JPH065948Y2 - パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、プラントモジュール運搬車両等の多軸車両に
おいて使用されるパワーステアリング装置、特に、電気
−油圧によって車軸装置を駆動し、指令蛇角と実際蛇角
との偏差に応じてハンドル抵抗を制御するブレーキ装置
を有するパワーステアリング装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の従来装置として、実開昭５６−４６４７０号公
報、特開昭５９−１８６７７０号公報に開示されたもの
があり、これらにもとづく従来例を第６図に示し以下に
説明する。

第６図において、１はハンドル、２はハンドル軸、３は
蛇角指令器、４はブレーキ装置、５は車軸装置、６は蛇
角検出器、７は油圧装置、８は処理装置である。

蛇角指令器３は、ハンドル軸２に設けられハンドル１の
回転量を電気量に変換し指令蛇角として出力するもの、
例えばポテンショメータである。

ブレーキ装置４は、ハンドル軸２に設けられハンドル操
舵抵抗としてブレーキ力を与えるもの、例えば、摩擦ブ
レーキや電磁ブレーキである。

車軸装置５は、図示しない車体に回転自在に設けられて
おり、車軸５ａを有する。

蛇角検出器６は、車軸装置５に設けられ、その実際蛇角
を電気量で出力するもの、例えばロータリーエンコンダ
ーである。

油圧装置７は、図示しない油圧シリンダや油圧切換弁等
から成り、処理装置８からの指令にもとづいて車軸装置
５を駆動する。

処理装置８は、蛇角指令器３からの指令蛇角により各車
軸装置５の操舵角を走行パターンによって出力すると共
に、蛇角検出器６からの実際蛇角がフィードバックされ
て指令蛇角と実際蛇角との各偏差を求め各車軸装置５の
操舵角の過不足を制御し、また、前記各偏差の最大値を
求めてその大きさに応じてブレーキ装置４のブレーキ力
を制御するようになっており、マイクロコンピュータが
使用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来装置は、指令蛇角と実際蛇角との偏差に応じて
ハンドル軸２に与えるブレーキ力を制御するようになっ
ているが、ハンドル１を重たくすることによって、ハン
ドル１の操作を控えるように運転手に注意を促す程度で
しかないために、状況によって時には無理にハンドル１
を必要以上に操作することが発生する。

したがって、指令蛇角と実際蛇角との偏差がある限度を
超えると、ハンドル１をロック状態とすることが要望さ
れている。

同時に、ハンドル１をロック状態としたために危険を回
避できなくても問題となるために、このハンドルロック
状態において、逆ハンドル操作を行なおうとすると直ち
に前記ロック状態を解除しなければならない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記問題を解決する本考案の技術的手段は、上
記従来のパワーステアリング装置において、 前記ハンドルに連結固定した入力軸に逆ハンドル操作を
検知するスイッチを設け、 該入力軸に同心状に出力軸を連結しその連結部には回転
方向の遊びを設定し、 該出力軸の回転量を前記蛇角指令器が電気量に変換する
構成とし、 該出力軸に前記ブレーキ装置がブレーキ力を与える構成
とし、 前記処理装置は、前記偏差が設定値を超えたとき前記ブ
レーキ力を急激に過大として出力軸をロック状態とし、
該ロック状態において前記スイッチが逆ハンドル操作を
検知すると前記過大ブレーキ力を低下させてロック解除
とするように構成した ことである。

〔作用〕

この技術的手段によれば、実際蛇角が指令蛇角に一致し
ている状態において、ハンドルを例えば右回転させる
と、この指令蛇角にもとづいて車軸装置が駆動される
が、その実際蛇角と前記指令蛇角との間に偏差を生じ、
この偏差に応じて出力軸のブレーキ力が制御されてハン
ドルが重くなり、この偏差がさらに大きくなって設定値
を超えると、ブレーキ力が急激に過大となって出力軸が
ロック状態となり、これ以上ハンドルを右回転できな
い。

このロック状態において、ハンドルを左回転させようと
すると、つまり、逆ハンドル操作を行なおうとすると、
ハンドルに連結固定した入力軸とこの入力軸に同心状に
連結した出力軸との連結部には回転方向の遊びが存在す
るため、この遊びの分だけハンドルが左回転し、この逆
ハンドル操作がスイッチによって検知され、その検知に
もとづいて前記過大なブレーキ力が低下し、出力軸のロ
ックが解除され、ハンドルを左方向へさらに回転操作す
ることができる。

