JPH061901Y2 - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、車両の操舵力を電動機の発生トルクによって
補助するようにした電動式動力舵取装置に関し、特に負
荷の大きい電動フォークリフト等の産業車両に適用して
好適なものである。

〔従来の技術〕

従来の産業車両用の電動式動力舵取装置としては、例え
ば特開昭６０−２２６３５９号公報に記載されているも
のがある。

この従来例は、ステアリングメーンシャフトとアウトプ
ットシャフトとの間に電動モータを配設し、該電動モー
タの電動軸の一端を前記ステアリングメーンシャフトの
端部と弾性変形可能な弾性体を介して連結し、電動軸の
他端を前記アウトプットシャフトと歯車列を介して連繋
し、前記ステアリングメーンシャフトと電動軸との連結
部には弾性体の弾性変形を検出して電動モータに作動信
号を出力する検出器を設けたことを特徴としている。

而して、電動モータの制御回路が、バッテリーにキース
イッチを介して接続された検出器及びリレーの直列回路
が接続され、そのリレーの接点を介して電動モータがバ
ッテリーに接続された構成を有する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来の電動式動力舵取装置にあっては、電動モータ
の制御回路が、バッテリーにキースイッチを介して接続
された検出器及びリレーの直列回路が接続され、そのリ
レーの接点を介して電動モータがバッテリーに接続され
た構成を有するので、キースイッチをオフ状態とするこ
とにより、直ちにリレーが非付勢状態となって、その接
点が開くことによって電動モータに対する電流の供給が
停止されることになり、ステアリングホイールを操舵中
にキースイッチをオフ状態とすると、その時点で電動モ
ータの発生トルクが零となることから今まで電動モータ
のトルクによって発生していたタイヤの撓み等の操舵系
の弾性変形が一時に解放され、これがステアリングホイ
ールに伝達されるので、ステアリングホイールに大きな
キックバックが発生し、ステアリングホイールを操作し
ている運転者にショックを与えるという問題点があっ
た。殊に、バッテリーフォークリフト用の電動パワース
テアリング装置は、乗用車のそれと比較して推力が大き
いので、上記キックバックも大きくなり運転者が感じる
ショックも大きいものとなる。

そこで、本考案は、上記従来例の問題点に着目してなさ
れたものであり、キースイッチをオフ状態とした時に、
操舵トルクが中立状態となったときに始めて電動機の駆
動を停止することによって、操舵系の弾性変形を解消さ
せて上記従来例の問題点を解決することが可能な電動式
動力舵取装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は、ステアリングホ
イールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出器と、ス
テアリング系に対して補助操舵力を発生する電動機と、
該電動機を前記操舵トルク検出器の検出値に応じて制御
し、キースイッチ及び自己保持用リレーを介して電源が
供給される電動機制御装置とを備えた電動式動力舵取装
置において、前記キースイッチのオフ状態への移行を検
出するオフ状態検出回路と、前記操舵トルク検出器の検
出値が中立状態であることを検出する中立状態検出回路
とを備え、前記電動機制御装置は前記オフ状態検出回路
でオフ状態を検出し且つ前記中立状態検出回路で中立状
態を検出したときに始めて前記自己保持用リレーをオフ
状態として電動機の駆動を停止するように構成されてい
ることを特徴としている。

〔作用〕

本考案に係る電動式動力舵取装置においては、キースイ
ッチがオン状態であるときには、電動制御装置からステ
アリングホイールに掛かる操舵トルクに応じた駆動電力
を電動機に供給して、動機で操舵トルクに応じた操舵補
助トルクを発生させて操舵輪の転舵を円滑に行い、キー
スイッチをオフ状態としたときには、自己保持用リレー
によって電動機制御装置による電動機の駆動を維持する
と共に、キースイッチのオフ状態への移行時をオフ状態
検出回路で検出し、且つ中立状態検出回路で操舵トルク
の中立状態即ち操舵トルクが略零の状態を検出したとき
に、それらの検出信号に基づき自己保持用リレーをオフ
状態として、電動機に供給する駆動電力を停止させるこ
とにより、操舵系の弾性変形の復元を持って電動機の駆
動を停止し、ステアリングホイールに対するキックバッ
クを防止する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、電源としてのバッテリー１からの駆動
電力がキースイッチ２及び自己保持リレー３を介して電
動機制御装置４に供給される。

