JPS62265076A - 車輌のパワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中立位置へ復帰付勢されたステアリングハン
ドルの操作位置を目標ステアリング角度として電気的に
検出する目標ステアリング角度検出手段、及び、車輪の
向きを実際のステアリング角度として電気的に検出する
ステアリング角度検出手段の夫々を設け、前記車輪を目
標ステアリング角度に操作するように、前記目標ステア
リング角度検出手段及びステアリング角度検出手段夫々
の検出情報に基づいて操向用油圧アクチュエータを自動
的に作動させる制御手段を備え、前記操向用アクチュエ
ータの駆動用ポンプを、搭載エンジンに連動連結させた
車輌のパワーステアリング装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の車輌のパワーステアリング装置は、ステア
リングハンドルと操向用油圧アクチュエータとの間に機
械的な連係機構を設けることなく、車輪のステアリング
角度が、ステアリングハンドルの操作により電気的に設
定された目標ステアリング角度となるように、操向用油
圧アクチュエータを自動的に作動させるようにしたもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、かかるパワーステアリング装置においては、
例えば、ステアリングパン１゛ルを中立位置から操作し
た状態でエンジンを停止させた後、ステアリングハンド
ルから手を離すと、ステアリングハンドルは、中立位置
へ自動的に復帰するが、圧油が供給されない操向用油圧
アクチュエータは、その伝動位置に維持されることにな
る等、ステアリングハンドルにて設定される目標ステア
リング角度と、車輪の実際のステアリング角度とが一致
していない状態となる虞れがある。従って、このように
目標ステアリング角度と実際のステアリング角度とが不
一致の状態で、エンジンを始動すると、操向角アクチュ
エータが作動して、突然車輪が操向されるため、搭乗者
に不安を与える虞れがある。

このため、本発明者は、ステアリングハンドルにて設定
される目標ステアリング角度と、車輪のステアリング角
度とが一致していない場合には、エンジンの始動を禁止
する手段を備えさせて、上記不都合を回避させることを
考えた。

しかしながら、この構成の場合、エンジン始動時には、
目標ステアリング角度と車輪のステアリング角度とが一
致する状態となるように、ステアリングハンドルを操作
し続けながら、エンジン始動操作を行わなければならな
い、つまり、ハンドル操作とエンジン始動操作とを同時
に行わなければならないため、操作が煩雑となる不利が
あった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、操作が煩雑になることを抑制しながら、エン
ジン始動時に、操向用油圧アクチュエータが突然作動す
ることがないようにすることにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明による車輌のパワーステアリング装置の特徴構成
は、前記エンジンの始動後、前記目標ステアリング角度
検出手段による指示目標ステアリング角度と、前記ステ
アリング角度検出手段による検出ステアリング角度とか
−・致するまでは、前記操向用油圧アクチュエータの作
動を禁止するステアリング操作禁止手段を設けてある点
にあり、その作用並びに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

すなわち、エンジンを始動させても、ステアリングハン
ドルによる目標ステアリング角度と、車輪の実際のステ
アリング角度とが一致していない場合は、操向用油圧ア
クチュエータの作動を禁止することにより、エンジン始
動に伴って、操向用油圧アクチュエータが作動して、車
輪が突然ステアリング操作されることがないようにする
のである。

又、エンジンを始動させたのち、ステアリングハンドル
を操作して、目標ステアリング角度と車輪のステアリン
グ角度とが一致する状態にすれば、その後は、所望通り
のステアリング操作が行えるものとなる。

〔発明の効果〕

従って、エンジンを始動しても、ステアリングハンドル
による目標ステアリング角度と、車輪の実際のステアリ
ング角度とが一致していない場合は、操向用油圧アクチ
ュエータが作動しないので、不意に車輪がステアリング
操作される虞れが回避でき、搭乗者に不安を与える虞れ
がないのであり、しかも、ステアリングハンドルの操作
とエンジン始動操作とを同時に行わないでよいから、操
作が煩雑にならないのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図に示すように、車体ｍ下部の機体フレーム（１）
後方側に、搭乗用のシート（２）、ステアリングハンド
ル（１１）、及び伝動部（肋を、且つ、前方側にエンジ
ン（ＩＥ）を、夫々設け、前記機体フレーム（１）下部
に左右一対の前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を設け、そ
して、前記車体（ν）下腹部に、芝刈り装置（４）を上
下動自在に懸架し、もって、４輪駆動式の芝刈り作業車
を構成しである。

