JP2658304B2 - 全油圧式パワーステアリング装置の位相ずれ補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はバッテリーフォークリフトなどに使用される
全油圧式パワーステアリング装置の位相ずれ補正方法に
係り、詳しくは、ハンドルと操舵輪との位相ずれを補正
するバイパス電磁弁の保全と、直進走行時におけるハン
ドルの遊動防止を図った位相ずれ補正方法の改良に関す
る。

［従来の技術］ 一般に、全油圧式パワーステアリング装置は、ハンド
ルによって操作されるステアリングバルブユニット（ロ
ータリバルブ及びメータリング装置が一体に組付けられ
たもの）と、操舵輪を操舵させるパワーシリンダと、ス
テアリングバルブユニットとパワーシリンダとを連結す
る一連の油圧ラインとから構成され、ハンドルの回転角
に比例する量の作動油をステアリングバルブユニットを
経てパワーシリンダに供給することによって操舵輪を油
圧操舵させるようになされている。

ところが、上述の全油圧式パワーステアリング装置
は、機械的な伝動機構とは異なり、上記ステアリングバ
ルブユニット内の作動油のリークに原因してハンドルの
回転角に基づく操舵輪の目標切角に対して実際切角がず
れる場合があり、その結果、フォークリフトのようにハ
ンドルにノブを備えたものにあっては直進時におけるハ
ンドルの中立位置が狂って運転者に違和感を与えたり操
作性を悪くしたりするという問題がある。

この問題を解決するために、パワーシリンダへ供給す
る作動油をバイパスする電磁弁を設け、ハンドルの回転
に基づく操舵輪の目標切角と実際切角との位相ずれを検
出して上記電磁弁を開通させ、パワーシリンダに対する
供給作動油のバイパスによって生じるハンドルの空転に
より、上記ずれを補正するようにした位相ずれ補正方法
が提案されている。

上記従来の位相ずれ補正方法では、第３図のフローチ
ャートに示すように、ハンドル回転角から計算した操舵
輪の目標切角と、実際に検出した操舵輪の実際切角との
位相ずれΘ＝（目標切角−実際切角）を求め、Θ＜０の
場合、すなわち操舵輪の実際切角が目標切角よりも進み
すぎた場合に、電磁弁を開通してハンドルを空転させて
いる。さらにハンドル停止時に上記ずれがある場合にも
電磁弁を開通し、それにより上記リークなどの異常な原
因で不必要な油圧力がパワーシリンダへかかるのを防ぐ
とともに、次のハンドル回転開始時に速やかにずれ補正
が行われるようになされている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述した位相ずれ補正を行う全油圧式パワ
ーステアリング装置では、ハンドル回転角に応じた量の
作動油をパワーシリンダに供給する構成となっているの
で、（すなわち、正常状態ではハンドル回転が停止する
とパワーシリンダに作動油が供給されなくなる構成とな
っているので）、もしも上記ずれがある場合にハンドル
回転が停止すると、ずれが補正されずに電磁弁が開通し
続け、その結果、電磁弁のコイルが過熱して絶縁劣化し
たり、最悪の場合には絶縁破壊したりする虞れがある。

また、車両の直進走行中にも同様にずれ補正が行われ
ることになるため、上記空転に基づくハンドルの遊動
（ふらつき）を生じるという欠点がある。

本発明は、上記電磁弁の保全と、直進走行時における
ハンドルの遊動を防止することを、解決すべき技術課題
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題解決のため、ハンドルの回転に基づ
く操舵輪の目標切角と実際切角とのずれによりハンドル
回転角の遅れを検出して、バイパスライン中に設けた電
磁弁を開通させることにより、パワーシリンダへの供給
作動油をバイパスさせて上記ずれを補正するようにし、
直進走行時並びに上記電磁弁の開通が所定時間を超え、
かつハンドルが停止している時には、上記ずれ補正の中
断を指令するようにした新規な構成を採用している。

［作用］ 停車時を含めてハンドルが停止していても上記ずれが
ある場合には、電磁弁のコイルの過熱が許容範囲内であ
る所定時間だけは電磁弁が開通されて、上記リークなど
の異常な原因で不必要な油圧力がパワーシリンダにかか
るのを防止するとともに、次のハンドル回転開始時に速
やかにずれ補正が行われる。

