JP2004196110A - 電気式産業車両の操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、その操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給する。
【解決手段】コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θに基づき、車両の旋回中心に対して左右の駆動輪の角速度が等しくなるように左輪及び右輪駆動モータをそれぞれ制御する。また、コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵輪１４の操舵速度を求める。そして、この操舵速度に基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３を介してステアリングシリンダ３５に対し操舵速度に応じた流量の作動油を供給する。
【選択図】 図１
【解決手段】コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θに基づき、車両の旋回中心に対して左右の駆動輪の角速度が等しくなるように左輪及び右輪駆動モータをそれぞれ制御する。また、コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵輪１４の操舵速度を求める。そして、この操舵速度に基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３を介してステアリングシリンダ３５に対し操舵速度に応じた流量の作動油を供給する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカウンタバランス式電気式フォークリフト等の電気式産業車両の操舵装置に係り、詳しくは、全油圧式パワーステアリング装置を備えた電気式産業車両の操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電気モータで駆動する左右一対の駆動輪と操舵輪とを備えた電気式のカウンタバランス式フォークリフトには、ステアリングホイールの操舵角を操舵角センサで検出するものがある。そして、この操舵角からモータコントローラがステアリングホイールの操舵速度を求め、この操舵速度に応じた回転数に油圧用モータを制御することで、油圧ポンプからステアリングコントロールバルブに操舵速度に応じた流量の作動油を供給する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ハンドル角センサが検出するハンドル角からコントローラがハンドルの回転角速度を求め、この回転角速度に対応した流量の作動油を油圧ポンプから突出させるようにモータを制御するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５５４２４９０号明細書
【特許文献２】
特開平１１−２３５９８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に電気式フォークリフトでは、操舵輪の操舵角を検出し、この操舵角に基づいて左右の走行用モータの回転数をそれぞれ制御する。そして、操舵角に応じた回転数差を発生させることで、車両を円滑に旋回させている。
【０００６】
このため、上記の各特許文献に記載された操舵装置のように、ステアリングホイールが操舵されるときの油圧用ポンプの制御を、その操舵速度に基づいて行おうとすると、ステアリングホイールの操舵角を検出するための検出器を新たに設ける必要がある。その結果、部品点数及び組立工数が増大する問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる電気式産業車両の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動輪及び操舵輪とを備え、ステアリングホイールの操舵によって前記操舵輪が操舵されるときの車輪角を検出し、この検出値に基づいて前記駆動輪の回転数を制御してそのときの車輪角に対応する旋回走行を行う電気式産業車両に用いられ、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダに供給する作動油の流量を、ステアリングホイールの操舵速度に応じて増減する電気式産業車両に用いられる操舵装置である。この操舵装置は、前記ステアリングホイールが操舵されるときの前記操舵輪の操舵速度を前記車輪角の検出値から求め、前記ステアリングシリンダに供給する作動油の流量を前記操舵速度に応じて制御する。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両の旋回時に、そのときの車輪角に応じた回転数差を左右の駆動輪に与えるために検出する車輪角の検出値を用いて、ステアリングホイールの操舵速度に対応する操舵輪の操舵速度を求める。そして、操舵輪の操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダ側に供給する。このため、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、駆動輪の制御用に検出する車輪角の検出値を用いて、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、左右一対の駆動輪と、操舵輪と、前記駆動輪をそれぞれ駆動する一対の走行用モータと、前記操舵輪が操舵されたときの車輪角を検出する車輪角検出器と、一対の前記走行用モータの回転数を前記車輪角に基づいて制御するモータ制御手段とを備えた電気式産業車両に用いられ、回転数が可変制御される油圧用モータと、前記油圧用モータによって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能な油圧ポンプと、ステアリングホイールの操舵に基づき、前記油圧ポンプから供給される作動油を、その操舵速度に応じた流量だけ供給するステアリングコントロールバルブと、前記ステアリングコントロールバルブから供給される作動油によって作動し、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダとを備えた電気式産業車両の操舵装置である。この操舵装置は、前記車輪角検出器が検出する操舵角から前記操舵輪の操舵速度を求める演算手段と、前記操舵速度に基づいて前記油圧用モータを制御し、前記油圧ポンプが供給する作動油の流量を制御する油量制御手段とを備えた。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、車両の旋回時にそのときの車輪角に応じた回転数差を左右の駆動輪に与えるために検出する車輪角を用いて、演算手段がステアリングホイールの操舵速度に対応する操舵輪の操舵速度を求める。そして、油量制御手段が、操舵輪の操舵速度に基づいて油圧用モータの回転数を制御し、操舵速度に応じた流量の作動油を油圧ポンプからステアリングシリンダ側に供給する。このため、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記油圧用モータは交流誘導型モータであって、前記油量制御手段は、前記操舵速度に応じた回転数となるように前記交流誘導型モータをフィードバック制御する。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、例えば積み荷の荷重等により、ステアリングシリンダを動作させるための負荷の大きさが変動しても、操舵速度に応じた回転数に油圧用モータが制御され、操舵速度に応じた流量の作動油がステアリングシリンダに供給される。このため、例えば積み荷の荷重が変化しても、ステアリングホイールの操舵力が変化し難いので、操縦性が向上する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに優先して供給するプライオリティバルブを備えた。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、ステアリングホイールを早く操舵しても、ステアリングシリンダへ供給する作動油の流量が不足することがないため、操舵力が過度に大きくなることがない。しかも、操舵速度に応じた流量の作動油だけがステアリングシリンダに供給されるので、油圧用モータの回転数をより低くすることができる。このため、油圧用モータの消費電力を低減することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに一定流量で供給するフローディバイダを備えた。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、ステアリングホイールを早く操舵しても、ステアリングシリンダへ供給する作動油の流量が不足することがないため、操舵力が過度に大きくなることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、三輪型のカウンタバランス式電気式フォークリフトの操舵装置に具体化した第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、三輪型のカウンタバランス型電気式フォークリフト（産業車両。以下、単にフォークリフトという。）１０は、その車体１１の前部に左右一対の左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３を備え、同じく後部に１つの操舵輪１４を備えている。左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３は、共通の固定軸線上に配置されている。操舵輪１４は、左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の中央に対応する位置に配置されている。