前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）は、その何れをもス
テアリング操作自在に、且つ、前記エンジン（Ｅ）にて
駆動自在に構成してあり、そして、前後輪（３Ｆ）　、
　（３Ｒ）を同一方向にステアリング操作することによ
って車体（Ｖ）の向きを変えることなく平行移動させる
平行ステアリング形式、前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）
を相対的に逆方向にステアリング操作することによって
小さい旋回半径で旋回可能な旋回ステアリング形式、及
び、一般の自動車同様に前輪（３Ｆ）のみをステアリン
グ操作する２輸ステアリング形式の何れかを、ステアリ
ング形式選択用のスイッチ（ＳＷＩ）により選択しなが
らステアリング操作できるように構成しである。

すなわち、第２図に示すように、操向用油圧アクチュエ
ータとしての油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）を、
車体（Ｖ）左右方向に駆動移動自在に、前後一対設ける
と共に、前記油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）の夫
々を、ステアリング用タイロッド（６）を介して前記前
後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）の夫々を各別に操作するよ
うに連結しである。

そして、前記油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）の作
動を各別に制御する一対の電磁弁（６Ｆ）　、　（６Ｒ
）、及び、前記電磁弁（６Ｆ）　、　（６Ｒ）を作動さ
せるための制御信号を出力する制御装置（７）を設ける
と共に、前記ハンドル（Ｈ）の操作位置を目標ステアリ
ング角度（θ０）として検出する手段としてのポテンシ
ョメータ（ＲＯ）、及び、前記前後輪（３Ｆ）　。

（３Ｒ）夫々の向きを実際のステアリング角度（θ）と
して検出する手段としてのポテンショメータ（Ｒ，）、
（Ｒ２）を設け、これらの各ポテンショメータ（ＲＯ）
　、　（Ｒ１）、　（１１２）の検出値夫々を前記制御
装置（７）に入力してあり、もって、前記ハンドル（Ｈ
）による目標ステアリング角度（θ０）を検出するポテ
ンショメータ（Ｒ０）の検出値と、前記実際のステアリ
ング角度（θ）を検出するポテンショメータ（Ｒ１）、
（Ｒ２）の検出値とが一致するように、前記電磁弁（６
Ｆ）　、　（６Ｒ）の作動を制御して、油圧シリンダ（
５Ｆ）　、　（５Ｒ）を駆動する、パワーステアリング
操作用の制御手段を構成しである。

尚、第２図中、（８）は、変速操作用ペダル（９）及び
減速機付きモータ（１０）の何れによっても変速操作可
能な油圧式無段変速装置であって、その操作位置は前記
ステアリング角度検出用のポテンショメータ（Ｒ１１）
　、　（ｉｌ＋）、　（Ｒ２）と同様構成になる変速位
置検出用のポテンショメータ（Ｒ３）によって検出して
、前記制御装置（７）にフィードハックされるように構
成しである。又、（Ｐ）は、前記一対の油圧シリンダ（
５Ｆ）　、　（５Ｒ）の夫々に作動油を供給する油圧ポ
ンプであって、前記エンジン（Ｅ）の出力にて駆動され
るように、エンジン（ロ）に連動連結しである。

又、前記ハンドル（１１）は、その操作を止めると直進
に対応する中立位置に自動復帰するように構成しである
。すなわち、第２図及び第３図に示すように、前記ハン
ドル（Ｈ）の操作軸（１１）に取り付けたギヤ（１２）
に咬合する部分ギヤ（１３）を、前記ステアリング角度
検出用のポテンショメータ（Ｒ０）の操作軸（１４）に
取り付けると共に、前記部分ギヤ（１４）のカム面（１
５）を押圧するローラ（１６）を、スプリング（１７）
にて前記カム面（１５）側に付勢された揺動アーム（１
８）に取り付けである。従って、搭乗者が前記ハンドル
（Ｈ）から手を離してステアリング操作を止めると、前
記ハンドル（Ｈ）が、前記スプリング（１７）による付
勢力によって自動的に直進状態に対応する中立位置に復
帰して、前記目標ステアリング角度検出用のポテンショ
メータ（Ｒ０）からの検出値が直進状態に対応する値に
自動復帰し、それに伴って、前記制御装置（７）が前記
電磁弁（６Ｆ）　、　（６Ｒ）及び油圧シリンダ（５Ｆ
）　、　（５Ｒ）の作動を制御して、前記前後輪（３Ｆ
）　、　（３Ｒ）がハンドル（Ｈ）の復帰位置である中
立状態に自動復帰するのである。

