(57)【要約】【課題】油圧用モータの始動時からステアリング操作を円滑に行えるようにする。【解決手段】油圧用モータが停止した状態で、ディレクションレバー１８が走行位置に設定され、かつ始動から一定時間経過していないときには、油圧用モータ２２を高い回転数で回転させる（図４，Ｓ１４）。他方、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられて油圧用モータ２２が起動されてから一定時間経過したときには、タイヤ角速度に応じて、始動時以下の回転数で油圧用モータ２２を回転させる（Ｓ１５）。【選択図】    図４
2004224218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構を有するパワーステアリング装置において、
前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構に作動油を供給させる油圧用モータと、
前記油圧用モータが停止した状態で、車両の走行を開始させるための操作が行われたとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後にステアリング操作に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備えるパワーステアリング装置。
【請求項２】
操舵輪の車輪の角度を検出するセンサと、
ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構と、
前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記操舵輪の角速度に基づいて前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構に作動油を供給させる油圧用モータと、
前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備えるパワーステアリング装置。
【請求項３】
荷役用油圧機構とパワーステアリング用油圧機構の両方に１つの油圧ポンプから作動油を供給する産業用車両のパワーステアリング装置であって、
操舵輪の車輪の角度を検出するセンサと、
ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構と、
前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記操舵輪の角速度に基づいて前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構に作動油を供給させる油圧用モータと、
前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備えるパワーステアリング装置を有する産業用車両。
【請求項４】
荷役作業をおこなうための荷役用油圧機構と、
ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達するパワーステアリング用油圧機構と、
前記荷役用油圧機構及びパワーステアリング用油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動して前記荷役用油圧機構と前記パワーステアリング用油圧機構に作動油を供給させる１つの油圧用モータと、
操舵輪の角度を検出するセンサと、
前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションが車両の走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備えるパワーステアリング装置を有する産業用車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフト等のパワーステアリング装置及びそのパワーステアリング装置を有する産業用車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステアリングホイールの操舵量をセンサにより検出し、検出した操舵量に応じて油圧機構を制御するパワーステアリング機構が知られている。
ＵＳＰ，５４２，４９０号（特許文献１）には、１つのモータで荷役とステアリングの油圧を制御し、ステアリング用の油圧機構に優先して作動油を供給することが記載されている。この特許文献１の発明は、ステアリングホイールの回転を光学センサにより検出している。
【０００３】
我々は、先にタイヤ角センサにより操舵輪の角度を検出し、車輪の角速度に基づいてパワーステアリング用の油圧機構に作動油を供給するパワーステアリング装置を提案した。
【０００４】
【特許文献１】
ＵＳＰ５，５４２，４９０（図１、ＡＢＳＴＲＡＣＴ、２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の油圧機構に作業油を供給する油圧用モータを制御する場合、ディレクションレバーが走行状態に設定されていないときには、油圧用モータを停止させておき、ディレクションレバーが走行位置に切り替えられたときに、油圧用モータを低速で回転させることが考えられる。
