(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、操舵ハンドルの回転速度である操作速度を検出する操作速度検出手段と、操作速度に基づいて操舵機構の目標となる回転速度である目標操舵速度を計算し、操舵機構による実際の回転速度である実操舵速度と目標操舵速度とを互いに比較して偏差を算出する制御手段と、算出された偏差に対応して操舵機構を駆動する駆動手段とを備えており、かつ、制御手段は、車両の低速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を増加させると共に、車両の高速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を減少させる構成とされていることを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式のパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフトにおけるパワーステアリング装置の第１の従来例としては、図示省略しているが、車両本体の後部位置に配設された後輪を操舵輪とし、かつ、この操舵輪を回転動作させることによって車両そのものを旋回動作させる操舵機構と、車両本体の前部位置に配設された操舵ハンドルと操舵機構との間をチェーンやシャフト等から構成されるトルク伝達機構でもって機械的に連結したものがある。そして、このパワーステアリング装置では、トルク伝達機構の後端部に配設されたトルクセンサでもって操舵ハンドルの回転トルクを検出し、かつ、その検出値に基づいて操舵機構が具備しているステアリング用モータを駆動するのに伴って操舵輪を回転動作させることが実行される。
【０００３】
また、パワーステアリング装置の第２の従来例としては、図３のブロック図で示すように、操舵ハンドルの回転速度である操作速度を検出する操作速度センサ１１と、操舵機構による実際の回転速度である実操舵速度を検出する実操舵速度センサ１２と、操作速度センサ１１で検出された操作速度に基づいて操舵機構の目標となる回転速度である目標操舵速度を計算し、実操舵速度センサ１２で検出された実操舵速度と目標操舵速度とを比較して偏差を算出する制御手段であるマイクロコンピュータ１３と、算出された偏差に対応して操舵機構が具備しているステアリング用モータ１４を駆動する駆動手段であるモータ駆動装置１５とを備えて構成されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１の従来例に係るパワーステアリング装置では、操舵ハンドルと操舵機構とが機械的に連結されているため、これら両者の回転速度比を容易には変更できない。また、第２の従来例に係るパワーステアリング装置においても、操舵機構の目標操舵速度は操作速度に対する単純な設定比率に基づいて計算されるに過ぎず、操舵ハンドル及び操舵機構の回転速度比は固定値としたうえで設定されているのが実情である。すなわち、フォークリフトを含む車両一般にあっては、車両の高速走行時に発生するふらつき動作を防止して良好な直進性を維持することが重要であるため、車両の高速走行時を基準としたうえで操舵機構の目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を一定の固定値としておき、かつ、操作速度に対して設定比率を乗算するのに伴って操舵機構の目標操舵速度を計算することが行われている。
【０００５】
しかしながら、走行することが主目的である車両の場合とは異なり、荷役車両としてのフォークリフトでは、車両を低速走行させながら荷物を積み込んだり積み降ろしたりする作業が必須となるため、前進動作及び後退動作の小刻みな繰り返しである車両の切り返し操作、いわゆる据え切りに近い状態下で操舵ハンドルを回転操作することが頻繁に必要とされる。そして、車両の高速走行時を基準として設定された固定的な設定比率を利用している限りは、操舵機構の目標操舵速度が相対的に小さな操舵速度であるにも拘わらず、操舵ハンドルの回転速度、つまり、操作速度を大きくする必要があるため、オペレータの早期疲労や腕の筋肉障害等を招くというような不都合が生じることになっていた。
【０００６】
本発明はこのような不都合に鑑みて創案されたものであって、操舵ハンドルの操作速度に対する操舵機構の目標操舵速度の設定比率が可変であり、オペレータの早期疲労や腕の筋肉障害等を招く恐れがない構成とされたパワーステアリング装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るパワーステアリング装置は、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、操舵ハンドルの回転速度である操作速度を検出する操作速度検出手段と、操作速度に基づいて操舵機構の目標となる回転速度である目標操舵速度を計算し、操舵機構による実際の回転速度である実操舵速度と目標操舵速度とを互いに比較して偏差を算出する制御手段と、算出された偏差に対応して操舵機構を駆動する駆動手段とを備えており、かつ、制御手段は、車両の低速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を増加させると共に、車両の高速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を減少させる構成とされていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、このパワーステアリング装置では、目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の走行速度に対応して増減変化させることが制御手段によって行われるので、その時々の車両の走行速度に適した設定比率が選択されることになる。そして、操舵ハンドルの操作速度に対応した操舵機構の目標操舵速度が車両の走行速度をも考慮したうえで計算されており、この目標操舵速度と実操舵速度とを互いに比較したうえで偏差が算出される結果、車両の走行速度に対応した操舵ハンドルの操作速度、つまり、適切な回転速度でもって車両に必要な動作を行わせることが可能になる。
