JPS63255175A - 全油圧式パワ−ステアリング装置の角度補正装置 - 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
る全油圧式パワーステアリング装置に係り、詳しくはハ
ンドルと操舵輪との角度に差が生−じた場合、自動的に
補正できるようにした角度補正￥＆置に関する。

（従来の技術） 一般に、全油圧式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に１１　ｆ４け
られたもの）と、操舵輪を操舵さμ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Ｊる左右の油圧うインとから構成され、ハンドルの回
転角に比例する母の作動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
を油圧操舵させるようになっている。ところが、上述の
全油圧式パワーステアリング装置にあっては、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
ニット内の作動油のリークに原因してハンドルの回転角
と操舵輪の舵角との間に位置ずれが生じ、特にフォーク
リフトのようにハンドルにノブを備えたものにあっては
直進時におけるハンドルの中立位置が狂って運転乙に違
和感を与えたり操作性を悪くしたりするという問題があ
る。

そのため、従来より上記問題を解決すべく、パワーシリ
ンダに作動油を供給する油圧ラインに位置ずれ補正用と
しての作動油流出ラインを設け、ハンドル回転角に対応
するパワーシリンダの目標ストロークと実ストロークと
の差が生じたときに前記作動油流出ラインの電磁切換弁
を切換作動して作動油を流出させ、ハンドルの位置ずれ
を補正するようにしたものが例えば、実開昭５９−１３
２４７０　ｅ公報に開示されている。

上記従来の位置ずれ補正機能付き全油圧式パワーステア
リング装置は、車輪操舵用アクチェエータ、即ち、パワ
ーシリンダの中立位置を検出する廿ンリ゛と、ハンドル
の中立位置を検出するセンリ゛とを設置ノ、両者の中立
位置においてズレが生じたことを検出したとぎ、パワー
シリンダの中立位置通過時に、このズレを修正するよう
に前記作動油流出ラインの電磁切換弁に対して所定時間
だけ修正信号を出力し、同切換弁を作動させるものぐあ
った。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の全油圧式パワースデアリング
装置の位置ずれ補正手段は、パワーシリンダの中立位置
通過時に、ハンドルとパワ−シリンダの間に生じた位置
ずれを所定時間だｔＪ修正させるものであるため、車両
がカーブを走行している状態での位置ずれ修正は行なわ
れず、直進状態になったとぎに位置ずれ修正が開始され
るため、直進走行状態になった瞬間において運転名に違
和感を与え、運転フィーリングを悪化させるという問題
があった。

そこで本発明においてはハンドルの回転において、ハン
ドルが所定角度回転する毎にハンドルの回転角と操舵輪
の舵角の間の位置ずれを検出し、位置ずれ修正を速やか
に行なうことによって前記従来の問題を解決することを
技術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決づるための技術的手段は、全油圧式パワ
ーステアリングＶｔｆｆ１の角度補正装置を、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連結する左右の油圧
ラインとを備え、該左右の油圧ラインをバイパスライン
により接続するとともに、このバイパスラインにはハン
ドル回転角と操舵輪舵角との位置ずれを補正ずべく開閉
作動される電磁開開弁を設けた全油圧式パワーステアリ
ング装置において、前記ハンドルの回転角度を検出して
同ハンドルの回転角度に対応した信号を出力するハンド
ル回転角度検出手段と、前記操舵輪の舵角度を検出して
同舵角度に対応した信号を出力する操舵輪舵角度検出手
段と、前記ハンドルが所定角度回転される毎に前記ハン
ドル回転角度検出手段から出力されたハンドル回転角度
対応の信号と前記操舵輪舵角度検出手段から出力された
操舵輪舵角度対応の信号とを入力してハンドルの回転角
度と操舵輪の舵角度の角度差を３Ｑ　Ｗ　したうえ前記
電１１開閉弁に対して前記角度差に対応した補正制御信
号を出力する制御手段とを備えた構成にすることである
。

（作用） 上記構成の全油圧式パワーステアリング装置の角度補正
装置によれは、制御手段は、ハンドルが所定角度回転し
たことを検出する毎にハンドル回転角度検出手段からの
信号と、操舵輪舵角度検出手段からの信号を入力し、ハ
ンドルの回転角度と操舵輪の舵角度の角度差を演淳した
うえ、演鋒された角度差対応の補正制御信号を前記電磁
開閉弁に出力する。同電磁開閉弁は前記補正制ｔｌｌ信
号に対応した開閉動作をして前記左右の油圧ライン間に
設けられたバイパスラインに作動油をバイパスさせ、ス
テアリングバルブユニットに戻づことによってハンドル
と操舵輪との位置ずれを補正する。