【０００６】
図８は、始動時の油圧用モータの回転数の変化を示す図である。バッテリフォークリフトなどでは、油圧用モータによる消費電力を減らすために、油圧用モータを低い回転数で起動させることが行われる。この場合、油圧用モータの回転数は、０から一定の傾きで上昇して一定のアイドル回転数になる。
【０００７】
しかしながら、このようなモータ制御を行うと、油圧用モータの回転の立ち上がりが遅くなるので、ディレクションレバーを走行位置に切り替えた直後にステアリング操作を行った場合、パワーステアリング装置の油圧機構に十分に作動油が供給されないのでステアリング操作に引っ掛かりが生じてしまう。
【０００８】
本発明の課題は、油圧用モータの始動時からステアリング操作を円滑に行えるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構を有するパワーステアリング装置において、前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構へ作動油を供給させる油圧用モータと、前記油圧用モータが停止した状態で、車両の走行を開始させるための操作が行われたとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後にステアリング操作に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備える。
【００１０】
この発明によれば、油圧用モータの始動時から油圧機構に作動油を十分に供給することができるので、車両の走行を開始させるための操作を行った直後にステアリング操作を行った場合でも、パワーステアリングを働かせることができる。これにより、例えば、油圧用モータが停止した状態で、走行方向を指示するディレクションレバーを中立位置から走行位置に切り替えたときにも、ステアリングの引っ掛かりを軽減し、ステアリング操作を円滑に行うことができる。
【００１１】
本発明の他のパワーステアリング装置は、操舵輪の車輪の角度を検出するセンサと、ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構と、前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、前記操舵輪の角速度に基づいて前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構に作動油を供給させる油圧用モータと、前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備える。
【００１２】
この発明によれば、油圧用モータが停止した状態から、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、あるいは操舵輪の角速度が０より大きいときには、油圧用モータの回転数を高く設定することにより、油圧機構に十分に作動油を供給し、始動時からパワーステアリングを働かせることができる。
【００１３】
本発明のパワーステアリング装置を有する産業用車両は、荷役用油圧機構とパワーステアリング用油圧機構の両方に１つの油圧ポンプから作動油を供給する産業用車両のパワーステアリング装置であって、操舵輪の車輪の角度を検出するセンサと、ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達する油圧機構と、前記油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、前記操舵輪の角速度に基づいて前記油圧ポンプを駆動して前記油圧機構に作動油を供給させる油圧用モータと、前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して前記油圧機構への作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備える。
【００１４】
この発明によれば、油圧用モータが停止した状態から、ディレクションが走行を指示するように切り替えられたとき、あるいは操舵輪の角速度が０より大きいときには、油圧用モータの回転数を高く設定することにより、油圧機構に十分に作動油を供給し、始動時からパワーステアリングを働かせることができる。
【００１５】
本発明のパワーステアリング装置を有する他の産業用車両は、荷役作業をおこなうための荷役用油圧機構と、ステアリングホイールの操作を操舵輪に伝達するパワーステアリング用油圧機構と、前記荷役用油圧機構及びパワーステアリング用油圧機構に作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動して前記荷役用油圧機構とパワーステアリング用油圧機構に作動油を供給させる１つの油圧用モータと、操舵輪の角度を検出するセンサと、前記油圧用モータが停止した状態で、ディレクションレバーが車両の走行を指示するように切り替えられたとき、または前記操舵輪の角速度が０より大きいとき、始動時は前記油圧用モータの回転数を高く設定して作動油の供給量を多くし、一定時間後に前記操舵輪の角速度に応じて、前記油圧用モータの回転数を始動時の回転数以下に設定するモータ制御回路とを備える。