【００２０】
また、フォークリフト１０は、車体１１の前側にマスト装置１５を備え、同じく両駆動輪１２，１３と操舵輪１４との間に運転席１６を備えている。運転席１６には座席１７が設けられている。
【００２１】
また、運転席１６には、アクセルペダル１８、ブレーキペダル１９、ディレクションレバー２０、駐車ブレーキレバー２１、ステアリングホイール２２及び荷役レバー２３が設けられている。荷役レバー２３は複数設けられている。
【００２２】
また、フォークリフト１０は、図１に示すような、全油圧式のパワーステアリング装置３０を備えている。
パワーステアリング装置３０は、油圧用モータ３１、油圧ポンプ３２、プライオリティバルブ３３、ステアリングコントロールバルブ３４、ステアリングシリンダ３５等からなる公知の構成である。
【００２３】
油圧用モータ３１は交流誘導型モータであって、その回転数が可変制御される。
油圧ポンプ３２は油圧用モータ３１によって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能である。この油圧ポンプ３２は、荷役系の各荷役機器に設けられた図示しない各油圧シリンダと、ステアリングシリンダ３５とに作動油を供給する。
【００２４】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の油圧に基づき、油圧ポンプ３２から供給される作動油から、ステアリングシリンダ３５側の油圧を所定圧に維持するために必要な流量の作動油をステアリングシリンダ３５に優先的に供給する。また、残りの作動油を荷役系の図示しないコントロールバルブに供給する。
【００２５】
ステアリングコントロールバルブ３４は、ステアリングホイール２２の操舵によって動作し、プライオリティバルブ３３を介して油圧ポンプ３２が供給する作動油を、その操舵速度に応じた流量だけステアリングシリンダ３５に対し操舵方向を区別して供給する。
【００２６】
ステアリングシリンダ３５は複動型であって、ステアリングコントロールバルブ３４から操舵方向を区別して供給される作動油によって動作し、両ピストン３５ａを連結するラック３５ｂを操舵方向に応じて変位させる。そして、操舵輪１４の支持軸と同軸上に設けられ、ラック３５ｂに噛合するピニオン３６を操舵方向に応じて回動させ、操舵輪１４を左操舵又は右操舵する。
【００２７】
次に、本実施形態の電気的構成を図４に従って説明する。
車体１１には、アクセル開度センサ４０、ディレクションスイッチ４１、タイヤ角センサ４２（車輪角検出器）、左輪回転数センサ４３及び右輪回転数センサ４４が設けられている。
【００２８】
また、車体１１の内部には、コントローラ４５、左モータ駆動装置４６、右モータ駆動装置４７、左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９（共に走行用モータ）が設けられている。
【００２９】
さらに、油圧モータ回転数センサ５０及び油圧モータ駆動装置５１が設けられている。
本実施形態では、コントローラ４５がモータ制御手段、演算手段及び油量制御手段である。
【００３０】
アクセル開度センサ４０は、アクセルペダル１８の踏み込み量に対応したアクセル開度ＴＨを検出し、その検出値をコントローラ４５に出力する。ディレクションスイッチ４１は、ディレクションレバー２０によって中立位置、前進位置及び後退位置のいずれが選択されているかを検出し、その選択位置Ｄｒｃをコントローラ４５に出力する。
【００３１】
タイヤ角センサ４２は、図１に示すように、例えば操舵輪１４の回転軸線上に設けられたポテンショメータであって、ステアリングホイール２２が左操舵又は右操舵されたときのタイヤ角（車輪角）θを検出し、その検出値をコントローラ４５に出力する。なお、操舵輪１４は、車両が直進するときのタイヤ角θ＝０°から、右操舵時にはタイヤ角θ＝９０°まで、また、左操舵時にはタイヤ角θ＝−９０°まで操舵される。
【００３２】
左輪回転数センサ４３は、左側駆動輪１２の回転数を検出し、その検出値を左モータ駆動装置４６に出力する。同様に、右輪回転数センサ４４は、右側駆動輪１３の回転数を検出し、その検出値を右モータ駆動装置４７に出力する。
【００３３】
左モータ駆動装置４６及び右モータ駆動装置４７はそれぞれインバータ回路を備え、バッテリの直流電力を三相交流に変換して左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９にそれぞれ供給する。
【００３４】
左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９は三相交流誘導型モータであって、左モータ駆動装置４６及び右モータ駆動装置４７によって運転制御される。
油圧モータ回転数センサ５０は、油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈを検出し、その検出値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。
【００３５】
油圧モータ駆動装置５１はインバータ回路を備え、バッテリの直流電力を三相交流に変換して油圧用モータ３１に供給する。
油圧用モータ３１は三相交流誘導型モータであって、油圧モータ駆動装置５１によって運転制御される。
【００３６】
コントローラ４５は、マイクロコンピュータを用いて構成されている。コントローラ４５は、アクセル開度センサ４０からアクセル開度ＴＨの検出値を取得する。また、ディレクションスイッチ４１から入力する選択位置Ｄｒｃから、運転者が選択した車両の進行方向、又は、中立状態を検出する。また、タイヤ角センサ４２からタイヤ角θの検出値を取得し、この検出値から操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。この操舵速度Ｖθは、ステアリングホイール２２の操舵速度にほぼ等しい。
【００３７】
コントローラ４５は、アクセル開度ＴＨ及びタイヤ角θに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９をそれぞれ制御し、操舵輪１４の移動速度である操舵輪速度Ｖｓｔを制御する公知の速度制御を行う。
【００３８】
速度制御として、コントローラ４５は、先ず、その時点のアクセル開度ＴＨの検出値に対する操舵輪速度Ｖｓｔの目標値を設定する。目標値の設定は、例えば予め記憶されているマップを用いて行われる。次に、設定した操舵輪速度Ｖｓｔの目標値から、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値を求める。このとき、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値は、車両旋回時の旋回中心に対する左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の角速度が、操舵輪１４の同旋回中心に対する角速度と等しくなるように求められる。そして、コントローラ４５は、左側駆動輪１２の目標値に対応する左側駆動輪１２の回転数の目標値を左モータ駆動装置４６に出力し、また、右側駆動輪１３の目標値に対応する右側駆動輪１３の回転数の目標値を右モータ駆動装置４７に出力する。
【００３９】
左モータ駆動装置４６は、コントローラ４５から左側駆動輪１２の回転数の目標値を入力し、また、左輪回転数センサ４３から左側駆動輪１２の回転数の検出値を入力する。そして、左側駆動輪１２の回転数の目標値と検出値とに基づいて左輪駆動モータ４８をフィードバック制御し、左輪速度Ｖｌをその目標値に制御する。同様に、右モータ駆動装置４７は、コントローラ４５から右側駆動輪１３の回転数の目標値を入力し、また、右輪回転数センサ４４から右側駆動輪１３の回転数の検出値を入力する。そして、右側駆動輪１３の回転数の目標値と検出値とに基づいて右輪駆動モータ４９をフィードバック制御し、右輪速度Ｖｒをその目標値に制御する。
【００４０】
また、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されるときの操作量に基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２から荷役系のコントロールバルブに供給される作動油の流量を制御する公知の荷役制御を行う。
【００４１】
荷役制御において、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されたときに油圧用モータ３１を起動し、その操作量に応じた所定の回転数で運転する。
【００４２】
荷役制御として、いずれかの荷役レバー２３が操作されるときの操作量に対する油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈの目標値を設定し、この目標値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。目標値の設定は、例えば予め記憶されているマップを用いて行う。
【００４３】
油圧モータ駆動装置５１は、コントローラ４５から入力するモータ回転数Ｎｈの目標値と、油圧モータ回転数センサ５０から入力するモータ回転数Ｎｈの検出値とに基づいて油圧用モータ３１をフィードバック制御し、モータ回転数Ｎｈをその目標値に制御する。
