JPS63125475A - ハイドロスタテイツクパワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フォークリフトのような産業車両に使用され
るハイドロスタティックパワーステアリング装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に、ハイドロスタティックパワーステアリング装置
は、ハンドルによって操作されるステアリングバルブユ
ニット（ロータリバルブ及びメータリング装置が一体的
に組付けられたもの）と、操舵輪を操舵させるパワーシ
リンダと、ステアリングバルブユニットとパワーシリン
ダとを連結する油圧ラインとから構成され、ハンドルの
回転角に比例する債の圧力油をステアリングバルブユニ
ットを経てパワーシリンダに供給することによって操舵
輪を操舵させるようになっている。ところが、上述のハ
イドロスタティックパワーステアリング装置は、機械的
なつながりを有しない関係で、前記ステアリングバルブ
ユニット内の油のリークに原因してハンドルの回転角と
操舵輪の切角との間に位置ずれが生じ、車両の直進時に
おけるハンドル中立位置が狂って運転者に違和感を与え
たり操作性を悪クシたりするという問題がある。

そのため、上記問題を解決すべく、位置ずれ補正用とし
て、ステアリングバルブユニットとは別系統の補正油圧
供給ラインを設け、この補正油圧供給ラインを通してパ
ワーシリンダにリーク分としての圧力油を自動的に補給
することにより位置ずれを補正するようしたものが提案
されている（例えば、特開昭６０−２６１７７８号公報
参照）。これは、具体的には補助油圧源と、この補助油
圧源からの供給油の経路を切換える３位置形の電磁切換
弁とを備えた補正油圧供給ラインを、前記ステアリング
バルブユニット系とは別系統でパワーシリンダに連結し
、ハンドルの中立時又はハンドルの回転操作時において
、コントローラからの指示に基づいて電磁切換弁を切換
えることによりパワーシリンダに位置ずれ補正用の油圧
を作用さぜるにうにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述した従来の位置ずれ補正機能付ハイドロ
スタティックパワーステアリング装置は、３位置形の１
４切換弁を使用しているため、２つのソレノイドが必要
となり、それを駆動するための制御系が複雑化するもの
であって、ハンドルに対する操舵輪の位置ずれ補正機構
を持たない形式のものと比較した場合、コストが非常に
高くなるという不具合がある。

そこで本発明は、上述した従来の問題を除去し得るハイ
ドロスタティックパワーステアリング装置を提供するこ
とを、その目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するための技術的手段は、ハンドルによ
り操作されるステアリングバルブユニットと、操舵輪を
操舵させるパワーシリンダと、前記ステアリングバルブ
ユニットとパワーシリンダとを接続する油圧ラインとを
備え、前記ハンドルの操作に対応して前記操舵輪を油圧
操舵するハイドロスタティックパワーステアリング装置
において、油圧ポンプ又は補助油圧ポンプと前記パワー
シリンダとを管路により接続するとともに、この管路に
は、前記ハンドルによって操作される油路切換用のロー
クリバルブと、このロータリバルブの上流側において油
路を開閉する電磁開閉弁とを組込むことにより、ハンド
ル回転角に対する操舵輪切角のずれを補正する補正圧力
供給ラインを構成したことである。

（作用） 従って、ハンドルの回転操作時において、ステアリング
バルブユニット内における油のリークに原因してパワー
シリンダに送られる油量が不足し、ハンドルの回転角と
操舵輪の切角とが一致しない場合には、電磁開閉弁が通
路開き側へ切換えられ、油圧ポンプ又は補助油圧ポンプ
からの圧力油がハンドルにより操作される油路切換用の
ロータリバルブを経てパワーシリンダに補給されること
によって操舵輪の位置補正が行なわれる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。第１図に示す油圧回路図において、１はノブ２を有
したハンドル、３はハンドル１によって操作されるステ
アリングバルブユニットであり、このステアリングバル
ブユニット３はハンドル１により直接操作されるステア
リング用のロータリバルブ４と、このロータリバルブ４
と機械的に連動し、油圧ポンプ８からロータリバルブ４
を経て送り込まれた圧力油を油圧ライン１１，１２を通
してハンドル１の回転角に対応する油量でパワーシリン
ダ１３に供給するメータリング装置（一般的にはジロー
タと呼称されている）５とから構成されている。６は回
路内圧力を設定圧に保持するリリーフ弁、７は逆流阻止
用のチェックバルブ、９は油圧ポンプ８を駆動する電動
モータ、１０はオイルタンクである。

