JP2016040169A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タイヤを転舵させる転舵駆動機構と、操舵部材の操舵角を検出する操舵角センサと、操舵角が所定の切替角αを越える高角領域にあるか否かを判定し、操舵角が高角領域にあるとき操舵角センサで検出した操舵角の増減を判定する切り込み/切り戻し判定処理部(B3)と、操舵角が高角領域で増加傾向にあるとき、操舵角が高角領域にある時間に応じてタイヤの転舵角が増大するように転舵駆動機構を制御し、操舵角が高角領域で減少傾向にあるとき、操舵角が高角領域にある時間に応じてタイヤの転舵角が減少するように転舵駆動機構を制御するための目標転舵角を算出する目標転舵角算出処理部(B4)とを備える。
【選択図】図3
Description
そこで、本発明は、運転者の操舵負担を低減することを目的とする。
操舵部材に操舵反力を付与する反力アクチュエータと、操舵角が高角領域にあるときに操舵角の増加に伴って操舵反力が増大するように反力アクチュエータを制御する反力アクチュエータ制御部とをさらに備えることが好ましい。
図1は、本発明の荷役車両としてのフォークリフト1の概略構成を示す模式的側面図である。フォークリフト1は、車体2と、その車体2の前部に設けられた荷役装置3と、車体2を支持する駆動輪としての前輪5及び転舵輪としての後輪6と、後輪6を転舵させるための車両用操舵装置7とを備えている。
図3は操舵側ECU16によって制御される操舵側の制御ブロック図を示す。操舵側ECU16には、操舵角センサ13から操舵角を表す操舵角信号が入力され、操舵角は操舵角判定処理部B1において、位置制御/速度制御切替角(以下単に「切替角」という)αと比較される。目標転舵角算出処理部B2は、操舵角が切替角α以下であれば、操舵角にほぼ比例した目標転舵角を算出する処理を行う。「操舵角にほぼ比例した」とは操舵角が増大すると目標転舵角も増大していく関係を言う。なお、切替角αは通常、ハンドル操作を頻繁に行う角度範囲の上限値として設定する。αの値は、任意の角度でよいが、例えば90度の値をとるものとする。
この目標転舵角を算出する処理について、図5、図6を用いて詳しく説明する。目標転舵角は、図5に示すように操舵角に対応する目標転舵角を記録した制御マップを検索することにより算出する。この制御マップは操舵角が切替角α以下の場合の目標転舵角を規定しており、例えば図6に示すように、目標転舵角は操舵角が0度のときに“0”であり、操舵角が増えるに従って「操舵角にほぼ比例」して増大していくようにされている。操舵角が切替角αに達したときの目標転舵角を“β“で示す。
目標転舵角の転舵速度を決定して転舵角を算出する処理について、図8、図9を用いて詳しく説明する。目標転舵角の転舵速度は、図8に示すように、操舵角が切替角αを超える高角領域にある場合の操舵角に対応する目標転舵角の転舵速度を記録した転舵速度制御マップを検索することにより算出する。この転舵速度制御マップは、例えば図9に示すように、操舵角が切替角αのときに転舵速度は“0”であり、ハンドルの切り込み中の場合の転舵速度(第一の転舵速度という)は、操舵角がそれから増えるに従って増加していくようにされている。なお、図9から分かるように、操舵角が増大すればするほど、転舵速度の増加率は減少し、曲線は一定の値に収束していくようにされている。
操舵側ECU16は、この転舵速度制御マップを用いて操舵角に応じた第一の転舵速度を決定し、ハンドルの切り込み中の場合、目標転舵角を式:
β+∫(第一の転舵速度)dt …(1)
に基づいて決定する。この(1)式で、時間積分範囲は操舵角が切替角αを超えた時点から現在時刻までであり、操舵角が切替角αを超える時点の目標転舵角の初期値としては、図6に示したように、操舵角が切替角α以下の領域から切替角αに達したときの目標転舵角βを採用している。
γ+∫(第二の転舵速度)dt …(2)
に基づいて決定する。この場合の時間積分範囲はハンドルが切り戻しに変化した時点から現在時刻までである。ハンドル切り戻し後の第二の転舵速度は、前述したように負の値をとるから、目標転舵角は時間とともに減少していく。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、転舵輪として、車体2の左右にそれぞれ後輪6を設ける構成に代えて、単一の後輪6を車体2の左右方向の中央に設けてもよい。また、上述の実施形態では、転舵駆動機構として、転舵モータ19によって駆動するラック軸17を採用したが、電動式油圧ポンプによって駆動する油圧シリンダを採用しても良い。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