なお、上記ロック状態になった後、実際蛇角が上昇して
指令蛇角との偏差が設定値以下に低下すると、出力軸の
ブレーキ力は通常の値に低下し、ハンドル操作が可能と
なる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図〜第５図にもとづいて説
明する。なお、第１図は一実施例の全体概略構成図、第
２図は偏差に対するブレーキ力の特性図、第３図は同実
施例の作動説明用のフローチャート、第４図（ａ）は同
実施例の要部を示す部分断面図、第４図（ｂ）は第４図
（ａ）のイーイ線断面図、第４図（ｃ）は第４図（ａ）
のロ−ロ線断面図、第４図（ｄ）は第４図（ａ）の平面
図、第５図は第２図とは異なる偏差とブレーキ力との特
性図である。また、従来例と同一部分については第６図
と同一符号を付してその説明を省略する。

第１図において、１０はハンドル軸２に連結固定した入
力軸、２０は入力軸１０に設けた逆ハンドル操作検知用
のスイッチ、３０は入力軸１０に対し回転方向の遊びＬ
をもって連結する出力軸、４０は出力軸３０に設けた空
気ブレーキ装置、５０は空気ブレーキ装置４０に対し圧
力空気を給排する電気−空気圧変換器、８０は各種の演
算を行なう処理装置（マイクロコンピュータ）であり、
前記出力軸３０に蛇角指令器３を設けている。

入力軸１０は、第４図（ａ）にも示すように、ハンドル
軸２へ連結固定するためのフランジ１１、出力軸３０へ
係合連結するための突起部１２を有する。

スイッチ２０は、主として第４図（ａ），（ｂ）に示す
ように、入力軸１０に取付けた検知板２１と、取付板２
２に絶縁体２３を介して固定したリミットスイッチ２
４，２５と、を主な構成とする。検知板２１は、押え板
２６と共に入力軸１０を外周から挾む形にボルト２７、
ばね２８で取付けており、リミットスイッチ２４，２５
を作動させてストッパ２９に当接すると、入力軸１０と
の間にスベリを生じるようにしている。第１図におい
て、２４ａ，２５ａはリミットスイッチ２４，２５の接
点を示す。なお、検知板２１とリミットスイッチ２４，
２５との間に遊びｌが存在するが、この遊びｌは上記遊
びＬよりも小さい。

このスイッチ２０は、第４図（ｂ）において、入力軸１
０（ハンドル１）を例えば右回転させると、検知板２１
が一方のリミットスイッチ２４に当接してその接点２４
ａをオフからオンに切換え、このオン状態において、入
力軸１０（ハンドル１）を逆に左回転させると、検知板
２１がリミットスイッチ２４から離れその接点２４ａが
オンからオフに切換わる。このオンからオフへの切換わ
りが逆ハンドル操作の検知である。

出力軸３０は、主として第４図（ａ）に示す通り、本体
３１にベアリング３２を介して回動自在に支持され、中
空であってその内側にベアリング３３を介して上記入力
軸１０を回転自在に支持し、一端（図中で右端）の切欠
き部３４に上記入力軸１０の突起部１２が遊嵌し、遊び
Ｌが存在する。

この出力軸３０の他端〔第４図（ａ）で左端〕には、連
結具３５を止めねじ３５ａによって固定し、この連結具
３５の小径部に止めねじ３５ｂによってウオーム３６を
固定し、このウオーム３６に歯合するウオームホイール
３７を有する蛇角指令器３をブラケット３８に固定して
いる。なお、第４図（ｄ）において、３８ａは蛇角指令
器３をブラケット３８に固定する止めねじ、３９はブラ
ケット３８の補強用の斜板である。

空気ブレーキ装置４０は、主として第４図（ｃ）に示す
通り、本体３１に設置したブレーキシリンダ４１と、そ
の押付力を伝達するリンク４２と、上記出力軸３０の外
周に固定したブレーキドラム４３と、該ドラム４３に当
接するブレーキシュー４４と、を主な構成とする。

ブレーキシリンダ４１は、シリンダ筒体４１ａ内に一対
のピストン４１ｂを摺動自在に収容し、その両側に中空
のフタ体４１ｃを設けている。なお、４１ｄはシリンダ
室、４１ｅは圧力空気の給排口、４１ｆはシールリング
である。

上記ピストン４１ｂの突出端の溝部４１ｇにリンク４２
の一端〔第４図（ｃ）で下端〕を挿入してピン４２ａで
回動自在に軸着し、このリンク４２の中途部を支点ピン
４２ｂで本体３１に回動自在に軸着し、さらに、リンク
４２の他端〔第４図（ｃ）で上端〕に保持板４５の後端
４５ａをピン４２ｃで回動自在に軸着している。この保
持板４５にはブレーキシュー４４が固定されている。