１４は補正油圧供給ラインであり、この補正油圧供給う
イン１４はハンドル１によって操作される補正油路切換
用のロークリバルブ１５と、このロータリバルブ１５を
前記油圧ポンプ８に接続する管路１６と、この管路１６
に組込まれた油路開閉用の電磁開閉弁１７と、ロータリ
バルブ１５を前記パワーシリンダ１３の各シリンダ室に
接続する管路１８．１９とから構成されている。

補正油圧供給ライン１４のロータリバルブ１５は第２図
〜第５図に示す如く構成されており、以下、その詳細を
説明する。図示のように、ロータリバルブ１５は、ハン
ドル１と一体回転され外周面には適数個の油溝２０を有
するスプール２１と、このスプール２１の外周に相対回
転可能に嵌合され内周面には右旋回用の油溝２２Ｒと左
旋回用の油溝２２１を右するスリーブ２３と、このスリ
ーブ２３を回転可能に保持する固定のボデー２４とによ
ってその主体部が構成されている。そして、第５図に示
すように前記スプール２１の１つの油ｔＭ　２０と、こ
の油溝２０を挟んで両側に位置するスリーブ側の右旋回
用と左旋回用の２つの油溝２２Ｒ，２２Ｌとが対をなし
て油路を構成しており、本実施例では５組の油路が形成
されている。スプール２１の油溝２０はその上端部にお
いてスプール２１に設けたリング状の連通溝２５を介し
て相互に連通ずるとともに、スリーブ２３に設けた連通
孔２６を介してボデー２４に形成されたポンプボート２
７と連通されている。また、スリーブ側の油溝のうち、
スプール側の油溝２０を挟んで一方に位置する右旋回用
の油溝２２Ｒは、上端部においてリング状の連通溝２８
により相互に連通されるとともに、連通孔２９を介して
ボデー２４に形成された一方のシリンダボート３０と連
通され、他方に位ｉｌｌ′７覆る左旋回用の油溝２２１
は下端部においてリング状の連通溝３１により相ηに連
通されるとともに、連通孔３２を介してボデー２４に形
成された他方のシリンダボート３３と連通されている。

また、スプール２１にはビン３４が径方向に貫通されて
おり、このピン３４はスリーブ２３に形成された長孔３
５と係合プることにより、該長孔３５にて設定される範
囲内でのみスプール２１とスリーブ２３との相対回転を
許容しており、この相対回転はスプール側の油溝２０が
スリーブ側の右旋回用又は左旋回用の油溝２２Ｒ，２２
Ｌと一致するに必要な回転である。そして、ピン３４と
長孔３５とによって設定されたスプール２１とスリー１
２３との相対回転は、それらの径方向に導通して介在さ
れたリターン用としての２枚の板ばね３６を変形させな
がら行なわれるようになっている。

従って、ハンドル１によってスプール２１が右回り又は
左回りに回転された場合には、スプール２１が板ばね３
６を弾性変形させながらスリーブ２３に対して相対回転
し、スプール側の油溝２０がスリーブ側の右旋回用油ｉ
２２Ｒ又は左旋回用の油溝２２　Ｌに導通して油路を切
換えるものであって、そして油路の切換後はビン３４を
介してスリーブ２３がスプール２１と一体回転するもの
である。

つぎに、図中３７はハンドル１の回転角検出器であり、
本実施例ではハンドル１に設けた小歯車３８と噛合う大
歯車３９の回転角を検出して角度信号Ｏ８を出力する。

なお、大歯巾３９にはハン　−ドル１の最大回転角規制
用のビン４０が設けられ、このピン４０が機台側に設け
た適当な固定ストッパ（図示しない）と当接することで
ハンドル１の最大回転角を規制するようになっている。