（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図に示した油圧回路図において、１は操作性を
よくするためのノブ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
よって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９からロータリバルブ４を経て送り込まれた作動油
を油圧ライン６．７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８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。なお、図中１０は回路内圧ツノを設定圧
に保持するリリーフ弁、１１はオイルタンクである。。

また、前記ロータリバルブ４は、タンクボー１・とメー
タリングボートとを連絡１」る通路には絞り弁１２を、
タンクボートどシリンダボートとを連絡りる通路には絞
り弁１３を、またメータリングボートとシリンダボート
とを連絡する通路には絞り弁１４を、さらにポンプボー
１・とタンクボートとを連絡する通路には全量絞り弁１
５をそれぞれ備えており、これら絞り弁のうら、通常の
場合メータリングボートとシリンダボートとを連絡づる
通路に設けられた絞り弁１４の絞り度が最大に設定され
ている。また、１１す記パワーシリンダ８の左側油室に
通じる油圧ライン６と右側間Ｔに通じる油圧ライン７と
はバイパスライン１６によって相ｎに連通され、このバ
イパスライン１６には両方向について作動油流れを許容
する形式の通路間開用の電磁開閉弁１７が設けられて”
いる。

一方、前記ハンドル１のステアリングシャフト１ａには
回転角検出器としての［１−クリエンコーダ１８が設け
られ、旋回方向を判別するため、半位相ずらした矩形パ
ルスのＡ信号とＢ信号を、それぞれ１回転につき分解能
に応じた定多数パルス信号として出力するとともに、ノ
ブ２の位置に対応した基準点信号（ノブの基準位置を示
づ信す）Ｚを出ノＪする。また、操舵輪１９のキングピ
ン２０には切角検出器としてのボテフシ３メータ２１が
取付けられ、操舵輪１９の実際の舵角信号を出力する。

そして、コントローラ２２は前記ロータリエンコーダ１
８及びポテンショメータ２１がらの各検出信号を入力し
、それに基づいて前記電磁開閉弁１７に対し制御信号を
出力し、デユーティ駆動するようになっている。コント
ローラ２２は第２図に示すように、ＣＰＬＪ　（マイク
ロコンピュータ）３１を演算、及び制御処理の中枢とし
て設け、同ＣＰＵ３１には外部の記憶手段としてのＲＯ
Ｍ（リードオンリメモリ）３２及びＲＡＭ　（ランダム
アクセスメモリ）３３が接続されている。

また、ＣＰＵ３１の入力側には、前記ロータリエンコー
ダ１８のＡ信号とＢ信号とを入力してそれぞれの定多数
パルス信号をカウントしたうえ、それぞれの力・クント
値対応信号を出力するパルスノＪウンタ３４と、前記ポ
テンショメータ２１から出力されたアナログ状の電圧信
号を入力し、同電圧信号に対応したデジタル信号に変換
して出力するＡ／Ｄコンバータ３５とが接続される。

一方、ＣＰＬＪ３１の出力側には、前記電磁開閉弁１７
に対して、位置ずれ補正用の制御信号（デユーティ駆動
用制御信号）を出力するための駆動回路３６が接続され
ている。

なお、前記ロータリエンコーダ１８から出力される前記
Ｚ信号ｔユ割込信号としてＣＰＵ３１に直接入力される
ように回路が構成される。

本実施例は上述のように構成したものであり、従ってハ
ンドル１を右回り又は左回りに回転操作すると、スデア
リングバルブユニツ１〜３にＪ３けるロータリバルブ４
が直進時の中立位置（ｂ）から右旋回位置（ａ）又は左
旋回位置（Ｃ）に切換えられ、油圧ポンプ９からロータ
リバルブ４を経て送られた作動油がメータリング装置５
によってハンドル１の回転角に対応する油量で油圧ライ
ン６又は７を経てパワーシリンダ８の左側油室又は右側
油室に供給され、操舵輪１つが右又は左に操舵される。