そして電磁弁の開通が上記所定時間を超える場合に
は、ハンドルが停止している場合に限り電磁弁を閉止す
るので、電磁弁のコイルは安全に保護される。

また、直進走行時には、上記ずれの有無を問わず電磁
弁を閉止してずれ補正を中断するので、ハンドルの遊動
は確実に防止される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。第１図に示した油圧回路図において、１はノブ２
を備えたハンドル、３はハンドル１によって操作される
ステアリングバルブユニットであり、このステアリング
バルブユニット３はハンドル１によって直接操作される
ステアリング用のロータリバルブ４と、このロータリバ
ルブ４と機械的に連動し、油圧ポンプ９からロータリバ
ルブ４を経て送り込まれた作動油を油圧ライン6,7を通
してハンドル１の回転角に対応する油量でパワーシリン
ダ８に供給するメータリング装置（一般的にはジロータ
と呼称されている）５とから構成されている。なお、図
中10は回路内圧力を設定圧に保持するリリーフ弁、11は
オイルタンクである。

そして上記ロータリバルブ４は、タンクポートとメー
タリングポートとを連絡する通路には絞り弁12を、タン
クポートとシリンダポートとを連絡する通路には絞り弁
13を、また、メータリングポートとパワーシリンダとを
連絡する通路には絞り弁14を、さらにポンプポートとタ
ンクポートとを連絡する通路には全量絞り弁15をそれぞ
れ備えており、これら絞り弁のうち、通常の場合、メー
タリングポートとシリンダポートとを連絡する通路に設
けられた絞り弁14の絞り度が最大に設定されている。ま
た、前記パワーシリンダ８のロッド側油室に通じる油圧
ライン６と、ヘッド側油室に通じる油圧ライン７とはバ
イパスライン16によって相互に連通され、このバイパス
ライン16には作動油流れを許容する形式の通路開閉用の
電磁弁17が設けられている。なお、この電磁弁17は双方
向通過性をもつ常閉形式の開閉弁である。

一方、前記ハンドル１のステアリングシャフト1aには
回転角検出器としてのロータリエンコーダ19が設けら
れ、旋回方向を判別するためのインクリメンタル出力
（Ａ相・Ｂ相）と回転角を検出するためのノブ２の位置
に対応した基準点信号（ノブの基準位置を示す信号）を
出力する。また、操舵輪20のキングピン21には切角検出
器としてのポテンショメータ22が取付けられ、操舵輪20
の実際の切角信号を出力する。そして、コントローラ23
は前記ロータリエンコーダ19及びポテンショメータ22か
らの各検出信号を入力し、それに基づいて前記電磁弁17
に対し制御信号を出力するようになっている。

本発明を実施する装置は上述のように構成されてお
り、ハンドル１を右回り又は左回りに回転操作すると、
ステアリングバルブユニット３におけるロータリバルブ
４が直進時の中立位置（ｂ）から右旋回位置（ａ）又は
左旋回位置（ｃ）に切換えられ、油圧ポンプ９からロー
タリバルブ４を経て送られた作動油がメータリング装置
５によってハンドル１の回転角に対応する油量で油圧ラ
イン６又は７を経てパワーシリンダ８のロッド側油室又
はヘッド側油室に供給され、操舵輪20が右又は左に操舵
される。

そして、上記ステアリング操作時において位相ずれ補
正作用が行なわれるものであり、以下、その作動を第２
図のフローチャートに従って説明する。

まず電源投入後に初期設定し（S100）、ロータリエン
コーダ19によりハンドル回転角の検出信号が入力される
（S102）。そして、この検出信号に対応してコントロー
ラ23により本来あるべき操舵輪20の切角が目標切角Ｔθ
として計算される（S104）。つづいて、ポテンショメー
タ22により操舵輪20の実際切角T0が検出され（S106）、
コントローラ23により目標切角Ｔθと実際切角T0とのず
れ角θを計算する（S108）。

次いで、フラグＡが１かどうかを検出し（S101）、最
初は０であるのでS112に進んで電磁弁17の開通が所定時
間Ｔ（ここでは１分に設定されている。）を超過したか
どうかを検出し、最初は電磁弁17は閉止しているのでS1
20に進んでフラグＡを０にする。

次いで、ロータリエンコーダ19からのインクリメンタ
ル出力に基づいてハンドル１の回転方向を判別し（S12
2）、左旋回時若しくは右旋回時にあってはその回転方
向に関してハンドル１の回転角が操舵輪20の実際切角よ
りも進んでいる場合には（S124、S132）、電磁弁17は閉
止のままとなる（S130）が、遅れている場合には、電磁
弁17を開通して（S126、S134）、S102にリターンする。
さらに、ハンドル１が停止している時も（S122）、ずれ
があるかどうかを調べ（S128）、あれば電磁弁17を開通
し（S126）、なければ閉止のままとして（S130）、S102
にリターンする。

