(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の前輪をそれぞれ操舵する左右の前輪ステアシリンダおよび左右の後輪をそれぞれ操舵する左右の後輪ステアシリンダと、油圧供給装置から前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダへの油圧配管に介在されて前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダへの油圧を制御するステアバルブと、前記ステアバルブと前記後輪ステアシリンダの間の油圧配管に介在されて前記後輪ステアシリンダへの油圧を制御するモード切換バルブと、ステアリングホイールの操舵角に基づいて前記ステアバルブを操作するとともに、走行モード切換スイッチの操作信号に基づいてモード切換バルブを操作するコントローラとを具備した四輪操舵車両のステアリング装置において、
左右の前記前輪ステアシリンダおよび左右の前記後輪ステアシリンダに、伸縮状態を検出可能なステア位置センサをそれぞれ設け、
前記コントローラに、前記走行モード切換スイッチにより前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダを制御する中立制御部を設け、
前記中立制御部は、前記走行モード切換スイッチのモード切換信号に基づいて、まず前記モード切換バルブを四輪操舵モードとした後、前記ステア位置センサの検出信号に基づき前記ステアバルブを操作して左右の後輪が直進状態である中立位置になるように前記後輪ステアシリンダを駆動し、次いで前記モード切換バルブを二輪操舵モードとした後、前記ステア位置センサの検出信号に基づいて左右の前輪が直進状態である中立位置になるように前記前輪ステアシリンダを駆動するように構成された
ことを特徴とする四輪操舵車両のステアリング装置。
【請求項２】
左右のステア位置センサは、ステアシリンダのピストンロッドに取り付けられた検出体と、中立位置を越えた伸長状態または中立位置未満の短縮状態のいずれか一方で前記検出体を検出可能な近接スイッチとを具備し、左右のステア位置センサにおける近接スイッチの一方が前記検出体の検出状態となることにより、前輪または後輪の転舵方向を検出し、左右のステア位置センサにおける近接スイッチがいずれも前記検出体の非検出状態となることにより、前輪または後輪の中立位置を検出可能に構成された
ことを特徴とする請求項１記載の四輪操舵車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行モード［二輪操舵、四輪（異相・同相）操舵など］を切換え可能な四輪操舵車両のステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪操舵車両において走行モードを切換えるものが特許文献１に提案されている。特許文献１では、モード切換スイッチを入れて走行モードを切換えた場合、前輪および後輪が直進方向である中立位置になるまでの間は、操作前の走行モードのランプを点灯させ、前輪および後輪が中立位置になると、走行モードを切換えると同時に操作後の走行モードの表示ランプを点灯させ、走行モードの切り換り時点を正確に運転者に告知することで、走行モードの誤認に基く操作ミスを防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来装置では、前輪および後輪の中立位置表示ランプが点灯していない時には、モード切換スイッチの指示信号を無効とし、運転者がステアリングホイールを操作して中立位置になると前記指示信号を有効化している。したがって、運転者は、走行モードの切換えに際して、ステアリングホイールを操作して前輪および後輪をほぼ正確に中立位置に戻す必要があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、車輪が正確に中立位置になっていない状態でも、ステアリングの操作無に自動的に走行モードを切換えることができる四輪操舵車両のステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、左右の前輪をそれぞれ操舵する左右の前輪ステアシリンダおよび左右の後輪をそれぞれ操舵する左右の後輪ステアシリンダと、油圧供給装置から前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダへの油圧配管に介在されて前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダへの油圧を制御するステアバルブと、前記ステアバルブと前記後輪ステアシリンダの間の油圧配管に介在されて前記後輪ステアシリンダへの油圧を制御するモード切換バルブと、ステアリングホイールの操舵角に基づいて前記ステアバルブを操作するとともに、走行モード切換スイッチの操作信号に基づいてモード切換バルブを操作するコントローラとを具備した四輪操舵車両のステアリング装置において、左右の前記前輪ステアシリンダおよび左右の前記後輪ステアシリンダに、伸縮状態を検出可能なステア位置センサをそれぞれ設け、前記コントローラに、前記走行モード切換スイッチにより前記前輪ステアシリンダおよび前記後輪ステアシリンダを制御する中立制御部を設け、前記中立制御部は、前記走行モード切換スイッチのモード切換信号に基づいて、まず前記モード切換バルブを四輪操舵モードとした後、前記ステア位置センサの検出信号に基づき前記ステアバルブを操作して左右