そして、上記ステアリング操作時において位置ずれ補正
作用が行なわれるものであり、以下、その作用を説明す
る。

この作用説明においてハンドル１の回転角と操舵輪１９
の回転角を第３図（Ａ）〜第３図（［）のように定ｒｉ
ｒｊる。即ち図に示すように、ハンドル１を回転さけな
い状態でノブ２の位置がＰＯの位置にあり、操舵輪１９
の共通座標軸Ｙに対する角度をθ３（操舵輪１９が直進
状態に相当する角度）としたとぎ、状態３Ｃと定義する
。また、ハンドル１を右に１回転させ、ノブ２の位置が
Ｐ　Ｒ１（ノブ２の共通座標軸Ｙに対する角度はＰＯと
同じ）になった状態での操舵輪１９の共通座標軸Ｙに対
する角度を０４としたとき、状態４Ｃと定義Ｊ゛る。さ
らに、ハンドル１を右に２回転させ、ノブ２の位置がＰ
Ｒ２（ノブ２の共通座標軸Ｙに対する角度はＰＯと同じ
）になった状態での操舵輪１９の共通座標軸Ｙに対する
角度を０５としたとき、状ｆぶ５Ｃと定義する。

一方、ハンドル１を左に１回転させ、ノブ２がＰＬｌに
位置したときの操舵輪１９の共通座標軸Ｙに対する角度
をθ２としたとき、状３２Ｇと定義する。さらに、ハン
ドル１を左に２回転させ、ノブ２がＰＬ２に位置したと
きの操舵輪１９の共通座標軸Ｙに対する角度をθ１とし
たとき、状態１Ｇと定義し、それぞれの状態１Ｃ〜５Ｃ
にＪ３けるハンドル１の回転数と操舵輪１９の角度０１
〜０５の関係をＲＯＭ３２に記憶させる。

なお、ロータリエンコーダ１８から出力されるＡ信号、
Ｂ信号及びＺ信号の波形図を第４図に示す。同図に示す
ように、Ａ信号、８Ｃ号は半位相ずれた状態で出力され
る矩形パルス信号で、前回の２信号入力時から今回の７
信号が入力されるまでの間にロータリエンコーダ１８か
ら出力されるＡ信号、Ｂ信号は例えば２０００パルスと
する。

即ち、ハンドル１を１回転させる毎に２０００パルスの
Ａ信号、Ｂ信号が出力される。

次に、第５図（Ａ）のメインルーチン、第５図（８）の
７信号：ＩＰ１込ルーチン及び第５図（Ｃ）の角度補正
ルーチンそれぞれのフローチャートに基づいて、位置ず
れ補正制御作用を説明する。

第５図（Ａ）のメインルーチンは、同図より明らかなよ
うに、車両のキースイッチが投入されたときに行なわれ
るイニシャライズサブルーチンと、本実施例の中心とな
る角度補正制御サブルー−１〜ンと、制御タイマーのり
−ブルーチンとから成っており、本実施例の中心となる
角度補正制御サブルーチンは、第５図（Ｂ）の２信号ｖ
１込ルーチンに続いて開始される。第５図（Ｂ）に示す
ように、車両のキースイッチが投入されてから、第１回
目の７信号が割込入力されると、ＣＰＵ３１は前記ポテ
ンショメータ２１からの出力信号により操舵輪の舵角を
読込むとともに、パルスカウンタ３４のカウント値をリ
セットし、第５図（Ｃ）の角度補正制御ルーチンにター
ンする。

角度補正制御は、概路次のように行なわれる。

車両のキースイッチ投入後、ロータリエンコーダ１８か
らの第１回目の７信号がコントローラ２２に入力される
と、角度補正制御が開始され、常にポテンショメータ２
１からの信号に基づいて実際の操舵輪１９の舵角と、ロ
ータリエンコーダ１８からのΔ、Ｂ両パルス信号に基づ
いた実際のハンドル回転角に対応づる設定舵角とのズレ
に相当する差角を算出し、ズレ方向とハンドル操作方向
が一致したときのみ、電磁開閉弁１７を作動させ、バイ
パスライン１６に作動油をバイパスさけてハンドル１を
スリップさせることによって前記ズレを補正するという
乙のである。

ロータリエンコーダ１８からの７信号が入ノ〕されると
、ＣＰＵ３１は角度補正制御ルーチンのステップＳ１に
おいて、前記第３図に示した状態１Ｃ〜５Ｃの定義のう
□ら、操舵輪１９の舵角より該当する状態を決定し、定
義する。ステップＳ２に５３いて、ポテンショメータ２
１からの信号に基づいて操舵輪１９の実際の舵角ＴＲを
読込む。