そこで、本発明は、運転者の操舵負担を低減することを目的とする。
このような車両の例として、フォークリフトを挙げることができる。
図1は、実施例としての荷役車両としてのフォークリフト1の概略構成を示す模式的側面図である。フォークリフト1は、車体2と、その車体2の前部に設けられた荷役装置3と、車体2を支持する駆動輪としての前輪5及び転舵輪としての後輪6と、後輪6を転舵させるための車両用操舵装置7とを備えている。
図3は反力ECU16によって制御される操舵側の制御ブロック図を示す。反力ECU16には、操舵角センサ13から操舵角を表す操舵角信号が入力され、操舵角は操舵角判定処理部B1において、位置制御/速度制御切替角(以下単に「切替角」という)αと比較される。目標転舵角算出処理部B2は、操舵角が切替角α以下であれば、操舵角にほぼ比例した目標転舵角を算出する処理を行う。「操舵角にほぼ比例した」とは操舵角が増大すると目標転舵角も増大していく関係を言う。なお、切替角αは通常、ハンドル操作を頻繁に行う角度範囲の上限値として設定する。αの値は、任意の角度でよいが、例えば90度の値をとるものとする。
反力ECU16は、この転舵速度制御マップを用いて操舵角に応じた第一の転舵速度を決定し、ハンドルの切り込み中の場合、目標転舵角を式:
β+∫(第一の転舵速度)dt …(1)
に基づいて決定する。この(1)式で、時間積分範囲は操舵角が切替角αを超えた時点から現在時刻までであり、操舵角が切替角αを超える時点の目標転舵角の初期値としては、図6に示したように、操舵角が切替角α以下の領域から切替角αに達したときの目標転舵角βを採用している。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、転舵輪として、車体2の左右にそれぞれ後輪6を設ける構成に代えて、単一の後輪6を車体2の左右方向の中央に設けてもよい。また、上述の実施形態では、転舵駆動機構として、転舵モータ19によって駆動するラック軸17を採用したが、電動式油圧ポンプによって駆動する油圧シリンダを採用しても良い。また、上述の実施形態では、荷役車両を例として説明したが、一般の乗用車などの他の車両に適用してもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
Claims (6)
- タイヤを転舵させる転舵駆動機構と、
操舵部材の操舵角を検出する操舵角検出部と、
操舵角が所定の切替角を超える高角領域にあるか否かを判定する操舵領域判定部と、
操舵角が高角領域にあるとき前記操舵角検出部で検出した操舵角の増減を判定する操舵角増減判定部と、
操舵角が前記高角領域で増加傾向にあるときタイヤの第一の転舵速度を決定し、この第一の転舵速度を時間積分することによりタイヤの転舵角が増大するように前記転舵駆動機構を制御し、操舵角が前記高角領域で減少傾向にあるときタイヤの第二の転舵速度を決定し、この第二の転舵速度を時間積分することによりタイヤの転舵角が減少するように前記転舵駆動機構を制御する転舵駆動機構制御部とを備えることを特徴とする車両用操舵装置。 - 前記高角領域での操舵角の増加に伴って前記第一の転舵速度が増加し、前記高角領域での操舵角の減少に伴って前記第二の転舵速度が減少するように、前記第一の転舵速度及び前記第二の転舵速度が設定されている請求項1記載の車両用操舵装置。
- 前記操舵部材に操舵反力を付与する反力アクチュエータと、操舵角が前記高角領域にあるときに操舵角の増加に伴って操舵反力が増大するように前記反力アクチュエータを制御する反力アクチュエータ制御部とをさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用操舵装置。
- 前記反力アクチュエータ制御部は、操舵角が、操舵反力に勾配を設けて操舵に壁感を発生させるための切替え領域にある場合に、前記勾配が最大値をとるように前記反力アクチュエータを制御する請求項3記載の車両用操舵装置。
- 荷役車両に適用される、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の車両用操舵装置。
- 請求項5記載の車両用操舵装置を装備した荷役車両。
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