の後輪が直進状態である中立位置になるように前記後輪ステアシリンダを駆動し、次いで前記モード切換バルブを二輪操舵モードとした後、前記ステア位置センサの検出信号に基づいて左右の前輪が直進状態である中立位置になるように前記前輪ステアシリンダを駆動するように構成されたものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、左右のステア位置センサは、ステアシリンダのピストンロッドに取り付けられた検出体と、中立位置を越えた伸長状態または中立位置未満の短縮状態のいずれか一方で前記検出体を検出可能な近接スイッチとを具備し、左右のステア位置センサにおける近接スイッチの一方が前記検出体の検出状態となることにより、前輪または後輪の転舵方向を検出し、左右のステア位置センサにおける近接スイッチがいずれも前記検出体の非検出状態となることにより、前輪または後輪の中立位置を検出可能に構成されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、中立制御部により、ステア位置センサの検出信号に基いて前輪ステアシリンダおよび後輪ステアシリンダを駆動し車輪を中立位置に自動的に戻すことができるので、運転者が走行モード変更ごとに、いちいち車輪を中立位置に戻すことなく、モード切換スイッチを入れるだけでよい。したがって、走行モードの切換えを容易に行うことができる。また二輪操舵および四輪操舵時における車輪の位相ずれをそれぞれ確実に吸収して前後の車輪を中立位置に迅速に復帰させることができ、モード切換動作を迅速かつ正確に実施することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、左右のステアシリンダで伸長位置または短縮位置で近接スイッチにより検出体を検出することで、中立位置と車輪の転舵方向を正確に判断することができ、中立位置に復帰させる動作を容易かつ迅速に行うことができる。また、左右のステアシリンダに検出体と近接スイッチを追加することで、中立位置と車輪の転舵方向を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この四輪操舵車両のステアリング装置は、四輪異相操舵により旋回半径を小さくしたり、四輪同相操舵により斜行走行を可能として狭い通路を走行可能としたもので、経済走行が可能な二輪操舵にも切換え可能で、走行モードの切換時に車輪の中立位置を把握しにくいたとえば無線操作車両などに適したものである。
【００１２】
図１および図２に示すように、たとえば荷を搭載して所定経路を搬送する搬送台車装置で、車体１０の前部に独立操舵可能な左右一対の前輪１Ｒ，１Ｌが設けられ、後部に独立操舵可能な左右一対の後輪２Ｒ，２Ｌが設けられている。
【００１３】
すなわち、前部車体フレーム３には、キングピン４Ｒ，４Ｌを介して転舵自在な左右のナックルシャフト５Ｒ，５Ｌが取り付けられ、ナックルシャフト５Ｒ，５Ｌにホイールモータ６Ｒ，６Ｌを介して前輪１Ｒ，１Ｌが取り付けられている。また左右のナックルシャフト５Ｒ，５Ｌは、ナックルアームを介してタイロッド７がピン連結されて互いに連動されている。そして、シリンダ本体８ａが前部車体フレーム３に連結支持された左右の前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌのピストンロッド８ｂがステアアーム９Ｒ，９Ｌを介してナックルシャフト５Ｒ，５Ｌにピン連結されている。
【００１４】
また後部車体フレーム１３には、キングピン１４Ｒ，１４Ｌを介して転舵自在な左右のナックルシャフト１５Ｒ，１５Ｌが取り付けられ、ナックルシャフト１５Ｒ，１５Ｌにホイールモータ１６Ｒ，１６Ｌを介して前輪１１Ｒ，１１Ｌが取り付けられている。また左右のナックルシャフト１５Ｒ，１５Ｌは、ナックルアームを介してタイロッド１７によりピン連結されて互いに連動されている。そして、シリンダ本体１８ａが前部車体フレーム３Ｆに連結支持された左右の前部ステアシリンダ１８Ｒ，１８Ｌのピストンロッド１８ｂがステアアーム１９Ｒ，１９Ｌを介してナックルシャフト１５Ｒ，１５Ｌにピン連結されている。
【００１５】
さらに図３に示すように、車体１０に設けられた油圧ポンプ（油圧供給装置）２１から油圧が第１，第２油圧配管２２Ａ，２２Ｂを介して各ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌに給排出されている。すなわち、エンジン（図示せず）により駆動される油圧ポンプ２１と前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌとの間に接続された第１油圧配管２２Ａに電磁式ステアバルブ２３が介在され、ステアバルブ２３と前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌの間の油圧配管２２Ａから分岐されて後輪ステアシリンダ１８Ｒ，１８Ｌに接続された第２油圧配管２２Ｂに電磁式モード切換バルブ２４が介在されている。
【００１６】