ところで、メインスイッチとしてのキースイッチ（図示
せず）が切られてエンジン（Ｅ）が停止すると、それに
伴って、前記油圧ポンプ（Ｐ）及び制御装置（７）も自
動的に作動を停止するために、前記ハンドル（Ｈ）が中
立位置以外の位置に操作された状態で、前記キースイッ
チが切られると、前記油圧シリンダ（６Ｆ）　、　（６
Ｒ）への作動油の供給が停止するために、前記前後輪（
３Ｆ）。

（３Ｒ）は、その位置で停止することとなる。

ところが、前記ハンドル（Ｈ）は、中立位置に自動復帰
するように付勢されているので、ハンドル（Ｈ）向きと
前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）との向きが異なった状態
で停止することとなり、このように、目標ステアリング
角度（θ０）と実際のステアリング角度（θ）とが不一
致の状態で停止している状態でエンジン（Ｅ）を始動す
ると、それに伴って、前記制御語ｙｌ（７）及び油圧ポ
ンプ（Ｐ）が作動を開始して、前記前後輪（３Ｆ）　、
　（３Ｒ）が中立位置に復帰するために突然動き出して
搭乗者に不安を与える虞れがあることから、上述した目
標ステアリング角度（θ０）と実際のステアリング角度
（θ）とが不一致の状態では、エンジン（Ｅ）を始動し
ても、前記油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）が作動
しないようにするステアリング操作禁止手段（Ａ）を設
けてある。

すなわち、第１図に示すように、前記エンジン（Ｅ）の
出力にて駆動される発電機（１９）、その発電出力信号
の周波数をＦ／Ｖ変換することによりエンジン（Ｅ）の
回転数に対応した電圧を出力するＦ／Ｖコンバータ（２
０）、及び、このＦ／■コンバータ（２０）の出力電圧
と予め設定した基準電圧とを比較するコンパレータ（Ａ
１）及びその出力を反転するインバータ（Ｇ１）よりな
るエンジン停止判別回路（２１）を設けてある。そして
、前記エンジン（Ｅ）が停止するに伴って、前記エンジ
ン停止判別回路（２１）より“Ｈ”レベルのエンジン停
止信号（Ｓｌ）を出力するようにしである。

又、前記目標ステアリング角度（θ０）を検出するポテ
ンショメータ（Ｒ０）の出力と、実際のステアリング角
度（θ）を検出するポテンショメータ（Ｒ，）、　（ｌ
ｈ）の出力大々とを比較することによって、前記目標ス
テアリング角度（θ０）と実際のステアリング角度（θ
）とが設定許容差内に一致するまで前記油圧シリンダ（
５Ｆ）　、　（５Ｒ）が作動するように前記電磁弁（６
Ｆ）　、　（６Ｒ）の夫々を各別に駆動する電磁弁駆動
回路（２２）　、　（２３）を、前記前後輪（３Ｆ）　
、　（３１？）夫々に対応させて設けてある。

前記電磁弁駆動別回路（２２）　、　（２３）は、夫々
同一構成になるものであって、前記目標ステアリング角
度（θ０）を検出するポテンショメータ（Ｒ０）の出力
と、実際のステアリング角度（θ）を検出するポテンシ
ョメータ（Ｒ１）、　（ｉｒ２）との偏差を演算する演
算増幅器（Ａ２）、この演算増幅器（Ａ２）の出力が、
予め設定した直進状態に対応する許容差内にあるか否か
を判別する二つのコンパレータ（ＡＩ）、（Ａ１）から
構成してあり、前記目標ステアリング角度（θ０）と実
際のステアリング角度（θ）が設定許容差外にあると、
対応する側に向けて前記油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（
５Ｒ）を作動させる“Ｌ”レベルのＱＩＪＪ信号（ｓ２
）　、　（Ｓｌ）を、コントロール信号（Ｇ４）が“Ｈ
”レベルにある場合のみ人出力信号を通過させるゲー）
　（ＣＺ）を介して前記電磁弁（６Ｆ）　、　（６Ｒ）
に出力するようにしである。

但し、前記二つのコンパレータ（ＡＩ）、（Ａ１）は、
前記目標ステアリング角度（θ０）と実際のステアリン
グ角度（θ）が設定許容差内に一致すると、共に“Ｈ”
レベルとなって、前記電磁弁（６Ｆ）。