ブレーキドラム４３は、キー４３ａによって出力軸３０
に固定されており、その軸方向両側の環状鍔部４３ｂの
内側に上記ブレーキシュー４４が位置する。なお、第４
図（ａ）において、４３ｃは出力軸３０の軸方向外周に
形成されたキー溝、４３ｄは止めねじである。

なお第４図（ｂ）〜（ｄ）において、４９は車体（図示
せず）への取付フランジである。

次に、主として第１図〜第３図にもとづいて作動を説明
する。なお、第２図において、Ｓは指令蛇角と実際蛇角
との偏差であり、指令蛇角＞実際蛇角のとき＋（プラ
ス）偏差、指令蛇角＜実際蛇角のとき−（マイナス）偏
差とし、且つ、ハンドル１を右回転させると指令蛇角が
大きくなるものとし、さらに＋Ｓ１および−Ｓ１を設定
値とする。また、第２図において、Ｂはブレーキ力を示
し、Ｂ１はブレーキ力Ｂの調整下限値、Ｂ２は同調整上
限値、Ｂ３はロック用の過大値である。

今、実際蛇角が指令蛇角に一致して、その偏差Ｓが０で
あると、ブレーキ力Ｂは調整下限値Ｂ１である。

この状態において、ハンドル１を右回転させると、入力
軸１０および出力軸３０が追従して右回転する。このと
き、まず、検知板２１がリミットスイッチ２４に当接し
てその接点２４ａがオンし、次に、突起部１２の一端が
切欠き部３４の一端に係合して出力軸３０が右回転し、
その回転量が蛇角指令器３によって電気量に変換され指
令蛇角として処理装置８０へ伝達される。

処理装置８０においては、走行パターンに従って各車軸
装置５の必要な操舵角を決定し、油圧装置７に指令を送
り、この油圧装置７が車軸装置５を駆動し、その実際蛇
角が蛇角検出器６にて検知されてフィードバックされ
る。

この車軸装置５の作動は上記ハンドル操作に対して少し
遅れるため、実際蛇角が指令蛇角よりも小さくて偏差Ｓ
が生じている。

処理装置８０においては各偏差Ｓを求めて、その不足分
を補うように油圧装置７に対して指令を伝えると共に、
各偏差Ｓの最大値または平均値を求め、これに応じて電
気−空気圧変換器５０に指令を与える。

該変換器５０は指令に応じた圧力の空気をブレーキシリ
ンダ４１に供給し、そのシリンダ出力がリンク４２を介
してブレーキシュー４４をブレーキドラム４３に押し付
けることとなり、出力軸３０にブレーキ力が付与され
る。したがって、ハンドル１が重くなる。

このとき、処理装置８０においては、偏差Ｓ（最大値ま
たは平均値）が設定値Ｓ１以下かどうかを判断してお
り、仮に、Ｓ≦Ｓ１であれば、ブレーキ力ＢはＢ１≦Ｂ
≦Ｂ２の範囲であり、ハンドル１をさらに右回転可能で
ある。なお、ハンドル１を一度右回転した後そのままに
しておくと、実際蛇角が大きくなって指令蛇角に一致
し、つまり、偏差Ｓが０となってブレーキ力Ｂが調整下
限値Ｂ１となる。

また、処理装置８０において、Ｓ≦Ｓ１か否かの判断を
行なった結果、Ｓ＞Ｓ１つまり偏差Ｓが設定値Ｓ１を超
えていると、直ちに、電気−空気圧変換器５０に非常増
圧指令を与えてその出力空気圧を急激に上昇させ、ブレ
ーキ力Ｂを過大値Ｂ３とし、出力軸３０をロック状態と
する。

このロック状態においては、突起部１２の一端が切欠き
部３４の一端に係合しているため、通常の力ではこれ以
上ハンドル１を右回転させることができない。

このロック状態が継続し、実際蛇角が上昇して偏差Ｓが
設定値Ｓ１以下となると、再びブレーキ力ＢはＢ１≦Ｂ
≦Ｂ２となって、ハンドル１の右回転が可能である。

また、上記ロック状態において、ハンドル１の右回転は
できないものの、突起部１２の他端と切欠き部３４の他
端との間には遊びＬが存在するため、この遊びＬの分だ
けハンドル１を逆転（左回転）させることができる。

