JP2006035917A - Steering device for four-wheel steering vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a steering device for a four-wheel steering vehicle capable of switching a traveling mode [two-wheel steering, four-wheel (different phase / in-phase) steering, etc.].
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。
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。 However, in the above-described conventional device, when the neutral position indicator lamps for the front wheels and the rear wheels are not lit, the instruction signal of the mode changeover switch is invalidated and the instruction signal is displayed when the driver operates the steering wheel to the neutral position. Enabled. Therefore, the driver has to operate the steering wheel to return the front wheels and the rear wheels to the neutral position almost accurately when switching the traveling mode.
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。 The present invention solves the above problems and provides a steering device for a four-wheel steering vehicle capable of automatically switching the traveling mode without steering operation even when the wheels are not accurately in the neutral position. With the goal.
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輪ステアシリンダおよび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後輪ステアシリンダの間の油圧配管に介在されて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いて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、前記左右の前輪ステアシリンダおよび左右の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、走行モード切換スイッチによるモード切換信号により、前記ステア位置センサの検出信号に基いて左右の前輪および左右の後輪がそれぞれ中立位置になるように前輪ステアシリンダおよび後輪ステアシリンダを制御する中立制御部を設けたものである。 According to the first aspect of the present invention, the left and right front wheel steering cylinders that respectively steer the left and right front wheels and the left and right rear wheel steering cylinders that respectively steer the left and right rear wheels, and the hydraulic supply device to the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder. A steering valve for controlling the hydraulic pressure to the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder, and a hydraulic piping between the steering valve and the rear wheel steering cylinder to the rear wheel steering cylinder. A four-wheel steering vehicle comprising a mode switching valve that controls hydraulic pressure, and a controller that operates a steering valve based on a steering angle of a steering wheel and operates a mode switching valve based on an operation signal of a travel mode switching switch. In the steering device, the left and right front wheel steering cylinders and the left and right rear wheel steering wheels The cylinder is provided with a steer position sensor capable of detecting the expansion / contraction state, and the controller controls the left and right front wheels and the left and right rear wheels based on the detection signal of the steer position sensor by a mode switching signal by a travel mode changeover switch. A neutral control unit for controlling the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder so as to be in the neutral position is provided.
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より前輪および後輪の転舵方向と中立位置とが検出可能に構成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, the left and right steering position sensors are either a detection body attached to a piston rod of a steering cylinder, and the detection body in either an extended state exceeding a neutral position or a shortened state less than a neutral position. And a steer position sensor for detecting the steering direction of the front and rear wheels and a neutral position.
請求項3記載の発明は、コントローラの中立制御部は、走行モード切換スイッチのモード切換信号に基いて、ステアバルブおよびモード切換バルブを制御し、まず後輪の左右のステア位置センサがそれぞれ非検出の中立位置となるように後輪ステアシリンダを制御し、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、前輪の左右のステア位置センサがそれぞれ非検出の中立位置となるように前輪ステアシリンダを制御するように構成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, the neutral controller of the controller controls the steering valve and the mode switching valve on the basis of the mode switching signal of the travel mode changeover switch. First, the left and right steering position sensors of the rear wheels are not detected. After the rear wheel steer cylinder is controlled to be in the neutral position and then the mode switching valve is set to the two-wheel steering mode, the front wheel steer cylinder is adjusted so that the left and right steer position sensors of the front wheels are in the non-detected neutral positions. It is configured to control.
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。 According to the first aspect of the present invention, the neutral control unit can drive the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder based on the detection signal of the steering position sensor to automatically return the wheels to the neutral position. Every time the person changes the driving mode, the mode switch is simply turned on without returning the wheel to the neutral position. Therefore, the driving mode can be easily switched.
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の一方で近接スイッチにより検出体を検出することで、簡単な部材の追加取付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。 According to the second aspect of the present invention, the detection position is detected by the proximity switch in either the extended position or the shortened position in the left and right steer cylinders, so that the neutral position and the steered direction of the wheel can be set by adding a simple member. It is possible to accurately determine and to easily and quickly perform the operation of returning to the neutral position.