【００４４】
また、コントローラ４５は、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２からステアリングシリンダ３５に供給される作動油の流量を操舵速度Ｖθに応じて制御する操舵制御を行う。
【００４５】
操舵制御において、コントローラ４５は、ディレクションレバー２０が前進位置又は後進位置に切り換えられたとき、又は、中立位置であっても左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの少なくとも一方が「０」でないときには、油圧用モータ３１を起動して所定の待機回転数で運転する。すなわち、コントローラ４５は、車両が停止状態から走行する状態か、又は、惰性による走行状態のときには、油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。
【００４６】
また、コントローラ４５は、ディレクションレバー２０が中立位置であって、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒが共に「０」であるときに、操舵速度Ｖθが「０」でなくなったときにも油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。すなわち、コントローラ４５は、車両が停止状態でステアリングホイール２２が操舵されるときにも油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。
【００４７】
また、操舵制御として、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵速度Ｖθに対する油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈの目標値を設定し、この目標値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。目標値の設定は、例えば図５に示すようなマップＭを用いて行う。このマップＭは、操舵速度Ｖθが「０」のときには、油圧用モータ３１の回転数の目標値として「０」を設定し、操舵速度Ｖθが所定の第１操舵速度Ｖ１以下の範囲では、所定の待機回転数Ｒ１を設定する。また、操舵速度Ｖθが第１操舵速度Ｖ１から、所定の第２操舵速度Ｖ２までの範囲では、操舵速度Ｖθに応じて比例的に操舵する目標値（図５中に実線で示す）を設定する。さらに、操舵速度Ｖθが、第２操舵速度Ｖ２を超える範囲では、第２操舵速度Ｖ２に対する目標値Ｒ２を設定する。
【００４８】
目標値は、ステアリングホイール２２の操舵速度に対して、実際に供給することが必要な作動油の流量を油圧ポンプ３２が供給することができる油圧用モータ３１の回転数（図５中に二点鎖線で示す）よりも、十分な余裕を持った大きな値に設定されている。これは、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵輪１４の操舵の遅れを抑制し、操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づく油圧用モータ３１の制御における制御性を向上するためである。
【００４９】
油圧モータ駆動装置５１は、コントローラ４５から入力するモータ回転数Ｎｈの目標値と、油圧モータ回転数センサ５０から入力するモータ回転数Ｎｈの検出値とに基づいて油圧用モータ３１をフィードバック制御し、モータ回転数Ｎｈをその目標値に制御する。
【００５０】
また、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されるとともにステアリングホイール２２が操舵されるときには、荷役制御と操舵制御とを同時に行う。
【００５１】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
ディレクションレバー２０が中立位置から前進位置又は後進位置に切り換えられると、コントローラ４５が油圧用モータ３１を起動して待機回転数Ｒ１で運転する。
【００５２】
アクセルペダル１８が踏込み操作されると、コントローラ４５は、そのときのアクセル開度ＴＨに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９の回転数を制御し、アクセル開度ＴＨに応じた操舵輪速度Ｖｓｔで車両を走行させる。
【００５３】
車両の直進中にステアリングホイール２２が操舵されると、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θに基づいてコントローラ４５が左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の回転数をそれぞれ制御する。そして、旋回中の両駆動輪１２，１３の旋回中心に対する角速度が等しくなるように、そのときのタイヤ角θに応じた回転数差を各駆動輪１２，１３に与える。その結果、両駆動輪１２，１３が車両の旋回中心に対して等しい角速度で走行し、車両が円滑に旋回する。
【００５４】
いずれかの荷役レバー２３が操作されると、コントローラ４５がそのときの操作量に基づいて油圧用モータ３１の回転数を待機回転数Ｒ１から上昇させる。そして、荷役レバー２３の操作量に応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３に供給する。
【００５５】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の圧力が変化しないことから、ステアリングシリンダ３５に供給する作動油を増大させず、荷役系のコントロールバルブに供給する作動油の流量を、荷役レバー２３の操作量に応じて増大させる。
【００５６】
その結果、操作された荷役レバー２３の操作量に応じた流量の作動油が制御される荷役機器の油圧シリンダに供給され、荷役レバー２３の操作量に応じた動作速度で荷役機器が作動する。
【００５７】
また、ステアリングホイール２２が左操舵又は右操舵されると、ステアリングコントロールバルブ３４が、その操舵速度に応じた流量の作動油を、操舵方向を区別してステアリングシリンダ３５に供給する。
【００５８】
ステアリングシリンダ３５は、ステアリングコントロールバルブ３４から供給される作動油によって動作し、ステアリングホイール２２の操舵方向に応じて操舵輪１４を左操舵又は右操舵する。
【００５９】
ここで、コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから、そのときの操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。そして、その操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１の回転数を待機回転数Ｒ１から上昇させ、その操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３に供給する。
【００６０】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の油圧変化に基づいてステアリングシリンダ３５に供給する作動油の流量を必要分に制御し、残りの作動油を荷役系のコントロールバルブに供給する。
【００６１】
その結果、ステアリングホイール２２の操舵速度に応じた流量の作動油がステアリングシリンダ３５に供給され、ステアリングホイール２２を操舵するために必要な操舵力が適切に供給される。
【００６２】
次に、以上詳述した本実施形態が有する効果を列記する。
（１） 車両の旋回走行時に左右の駆動輪１２，１３に回転数差を与えるために検出するタイヤ角θを用いて、コントローラ４５がステアリングホイール２２の操舵速度に対応した操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。そして、コントローラ４５は、この操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１の回転数を制御し、操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からステアリングシリンダ３５側に供給する。従って、ステアリングホイール２２の操舵角を検出することなく、その操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダ３５に供給することができる。
【００６３】
その結果、左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３を制御するために操舵輪１４のタイヤ角θを検出する電気式産業車両にステアリングホイール２２の操舵角を検出するセンサを設けることなく搭載でき、部品点数及び組み付け工数の増大を招くことがない。
【００６４】
特に、全油圧式パワーステアリング装置では、ステアリングコントロールバルブ３４での作動油リーク等により、ステアリングホイール２２の操舵角と、操舵輪１４のタイヤ角θとにずれが発生する。このため、駆動輪１２，１３の回転方向及び回転数を制御するために、操舵輪１４のタイヤ角θを検出することが必須となる。本実施形態は、このような全油圧式パワーステアリング装置を備えたフォークリフト１０において、タイヤ角センサ４２によって検出するタイヤ角θを利用することで、ステアリングホイール２２の操舵角を検出するセンサを不要とする。
【００６５】