４１は操舵輪４２の切角検出器であり、１１ｎ記パワー
シリンダ１３によって操舵される操舵輪４２の切角信号
０丁を出力する。４３はコントローラであり、前記回転
角検出器３７及び切角検出器４１がらの各検出信号を入
力し、その検出値に基づいて前記電磁開閉弁１７のソレ
ノイドＳＱＬに対して制御信号を出力するようになって
いる。また、コントローラ４３は回転角検出器３７の角
度信号θＳに基づいてその微分値の絶対値１θ！を淳出
し、これによりステアリング操作の有無を判定してステ
アリング操作が停止している間はポンプ駆動用の°Ｌ■
動モータ９を停止させ、ステアリング操作が行なわれて
いる間は電動モータ９を駆動するようになっており、し
かもその駆動については電動モータ９が直流モータであ
る場合には前記絶対値１６１に比例してパルスデューテ
ィ比制御を行なうように設定される。

本実施例は上述のように構成したものであり、以下その
作用を説明する。今、ハンドル１を右回り又は左回りに
回転操作すると、ステアリングバルブユニット３におけ
るロータリバルブ４が中立位置（ｂ）から右旋回位置（
ａ）又は左旋回位置（Ｃ）へ切換えられる。このとき、
前述したようにコントローラ４３の制御により油圧ポン
プ８の電動モータ９が駆動されるので、油圧ポンプ８か
らロータリバルブ４を経て送られた圧力油が、ロータリ
バルブ４と連動するメータリング装置５によってハンド
ル１の回転角に対応する油凹で油圧ライン１１あるいは
１２を経てパワーシリンダ１３の油室に供給され、操舵
輪４２が操舵されることになる。

しかして、上記ハンドル１の回転操作時において、ステ
アリングバルブユニット３におけるロータリバルブ４と
同様に補正油路切換用のロータリバルブ１５が作用し、
前述した要領でその油路が中立位置（ｄ）から右旋回位
置（ｅ）又は左旋回位置（ｆ）に切換えられるとともに
、位置ずれ補正作用が行なわれるものであり、以下その
作用を第６図に示すフローチャートに基づいて説明する
。

まず、ステップ１において回転角検出器３７によってハ
ンドル１の回転角θＳが検出され、そしてステップ２に
おいてこの回転角θＳに基づいて操舵輪４２の目標切角
θＵが算出される。次いで、ステップ３において切角検
出器４１によって操舵輪４２の実際の切角θ■が検出さ
れる。次いで、ステップ４においてハンドル１の回転角
θＳを時間ｔで微分し、その値がＯか否かを判断し、０
であればステップ５に進み、電磁開閉弁１７のソレノイ
ドＳＱＬは停止のままとなり、０でない場合にはステッ
プ６に進んで、目標切角θＵと実際の切角θ■との差を
算出する。次いで、ステップ７においてその算出値θが
０又は０より大きいか否かを比較する。そして、算出値
θがＯ又はＯより大きい場合（実際の切角θ■がハンド
ル１の回転角θＳより進んでいる場合）にはステップ５
に進み、ソレノイドＳＱＬは停止のままとなるが、０よ
り小さい場合には実際の切角６丁がハンドル１の回転角
θＳより遅れていると判断し、ステップ８に進む。ステ
ップ８では算出値θに基づいてソレノイドＳＱＬの０Ｎ
１０ＦＦデユ一テイ比制即時間が算出され、次いでステ
ップ９においてその算出時間に対応する駆動信号がソレ
ノイドＳＱＬに出力され、電磁開閉弁１７が開き側に切
換えられる。従って、電Ｗ１開閉弁１７は遅れの程度に
対応した流量調整を行なうように制御され、そしてこの
電磁開閉弁１７の開き側への切換えによって補正圧力供
給ライン１４が連通されるので、油圧ポンプ８からの圧
力油は、電１１開閉弁１７及びローリバルブ１５の右旋
回位ｍ（ｅ）又は左旋回位置（ｆ）経てパワーシリンダ
１３に供給され、操舵輪４２がハンドル２の回転角θＳ
に応じた切角となるように補正される。