（６Ｒ）の駆動を自動的に停止することとなる。

そして、前記電磁弁駆動別回路（２２）　、　（２３）
を構成する各二つのコンパレータ（ＡＩ）、　（ＡＩ）
から夫々出力される駆動信号（ｓ２）　、　（Ｓｌ）の
全てが、″Ｈ″レベルになって、前記目標ステアリング
角度（θ０）と実際のステアリング角度（θ）が設定許
容差内に一致した状態となると、前記油圧シリンダ（５
Ｆ）　、　（５Ｒ）の作動を許可すべく、“Ｈ”レベル
となり、そして、前記エンジン停止判別回路（２１）よ
り出力されるエンジン停止信号（Ｓｌ）がＩ（”レベル
となるエンジン（Ｅ）停止状態にあり、且つ、前記目標
ステアリング角度（Ｇ０）と実際のステアリング角度（
θ）が設定許容差外にあると、前記油圧シリンダ（５Ｆ
）　、　（５１？）の作動を禁止すべく、“Ｌ”レベル
となる信号を、前記ゲート（Ｇ２）のコントロール信号
（ｓ４）として出力するステアリング一致判別回路（２
４）を設けてある。

前記ステアリング一致判別回路（２４）の構成について
詳述すれば、前記電磁弁駆動別回路（２２）　。

（２３）を構成する各二つのコンパレータ（ＡＩ）、（
＾１）から夫々出力される駆動信号（ｓｇ）　、　（Ｓ
３）の状態に基づいて、ステアリング一致状態となると
、“Ｈ”レベルの信号を夫々出力するＡＮＤゲート（Ｇ
３）、　（Ｇ３）、このＡＮＤゲート（Ｇ３）、（Ｇ３
）の出力を反転するインバータ（Ｇｌ）、（Ｇｌ）、こ
のインハ’）　（Ｇｌ）、（Ｇｌ）の出力の一方がＨ”
レベルにあると“Ｈ”レベルの信号を出力するＯＲゲー
ト（Ｇ、）、このＯＲゲート（Ｇ４）の出力と前記エン
ジン停止信号（Ｓｌ）が入力され、再入力が“Ｈ”レベ
ルにある場合に“■（”レベルとなるセント信号（Ｓ５
）を出力するＡＮＤゲート（Ｓ、）、前記ステアリング
一致状態となると”　Ｈ”レベルの信号を夫々出力する
ＡＮＤゲー）　（ＧＦ）　、　（ＣＩ）の出力が共に“
Ｈ”レベルにある場合に“Ｈ″レヘルリセット信号（Ｓ
６）を出力するＡＮＤゲート（Ｇ６）、及び、前記セン
ト信号（Ｓ５）によりセットされて“Ｌ”レベルの信号
を出力すると共に、前記リセット信号（Ｓ６）によりリ
セットされてその出力を“Ｈ”レベルに反転するフリソ
プフロッ（２５）ヲ設けてあり、このフリップフロップ
（２５）の出力を、前記コントロール信号（Ｓ４）とし
て前記ゲート（Ｇ２）に入力しである。

つまり、前記エンジン停止信号（Ｓｌ）が“Ｈ”レベル
にあるエンジン（Ｅ）が停止中であり、且つ、前記駆動
信号（Ｓ２）　、　（ｓｓ）の少なくとも一つが”Ｌ”
レベルにある前記目標ステアリング角度（θ、）と実際
のステアリング角度（θ）とが不一致の状態では、前記
フリップフロップ（２５）がセットされて、その出力が
Ｌ”レベルとなり、前記ゲート（Ｇ２）を０ＦＦＩ、て
電磁弁（６Ｆ）　、　（６Ｒ）への通電が遮断されて、
油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）の作動が自動的に
禁止されるのである。

一方、上記油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）の作動
が禁止された状態で、前記ハンドル（Ｈ）を操作して、
前記目標ステアリング角度（θ０）と実際のステアリン
グ角度（θ）とが設定許容差内に一致すれば、前記フリ
ップフロップ（２５）がリセットされて、前記ゲート（
Ｇ２）がＯＮするので、その後は、前記電磁弁（６Ｆ）
　、　（６Ｒ）への通電が開始されて油圧シリンダ（５
Ｆ）　、　（５Ｒ）を作動させることができる。