【００１６】
この発明によれば、油圧用モータの始動時の回転数を高く設定することで、油圧機構に作動油を十分に供給することができるので、始動直後からパワーステアリングを十分に働かせることができる。また、一定時間後に操舵輪の角速度に応じて、油圧用モータの回転数を始動時以下に設定することで、油圧用モータを駆動するための消費電力を少なくできる。
【００１７】
例えば、請求項１の油圧機構は、図２のパワーステアリングバルブ２４及びパワーステアリングシリンダ２６に対応し、操舵輪は、図２のタイヤ１４に対応する。また、油圧用モータは、図２の油圧用モータ２２に対応し、モータ制御回路は、図２の制御部２８に対応する。
【００１８】
請求項２のセンサは、図２のタイヤ角センサ２７に対応し、油圧機構は、図２のパワーステアリングバルブ２４，パワーステアリングシリンダ２６に対応する、また、油圧ポンプは、図２の油圧ポンプ２１に対応し、油圧用モータは、図２の油圧用モータ２２に対応し、ディレクションは、図１のディレクションレバー１８に対応し、モータ制御回路は、図２の制御部２８に対応する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態のバッテリフォークリフト１１の外観上面図及び側面図である。
【００２０】
バッテリフォークリフト１１は、車体の前部に一対の左右の駆動輪１２，１３を有し、後部に操舵輪１４を有する３輪構成となっている。左右駆動輪１２，１３は、図示しない左輪駆動モータ及び右輪駆動モータによりそれぞれ駆動される。操舵輪であるタイヤ１４は、左駆動輪１２と右駆動輪１３を連結する軸の中央部を通る位置に設けられている。
【００２１】
左右駆動輪１２，１３の前方に荷物を運搬するためのマスト装置１５が設けられ、左右駆動輪１２，１３とタイヤ１４のとの間に運転席が設けられている。運転席には、ステアリングホイール１６と、マスト装置１５を昇降させるときに操作する荷役レバー１７と、走行方向を指示するディレクションレバー１８と、アクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられている。ディレクションレバー１８は、前進、中立、後進の３つ位置を切り替えることができる。
【００２２】
図２は、バッテリフォークリフト１１のパワーステアリング装置に関わる主要部の構成を示す図であり、図３は、図２の制御部２８の構成を示す図である。
油圧ポンプ２１は、パワーステアリング装置の油圧機構と荷役を行うマスト装置１５の油圧機構に作動油を供給するものであり、油圧用モータ２２により駆動される。油圧用モータ２２は、油圧ポンプ２１の動作を制御して油圧ポンプ２１から油圧機構に供給する作動油の量を制御する。
【００２３】
プライオリティバルブ２３は、一方の油圧機構（実施の形態では、パワーステアリング装置の油圧機構）に優先して作動油を供給するバルブであり、パワーステアリング（ＰＳ）バルブ２４が必要とする作動油を優先的に供給し、残りの作動油を荷役シリンダ２５に供給する。
【００２４】
パワーステアリングバルブ２４は、ステアリングホイール１６の左右の操舵速度に応じた作動油をパワーステアリングシリンダ２６に供給する。
パワーステアリングシリンダ２６は、パワーステアリングバルブ２４から操舵方向を区別して供給される作動油によって動作し、タイヤ１４を右方向、あるいは左方向に回転させる。
【００２５】
タイヤ角センサ２７は、タイヤ１４の回転軸上に設けられたポテンショメータなどで構成され、タイヤ１４の回転角を検出し、検出した回転角を制御部２８に出力する。
制御部２８は、図３に示すようにＣＰＵ３１と、ＲＡＭ３２と、モータ制御プログラム等が格納されているＲＯＭ３３と、入出力部（Ｉ／Ｏ）３４とからなる。制御部２８の入出力部３４にはタイヤ角センサ２７からタイヤ１４の角度を示す制御信号ａ、ディレクションレバー１８の操作信号ｂ、荷役レバー１７の操作信号等が入力される。また、制御部２８のＣＰＵ３１は、タイヤ角センサ２７で検出されるタイヤ１４の角度から角速度を求め、角速度に応じて回転数を制御する制御信号ｃを入出力部３４を介して油圧用モータ２２に出力する。
【００２６】
次に、図４は、本発明の第１の実施の形態のパワーステアリング装置の制御フローチャートである。この第１の実施の形態は、ディレクションレバー１８が中立位置から走行位置に切り替えられたときに、油圧用モータ２２の始動時の回転数を高く設定するものである。
【００２７】
制御部２８は、油圧用モータ２２が停止状態か、あるいは停止状態から起動された直後の状態かを判別する（図４，Ｓ１１）。
油圧用モータ２２が停止状態、あるいは起動直後のときには（Ｓ１１，ＹＥＳ）、ディレクションレバー１８から出力される制御信号ｂに基づいてディレクションレバー１８がオンされたか否か、つまりディレクションレバー１８が中立位置から走行位置（前進または後進の位置）に切り替えられたか否かを判別する（図４，Ｓ１２）。
【００２８】
ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられたときには（Ｓ１２，ＹＥＳ）、次に、油圧用モータ２２を起動させてから一定時間経過したか否かを判別する（図４，Ｓ１３）。
