JP2014201093A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵部材の操作状態にかかわらず、車体の微操舵が容易となる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール１１には、ステアリングホイール１１を操作するためのレバー１２が設けられている。レバー１２は、支持機構８０によって、ステアリングホイール１１の操作状態（回転角度位置）にかかわらず、ステアリングホイール１１に対して車体を基準とした左方向および右方向に傾動可能に、ステアリングホイール１１に支持されている。支持機構８０は、ステアリングホイール１１に固定された支持部材８１と、支持部材８１上に配置され、支持部材８１に回転自在に支持された台座８２と、台座８２をステアリングホイール１１の回転に伴って回転させるための歯車機構８３とを備えている。【選択図】図４

Description

この発明は、荷役車両等の車両用操舵装置に関する。

フォークリフト等の荷役車両では、運転座席に着座した運転者の右側に、荷役装置の昇降操作レバーがあり、左側にステアリングホイール（操舵部材）がある。したがって、運転者は、ステアリングホイールを左手で操作しつつ、昇降操作レバーを右手で操作している。ステアリングホイールにはステアリングホイールを操作するためのノブ（操作部）が回転可能に取り付けられおり、運転者はこのノブを左手で摘んでステアリングホイールを回転させるようになっている。フォーク部に荷物を載せる際には、フォーク部の左右方向の微調整が必要となる。このフォーク部の左右方向の微調整は、ノブを操作して車体を微操舵することによって行なわれている。

特開２０１２−１０９２号公報 特開２００９−２８８８７２号公報 特開２００８−２１３７６９号公報 特開平５−９２７６９号公報

前述した従来のフォークリフトでは、ステアリングホイールの操作状態（回転角度位置）によっては、運転者がノブを操作しにくい位置にノブが位置することがある。このような場合には、ノブによってステアリングホイールを意図通りに操作させることが難しいため、フォーク部の左右方向の微調整（車体の微操舵）が困難となる。
図１０Ａがステアリングホイール２００の中立位置とする。たとえば、図１０Ｂに示すように、ステアリングホイール２００の回転角度位置が、運転手から見てノブ２０１がステアリングホイール２００の中心の右横に位置するような回転角度位置である場合には、ノブ２０１によってステアリングホイール２００を意図通りに操作させることが難しかった。したがって、このような場合には、フォーク部の向き（車体の向き）を微調整することが難しかった。

この発明の目的は、操舵部材の操作状態にかかわらず、車体の微操舵が容易となる車両用操舵装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、操向のために操作される操舵部材（１１）と、前記操舵部材を操作するために前記操舵部材上に設けられた操作部（１２）と、前記操舵部材の操作状態にかかわらず、前記操舵部材に対して車体（２）を基準とした所定の２つの方向に移動可能に、前記操作部を支持する支持機構（８０）と、前記操作部が前記２つの方向のうちの所定の一方の方向に操作されたことを検出するための第１検出手段（９１）と、前記操作部が前記２つの方向のうちの他方の方向に操作されたことを検出するための第２検出手段（９２）とを含む、車両用操舵装置（６）である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この構成では、操作部は、操舵部材に対して車体を基準とした所定の２つの方向に移動可能である。操作部が前記２つの方向のうちの所定の一方の方向に操作されたときには、そのことが第１検出手段によって検出され、操作部が他方の方向に操作されたときには、そのことが第２検出手段によって検出される。したがって、操作部が前記一方の方向に操作されたときに車体を第１方向に微操舵し、操作部が前記他方の方向に操作されたときに車体を第１方向とは異なる第２方向に微操舵することが可能となる。このため、操舵部材の操作状態にかかわらず、車体の微操舵が容易となる。

請求項２記載の発明は、前記２つの方向が、車体を基準とした左方向と車体を基準とした右方向であり、前記所定の一方の方向が車体を基準とした左方向であり、前記他方の方向が車体を基準とした右方向である、請求項１記載の車両用操舵装置である。
請求項３記載の発明は、前記操作部材が前記一方の方向に操作されたことが前記第１検出手段によって検出されたときに、車体を左方向に微操舵させる手段（５１）と、前記操作部材が前記他方の方向に操作されたことが前記第２入力手段によって検出されたときに、車体を右方向に微操舵させる手段（５１）とを含む、請求項２に記載の車両用操舵装置である。

この構成では、操作部が車体を基準とした左方向に操作されたときに車体が左方向に微操舵され、操作部が車体を基準とした右方向に操作されたときに車体が右方向に微操舵される。これにより、操舵部材の操作状態にかかわらず、車体の微操舵が容易となる。

図１は、この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置が適用された荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を模式的に示す側面図である。 図２は、ステアリングホイールをその車体取付側とは反対側から見た模式図である。 図３は、図２の矢印Ｙの方向から見た矢視図である。 図４は、図３の一部切欠拡大図である。 図５は、図３のV−V線に沿う拡大断面図である。 図６は、車両用操舵装置の構成を説明するための図解図である。 図７は、転舵用ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図８は、転舵用モータの構成を説明するための図解図である。 図９は、目標転舵角設定部の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０Ａおよび図１０Ｂは従来のステアリングホイールおよびノブを示し、図１０Ａはステアリングホイールが中立位置にある場合を、図１０Ｂはステアリングホイールの回転角度位置が、ノブによってステアリングホイールを操作しにくい位置にある場合を示す模式図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る車両用操舵装置が適用された荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を模式的に示す側面図である。
フォークリフト１は、車体２と、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４と、車体２を支持する転舵輪としての後輪５と、後輪５を転舵するための車両用操舵装置６とを含んでいる。