（２） 油圧ポンプ３２を交流誘導型の油圧用モータ３１で駆動し、コントローラ４５及び油圧モータ駆動装置５１が、そのモータ回転数Ｎｈを操舵速度Ｖθに対応する目標値にフィードバック制御する。このため、積み荷の荷重等により、ステアリングシリンダ３５を動作させるときの負荷の大きさが変動しても、操舵速度Ｖθに応じた回転数に油圧用モータ３１が制御され、操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油がステアリングシリンダ３５に供給される。
【００６６】
従って、例えば積み荷の荷重が変化してもステアリングホイール２２の操舵力が変化し難いので、操縦性が向上する。
（３） 荷役系の油圧回路と、ステアリングシリンダ３５とに作動油を供給するように設けた油圧ポンプ３２が供給する作動油を、プライオリティバルブ３３がステアリングシリンダ３５に優先してその必要分だけ供給する。
【００６７】
このため、ステアリングホイール２２を早く操舵しても、ステアリングシリンダ３５へ供給する作動油の流量が不足することがなく、その操舵力が過度に大きくなることがないので、操縦性が向上する。その上、操舵速度Ｖθに応じてステアリングシリンダ３５に供給しようとする流量の作動油だけが供給され、油圧用モータ３１の回転数をより低くなるので、油圧用モータ３１の消費電力が低減する。
【００６８】
（４） ステアリングホイール２２が操舵され、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから求めた操舵速度Ｖθが「０」でなくなると、コントローラ４５が油圧用モータ３１を所定の待機回転数Ｒ１で運転する。また、操舵速度Ｖθが第１操舵速度Ｖ１を超える範囲では、そのときの操舵速度Ｖθに対して必要な作動油の流量よりも十分に大きな流量の作動油を油圧ポンプ３２が供給するように、モータ回転数Ｎｈの目標値を、操舵速度Ｖθに対する理論値から嵩上げした目標値に制御する。
【００６９】
このため、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵輪１４の操舵の遅れを抑制し、操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づく油圧用モータ３１の制御性を向上することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態におけるパワーステアリング装置３０のプライオリティバルブ３３をフローディバイダ６０に変更したことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、フローディバイダ６０のみについて詳述する。
【００７１】
図６に示すように、フローディバイダ６０は、ステアリングシリンダ３５側からの負荷や、油圧ポンプ３２側の油圧の変動に関係なく、油圧ポンプ３２から供給される作動油から一定流量の作動油をステアリングシリンダ３５に供給し、残りの作動油を荷役系のコントロールバルブに供給する。
【００７２】
このため、ステアリングホイール２２を早く操舵しても、ステアリングシリンダ３５へ供給する作動油の流量が不足することがないため、その操舵力が過度に大きくなることがない。
【００７３】
以上のように構成された本実施形態も、前記第１実施形態の（１），（２），（４）に記載の各効果を有する。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図７に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態における油圧用モータ３１及び油圧ポンプ３２を、荷役用モータ６１（油圧用モータ）及び荷役ポンプ６２（油圧ポンプ）に変更したことと、プライオリティバルブ３３を廃止したことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、荷役用モータ６１及び荷役ポンプ６２のみについて詳述する。
【００７４】
図７に示すように、本実施形態の荷役ポンプ６２は、荷役用モータ６１によって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能である。この荷役ポンプ６２は、ステアリングシリンダ３５のみに作動油を供給する。
【００７５】
以上のように構成された本実施形態も、前記第１実施形態の（１），（２），（４）に記載の各効果を有する。
次に、上記第１、第２及び第３実施形態以外の実施形態を列記する。
【００７６】
○ 前記各実施形態で、操舵輪速度Ｖｓｔに代えて、コントローラ４５が、アクセル開度ＴＨ及びタイヤ角θに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９の回転数をそれぞれ制御し、旋回時に外輪となる左側駆動輪１２又は右側駆動輪１３の移動速度を制御する構成であってもよい。
【００７７】
すなわち、コントローラ４５が、アクセル開度ＴＨの検出値に対する外輪の目標値を設定し、この外輪の目標値から左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値を求めて各モータ駆動装置４６，４７にそれぞれ出力する。このとき、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値は、車両旋回時の旋回中心に対する左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の角速度が、操舵輪１４の同旋回中心に対する角速度と等しくなるように設定される。
【００７８】
また、操舵輪速度Ｖｓｔに代えて、両駆動輪１２，１３の中間位置の移動速度や、運転席１６の移動速度を制御する構成であってもよい。
○ 前記第１及び第２実施形態で、油圧用モータ３１を、交流誘導型に代えて直流モータとする。同様に、前記第３実施形態で、荷役用モータ６１を直流モータとする。
【００７９】
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、三輪型のカウンタバランス式電気フォークリフトに限らず、リーチ式電気フォークリフトであってもよい。
【００８０】
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、三輪型の電気式フォークリフトに限らず、四輪型のフォークリフトであってもよい。
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、フォークリフトに限らず、その他、電気式トーイングトラクタ、電気式搬送車等であってもよい。
【００８１】
以下、前記各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに列記する。
（１） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、前記電気式産業車両は、前記車輪角の検出値に基づき、前記駆動輪の回転方向及び回転数を制御する電気式産業車両の操舵装置。
【００８２】
（２） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、全油圧式パワーステアリング装置である操舵装置。このような構成によれば、ステアリングホイールの操舵角と操舵輪の操舵角との間にずれが生じやすく、駆動輪を制御するために操舵輪の操舵角を検出することが必須である構成において、操舵輪の操舵角から求めた操舵速度に基づいてステアリングシリンダに供給する作動油の流量を制御することができる。
【００８３】
（３） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、電気式産業車両は電気式フォークリフトである電気式産業車両の操舵装置。
【００８４】
（４） 上記技術的思想の（３）に記載の電気式産業車両の操舵装置において、前記電気式フォークリフトは、左右一対の駆動輪と、該両駆動輪の中央に対応する位置に配置された操舵輪とを備えた三輪車である電気式産業車両の操舵装置。
【００８５】
（５） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置を備えた電気式産業車両。
（６） 上記技術的思想の（５）に記載の電気式産業車両は、電気式フォークリフトである。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、ステアリングホイールの操舵角を検出することなくステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のフォークリフトの操舵装置を示す模式構成図。
【図２】フォークリフトの模式平面図。
【図３】同じく模式側面図。
【図４】電気的構成を示すブロック図。
【図５】モータ回転数の目標値を設定するマップ。
【図６】第２実施形態の操舵装置を示す模式構成図。
【図７】第３実施形態の操舵装置を示す模式構成図。
【符号の説明】