一定時間経過していない場合には（Ｓ１３，ＮＯ）、油圧用モータ２２を高い回転数で回転させる（図４，Ｓ１４）。
【００２９】
ステップＳ１４の処理により、始動時に油圧ポンプ２１からプライオリティバルブ２３に多くの作動油が供給され、その結果パワーステアリングバルブ２４に多くの作動油が供給されるので、油圧用モータ２２を起動してから短時間でパワーステアリングを働かせることができる。
【００３０】
他方、油圧用モータ２２が停止していないとき、かつ起動直後でないとき（Ｓ１１，ＮＯ）、油圧用モータ２２が停止または起動直後で、かつディレクションレバー１８の切り替えが行われていないとき（Ｓ１２，ＮＯ）、または油圧用モータ２２が停止または起動直後で、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられ、かつ油圧用モータ２２の始動時から一定時間経過したと判別されたときには（Ｓ１３，ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進み、タイヤ１４の角速度に応じたモータ回転処理を実行する。
【００３１】
ステップＳ１５の処理では、例えば、油圧用モータ２２が起動直後で、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられ、かつ始動時から一定時間経過しタイヤ１４の角速度が０のときには、始動時より低いアイドル回転数に切り替えて油圧用モータ２２を回転させる。あるいは、タイヤ角速度が０より大きいときには、タイヤ１４の角速度に応じた回転数で油圧モータ２２の回転を制御する。
【００３２】
図５は、油圧用モータ２２の始動時からの回転数の変化を示す図である。
油圧用モータ２２が停止した状態で、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられると、制御部２８から油圧用モータ２２にアイドル回転数（ステアリング操作が行われていないときの低い回転数）より高い回転数で回転させる制御信号ｃが出力される。これにより、油圧用モータ２２はアイドル回転数より高い回転数で回転する。
【００３３】
始動時から一定時間経過しタイヤ角速度が０のとき、制御部２８から油圧用モータ２２に始動時より低いアイドル回転数で回転させる制御信号ｃが出力される。これにより、油圧用モータ２２は始動時より低いアイドル回転数で回転する。上述した第１の実施の形態によれば、タイヤ１４の角速度に応じてパワーステアリングバルブ２４に作動油を供給するパワーステアリング装置において、油圧用モータ２２を停止状態から起動させるときにアイドル回転数より高い回転数で回転させる。これにより、油圧用モータ２２の回転数の立ち上がりを早くして、パワーステアリングが短時間で働くようにできる。従って、ディレクションレバー１８を走行位置に切り替えた直後にステアリング操作を行った場合でも、ステアリング操作を円滑に行えるようにし、ステアリングの引っ掛かりを軽減できる。
【００３４】
また、ディレクションレバー１８が切り替えられてから、一定時間後にステアリング操作が行われず、タイヤ角速度が０のときには、始動時より低いアイドル回転数に設定するようにしたので、油圧用モータ２２を回転させ続けることによる消費電力を少なくできる。
【００３５】
次に、図６は、本発明の第２の実施の形態のパワーステアリング装置の制御フローチャートである。この第２の実施の形態は、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられたとき、あるいはタイヤ角速度が０でないときに、油圧用モータ２２を高い回転数で起動させるものである。
【００３６】
制御部２８は、油圧用モータ２２が停止しているか否か、または起動直後かを判別する（図６，Ｓ２１）。
油圧用モータ２２が停止しているとき、あるいは起動直後のときには（Ｓ２１，ＹＥＳ）、ディレクションレバー１８がオンされたか否か、つまりディレクションレバー１８が中立位置から走行位置に切り替えられたか否か、あるいはタイヤ角速度が０より大きいか否かを判別する（図６，Ｓ２２）。
【００３７】
ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられたとき、またはタイヤ角速度が０より大きいときには（Ｓ２２，ＹＥＳ）、油圧用モータ２２を起動させてから一定時間が経過したか否かを判別する（図６，Ｓ２３）。
一定時間経過していないときには（Ｓ２３，ＮＯ）、モータ高回転処理を実行し、油圧用モータ２２をアイドル回転数より高い回転数で回転させる（図６，Ｓ２４）。
【００３８】
油圧用モータ２２が停止していないとき、かつ起動直後でないとき（Ｓ２１，ＮＯ）、油圧用モータ２２が停止中または起動直後で、かつディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられていない、かつタイヤ角速度が０と判別されたとき（Ｓ２２，ＮＯ）、あるいは油圧用モータ２２が停止中または起動直後で、ディレクションレバー１８が走行位置に切り替えられ、またはタイヤ角速度が０で、かつ油圧用モータ２２を起動させてから一定時間経過したと判別されたときには（Ｓ２３，ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、タイヤ角速度に応じた適正回転処理を実行する。