電動機制御装置４は、キースイッチ２及び自己保持リレ
ー３を通じてバッテリー１からの直流電力がダイオード
Ｄ_１及びＤ_２を介して供給される安定化電源回路５を有
し、この安定化電源回路５によって、制御装置内の各部
に定格電力が供給される。

また、電動機制御装置４は、ステアリングホイール（図
示せず）に掛かる操舵トルクを検出する操舵トルク検出
器６からの操舵トルク検出値が入力される増幅回路７を
有し、この増幅回路７から出力される増幅出力が電動機
駆動回路８に入力される。電動機駆動回路８は、外部リ
レー３を介してバッテリー１の電力が供給され、増幅回
路７の増幅出力に応じ且つ操舵方向に応じた極性の駆動
電流を、操舵トルクを発生する直流電動機９に供給し、
その操舵トルクを制御する。

さらに、電動機制御装置４は、キースイッチ２のオン状
態からオフ状態への移行を検出するオフ状態検出回路１
０を有する。このオフ状態検出回路１０は、キースイッ
チ２を通じて供給されるバッテリー１からの電圧を分圧
する分圧抵抗Ｒ_１及びＲ_２と、その分圧電圧が入力側に
供給されるインバータ１１とで構成され、インバータ１
１からキースイッチがオフ状態の時に例えば高レベル、
オン状態の時に低レベルのオフ状態検出信号ＯＤが出力
される。

また、電動機制御装置４は、例えば右操舵時に操舵トル
クに比例する正の電圧を、左操舵時に操舵トルクに比例
する負の電圧をそれぞれ操舵トルク検出値として出力す
る操舵トルク検出器６からの操舵トルク検出値が供給さ
れる例えば零レベル検出器で構成される中立状態検出回
路１２を有し、この中立状態検出回路１２から操舵トル
ク検出値が中立状態即ち操舵トルク検出値が零の状態の
時に例えば高レベル、操舵トルク検出値が零以外の時に
低レベルの中立状態検出信号ＮＤが出力される。

そして、前記オフ状態検出回路１０のオフ状態検出信号
ＯＤ及び中立状態検出回路１２の中立状態検出信号ＮＤ
がＡＮＤ回路１３の入力側に供給され、このＡＮＤ回路
１３の出力がＯＲ回路１４を介して制御自己保持用リレ
ー３のリレーコイル３ａに接続されたリレー駆動用のＰ
ＮＰ形トランジスタＴ_r1のベースに供給されている。

一方、安定化電源回路５の電圧及び前記モータ駆動回路
８の負荷電流が異常検出回路１５に供給され、この異常
検出回路１５で安定化電源回路５及びモータ駆動回路８
が正常状態であるときに低レベル、異常状態であるとき
に高レベルとなる異常検出信号Ａが前記ＯＲ回路１４を
介してトランジスタＴr₁のベースに供給される。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、キースイッチ
２がオフ状態にあると共に、自己保持用リレー３がオフ
状態にあり、フォークリフト等の産業車両が停車状態に
あるものとする。

この状態では、電動機制御装置４の安定化電源回路５が
非作動状態であるので、各部に電源が供給されておら
ず、電動機駆動回路８から駆動電流が出力されないの
で、直流電動機９が停止状態にあると共に、ＡＮＤ回路
１３及び異常検出回路１５の出力が共に低レベルである
ので、トランジスタＴr₁がオフ状態を保ち、自己保持用
リレー３がオフ状態を維持する。

この停止状態から、キースイッチ２をオン状態として、
産業用車両を発進可能状態とすると、先ずキースイッチ
２のオン状態によってバッテリー１からの直流電力がダ
イオードＤ_１を介して安定化電源回路５に供給されるの
で、これが作動状態となり、電動機制御装置４の各部に
定格電力が供給される。