【０００９】
またこのような構成とされた制御手段を備えてなるパワーステアリング装置であれば、荷物を積み込んだり積み降ろしたりする車両の低速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が増加することになり、また、荷物を載置しないままで走行するような車両の高速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が減少することになる。その結果、車両の低速走行時、つまり、車両の走行速度が遅い場合には、操舵ハンドルの回転速度が従来よりも小さくて済むことになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係るパワーステアリング装置の構成を示すブロック図であり、図２は車両の走行速度に対応して変化する操舵ハンドルの回転速度と目標操舵速度との関係を示す説明図である。なお、本実施の形態に係るパワーステアリング装置の構成そのものは第２の従来例と基本的に異ならないので、図１において図３と互いに同一もしくは相当する部品、部分には同一符号を付している。
【００１１】
本実施の形態に係るパワーステアリング装置は、図１のブロック図で示すように、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段である車速センサ１と、操舵ハンドルの回転速度である操作速度を検出する操作速度検出手段である操作速度センサ１１と、操舵機構による実際の回転速度である実操舵速度を検出する実操舵速度検出手段である実操舵速度センサ１２と、操作速度に基づいて操舵機構の目標となる回転速度である目標操舵速度を計算し、計算された目標操舵速度と実操舵速度とを比較して偏差を算出する制御手段であるマイクロコンピュータ２と、算出された偏差に対応して操舵機構が具備しているステアリング用モータ１４を駆動する駆動手段であるモータ駆動装置１５とを備えている。
【００１２】
なお、この際における車速センサ１、操作速度センサ１１、実操舵速度センサ１２のそれぞれは、ロータリエンコーダ等を利用したうえで構成されているのが一般的である。また、この実施の形態では、パワーステアリング装置が実操舵速度センサ１２を備えるとしているが、高精度制御がさほど必要でない場合、例えば、直流永久磁石式のステアリング用モータ１４である場合などには、印加される電圧値と電流値とに基づく演算によって操舵機構による実際の回転速度を算出し得るので、実操舵速度センサ１２をわざわざ設ける必要はないこととなる。
【００１３】
そして、マイクロコンピュータ２は目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の走行速度に対応したうえで増減変化させる構成を有しており、車両の低速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の中速走行時の設定比率よりも増加させると共に、車両の高速走行時にあっては目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の中速走行時の設定比率よりも減少させるものとなっている。すなわち、このマイクロコンピュータ２には、図２の説明図で示すようなデータベース、つまり、車両の走行速度に対応して変化する操舵ハンドルの回転速度と目標操舵速度との相対的な関係を表示するデータベースが内蔵されており、このデータベースからは、例えば、車両の高速走行時における操舵ハンドルの回転速度が１回/secであれば計算結果として目標操舵速度が＋２５deg/sec 程度となる設定比率が読み取られるのに対し、車両の低速走行時であれば操舵ハンドル回転速度が同じ１回/secであっても目標操舵速度が＋４１deg/sec 程度となる設定比率が読み取られる。
【００１４】
そのため、このパワーステアリング装置では、目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の走行速度に対応して増減変化させることがマイクロコンピュータ２によって自動的かつ随時に実行されることになり、その時々の車両の走行速度に適した設定比率が適宜に選択されるのに伴って操舵ハンドルの操作速度に対応した操舵機構の目標操舵速度が車両の走行速度をも考慮したうえで計算される。そして、このマイクロコンピュータ２においては、目標操舵速度と実操舵速度とを互いに比較したうえで偏差が算出されることとなる結果、車両の走行速度に対応した操舵ハンドルの回転速度、つまり、適切な操作速度でもって車両に必要な動作を行わせることが可能となる。
【００１５】
