は、CPU２８６での
演算処理時間を設定する回路である。

前記CPU２８６は、中央処理装置と呼ばれる
もので、RAM２８３及びROM２８４に書き込
まれている信号を読み出し、所定の手順に従つて
演算処理を行ない、位置補正信号発生回路２８７
にその結果信号を出力する回路である。

前記位置補正信号発生回路２８７は、CPU２
８６からと結果信号に基づき、ソレノイド３１，
３２に対して制御信号ａ，ｂを出力する回路で、
この制御信号ａ，ｂはソレノイドを作動させる電
気信号であり、ソレノイド３１，３２の一方にこ
の信号が出力されたら、電磁開閉弁２６，２７の
一方が開放側に切り換わり、信号出力時間だけ作
動油はドレーンされる。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、第５図に示すコントロールユニツト２８
のCPU２８６での動作の流れを示すフローチヤ
ート図によりハンドル位置補正の制御作動につい
て述べる。

まず、ステツプ200では、ハンドル１０を一方
に回転させることによる実際のハンドル回転角度
θnを示すハンドル回転角度信号θをRAM２８３
から読み出す。

ステツプ201では、前記ステツプ200により読み
出されたハンドル回転角度θnに基づいて、ROM
２８４に記憶させてある目標値Ａから、目標のシ
リンダストロークxnをテーブルルツクアツプす
る。

例えば、第４図において、ハンドル回転角度
θnがθ₁であれば、目標のシリンダストロークxn
はx₁となる。

ステツプ202では、実際のハンドル回転角度θn
での実際とシリンダストロークxnを示すシリン
ダストローク信号ｘをRAM２８３から読み出
す。

例えば、第４図において、実際のシリンダスト
ロークxnをx₂とする。

ステツプ203では、実際のシリンダストローク
xnを時間ｔの関数ｆ（ｔ）とし、この関数の傾
き、つまり、時間ｔで微分した値が正であるか、
負であるかによつて、操舵方向が右か左かを判別
する。

尚、この操舵方向判別は、ハンドル回転角度
θnや目標のシリンダストロークxnを用いて判別
してもよい。

また、このステツプ203で、時間ｔで微分した
値がゼロであれば操舵がなされていないことにな
り、ステツプ204に進んで、CPU２８６から結果
信号は出力されない。

ここで、右操舵の場合について述べると、右操
舵の場合には、ステツプ203からステツプ205へと
進み、このステツプ205では、実際のシリンダス
トロークxnと目標のシリンダストロークxnとの
ストローク差δが演算される。

例えば、第４図中に示すように、xnがx₂であ
りxnがx₁であればストローク差δは、 δ₁＝x₂−x₁の演算により求められる。

次のステツプ206では、前記ステツプ205で求め
たストローク差δが、予め設定してある所定のス
トローク誤差δnより大きいか、小さいかが判別
される。

そして、δ≦δnという関係であれば、位置補
正制御を要しないものとしてステツプ204に進み、
また、δ＞δnという関係であれば、位置補正制
御を要するものとしてステツプ207に進み、この
ステツプ207では、CPU２８６からソレノイド３
２を作動させる結果信号を出力させる。

つまり、右操舵の時は、第２図とは逆に、ステ
アリングユニツト１２から油圧ライン２２を経由
してステアリングシリンダ１４に作動油が送られ
ることになるが、ソレノイド３２を作動させるこ
とで電磁開閉弁２７が開放され、この油圧ライン
２２に設けたドレーン油パイプ２５及び電磁開閉
弁２７を介して、作動油を作動油タンク２３に逃
がし、シリンダストロークを変動させないまま、
ハンドル１０を操舵方向に空転させてハンドル１
０の位置補正がなされるものである。

例えば、第４図においてδ₁＞δnであれば、矢印
Ｅ方向にハンドル回転角度θだけが進むことにな
る。

また、左操舵の場合にも、右操舵と同様に、ス
テツプ208及びステツプ209を経過して、ステツプ
204あるいはステツプ210のいずれかに進み、ハン
ドル１０の位置補正が行なわれる。

以上の制御動作が、所定時間毎に繰り返えし行
なわれて、遅れ方向にハンドル１０の位置補正が
なされる。

このように、制御目標値Ａにおけるハンドル回
転角度θとシリンダストロークｘとの比（ｘ／
θ）を、制御理想値Ｂにおける比より小さく設定
していることで、大半の場合にストローク差δが
所定の誤差δnより大きくなり、作動油流出によ
るハンドル１０の位置補正を頻繁に行なわせるこ
とができる。

また、位置制御を遅れ方向でなされることで、
操舵フイーリングとしても、違和感がなく好まし
いものとなる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があつても本発明に含まれる。

例えば、実施例では、ホイール転舵角度相当信
号としてシリンダストローク信号を用いたが、操
舵輪の転舵角を直接検出した転舵角信号を用いて
もよい。

また、実施例では電磁開閉弁の開閉制御を示し
たが、流出流量をデユーテイ比制御や、可変流量
制御で行なうものであつてもよい。

また、ステアリングシリンダとしては、直線的
に動作するシリンダを示したが、回転動作や曲線
動作を行なうものであつてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明と全油圧式パ
ワーステアリング装置にあつては、制御手段から
の制御信号によつて制御作動する作動油流出手段
を設けた構成としたため、操舵輪の位置に対する
ハンドル位置を作動油流出により補正することが
できるという効果が得られる。

また、制御手段における制御目標値を制御理想
値よりもハンドル回転角度に対してホイール転舵
角度が遅れる方向に設定させたために、両者の角
度差が大きくなり、頻繁にハンドル位置補正を行
なわせることができるし、さらに、操舵輪が遅れ
方向に制御されるために、操舵フイーリングを損
なうこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全油圧式パワーステアリング
装置を示すクレーム概念図、第２図は実施例装置
を搭載した三輪フオークリフトトラツクを示す平
面図、第３図は実施例装置のブロツク線図、第４
図は実施例装置のコントロールユニツトに予め記
憶させた制御目標値を示すグラフ、第５図は実施
例装置のコントロールユニツトのCPUでの動作
の流れを示すフローチヤート図、第６図は従来の
全油圧式パワーステアリング装置を搭載した三輪
フオークリフトトラツクを示す平面図、第７図は
先行技術の装置を示すブロツク線図、第８図は先
行技術装置のコントローラにおける目標値を示す
グラフである。 １……ハンドル、２……ステアリングユニツ
ト、３……ステアリングシリンダ、４……油圧ラ
イン、５……油圧ライン、６……作動油流出手
段、７……作動油流出手段、８……制御手段、θ₁
……ハンドル回転角度信号、θ₂……ホイール転舵
角度相当信号、ａ……制御信号、ｂ……制御信
号、Ａ……制御目標値、Ｂ……制御理想値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンドルにより操作されるステアリングユニ
   ツトと、操舵輪を操向させるステアリングシリン
   ダと、前記ステアリングユニツトとステアリング
   シリンダとを連結させる油圧ラインと、を備えた
   全油圧式パワーステアリング装置において、 前記油圧ラインに作動油流出手段を設け、該作
   動油流出手段に、ハンドル回転角信号とホイール
   転舵角度相当信号を入力して、実際の検出値と制
   御目標値との差を演算し、この差が所定値を超え
   たらハンドルの位置補正のための制御信号を出力
   する制御手段を設け、かつ、前記制御目標値のハ
   ンドル回転角度に対するホイール転舵角度の比
   を、制御理想値における比より小さく設定させた
   ことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装
   置。