請求項3記載の発明によれば、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。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to reliably absorb the phase shifts of the wheels during two-wheel steering and four-wheel steering, respectively, and to quickly return the front and rear wheels to the neutral position, so that the mode switching operation can be performed quickly and easily. Can be implemented accurately.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
This four-wheel steering vehicle steering device is a two-wheel steering capable of economical driving by reducing the turning radius by four-phase out-of-phase steering or by allowing the four-wheel in-phase steering to run obliquely and traveling in a narrow path. This is suitable for, for example, a radio-operated vehicle in which it is difficult to grasp the neutral position of the wheel when the traveling mode is switched.
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。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, for example, in a transport carriage device that carries a load and transports a predetermined route, a pair of left and right front wheels 1 </ b> R and 1 </ b> L that can be independently steered are provided at the front portion of the
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。
That is, left and
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。
Further, left and
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22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。
Further, as shown in FIG. 3, hydraulic pressure is supplied to and discharged from each of the
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。
A
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。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
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)。
Next, the mode switching operation will be described with reference to FIG.
(Two-wheel steering)
When the travel
(Four wheel out of phase steering)
When the travel
(Four wheel out of phase steering)
When the travel
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。
According to the above embodiment, the
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。
By detecting one of the extended or shortened positions of the left and
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。
After returning the
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
1R,
Claims (3)
前記左右の前輪ステアシリンダおよび左右の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、走行モード切換スイッチによるモード切換信号により、前記ステア位置センサの検出信号に基いて左右の前輪および左右の後輪がそれぞれ中立位置になるように前輪ステアシリンダおよび後輪ステアシリンダを制御する中立制御部を設けた
ことを特徴とする四輪操舵車両のステアリング装置。 The left and right front wheel steering cylinders that respectively steer the left and right front wheels, the left and right rear wheel steering cylinders that respectively steer the left and right rear wheels, and the hydraulic piping from the hydraulic supply device to the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder A steering valve for controlling the hydraulic pressure to the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder, and a mode switching valve for controlling the hydraulic pressure to the rear wheel steering cylinder interposed in the hydraulic piping between the steering valve and the rear wheel steering cylinder; A steering device for a four-wheel steering vehicle comprising a controller for operating a steering valve based on a steering angle of a steering wheel and operating a mode switching valve based on an operation signal of a travel mode switching switch.
The left and right front wheel steer cylinders and the left and right rear wheel steer cylinders are each provided with a steer position sensor capable of detecting a telescopic state,
The controller controls the front wheel steering cylinder and the rear wheel steering cylinder based on the detection signal of the steering position sensor so that the left and right front wheels and the left and right rear wheels are in the neutral position based on a detection signal from the steering mode sensor. A steering device for a four-wheel steering vehicle, characterized in that a neutral control unit is provided.
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。 The left and right steering position sensors include a detection body attached to the piston rod of the steering cylinder and a proximity switch that can detect the detection body in either an extended state exceeding the neutral position or a shortened state less than the neutral position. The steering device for a four-wheel steering vehicle according to claim 1, wherein the steering device is configured to detect the steering direction and the neutral position of the front and rear wheels by left and right steering position sensors.
ことを特徴とする請求項2記載の四輪操舵車両のステアリング装置。 The neutral controller of the controller controls the steering valve and the mode switching valve based on the mode switching signal of the travel mode selector switch. First, the rear wheel left and right steering position sensors are respectively set to the non-detected neutral positions. After the wheel steer cylinder is controlled and then the mode switching valve is set to the two-wheel steering mode, the front wheel steer cylinder is controlled so that the left and right steer position sensors of the front wheels are in neutral positions that are not detected. The steering device for a four-wheel steering vehicle according to claim 2.
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