したがって、このような制御手段を備えたパワーステアリング装置であれば、荷物を運搬中等のような車両の中速走行時における設定比率を基準としたうえ、荷物を積み込んだり積み降ろしたりする車両の低速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が車両の中速走行時よりも増加することになり、また、荷物を載置しないままで走行するような車両の高速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が車両の中速走行時よりも減少することになる。その結果、車両の低速走行時、つまり、車両の走行速度が遅い場合には、操舵ハンドルの回転速度が小さくて済むことになる。
【００１６】
つぎに、本実施の形態に係るパワーステアリング装置の動作を説明する。すなわち、車両の旋回動作や切り返し操作に際しては、まず、オペレータによって操舵ハンドルが回転操作されることになり、その回転速度に対応した操作速度が操作速度センサ１１でもって検出される。そして、操作速度が検出されると、マイクロコンピュータ２は、車速センサ１でもって検出された車両の走行速度に対応する設定比率を算出し、かつ、算出された設定比率を操作速度に乗算したうえで操舵機構の目標操舵速度を計算することとなり、計算された目標操舵速度と実操舵速度センサ１２でもって検出された操舵機構の実操舵速度とを比較して偏差を算出した後、算出された偏差をモータ駆動装置１５へと指示することになる。
【００１７】
そのため、モータ駆動装置１５は、マイクロコンピュータ２から指示された偏差に基づいたうえ、この偏差が零（ゼロ）となるようステアリング用モータ１４を駆動することになる。そして、実操舵速度センサ１２でもって検出される操舵機構の実操舵速度が目標操舵速度となるまで、モータ駆動装置１５はステアリング用モータ１４を駆動し続けることとなり、その結果として目標操舵速度が達成される。
【００１８】
ところで、本実施の形態では、操舵ハンドルの回転速度に対する操舵速度の設定値が高・中・低の３段階であることになっているが、このような３段階に限定されず、車両の走行速度に対応して連続的に可変とされていてもよく、また、ステアリング用モータ１４が交流もしくは直流のいずれであってもよいことは勿論である。さらに、本実施の形態においては、本発明にかかるパワーステアリング装置を配備する対象がフォークリフトであることを前提としているが、パワーステアリング装置の配備対象がフォークリフトのみに限定されることはないのであり、フォークリフト以外の車両一般に対して上記構成のパワーステアリング装置を配備してもよいことは当然である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るパワーステアリング装置によれば、目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を車両の走行速度に対応して増減変化させることが制御手段によって行われるので、操作速度に対応した操舵機構の目標操舵速度が車両の走行速度をも考慮したうえで計算されることになり、この目標操舵速度と実操舵速度とを比較して偏差が算出される結果として車両の走行速度に対応した操舵ハンドルの回転速度、つまり、適切な操作速度でもって車両に必要な動作を行わせることが可能になる。
【００２０】
また本発明に係るパワーステアリング装置のように、この制御手段が、車両の低速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を増加させると共に、車両の高速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率を減少させる構成である場合には、荷物を積み込んだり積み降ろしたりする車両の低速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が増加する一方、荷物を載置しないままで走行するような車両の高速走行時には目標操舵速度の操作速度に対する設定比率が減少する。したがって、車両の低速走行時には、操舵ハンドルの回転速度が小さくて済むことになる。
【００２１】
すなわち、本発明に係る構成とされた制御手段を備えてなるパワーステアリング装置においては、操舵ハンドルの操作速度に対する操舵機構の目標操舵速度の設定比率が可変となっているので、車両の低速走行時における切り返し等に要する操舵ハンドルの回転速度を従来よりも小さくすることが可能であり、オペレータの早期疲労や腕の筋肉障害等を招く恐れがなくなる。また、同時に、車両の高速走行時におけるふらつき動作を抑制しながら良好な直進性を維持するのに適切な操舵ハンドルの回転速度をも確保することができる。そのため、走行速度の相違に影響されないで安定した車両の走行操作が可能になるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るパワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る車両の走行速度に対応して変化する操舵ハンドルの回転速度と目標操舵速度との関係を示す説明図である。
【図３】第２の従来例に係るパワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    車速センサ（走行速度検出手段）
２    マイクロコンピュータ（制御手段）
１１    操作速度センサ（操作速度検出手段）
１２    実操舵速度センサ（実操舵速度検出手段）
１４    ステアリング用モータ（操舵機構）
１５    モータ駆動装置（駆動手段）
【図１】
0003694649.tif 000002
【図２】
0003694649.tif 000003
【図３】
0003694649.tif 000004