すなわち、本実施例のパワーステアリング装置は、コン
トローラ４３を介して制御される電磁同閉弁１７及びハ
ンドル１によって操作される補正油路切換用のロータリ
バルブ１５を備えた補正圧力供給ライン１４を通して圧
力油をパワーシリンダ１３に供給し、ハンドル１の回転
角に対する操舵輪４２の切角のずれを補正することによ
って、ハンドル１の回転操作終了時点における位置ずれ
を微小範囲に納め得るものである。なお、従来一般のハ
イドロスタティックパワーステアリング装置は、操舵輪
４２が最大切角に達した状態にあってｂハンドル１を回
転させることが可能となっており、従って、操舵輪４２
の操舵エンド位置からはハンドル１のみが回転されて大
ぎな位置ずれが発生する可能性があるが、本実施例にあ
っては前述したように大歯車３９に設けたビン４０とス
トッパとによる機械的な規制によってハンドル１の最大
回転角を操舵輪４２の最大切角に対応して制限すること
により、操舵輪４２の最大切角時における位置ずれの発
生を防止することができる。

また、本実施例ではポンプ駆動用の電動モータ９をハン
ドル操作が行なわれていない場合には停止し、ハンドル
操作が行なわれた場合には必要量だけ駆動するように制
御しているので、エネルギーの無駄を省く上で有効であ
って、このような電動モータ９の駆動・停止の制御は、
ハンドル１によって操作されるロータリバルブ４が中立
位置から旋回位置へり換わるまでの遊びの時間を利用し
て行なうことが可能であり、従ってその応答性の面にお
いても問題は発生しない。

つぎに、本発明の他の実施例を第７図に基づいて説明す
る。この実施例は、ステアリング用としての油圧ポンプ
８とは別に、補正油圧供給ライン専用としての補助油圧
ポンプ４４を設置したものであって、その他の構成につ
いては前述した実施例と同様である。従って、この実施
例によってもハンドル１の回転操作時にハンドル回転角
と操舵輪切角との間にずれが発生したときは、補助油圧
ポンプ４４からの圧力油を補正圧力供給ライン１４を経
てパワーシリンダ１３に供給することにより、操舵輪４
２の切角をハンドル１の回転角に対応するように補正す
ることができる。なお、この実施例における補助ポンプ
駆動用の電動モータ４５の駆動制御に関しては、前述の
実施例における油圧ポンプ８の電動モータ９の場合と同
様に行なうことが望ましい。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ステアリング操
作中において、圧力油のリークによってハンドル回転角
と操舵輪切角との間に生ずるずれを、油圧ポンプからの
圧力油を補正油圧供給ラインを通してパワーシリンダに
供給することによって補正し、操作性を良化向上し青る
ものである。

とくに本発明は、補正油圧供給ラインの油路の切換えを
ハンドルによって操作されるロータリバルブによって行
なわせ、油路の開閉を電磁開閉弁により行なうようにし
たので、従来の３位置形の電磁開閉弁によって油路の切
換えを行なう方式の場合において必要であったハンドル
の回転方向の判定とその判定に基づくソレノイドの駆動
という制御が不要となり、制御系の簡素化を図る上でき
わめて有効となり、またコストの低減にも役立つもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は油圧回路図、第
２図は補正油路切換用のロータリバルブを示す縦断面図
、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図は第２図の
ＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は第２図のｖ−ｖ線断面図
、第６図は作動フローチャート図、第７図は本発明の他
の実施例を示す油圧回路図である。 １・・・ハンドル ３・・・ステアリングバルブユニット ８・・・油圧ポンプ １１．１２・・・油圧ライン １３・・・パワーシリンダ １４・・・補正圧力供給ライン １５・・・補正油路切換用のロータリバルブ１７・・・
電磁開閉弁 ４２・・・操舵輪 出願人　　株式会社　豊田自動絹機製作所代理人　　弁
理士　　岡田英彦　（外３名）第６図

Claims (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バルブユニット
   と、操舵輪を操舵させるパワーシリンダと、前記ステア
   リングバルブユニットとパワーシリンダとを接続する油
   圧ラインとを備え、前記ハンドルの操作に対応して前記
   操舵輪を油圧操舵するハイドロスタティックパワーステ
   アリング装置において、油圧ポンプ又は補助油圧ポンプ
   と前記パワーシリンダとを管路により接続するとともに
   、この管路には、前記ハンドルによつて操作される油路
   切換用のロータリバルブと、このロータリバルブの上流
   側において油路を開閉する電磁開閉弁とを組込むことに
   より、ハンドル回転角に対する操舵輪切角のずれを補正
   する補正圧力供給ラインを構成したハイドロスタティッ
   クパワーステアリング装置。