車体１０に設けられたコントローラ３１には、ステアリングホイール２５に設けられた操舵角検出器２７の信号に基いてステアバルブ２３を制御し、車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを転舵するステアリング制御部３２と、走行モード切換スイッチ２６の操作信号に基いて車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを直進方向に向く中立位置に戻すとともにモード切換バルブ２４を制御して走行モード（二輪操舵、四輪異相操舵、四輪同相操舵）を切換える中立制御部３３が具備されている。また前輪１Ｒ，１Ｌと後輪２Ｒ，２Ｌとがリンクなどで結合されていないため、油圧配分の誤差などに起因して後輪２Ｒ，２Ｌに舵角異常が発生するのを防止するために、前記ステアリング制御部３２には、前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置の時にモード切換バルブ２４を操作して後輪２Ｒ，２Ｌを中立位置に復帰させるリセット機能が具備されている。
【００１７】
車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌの中立位置をそれぞれ検出するステア位置センサ４１は、図４、図５に示すように、ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌのピストンロッド８ｂの側部に支持金具４２を介して出退方向に沿って検出体（プレート）４３が出退方向に沿って取り付けられている。一方、ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌの本体８ａには、検出体４３が挿通可能なコの字形のブラケット４４が取付金具４５を介して取り付けられ、ブラケット４４に検出体４３を検出可能な近接スイッチ４６が取付けられている。そして検出体４３の長さと近接スイッチ４６に対する位置関係は、車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌの中立位置を越えてステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌが伸長される全伸長ストロークにわたって近接スイッチ４６が検出体４３を検出可能の構成される。したがって、左右のステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌの一方のステア位置センサ４１がオン（近接スイッチ４６が検出体４３を検出）されると、車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌの転舵方向を判断することができ、中立位置に復帰させる補正動作を容易に行うことができる。なお、中立位置未満の全短縮ストロークを検出するようにしてもよい。
【００１８】
次に図６を参照してモード切換動作を説明する。
（二輪操舵）
走行モード切換スイッチ２６が操作され(ＳＴＥＰ１)、二輪操舵が選択される（ＳＴＥＰ２）と、コントローラ３１の中立制御部３３では、後輪２Ｒ，２Ｌのステア位置センサ４１，４１の検出信号に基いて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置かどうかが判断される（ＳＴＥＰ３）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置でない場合には、中立制御部３３の操作信号によりステアバルブ２３が中立位置（非接続位置）以外に、モード切換バルブ２４が四輪操舵位置にそれぞれ操作されて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置となる方向に転舵される（ＳＴＥＰ４）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置になる（ＳＴＥＰ５）と、モード切換バルブ２４が二輪操舵位置（非接続位置）に切換えられる（ＳＴＥＰ６）。さらにステアバルブ２３から前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌに送られる油圧により前輪１Ｒ，１Ｌが転舵されており、前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置になる（ＳＴＥＰ７）と、前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置になると、既にモード切換バルブ２４が二輪操舵位置に操作されているので、二輪操舵の切換動作が完了する（ＳＴＥＰ８）。
（四輪異相操舵）
走行モード切換スイッチ２６が操作され(ＳＴＥＰ１)、四輪異相操舵が選択される（ＳＴＥＰ１２）と、コントローラ３１の中立制御部３３では、後輪２Ｒ，２Ｌのステア位置センサ４１，４１の検出信号に基いて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置かどうかが判断される（ＳＴＥＰ１３）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置でない場合には、中立制御部３３の操作信号によりステアバルブ２３が中立位置（非接続位置）以外に、モード切換バルブ２４が四輪操舵位置にそれぞれ操作されて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置となる方向に転舵される（ＳＴＥＰ１４）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置となる（ＳＴＥＰ１５）と、モード切換バルブ２４が二輪操舵位置（非接続位置）に切換えられる（ＳＴＥＰ１６）。さらにステアバルブ２３から前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌに送られる油圧により前輪１Ｒ，１Ｌが転舵されており、前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置かどうかが判断される（ＳＴＥＰ１７）。前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置となると、モード切換バルブ２４が四輪異相操舵位置に操作され（ＳＴＥＰ１８）、四輪異相操舵の切換動作が完了する（ＳＴＥＰ１９）。