そして、エンジン（Ｅ）が始動された後は、前記エンジ
ン停止信号（Ｓｌ）が“Ｌ“レベルとなって前記フリッ
プフロップ（２５）へのセット信号（Ｓ５）の入力が禁
止されて、リセットされた状態に維持されると共に、制
御装置（７）及び油圧ポンプ（Ｐ）が作動を開始するの
で、前記ハンドル（Ｈ）から手を離したり、新たな操作
位置へと動かせば、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）
は、それに対応した向きとなるように自動的にパワース
テアリング操作されることとなる。

〔別実施例〕

上記実施例では、ステアリング操作禁止手段（＾）を構
成するに、エンジン（Ｅ）が停止している状態で、ハン
ドル（Ｈ）と車輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）の向きが一致
していない場合にのみ、操向用油圧アクチュエータとし
ての油圧シリンダ（５Ｆ）　、　（５Ｒ）の作動を禁止
すべく、電磁弁（６Ｆ）　、　（６１１）の駆動信号を
遮断するように構成した場合を例示したが、例えば、前
記変速装置（８）の変速位置を検出するポテンショメー
タ（Ｒ３）の検出位置に基づいて、変速位置が走行停止
位置に対応する安全状態にない場合にも、ステアリング
操作を禁止するように構成してもよい。更に、前記芝刈
り装置（４〉の駆動の入り切りや昇降の入り切り操作を
行う手段の操作状態が安全側にない場合にも、ステアリ
ング操作を禁止するようにしてもよい。

又、前記ステアリング操作禁止手段（Ａ）を構成するス
テアリング一致判別回路（２４）の出力信号やフリップ
フロップ（２５）の出力信号によって点灯・消燈するラ
ンプやブザー等の報知手段を設けて、ステアリングハン
ドル（Ｈ）と車輪（３Ｆ）。

（３Ｒ）の実際のステアリング角度とが一致するに伴っ
て、搭乗者に対してそのことを報知したり、逆に、不一
致の状態を報知したりするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る車輌のパワーステアリング装置の実
施例を示し、第１図はステアリング操作禁止手段の構成
を示す回路図、第２図は制御システムの構成を示すブロ
ック図、第３図はステアリングハンドルの中立復帰構成
を示す要部平面図、第４図は芝刈り作業車の全体側面図
である。 （３Ｆ）　、　（３Ｒ）・・・・・・車輪、（５Ｆ）　
、　（５Ｒ）・・・・・・操向用油圧アクチュエータ、
　（Ｈ）・・・・・・ステアリングハンドル、　（θ０
）・・・・・・目標ステアリング角度、（θ）・・・・
・・実際のステアリング角度、（Ｒ０）・・・・・・目
標ステアリング角度検出手段、　（Ｒ１）、（Ｒ２）・
・・・・・ステアリング角度検出手段、（Ｐ）・・・・
・・ポンプ、（Ｅ）・・・・・・エンジン、　（Ａ）・
・・・・・ステアリング操作禁止手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中立位置へ復帰付勢されたステアリングハンドル（Ｈ）
   の操作位置を目標ステアリング角度（θ＿０）として電
   気的に検出する目標ステアリング角度検出手段（Ｒ＿０
   ）、及び、車輪（３Ｆ）、（３Ｒ）の向きを実際のステ
   アリング角度（θ）として電気的に検出するステアリン
   グ角度検出手段（Ｒ＿１）、（Ｒ＿２）の夫々を設け、
   前記車輪（３Ｆ）、（３Ｒ）を目標ステアリング角度（
   θ＿０）に操作するように、前記目標ステアリング角度
   検出手段（Ｒ＿０）及びステアリング角度検出手段（Ｒ
   ＿１）、（Ｒ＿２）夫々の検出情報に基づいて操向用油
   圧アクチュエータ（５Ｆ）、（５Ｒ）を自動的に作動さ
   せる制御手段を備え、前記操向用アクチュエータ（５Ｆ
   ）、（５Ｒ）の駆動用ポンプ（Ｐ）を、搭載エンジン（
   Ｅ）に連動連結させた車輌のパワーステアリング装置で
   あって、前記エンジン（Ｅ）の始動後、前記目標ステア
   リング角度検出手段（Ｒ＿０）による指示目標ステアリ
   ング角度（θ＿０）と、前記ステアリング角度検出手段
   （Ｒ＿１）、（Ｒ＿２）による検出ステアリング角度（
   θ）とが一致するまでは、前記操向用油圧アクチュエー
   タ（５Ｆ）、（５Ｒ）の作動を禁止するステアリング操
   作禁止手段（Ａ）を設けてある車輌のパワーステアリン
   グ装置。