１０…産業車両としての三輪型カウンタバランス式電気フォークリフト、１２…左側駆動輪、１３…右側駆動輪、１４…操舵輪、２２…ステアリングホイール、３１…交流誘導型モータとしての油圧用モータ、３２…油圧ポンプ、３３…プライオリティバルブ、３４…ステアリングコントロールバルブ、３５…ステアリングシリンダ、４２…車輪角検出器としてのタイヤ角センサ、４５…モータ制御手段、演算手段及び油量制御手段としてのコントローラ、４８…走行用モータとしての左輪駆動モータ、４９…同じく右輪駆動モータ、６０…フローディバイダ、６１…油圧用モータ及び交流誘導型モータとしての荷役用モータ、６２…油圧ポンプとしての荷役ポンプ、Ｖθ…（操舵輪の）操舵速度、θ…車輪角としてのタイヤ角。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカウンタバランス式電気式フォークリフト等の電気式産業車両の操舵装置に係り、詳しくは、全油圧式パワーステアリング装置を備えた電気式産業車両の操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電気モータで駆動する左右一対の駆動輪と操舵輪とを備えた電気式のカウンタバランス式フォークリフトには、ステアリングホイールの操舵角を操舵角センサで検出するものがある。そして、この操舵角からモータコントローラがステアリングホイールの操舵速度を求め、この操舵速度に応じた回転数に油圧用モータを制御することで、油圧ポンプからステアリングコントロールバルブに操舵速度に応じた流量の作動油を供給する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ハンドル角センサが検出するハンドル角からコントローラがハンドルの回転角速度を求め、この回転角速度に対応した流量の作動油を油圧ポンプから突出させるようにモータを制御するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５５４２４９０号明細書
【特許文献２】
特開平１１−２３５９８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に電気式フォークリフトでは、操舵輪の操舵角を検出し、この操舵角に基づいて左右の走行用モータの回転数をそれぞれ制御する。そして、操舵角に応じた回転数差を発生させることで、車両を円滑に旋回させている。
【０００６】
このため、上記の各特許文献に記載された操舵装置のように、ステアリングホイールが操舵されるときの油圧用ポンプの制御を、その操舵速度に基づいて行おうとすると、ステアリングホイールの操舵角を検出するための検出器を新たに設ける必要がある。その結果、部品点数及び組立工数が増大する問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる電気式産業車両の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動輪及び操舵輪とを備え、ステアリングホイールの操舵によって前記操舵輪が操舵されるときの車輪角を検出し、この検出値に基づいて前記駆動輪の回転数を制御してそのときの車輪角に対応する旋回走行を行う電気式産業車両に用いられ、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダに供給する作動油の流量を、ステアリングホイールの操舵速度に応じて増減する電気式産業車両に用いられる操舵装置である。この操舵装置は、前記ステアリングホイールが操舵されるときの前記操舵輪の操舵速度を前記車輪角の検出値から求め、前記ステアリングシリンダに供給する作動油の流量を前記操舵速度に応じて制御する。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両の旋回時に、そのときの車輪角に応じた回転数差を左右の駆動輪に与えるために検出する車輪角の検出値を用いて、ステアリングホイールの操舵速度に対応する操舵輪の操舵速度を求める。そして、操舵輪の操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダ側に供給する。このため、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、駆動輪の制御用に検出する車輪角の検出値を用いて、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、左右一対の駆動輪と、操舵輪と、前記駆動輪をそれぞれ駆動する一対の走行用モータと、前記操舵輪が操舵されたときの車輪角を検出する車輪角検出器と、一対の前記走行用モータの回転数を前記車輪角に基づいて制御するモータ制御手段とを備えた電気式産業車両に用いられ、回転数が可変制御される油圧用モータと、前記油圧用モータによって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能な油圧ポンプと、ステアリングホイールの操舵に基づき、前記油圧ポンプから供給される作動油を、その操舵速度に応じた流量だけ供給するステアリングコントロールバルブと、前記ステアリングコントロールバルブから供給される作動油によって作動し、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダとを備えた電気式産業車両の操舵装置である。この操舵装置は、前記車輪角検出器が検出する操舵角から前記操舵輪の操舵速度を求める演算手段と、前記操舵速度に基づいて前記油圧用モータを制御し、前記油圧ポンプが供給する作動油の流量を制御する油量制御手段とを備えた。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、車両の旋回時にそのときの車輪角に応じた回転数差を左右の駆動輪に与えるために検出する車輪角を用いて、演算手段がステアリングホイールの操舵速度に対応する操舵輪の操舵速度を求める。そして、油量制御手段が、操舵輪の操舵速度に基づいて油圧用モータの回転数を制御し、操舵速度に応じた流量の作動油を油圧ポンプからステアリングシリンダ側に供給する。このため、ステアリングホイールの操舵角を検出することなく、ステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記油圧用モータは交流誘導型モータであって、前記油量制御手段は、前記操舵速度に応じた回転数となるように前記交流誘導型モータをフィードバック制御する。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、例えば積み荷の荷重等により、ステアリングシリンダを動作させるための負荷の大きさが変動しても、操舵速度に応じた回転数に油圧用モータが制御され、操舵速度に応じた流量の作動油がステアリングシリンダに供給される。このため、例えば積み荷の荷重が変化しても、ステアリングホイールの操舵力が変化し難いので、操縦性が向上する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに優先して供給するプライオリティバルブを備えた。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、ステアリングホイールを早く操舵しても、ステアリングシリンダへ供給する作動油の流量が不足することがないため、操舵力が過度に大きくなることがない。しかも、操舵速度に応じた流量の作動油だけがステアリングシリンダに供給されるので、油圧用モータの回転数をより低くすることができる。このため、油圧用モータの消費電力を低減することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに一定流量で供給するフローディバイダを備えた。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、ステアリングホイールを早く操舵しても、ステアリングシリンダへ供給する作動油の流量が不足することがないため、操舵力が過度に大きくなることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、三輪型のカウンタバランス式電気式フォークリフトの操舵装置に具体化した第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００１９】
図２及び図３に示すように、三輪型のカウンタバランス型電気式フォークリフト（産業車両。以下、単にフォークリフトという。）１０は、その車体１１の前部に左右一対の左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３を備え、同じく後部に１つの操舵輪１４を備えている。左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３は、共通の固定軸線上に配置されている。操舵輪１４は、左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の中央に対応する位置に配置されている。
【００２０】
また、フォークリフト１０は、車体１１の前側にマスト装置１５を備え、同じく両駆動輪１２，１３と操舵輪１４との間に運転席１６を備えている。運転席１６には座席１７が設けられている。
【００２１】
また、運転席１６には、アクセルペダル１８、ブレーキペダル１９、ディレクションレバー２０、駐車ブレーキレバー２１、ステアリングホイール２２及び荷役レバー２３が設けられている。荷役レバー２３は複数設けられている。
【００２２】
また、フォークリフト１０は、図１に示すような、全油圧式のパワーステアリング装置３０を備えている。
パワーステアリング装置３０は、油圧用モータ３１、油圧ポンプ３２、プライオリティバルブ３３、ステアリングコントロールバルブ３４、ステアリングシリンダ３５等からなる公知の構成である。
【００２３】
油圧用モータ３１は交流誘導型モータであって、その回転数が可変制御される。
油圧ポンプ３２は油圧用モータ３１によって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能である。この油圧ポンプ３２は、荷役系の各荷役機器に設けられた図示しない各油圧シリンダと、ステアリングシリンダ３５とに作動油を供給する。