（四輪異相操舵）
走行モード切換スイッチ２６が操作され(ＳＴＥＰ１)、四輪同相操舵が選択される（ＳＴＥＰ２２）と、コントローラ３１の中立制御部３３では、後輪２Ｒ，２Ｌのステア位置センサ４１，４１の検出信号に基いて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置かどうかが判断される（ＳＴＥＰ２３）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置でない場合には、中立制御部３３の操作信号によりステアバルブ２３が中立位置（非接続位置）以外に、モード切換バルブ２４が四輪操舵位置にそれぞれ操作されて後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置となる方向に転舵される（ＳＴＥＰ２４）。そして後輪２Ｒ，２Ｌが中立位置となる（ＳＴＥＰ１５）と、モード切換バルブ２４が二輪操舵位置（非接続位置）に切換えられる（ＳＴＥＰ１６）。さらにステアバルブ２３から前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌに送られる油圧により前輪１Ｒ，１Ｌが転舵されており、前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置かどうかが判断される（ＳＴＥＰ２７）。前輪１Ｒ，１Ｌが中立位置となると、モード切換バルブ２４が四輪同相操舵位置に操作され（ＳＴＥＰ２８）、四輪同相操舵の切換動作が完了する（ＳＴＥＰ２９）。
【００１９】
上記実施の形態によれば、コントローラ３１に設けられた中立制御部３３により、ステア位置センサ４１の検出信号に基いて前輪ステアシリンダ８Ｒ，８Ｌおよび後輪ステアシリンダ１８Ｒ，１８Ｌを駆動し車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを中立位置に自動的に戻すことができるので、運転者がいちいち車輪を中立位置に戻す必要が無くなり、走行モード切換スイッチ２６を入れるだけでよい。したがって、走行モードの切換えを容易に行うことができる。
【００２０】
ステア位置センサ４１により左右のステアシリンダ８Ｒ，８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｌの伸長位置または短縮位置の一方をそれぞれ検出することで、車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌの転舵方向を正確に判断することができ、車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを中立位置に復帰させるステアバルブ２３およびモード切換バルブ２４の動作を容易かつ迅速に行うことができる。
【００２１】
後輪２Ｒ，２Ｌを中立位置に戻した後、前輪１Ｒ，１Ｌを中立位置に戻す動作により、二輪操舵および四輪操舵時における車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌの位相ずれをそれぞれ確実に吸収して前後の車輪１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを迅速に中立位置に復帰させることができ、モード切換動作を迅速かつ正確に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るステアリング装置を有する四輪操舵車両の実施の形態を示す全体平面図である。
【図２】同四輪操舵車両のステアリング状態を示す全体平面図である。
【図３】同ステアリング装置を示す全体構成図である。
【図４】同ステア位置センサの取付状態を示す側面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ断面図である。
【図６】ステアリング装置における走行モード切換動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００２３】
１Ｒ，１Ｌ  前輪
２Ｒ，２Ｌ  後輪
６Ｒ，６Ｌ  ホイールモータ
８Ｒ，８Ｌ  前輪ステアシリンダ
８ａ    シリンダ本体
８ｂ    ピストンロッド
９Ｒ，９Ｌ  ステアアーム
１８Ｒ，１８Ｌ  前輪ステアシリンダ
２０    エンジン
２１    油圧ポンプ
２２Ａ  第１油圧配管
２２Ｂ  第２油圧配管
２３    ステアバルブ
２４    モード切換バルブ
２５    ステアリングホイール
２６    走行モード切換スイッチ
２７    操舵角検出器
３１    コントローラ
３２    ステアリング制御部
３３    中立制御部
４１    ステア位置センサ
４３    検出体
４６    近接スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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