したがって、上記ロック状態において、状況によって逆
ハンドル操作すると、検知板２１がリミットスイッチ２
４から離れその接点２４ａがオフし、この逆ハンドル操
作検知にもとづいて、処理装置８０は電気−空気圧変換
器５０に減圧指令を与え、ブレーキシリンダ４１内の空
気圧が低下してブレーキ力ＢがＢ≦Ｂ２となって、上記
ロックが解除される。このときのブレーキ力Ｂは、逆ハ
ンドル操作によって生じた偏差Ｓの大きさによって、Ｂ
１≦Ｂ≦Ｂ２の範囲である。

そして、偏差Ｓが−（マイナス）になると、上述と同様
にブレーキ力Ｂが制御され、その説明を省略する。

なお、以上の説明では、ハンドル１を右回転させた後の
左回転操作（逆ハンドル操作）の検知をリミットスイッ
チ２４の接点２４ａがオンからオフになったことで行な
っているが、もう一方のリミットスイッチ２５の接点２
５ａがオフからオンになったことでも検知可能である。

第５図は、別の実施例における偏差Ｓに対するブレーキ
力を示しており、第２図と異なるところは、ハンドルロ
ック状態において、逆ハンドル操作が検知されると、そ
の偏差Ｓの極性が異なるまでは逆ハンドル操作量に拘わ
らず、ブレーキ力Ｂを直ちに調整下限値Ｂ１まで一気に
低下させる点である。そして、逆ハンドル操作量が大き
くなって、偏差Ｓの極性が例えば＋（プラス）から−
（マイナス）に変わると、それ以後は偏差Ｓに応じてブ
レーキ力Ｂを制御する。

なお、上記実施例においては、ブレーキ装置４０を空気
ブレーキとしたが、電磁ブレーキとしても良く、また、
スイッチ２０をリミットスイッチ２４，２５としたが、
他の電気的スイッチであっても良い。

〔効果〕

以上の実施例に示される本考案によれば、指令蛇角と実
際蛇角との偏差に応じてハンドル抵抗（ブレーキ力）を
調整できるものにおいて、一方向にハンドルを回転させ
たときその偏差が設定値を超えると、ブレーキ力を急激
に過大としてハンドルをロック状態とするため、同一方
向へのそれ以上のハンドル操作を不可能とし、しかも、
このロック状態においてハンドルを逆方向へ回転（逆ハ
ンドル操作）させようとすると、入力軸と出力軸との連
結部の回転方向の遊びが存在するため、出力軸がロック
されていても、ハンドルは前記遊びの分だけ逆方向へ回
転し、この逆ハンドル操作をスイッチが検知することに
より、ブレーキ力が低下して出力軸のロックが解除され
るため、さらにハンドルを逆方向へ回転させることがで
き、車両運転上での安全性が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体概略構成図、第２図は
同実施例における偏差に対するブレーキ力の特性図、第
３図は同実施例の作動説明用のフローチャート、第４図
（ａ）は同実施例の要部を示す部分断面図、第４図
（ｂ）は第４図（ａ）のイ−イ線断面図、第４図（ｃ）
は第４図（ａ）のロ−ロ線断面図、第４図（ｄ）は第４
図（ａ）の平面図、第５図は第２図とは異なる偏差対ブ
レーキ力特性図、第６図は従来例の説明図である。 １……ハンドル、２……ハンドル軸 ３……蛇角指令器、５……車軸装置 ６……蛇角検出器、７……油圧装置 １０……入力軸、２０……スイッチ、３０……出力軸 ４０……ブレーキ装置、８０……処理装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドルの回転量を電気量に変換し指令蛇
   角として出力する蛇角指令器と、ハンドルに操舵抵抗と
   してブレーキ力を与えるブレーキ装置と、車体に回転自
   在に設けられた車軸装置と、該車軸装置の実際蛇角を電
   気量で出力する蛇角検出器と、前記車軸装置を駆動する
   油圧装置と、前記指令蛇角にもとづいて油圧装置を制御
   すると共に前記指令蛇角と実際蛇角との偏差に応じて前
   記ブレーキ装置のブレーキ力を制御する処理装置と、を
   備えたパワーステアリング装置において、 前記ハンドルに連結固定した入力軸に逆ハンドル操作を
   検知するスイッチを設け、 該入力軸に同心状に出力軸を連結しその連結部には回転
   方向の遊びを設定し、 該出力軸の回転量を前記蛇角指令器が電気量に変換する
   構成とし、 該出力軸に前記ブレーキ装置がブレーキ力を与える構成
   とし、 前記処理装置は、前記偏差が設定値を超えたとき前記ブ
   レーキ力を急激に過大として出力軸をロック状態とし、
   該ロック状態において前記スイッチが逆ハンドル操作を
   検知すると前記過大ブレーキ力を低下させてロック解除
   とするように構成した ことを特徴とするパワーステアリング装置。