ステップＳ３において、パルスカウンタ３４でカウント
されたロータリエンコーダ１８の出力バルス数を、第３
図に示すように、状態１ＣをＯとし、状態２Ｃを２００
０、以下各状態毎に２０００を加え、状ｆｌｌｓ５Ｇを
８０００というように変換した各状態対応のカウントデ
ータに基づき、ハンドル回転角と操舵輪舵角の対応マツ
プ（ＲＯＭ　３２に記憶されている）より、目標舵角Ｔ
Ｏを求める。

ステップＳ４において、角度誤差ＴＥ、を式ＴＥ　＝　
Ｔ　Ｒ−’　Ｔ　Ｏより求める。ステップＳ５においで
角度誤差ＴＥが予め設定された許容値より大きいか否か
を判断し、判断結果がＮＯの場合は、メインルーチンに
リターンする一方、判断結果がＹＥＳの場合は、ステッ
プＳ６において、ハンドル１の旋回方向を判別し、さら
に同一旋回範囲におい′Ｃ電磁開閉弁１７を駆動した場
合に、角度誤差が増幅される方向か、減少する方向かを
判定する。

ステップＳ７において角度誤差が減少する方向であると
判断した場合には、ステップＳ８において、前記ステッ
プ＄６の位相判断に基づき、電磁開閉弁１７をデユーテ
ィ駆動し、そのあとメインルーチンにリターンする。

以上のようにロークリエンコーダ１８からの′Ｚ信号が
入力されるｆｕにＣＰ　Ｕ　３１はハンドル１と操舵輪
１９の位置ずれ補正をするため、車両の直進走行時にお
【ノるハンドル１の中立位置の狂いが極めて少なくなり
、運転名に違和感を与えたり、操作性を悪くしたりする
ということが改善される。

また、据え切り時のハンドルの位置ズレに対して機械的
ストッパーを設けることなく対処できる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ハンドルの回転において
、ハンドルが所定の角度回転される毎に、ハンドルと操
舵輪の位置ずれ補正を行なうため、例え、フォークリフ
トのようにハンドルにノブを備えたような車両が直進走
行をする場合であってら、ハンドルの中立位置が狂っで
蓮転者に違和感をＬｊえたり、操作性を悪くしたりする
という問題が解消されるという効果がある。

【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図はコントローラの内部ブロック図、第３図（Ａ）、
　（Ｂ）、　（Ｃ）、　（Ｄ）及び（Ｅ）はハンドルと
操舵輪の位置関係を定義した状態定義図、第４図はロー
タリエンコーダの出力信号波形図、第５図（＾）はメイ
ンルーチンフローチャート図、第５図（Ｂ）はＺ信丹割
込ルーチンフローヂャート図、第５図（Ｃ）は角度補正
制御ルーチンフローチャート図である。 １・・・ハンドル ３・・・ステアリングバルブユニット ６．７・・・油圧ライン ８・・・パワーシリンダ １６・・・バイパスライン １７・・・電磁量１１弁 １８・・・ロータリエンコーダ １９・・・操　舵　輪 ２１・・・ボテンシ」メータ ２２・・・コントローラ 出願人　　株式会社豊ＥＴ１自１）ＪＨＦ３　’ＩＪ作
所代理人　　弁理士　岡田英彦　（外３名）（Ａ）　　
　　　　　　　　　　　（Ｂ）第５１！ｆ （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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連結する左
   右の油圧ラインとを備え、該左右の油圧ラインをバイパ
   スラインにより接続するとともに、このバイパスライン
   にはハンドル回転角と操舵輪舵角との位置ずれを補正す
   べく開閉作動される電磁開閉弁を設けた全油圧式パワー
   ステアリング装置において、 前記ハンドルの回転角度を検出して同ハンドルの回転角
   度に対応した信号を出力するハンドル回転角度検出手段
   と、前記操舵輪の舵角度を検出して同舵角度に対応した
   信号を出力する操舵輪舵角度検出手段と、前記ハンドル
   が所定角度回転される毎に前記ハンドル回転角度検出手
   段から出力されたハンドル回転角度対応の信号と前記操
   舵輪舵角度検出手段から出力された操舵輪舵角度対応の
   信号とを入力してハンドルの回転角度と操舵輪の舵角度
   の角度差を演算したうえ前記電磁開閉弁に対して前記角
   度差に対応した補正制御信号を出力する制御手段とを備
   えた全油圧式パワーステアリング装置の角度補正装置。