すなわち、ハンドル１の回転角がその回転方向におい
て操舵輪20の実際切角よりも遅れている場合に限りバイ
パスライン16を開いてパワーシリンダ８に送られる作動
油をステアリングバルブユニット３を経てオイルタンク
11に戻すことにより、ハンドル１を空転させて位相ずれ
の補正が行なわれる。なお、ポテンショメータ22によっ
て検出された操舵輪20の実際切角TOにより直進と判断し
た場合には（S107）、ずれの有無を問わず電磁弁17を閉
止する（S136）。次いで、上述した閉ルーチンを繰返
し、その途中で電磁弁17の開通が所定時間Ｔを超過した
場合には（S112）、S114に分岐してハンドル１が回転し
ているかどうかを検出し、回転していればS120に進み、
停止していれば電磁弁17を閉止し（S116）、フラグＡを
１として（S118）、S102にリターンする。

次いで、S102からS110に進むとフラグＡは１であるの
で、ハンドル１が再び回転したことを検出するまで（S1
14）、S110で分岐してこの分岐ルーチンを続行する。

すなわち、本実施例の位相ずれ補正方法は、ハンドル
１の回転角を検出するロータリエンコーダ19及び操舵輪
20の実際切角を検出するポテンショメータ22からの検出
信号に基づいてコントローラ23により操舵輪20の目標切
角と実際切角とのずれを算出するとともに、直進時を除
いてこのずれが回転方向に関して操舵輪20よりも遅れて
いる場合に限り、電磁弁17を開いてパワーシリンダ８に
供給される作動油をバイパスライン16からステアリング
バルブユニット３を経由してオイルタンク11に戻し、操
舵輪20のずれを補正する。そしてハンドルの回転が停止
していても所定時間Ｔの間は分岐ルーチン以外の通常の
ずれ補正を実施し、所定時間Ｔを超過して電磁弁17の開
通が続行する場合に限り、電磁弁17を閉止する。従っ
て、電磁弁17のソレノイドコイルSOLの過熱が問題とな
らない場合は、従来と同様に電磁弁17の開通によりパワ
ーシリンダ８をバイパスして次のずれ補正に即応できる
とともに、電磁弁17の開通が所定時間Ｔを超過してソレ
ノイドコイルSOLの過熱が問題となる場合は、ハンドル
１が停止している時にのみ電磁弁17を閉止してソレノイ
ドコイルSOLを保全する。そして電磁弁17の開通が所定
時間Ｔを超過した場合でも、ハンドル１が回転している
限り電磁弁17の開通を継続してソレノイドコイルSOLの
保全よりも操舵を優先させる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明になる位相ずれ補正方
法は、ずれの検出指令に基づく電磁弁の開通が所定の時
間を超え、しかもハンドルが停止している場合には、電
磁弁を閉止してコイルの過熱を防ぎ、一方、操舵輪の実
際切角から直進走行であることを検出した場合には、た
とえずれが生じていても直ちに電磁弁を閉止して補正を
中断し、ハンドルの遊動防止を優先させるようにしたも
のであるから、電磁弁の耐用度を格段と向上させうると
ともに、直進走行時におけるハンドルの安定性確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す油圧回路
図、第２図は本発明による位相ずれ補正作用の制御動作
を示すフローチャート、第３図は従来の同様な制御動作
を示すフローチャートである。 １……ハンドル ３……ステアリングバルブユニット 6,7……油圧ライン ８……パワーシリンダ 16……バイパスライン 17……電磁弁 19……ロータリエンコーダ 20……操舵輪

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドルの回転に基づく操舵輪の目標切角
   と実際切角とのずれによりハンドル回転角の遅れを検出
   して、バイパスライン中に設けた電磁弁を開通させるこ
   とにより、パワーシリンダへの供給作動油をバイパスさ
   せて上記ずれを補正するようにした全油圧式パワーステ
   アリング装置の位相ずれ補正方法において、直進走行時
   並びに上記電磁弁の開通が所定時間を超え、かつハンド
   ルが停止している時には、上記ずれ補正の中断を指令す
   るようにした全油圧式パワーステアリング装置の位相ず
   れ補正方法。