【００２４】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の油圧に基づき、油圧ポンプ３２から供給される作動油から、ステアリングシリンダ３５側の油圧を所定圧に維持するために必要な流量の作動油をステアリングシリンダ３５に優先的に供給する。また、残りの作動油を荷役系の図示しないコントロールバルブに供給する。
【００２５】
ステアリングコントロールバルブ３４は、ステアリングホイール２２の操舵によって動作し、プライオリティバルブ３３を介して油圧ポンプ３２が供給する作動油を、その操舵速度に応じた流量だけステアリングシリンダ３５に対し操舵方向を区別して供給する。
【００２６】
ステアリングシリンダ３５は複動型であって、ステアリングコントロールバルブ３４から操舵方向を区別して供給される作動油によって動作し、両ピストン３５ａを連結するラック３５ｂを操舵方向に応じて変位させる。そして、操舵輪１４の支持軸と同軸上に設けられ、ラック３５ｂに噛合するピニオン３６を操舵方向に応じて回動させ、操舵輪１４を左操舵又は右操舵する。
【００２７】
次に、本実施形態の電気的構成を図４に従って説明する。
車体１１には、アクセル開度センサ４０、ディレクションスイッチ４１、タイヤ角センサ４２（車輪角検出器）、左輪回転数センサ４３及び右輪回転数センサ４４が設けられている。
【００２８】
また、車体１１の内部には、コントローラ４５、左モータ駆動装置４６、右モータ駆動装置４７、左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９（共に走行用モータ）が設けられている。
【００２９】
さらに、油圧モータ回転数センサ５０及び油圧モータ駆動装置５１が設けられている。
本実施形態では、コントローラ４５がモータ制御手段、演算手段及び油量制御手段である。
【００３０】
アクセル開度センサ４０は、アクセルペダル１８の踏み込み量に対応したアクセル開度ＴＨを検出し、その検出値をコントローラ４５に出力する。ディレクションスイッチ４１は、ディレクションレバー２０によって中立位置、前進位置及び後退位置のいずれが選択されているかを検出し、その選択位置Ｄｒｃをコントローラ４５に出力する。
【００３１】
タイヤ角センサ４２は、図１に示すように、例えば操舵輪１４の回転軸線上に設けられたポテンショメータであって、ステアリングホイール２２が左操舵又は右操舵されたときのタイヤ角（車輪角）θを検出し、その検出値をコントローラ４５に出力する。なお、操舵輪１４は、車両が直進するときのタイヤ角θ＝０°から、右操舵時にはタイヤ角θ＝９０°まで、また、左操舵時にはタイヤ角θ＝−９０°まで操舵される。
【００３２】
左輪回転数センサ４３は、左側駆動輪１２の回転数を検出し、その検出値を左モータ駆動装置４６に出力する。同様に、右輪回転数センサ４４は、右側駆動輪１３の回転数を検出し、その検出値を右モータ駆動装置４７に出力する。
【００３３】
左モータ駆動装置４６及び右モータ駆動装置４７はそれぞれインバータ回路を備え、バッテリの直流電力を三相交流に変換して左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９にそれぞれ供給する。
【００３４】
左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９は三相交流誘導型モータであって、左モータ駆動装置４６及び右モータ駆動装置４７によって運転制御される。
油圧モータ回転数センサ５０は、油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈを検出し、その検出値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。
【００３５】
油圧モータ駆動装置５１はインバータ回路を備え、バッテリの直流電力を三相交流に変換して油圧用モータ３１に供給する。
油圧用モータ３１は三相交流誘導型モータであって、油圧モータ駆動装置５１によって運転制御される。
【００３６】
コントローラ４５は、マイクロコンピュータを用いて構成されている。コントローラ４５は、アクセル開度センサ４０からアクセル開度ＴＨの検出値を取得する。また、ディレクションスイッチ４１から入力する選択位置Ｄｒｃから、運転者が選択した車両の進行方向、又は、中立状態を検出する。また、タイヤ角センサ４２からタイヤ角θの検出値を取得し、この検出値から操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。この操舵速度Ｖθは、ステアリングホイール２２の操舵速度にほぼ等しい。
【００３７】
コントローラ４５は、アクセル開度ＴＨ及びタイヤ角θに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９をそれぞれ制御し、操舵輪１４の移動速度である操舵輪速度Ｖｓｔを制御する公知の速度制御を行う。
【００３８】
速度制御として、コントローラ４５は、先ず、その時点のアクセル開度ＴＨの検出値に対する操舵輪速度Ｖｓｔの目標値を設定する。目標値の設定は、例えば予め記憶されているマップを用いて行われる。次に、設定した操舵輪速度Ｖｓｔの目標値から、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値を求める。このとき、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値は、車両旋回時の旋回中心に対する左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の角速度が、操舵輪１４の同旋回中心に対する角速度と等しくなるように求められる。そして、コントローラ４５は、左側駆動輪１２の目標値に対応する左側駆動輪１２の回転数の目標値を左モータ駆動装置４６に出力し、また、右側駆動輪１３の目標値に対応する右側駆動輪１３の回転数の目標値を右モータ駆動装置４７に出力する。
【００３９】
左モータ駆動装置４６は、コントローラ４５から左側駆動輪１２の回転数の目標値を入力し、また、左輪回転数センサ４３から左側駆動輪１２の回転数の検出値を入力する。そして、左側駆動輪１２の回転数の目標値と検出値とに基づいて左輪駆動モータ４８をフィードバック制御し、左輪速度Ｖｌをその目標値に制御する。同様に、右モータ駆動装置４７は、コントローラ４５から右側駆動輪１３の回転数の目標値を入力し、また、右輪回転数センサ４４から右側駆動輪１３の回転数の検出値を入力する。そして、右側駆動輪１３の回転数の目標値と検出値とに基づいて右輪駆動モータ４９をフィードバック制御し、右輪速度Ｖｒをその目標値に制御する。
【００４０】
また、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されるときの操作量に基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２から荷役系のコントロールバルブに供給される作動油の流量を制御する公知の荷役制御を行う。
【００４１】
荷役制御において、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されたときに油圧用モータ３１を起動し、その操作量に応じた所定の回転数で運転する。
【００４２】
荷役制御として、いずれかの荷役レバー２３が操作されるときの操作量に対する油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈの目標値を設定し、この目標値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。目標値の設定は、例えば予め記憶されているマップを用いて行う。
【００４３】
油圧モータ駆動装置５１は、コントローラ４５から入力するモータ回転数Ｎｈの目標値と、油圧モータ回転数センサ５０から入力するモータ回転数Ｎｈの検出値とに基づいて油圧用モータ３１をフィードバック制御し、モータ回転数Ｎｈをその目標値に制御する。
【００４４】
また、コントローラ４５は、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１を制御し、油圧ポンプ３２からステアリングシリンダ３５に供給される作動油の流量を操舵速度Ｖθに応じて制御する操舵制御を行う。
【００４５】
操舵制御において、コントローラ４５は、ディレクションレバー２０が前進位置又は後進位置に切り換えられたとき、又は、中立位置であっても左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの少なくとも一方が「０」でないときには、油圧用モータ３１を起動して所定の待機回転数で運転する。すなわち、コントローラ４５は、車両が停止状態から走行する状態か、又は、惰性による走行状態のときには、油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。
【００４６】
また、コントローラ４５は、ディレクションレバー２０が中立位置であって、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒが共に「０」であるときに、操舵速度Ｖθが「０」でなくなったときにも油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。すなわち、コントローラ４５は、車両が停止状態でステアリングホイール２２が操舵されるときにも油圧用モータ３１を待機回転数で運転する。
【００４７】