これと同時に、オフ状態検出回路１０のインバータ１１
の出力が低レベルに反転するので、ＡＮＤ回路１３の出
力は、中立状態検出回路１２の検出信号にかかわらず低
レベルとなり、安定化電源回路５及び電動機駆動回路８
が正常に動作しているときには、異常検出回路１５の出
力も低レベルとなっており、リレー駆動用のトランジス
タＴr₁がオン状態となるので、このトランジスタＴr₁を
介して自己保持用リレー３のリレーコイル３ａにバッテ
リー１からの直流電力が通電され、これに応じてその常
開接点３ｂが閉じる。このため、安定化電源回路５に対
してキースイッチ２及びダイオードＤ_１と並列に自己保
持用リレー３及びダイオードＤ_２が介挿されると共に、
電動機駆動回路８に所定の直流電力が供給されてこれが
作動状態となる。

このとき、ステアリングホイールを操舵しない状態であ
るときには、操舵トルク検出器６のトルク検出信号は零
であり、増幅回路７の出力も零を維持し、モータ駆動回
路８の出力電流も零となり、直流電動機９は回転停止状
態にある。

この状態で、車両を旋回させるようにステアリングホイ
ールを右切り（又は左切り）すると、これに応じて操舵
トルク検出器６から操舵力に応じた例えば正（又は負）
の電圧が出力され、これが増幅回路７で増幅されて電動
機駆動回路８に供給される。このため、電動機駆動回路
８から直流電動機９を正転（又は逆転）させる駆動電流
が出力され、直流電動機９が駆動されてステアリングホ
イールの操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生さ
せ、車輪の転舵機構を右切り（又は左切り）作動させ
る。

以後、キースイッチ２がオン状態を維持している間、上
記と同様にステアリングホイールの操舵トルクに応じた
操舵補助力を直流電動機９から発生させる。

その後、車両を停止状態として、キースイッチ２をオフ
状態とすると、オフ状態検出回路１０のインバータ１１
の出力が高レベルに反転する。このとき、ステアリング
ホイールを転舵しており、操舵トルク検出器６から操舵
トルクに応じた操舵トルク検出値が出力されているもの
とすると、この状態では中立状態検出回路１２の出力が
低レベルを維持しているので、ＡＮＤ回路１３の出力は
低レベルを維持し、自己保持用リレー３はオン状態を維
持し、電動機制御装置４が作動状態を継続する。

その後、ステアリングホイールから手を離すか又は直流
電動機９の操舵補助トルクによって転舵輪が転舵を終了
することにより、操舵トルク検出器６の操舵トルク検出
値が零となる中立状態となると、中立状態検出回路１２
から高レベルの検出信号が出力され、これがＡＮＤ回路
１３に入力される。このとき、オフ状態検出回路１０の
インバータ１１の出力が高レベル状態であるので、ＡＮ
Ｄ回路１３の出力が高レベルに反転し、リレー駆動用の
トランジスタＴr₁がオフ状態となる。これに応じて自己
保持用リレー３の通電状態が遮断されるので、これがオ
フ状態となり、電動機制御装置４に対する直流電力の供
給が遮断され、電動機制御装置４が非作動状態に復帰す
る。

このように、キースイッチ２をオン状態からオフ状態に
移行させたときに、操舵トルク検出器６の操舵トルク検
出値が中立状態となったときに始めて電動機制御装置４
が非作動状態となるので、キースイッチ２をオフ状態と
する際に、ステアリングホイールを操舵している場合に
は直流電動機９が駆動を継続し、その駆動に応じて徐々
に操舵トルク検出器６からの操舵トルク検出値が低下す
るので、直流電動機９で発生する操舵補助トルクも徐々
に低下することにより、操舵トルクが中立状態となる時
点では直流電動機９で発生する操舵補助トルクが零又は
その近傍の極めて小さい値となっているので、直流電動
機９の停止による操舵系の弾性変形量も殆どなく、その
弾性の復元力も殆ど作用しないので、ステアリングホイ
ールにキックバックを生じることは殆どない。

次に、本考案の他の実施例を第２図について説明する。

この実施例はステアリングホイールを含む操舵系を生じ
る摩擦等によって操舵トルク検出器の操舵トルク検出値
が中立状態に復帰しない場合の安全性を確保するように
してものである。

すなわち、第２図において、オフ状態検出回路１０の検
出信号ＯＤがオンディレータイマ２０にも供給され、こ
のタイマ２０から検出信号ＯＤが低レベルから高レベル
に立ち上がった時点より所定時間（例えば１０程度）経
過してタイムアップしこときに出力される高レベルのタ
イムアップ信号がＯＲ回路１４に供給されることを除い
ては前記第１図の構成と同様の構成を有する。