【００３９】
ステップＳ２５の処理では、例えば、油圧用モータ２２が停止中に、ディレクションレバー１８が中立位置から走行位置に切り替えられ、あるいはタイヤ角速度が０より大きく、アイドル回転数より高い回転数で起動した後、一定時間経過した後のタイヤ角速度が０のときには、始動時の回転数より低いアイドル回転数になるように油圧用モータ２２の回転を制御する。また、油圧用モータ２２が起動直後ではなく、かつタイヤ角速度が０でないときには、タイヤ角速度に応じた回転数になるように油圧用モータ２２の回転を制御する。
【００４０】
この第２の実施の形態によれば、油圧用モータ２２が停止した状態で、ディレクションレバー１８を走行位置に設定した直後にステアリングの操作を行った場合、あるいはディレクションレバー１８を切り替えずに、ステアリング操作を行って操舵輪のタイヤ１４の角度を変化させた場合に、始動時はアイドル回転数より高い回転数で油圧用モータ２２を回転させる。これにより、パワーステアリング用の油圧機構に作動油を十分に供給し、始動直後からパワーステアリングが働くようにできる。よって、ステアリング操作の引っ掛かりを軽減することができる。また、一定時間後にステアリング操作が行われず、タイヤ角速度が０のときには、始動時より低いアイドル回転数で油圧用モータ２２を回転させるようにしたので、油圧用モータ２２を回転させ続けることによる消費電力を少なくできる。
【００４１】
次に、図７は、本発明の第３の実施の形態のパワーステアリング装置に関わる主要部の構成の示す図である。
この第３の実施の形態と、図２に示す第２の実施の形態との相違点は、油圧ポンプ２１からパワーステアリングバルブ２４にのみ作動油を供給している点である。この場合、油圧ポンプ２１から荷役シリンダ２５とパワーステアリングバルブ２４の両方に作動油を供給する必要がないので、プライオリティバルブ２３は不要となる。
【００４２】
この第３の実施の形態においても、上述した第１及び第２の実施の形態と同様に、油圧用モータ２２が停止状態で、ディレクションレバー１８が走行位置に設定されたときに、油圧用モータ２２をアイドル回転数より高い回転数で回転させることにより、ディレクションレバー１８を走行位置に切り替えた直後にステアリング操作を行った場合でも、ステアリング操作に引っ掛かりが生じるのを軽減できる。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限らず、以下のように構成しても良い。
（ａ）上述した実施の形態は、タイヤ角センサの角速度に基づいて油圧用モータ２２の回転数を制御しているが、ステアリングホイールの操作量をセンサで検出するパワーステアリング装置において、油圧用モータが停止状態のときに、ステアリング操作を検出したときに油圧用モータ２２を起動させる場合にも、本発明を適用できる。
（ｂ）本発明は、フォークリフトに限らず、他の産業用車両にも適用できる。また、３輪式のフォークリフトに限らない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、始動時に油圧用モータを高い回転数で回転させ、パワーステアリング用の油圧機構に作動油を十分に供給することで、油圧用モータの始動時からステアリング操作を円滑に行えるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、フォークリフトの外観上面図及び側面図である。
【図２】パワーステアリング装置に関わる主要部の構成を示す図である。
【図３】制御部の構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態のパワーステアリング装置の制御フローチャートである。
【図５】油圧用モータの始動時の回転数の変化を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のパワーステアリング装置の制御フローチャートである。
【図７】第３の実施の形態のパワーステアリング装置に関わる主要部の構成を示す図である。
【図８】油圧用モータの始動時の回転数の変化を示す図である。
【符号の説明】
１１      フォークリフト
１４      タイヤ
１６      ステアリングホイール
１８      ディレクションレバー
２１      油圧ポンプ
２２      油圧用モータ
２３      プライオリティバルブ
２４      パワーステアリングバルブ
２６      パワーステアリングシリンダ
２７      タイヤ角センサ
２８      制御部
【図１】
2004224218.tif 000003
【図２】
2004224218.tif 000004
【図３】
2004224218.tif 000005
【図４】
2004224218.tif 000006
【図５】
2004224218.tif 000007
【図６】
2004224218.tif 000008
【図７】
2004224218.tif 000009
【図８】
2004224218.tif 000010