また、操舵制御として、ステアリングホイール２２が操舵されるときの操舵速度Ｖθに対する油圧用モータ３１のモータ回転数Ｎｈの目標値を設定し、この目標値を油圧モータ駆動装置５１に出力する。目標値の設定は、例えば図５に示すようなマップＭを用いて行う。このマップＭは、操舵速度Ｖθが「０」のときには、油圧用モータ３１の回転数の目標値として「０」を設定し、操舵速度Ｖθが所定の第１操舵速度Ｖ１以下の範囲では、所定の待機回転数Ｒ１を設定する。また、操舵速度Ｖθが第１操舵速度Ｖ１から、所定の第２操舵速度Ｖ２までの範囲では、操舵速度Ｖθに応じて比例的に操舵する目標値（図５中に実線で示す）を設定する。さらに、操舵速度Ｖθが、第２操舵速度Ｖ２を超える範囲では、第２操舵速度Ｖ２に対する目標値Ｒ２を設定する。
【００４８】
目標値は、ステアリングホイール２２の操舵速度に対して、実際に供給することが必要な作動油の流量を油圧ポンプ３２が供給することができる油圧用モータ３１の回転数（図５中に二点鎖線で示す）よりも、十分な余裕を持った大きな値に設定されている。これは、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵輪１４の操舵の遅れを抑制し、操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づく油圧用モータ３１の制御における制御性を向上するためである。
【００４９】
油圧モータ駆動装置５１は、コントローラ４５から入力するモータ回転数Ｎｈの目標値と、油圧モータ回転数センサ５０から入力するモータ回転数Ｎｈの検出値とに基づいて油圧用モータ３１をフィードバック制御し、モータ回転数Ｎｈをその目標値に制御する。
【００５０】
また、コントローラ４５は、いずれかの荷役レバー２３が操作されるとともにステアリングホイール２２が操舵されるときには、荷役制御と操舵制御とを同時に行う。
【００５１】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
ディレクションレバー２０が中立位置から前進位置又は後進位置に切り換えられると、コントローラ４５が油圧用モータ３１を起動して待機回転数Ｒ１で運転する。
【００５２】
アクセルペダル１８が踏込み操作されると、コントローラ４５は、そのときのアクセル開度ＴＨに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９の回転数を制御し、アクセル開度ＴＨに応じた操舵輪速度Ｖｓｔで車両を走行させる。
【００５３】
車両の直進中にステアリングホイール２２が操舵されると、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θに基づいてコントローラ４５が左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の回転数をそれぞれ制御する。そして、旋回中の両駆動輪１２，１３の旋回中心に対する角速度が等しくなるように、そのときのタイヤ角θに応じた回転数差を各駆動輪１２，１３に与える。その結果、両駆動輪１２，１３が車両の旋回中心に対して等しい角速度で走行し、車両が円滑に旋回する。
【００５４】
いずれかの荷役レバー２３が操作されると、コントローラ４５がそのときの操作量に基づいて油圧用モータ３１の回転数を待機回転数Ｒ１から上昇させる。そして、荷役レバー２３の操作量に応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３に供給する。
【００５５】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の圧力が変化しないことから、ステアリングシリンダ３５に供給する作動油を増大させず、荷役系のコントロールバルブに供給する作動油の流量を、荷役レバー２３の操作量に応じて増大させる。
【００５６】
その結果、操作された荷役レバー２３の操作量に応じた流量の作動油が制御される荷役機器の油圧シリンダに供給され、荷役レバー２３の操作量に応じた動作速度で荷役機器が作動する。
【００５７】
また、ステアリングホイール２２が左操舵又は右操舵されると、ステアリングコントロールバルブ３４が、その操舵速度に応じた流量の作動油を、操舵方向を区別してステアリングシリンダ３５に供給する。
【００５８】
ステアリングシリンダ３５は、ステアリングコントロールバルブ３４から供給される作動油によって動作し、ステアリングホイール２２の操舵方向に応じて操舵輪１４を左操舵又は右操舵する。
【００５９】
ここで、コントローラ４５は、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから、そのときの操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。そして、その操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１の回転数を待機回転数Ｒ１から上昇させ、その操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からプライオリティバルブ３３に供給する。
【００６０】
プライオリティバルブ３３は、ステアリングシリンダ３５側の油圧変化に基づいてステアリングシリンダ３５に供給する作動油の流量を必要分に制御し、残りの作動油を荷役系のコントロールバルブに供給する。
【００６１】
その結果、ステアリングホイール２２の操舵速度に応じた流量の作動油がステアリングシリンダ３５に供給され、ステアリングホイール２２を操舵するために必要な操舵力が適切に供給される。
【００６２】
次に、以上詳述した本実施形態が有する効果を列記する。
（１） 車両の旋回走行時に左右の駆動輪１２，１３に回転数差を与えるために検出するタイヤ角θを用いて、コントローラ４５がステアリングホイール２２の操舵速度に対応した操舵輪１４の操舵速度Ｖθを求める。そして、コントローラ４５は、この操舵速度Ｖθに基づいて油圧用モータ３１の回転数を制御し、操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油を油圧ポンプ３２からステアリングシリンダ３５側に供給する。従って、ステアリングホイール２２の操舵角を検出することなく、その操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダ３５に供給することができる。
【００６３】
その結果、左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３を制御するために操舵輪１４のタイヤ角θを検出する電気式産業車両にステアリングホイール２２の操舵角を検出するセンサを設けることなく搭載でき、部品点数及び組み付け工数の増大を招くことがない。
【００６４】
特に、全油圧式パワーステアリング装置では、ステアリングコントロールバルブ３４での作動油リーク等により、ステアリングホイール２２の操舵角と、操舵輪１４のタイヤ角θとにずれが発生する。このため、駆動輪１２，１３の回転方向及び回転数を制御するために、操舵輪１４のタイヤ角θを検出することが必須となる。本実施形態は、このような全油圧式パワーステアリング装置を備えたフォークリフト１０において、タイヤ角センサ４２によって検出するタイヤ角θを利用することで、ステアリングホイール２２の操舵角を検出するセンサを不要とする。
【００６５】
（２） 油圧ポンプ３２を交流誘導型の油圧用モータ３１で駆動し、コントローラ４５及び油圧モータ駆動装置５１が、そのモータ回転数Ｎｈを操舵速度Ｖθに対応する目標値にフィードバック制御する。このため、積み荷の荷重等により、ステアリングシリンダ３５を動作させるときの負荷の大きさが変動しても、操舵速度Ｖθに応じた回転数に油圧用モータ３１が制御され、操舵速度Ｖθに応じた流量の作動油がステアリングシリンダ３５に供給される。
【００６６】
従って、例えば積み荷の荷重が変化してもステアリングホイール２２の操舵力が変化し難いので、操縦性が向上する。
（３） 荷役系の油圧回路と、ステアリングシリンダ３５とに作動油を供給するように設けた油圧ポンプ３２が供給する作動油を、プライオリティバルブ３３がステアリングシリンダ３５に優先してその必要分だけ供給する。
【００６７】
このため、ステアリングホイール２２を早く操舵しても、ステアリングシリンダ３５へ供給する作動油の流量が不足することがなく、その操舵力が過度に大きくなることがないので、操縦性が向上する。その上、操舵速度Ｖθに応じてステアリングシリンダ３５に供給しようとする流量の作動油だけが供給され、油圧用モータ３１の回転数をより低くなるので、油圧用モータ３１の消費電力が低減する。
【００６８】
（４） ステアリングホイール２２が操舵され、タイヤ角センサ４２が検出するタイヤ角θから求めた操舵速度Ｖθが「０」でなくなると、コントローラ４５が油圧用モータ３１を所定の待機回転数Ｒ１で運転する。また、操舵速度Ｖθが第１操舵速度Ｖ１を超える範囲では、そのときの操舵速度Ｖθに対して必要な作動油の流量よりも十分に大きな流量の作動油を油圧ポンプ３２が供給するように、モータ回転数Ｎｈの目標値を、操舵速度Ｖθに対する理論値から嵩上げした目標値に制御する。
【００６９】
このため、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵輪１４の操舵の遅れを抑制し、操舵輪１４の操舵速度Ｖθに基づく油圧用モータ３１の制御性を向上することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態におけるパワーステアリング装置３０のプライオリティバルブ３３をフローディバイダ６０に変更したことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、フローディバイダ６０のみについて詳述する。