この第２図の実施例によると、キースイッチ２がオフ状
態となった時点から、オンディレータイマ２０がタイム
アップするまでの間に、操舵トルク検出器６の操舵トル
ク検出値が中立状態に復帰したときには、第１図の場合
と同様にＡＮＤ回路１３の出力が高レベルとなるで、ト
ランジスタＴr₁がオフ状態となって、電動機制御装置４
が非作動状態となる。

一方、オンディレータイマ２０がタイムアップするまで
の間に、操舵系の摩擦等の何らかの原因で操舵トルク検
出器６の操舵トルク検出値が中立状態に復帰しないとき
には、オンディレータイマ２０がタイムアップした時点
で高レベルのタイムアップ信号がＯＲ回路１４を介して
トランジスタＴr₁のベースに供給されるので、これがオ
フ状態となって電動機制御装置４が非作動状態となる。

したがって、直流電動機９等の加熱や不必要な電力消費
を防止してフェールセイフ機能を確保することができ
る。

なお、第２図の実施例において、オンディレータイマ２
０がタイムアップした時に、そのタイムアップ信号に基
づき電動機駆動回路８から出力される電動機駆動電流を
徐々に減少させてから直流電動機９を停止させることも
でき、この場合には直流電動機９の停止時における操舵
系の弾性によるキックバックを確実に防止することがで
きる。

また、上記各実施例では、オフ状態検出回路１０及び中
立状態検出回路１２の各検出信号をＡＮＤ回路１３に供
給し、ＡＮＤ回路１３の出力をＯＲ回路１４を介してト
ランジスタＴr₁のベースに供給す場合について述べた
が、異常検出回路１５及びオンディレータイマ２０を使
用しない場合にはＡＮＤ回路１３に代えてＮＡＮＤ回路
を適用し、その出力側に直接自己保持用リレー３のリレ
ーコイル３ａを接続するようにしてもよく、異常検出回
路１５及びオンディレータイマ２０を使用する場合には
ＮＡＮＤ回路と自己保持リレー３との間に異常検出回路
１５又はオンディレータイマ２０で作動されるスイッチ
ング回路を介挿するようにすればよい。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、自己保持用リレーによ
ってキースイッチをオフ状態とした後も電動機駆動回路
を作動状態に維持すると共に、キースイッチのオフ状態
をオフ状態検出部で検出し、且つ操舵トルク検出器の操
舵トルク検出値の中立状態を中立状態検出部で検出し、
両検出部の検出信号を電動機制御装置に入力して、この
電動機制御装置で、キースイッチがオフ状態で且つ中立
状態検出部で中立状態を検出したときに始めて電動機の
駆動を停止するように構成したので、キースイッチがオ
フ状態となった後にも電動機を作動可能として電動機の
操舵補助トルクによる操舵系の弾性変形量を徐々に減少
させて電動機停止時にステアリングホイールに伝達され
るキックバックを殆どなくすことができ、運転者にショ
ックを与えることを防止することがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図、第２図は
本考案の他の実施例を示すブロック図である。 １……バッテリー、２……キースイッチ、３……自己保
持用リレー、４……電動機制御装置、５……安定化電源
回路、６……操舵トルク検出器、７……増幅回路、８…
…電動機駆動回路、９……直流電動機、１０……オフ状
態検出回路、１２……中立状態検出回路、１３……ＡＮ
Ｄ回路、１４……ＯＲ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホイールの操舵トルクを検出
   する操舵トルク検出器と、ステアリング系に対して補助
   操舵力を発生する電動機と、該電動機を前記操舵トルク
   検出器の検出値に応じて制御し、キースイッチ及び自己
   保持用リレーを介して電源が供給される電動機制御装置
   とを備えた電動式動力舵取装置において、前記キースイ
   ッチのオフ状態への移行を検出するオフ状態検出回路
   と、前記操舵トルク検出器の検出値が中立状態であるこ
   とを検出する中立状態検出回路とを備え、前記電動機制
   御装置は前記オフ状態検出回路でオフ状態を検出し且つ
   前記中立状態検出回路で中立状態を検出したときに始め
   て前記自己保持用リレーをオフ状態として電動機の駆動
   を停止するように構成されていることを特徴とする電動
   式動力舵取装置。