【００７１】
図６に示すように、フローディバイダ６０は、ステアリングシリンダ３５側からの負荷や、油圧ポンプ３２側の油圧の変動に関係なく、油圧ポンプ３２から供給される作動油から一定流量の作動油をステアリングシリンダ３５に供給し、残りの作動油を荷役系のコントロールバルブに供給する。
【００７２】
このため、ステアリングホイール２２を早く操舵しても、ステアリングシリンダ３５へ供給する作動油の流量が不足することがないため、その操舵力が過度に大きくなることがない。
【００７３】
以上のように構成された本実施形態も、前記第１実施形態の（１），（２），（４）に記載の各効果を有する。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図７に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態における油圧用モータ３１及び油圧ポンプ３２を、荷役用モータ６１（油圧用モータ）及び荷役ポンプ６２（油圧ポンプ）に変更したことと、プライオリティバルブ３３を廃止したことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、荷役用モータ６１及び荷役ポンプ６２のみについて詳述する。
【００７４】
図７に示すように、本実施形態の荷役ポンプ６２は、荷役用モータ６１によって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能である。この荷役ポンプ６２は、ステアリングシリンダ３５のみに作動油を供給する。
【００７５】
以上のように構成された本実施形態も、前記第１実施形態の（１），（２），（４）に記載の各効果を有する。
次に、上記第１、第２及び第３実施形態以外の実施形態を列記する。
【００７６】
○ 前記各実施形態で、操舵輪速度Ｖｓｔに代えて、コントローラ４５が、アクセル開度ＴＨ及びタイヤ角θに基づいて左輪駆動モータ４８及び右輪駆動モータ４９の回転数をそれぞれ制御し、旋回時に外輪となる左側駆動輪１２又は右側駆動輪１３の移動速度を制御する構成であってもよい。
【００７７】
すなわち、コントローラ４５が、アクセル開度ＴＨの検出値に対する外輪の目標値を設定し、この外輪の目標値から左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値を求めて各モータ駆動装置４６，４７にそれぞれ出力する。このとき、左輪速度Ｖｌ及び右輪速度Ｖｒの各目標値は、車両旋回時の旋回中心に対する左側駆動輪１２及び右側駆動輪１３の角速度が、操舵輪１４の同旋回中心に対する角速度と等しくなるように設定される。
【００７８】
また、操舵輪速度Ｖｓｔに代えて、両駆動輪１２，１３の中間位置の移動速度や、運転席１６の移動速度を制御する構成であってもよい。
○ 前記第１及び第２実施形態で、油圧用モータ３１を、交流誘導型に代えて直流モータとする。同様に、前記第３実施形態で、荷役用モータ６１を直流モータとする。
【００７９】
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、三輪型のカウンタバランス式電気フォークリフトに限らず、リーチ式電気フォークリフトであってもよい。
【００８０】
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、三輪型の電気式フォークリフトに限らず、四輪型のフォークリフトであってもよい。
○ 本発明の操舵装置を搭載する電気式産業車両は、フォークリフトに限らず、その他、電気式トーイングトラクタ、電気式搬送車等であってもよい。
【００８１】
以下、前記各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに列記する。
（１） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、前記電気式産業車両は、前記車輪角の検出値に基づき、前記駆動輪の回転方向及び回転数を制御する電気式産業車両の操舵装置。
【００８２】
（２） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、全油圧式パワーステアリング装置である操舵装置。このような構成によれば、ステアリングホイールの操舵角と操舵輪の操舵角との間にずれが生じやすく、駆動輪を制御するために操舵輪の操舵角を検出することが必須である構成において、操舵輪の操舵角から求めた操舵速度に基づいてステアリングシリンダに供給する作動油の流量を制御することができる。
【００８３】
（３） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置において、電気式産業車両は電気式フォークリフトである電気式産業車両の操舵装置。
【００８４】
（４） 上記技術的思想の（３）に記載の電気式産業車両の操舵装置において、前記電気式フォークリフトは、左右一対の駆動輪と、該両駆動輪の中央に対応する位置に配置された操舵輪とを備えた三輪車である電気式産業車両の操舵装置。
【００８５】
（５） 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電気式産業車両の操舵装置を備えた電気式産業車両。
（６） 上記技術的思想の（５）に記載の電気式産業車両は、電気式フォークリフトである。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、ステアリングホイールの操舵角を検出することなくステアリングホイールの操舵速度に応じた流量の作動油をステアリングシリンダに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のフォークリフトの操舵装置を示す模式構成図。
【図２】フォークリフトの模式平面図。
【図３】同じく模式側面図。
【図４】電気的構成を示すブロック図。
【図５】モータ回転数の目標値を設定するマップ。
【図６】第２実施形態の操舵装置を示す模式構成図。
【図７】第３実施形態の操舵装置を示す模式構成図。
【符号の説明】
１０…産業車両としての三輪型カウンタバランス式電気フォークリフト、１２…左側駆動輪、１３…右側駆動輪、１４…操舵輪、２２…ステアリングホイール、３１…交流誘導型モータとしての油圧用モータ、３２…油圧ポンプ、３３…プライオリティバルブ、３４…ステアリングコントロールバルブ、３５…ステアリングシリンダ、４２…車輪角検出器としてのタイヤ角センサ、４５…モータ制御手段、演算手段及び油量制御手段としてのコントローラ、４８…走行用モータとしての左輪駆動モータ、４９…同じく右輪駆動モータ、６０…フローディバイダ、６１…油圧用モータ及び交流誘導型モータとしての荷役用モータ、６２…油圧ポンプとしての荷役ポンプ、Ｖθ…（操舵輪の）操舵速度、θ…車輪角としてのタイヤ角。
Claims (5)
- 駆動輪及び操舵輪とを備え、ステアリングホイールの操舵によって前記操舵輪が操舵されるときの車輪角を検出し、この検出値に基づいて前記駆動輪の回転数を制御してそのときの車輪角に対応する旋回走行を行う電気式産業車両に用いられ、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダに供給する作動油の流量を、ステアリングホイールの操舵速度に応じて増減する電気式産業車両の操舵装置であって、
前記ステアリングホイールが操舵されるときの前記操舵輪の操舵速度を前記車輪角の検出値から求め、前記ステアリングシリンダに供給する作動油の流量を前記操舵速度に応じて制御する電気式産業車両の操舵装置。 - 左右一対の駆動輪と、
操舵輪と、
前記駆動輪をそれぞれ駆動する一対の走行用モータと、
前記操舵輪が操舵されたときの車輪角を検出する車輪角検出器と、
一対の前記走行用モータの回転数を前記車輪角に基づいて制御するモータ制御手段とを備えた電気式産業車両に用いられ、
回転数が可変制御される油圧用モータと、
前記油圧用モータによって駆動され、供給する作動油の流量を調節可能な油圧ポンプと、
ステアリングホイールの操舵に基づき、前記油圧ポンプから供給される作動油を、その操舵速度に応じた流量だけ供給するステアリングコントロールバルブと、
前記ステアリングコントロールバルブから供給される作動油によって作動し、前記操舵輪を操舵するステアリングシリンダとを備えた電気式産業車両の操舵装置であって、
前記車輪角検出器が検出する操舵角から前記操舵輪の操舵速度を求める演算手段と、
前記操舵速度に基づいて前記油圧用モータを制御し、前記油圧ポンプが供給する作動油の流量を制御する油量制御手段とを備えた電気式産業車両の操舵装置。 - 前記油圧用モータは交流誘導型モータであって、
前記油量制御手段は、前記操舵速度に応じた回転数となるように前記交流誘導型モータをフィードバック制御する請求項２に記載の電気式産業車両の操舵装置。 - 前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに優先して供給するプライオリティバルブを備えた請求項２又は請求項３に記載の電気式産業車両の操舵装置。
- 前記油圧ポンプが供給する作動油を導入し、前記ステアリングシリンダに一定流量で供給するフローディバイダを備えた請求項２又は請求項３に記載の電気式産業車両の操舵装置。
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