図１には図示されていないが、フォークリフト１は、例えばエンジンを含む車両の駆動源と、油圧源としての油圧ポンプとをさらに含んでいる。駆動源の動力は、トルクコンバータを経て、前後進切替および変速動作を行なうトランスミッションに伝達され、さらにデファレンシャルを経て左右の前輪（駆動輪）４に伝達される。トランスミッションには、前進クラッチおよび後進クラッチが内蔵されている。

荷役装置３は、よく知られているように、車体２に対して昇降可能にかつ傾動可能に支持されたフォーク（荷物載置部）７と、フォーク７を昇降させるための昇降シリンダ８と、フォーク７を傾動させるためのチルトシリンダ９とを含んでいる。
車両用操舵装置６は、操舵部材としてのステアリングホイール１１と転舵輪としての後輪５の転舵角を変化させるための舵取り機構との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステムである。ステアリングホイール１１には、ステアリングホイール１１を操作するためのレバー（操作部）１２が設けられている。

図２は、ステアリングホイール１１をその車体取付側とは反対側から見た図である。図３は、図２の矢印Ｙの方向から見た矢視図である。図４は、図３の一部切欠拡大図である。図５は、図３のV−V線に沿う拡大断面図である。
ステアリングホイール１１は、車体に回転可能に支持された回転シャフト２１の上端部に連結されている。レバー１２は、支持機構８０によって、ステアリングホイール１１の操作状態（回転角度位置）にかかわらず、ステアリングホイール１１に対して車体を基準とした左方向および右方向に傾動可能（移動可能）に、ステアリングホイール１１に支持されている。

以下、図２〜図５を用いてレバー１２および支持機構８０について詳しく説明する。レバー１２および支持機構８０を説明する場合において、「上」とは図３または図４の紙面の上側を、下とは図３または図４の紙面の下側を、それぞれいうものとする。また、「平面視」とは、図３または図４の紙面の上側から見た図をいうものとする。
支持機構８０は、ステアリングホイール１１に固定された支持部材８１と、支持部材８１上に配置され、支持部材８１に回転自在に支持された台座８２と、台座８２をステアリングホイール１１の回転に伴って回転させるための歯車機構８３とを備えている。

支持部材８１は、平面視において円形に形成されている。支持部材８１には、ステアリングホイール１１が貫通する貫通孔８１ａを有している。支持部材８１は、貫通孔８１ａにステアリングホイール１１が貫通した状態で、ステアリングホイール１１に固定されている。支持部材８１の上端部はステアリングホイール１１の上面より上方に突出しており、支持部材８１の上端部の上面は回転シャフト２１に直交する平面と平行な平坦面８１ｂに形成されている。ステアリングホイール１１における支持部材８１が固定されている部分には、上下方向に延びた貫通孔１１ａが形成されている。支持部材８１の上部および下部には、前記貫通孔１１ａに連通する上下方向に延びた貫通孔８１ｃ，８１ｄがそれぞれ形成されている。

台座８２は、平面視が円形の円柱形のである。台座８２は、その下面の中央部から下方に延びたシャフト８２ａを有している。シャフト８２ａは、支持部材８１の貫通孔８１ｃ，８１ｄおよびステアリングホイール１１の貫通孔１１ａに回転可能に挿通されている。シャフト８２ａの下端部は、支持部材８１から下方に突出している。台座８２の下面は、支持部材８１の平坦面８１ｂ上に載っている。台座８２は、内部に球状の空間部８２ｂを有している。台座３２の上面の中央部には、空間部８２ｂと連通しかつ平面視において車体２を基準とした左右方向に長い矩形の凹所８２ｃが形成されている。凹所８２ｃにおける車体２を基準とした左側内壁および右側内壁は、それらの内壁間距離が下方に行くほど短くなるような傾斜面に形成されている。

歯車機構８３は、ステアリングホイール１１の操作状態（回転角度位置）にかかわらず、平面視における台座８２の凹所８２ｃの長さ方向（長辺の方向）が、常に車体２を基準とした左右方向となるように、ステアリングホイール１１の回転に応じて台座８２をシャフト８２ａの中心軸を中心として回転させるためのものである。
歯車機構８３は、第１歯車８３ａ、第２歯車８３ｂ、第３歯車８３ｃ、第４歯車８３ｄおよびギヤケース８３ｅを備えている。

ギヤケース８３ｅは、図示しない取り付け部材を介して支持部材８１に取り付けられている。台座８２のシャフト８２ａの下端部は、ギヤケース８３ｅ内に延びている。ギヤケース８３ｅ内には、シャフト８２ａと平行に延びた回転軸８３ｆが配置されている。回転軸８３ｆは、ギヤケース８３ｅに回転自在に取り付けられている。
第１歯車８３ａは、ギャケース８３ｅ内において、台座８２のシャフト８２ａの下端部に、シャフト８２ａと一体回転可能に固定されている。第２歯車８３ｂおよび第３歯車８３ｃは、回転軸８３ｆと一体回転可能に回転軸８３ｆに固定されている。第２歯車８３ｂは、第１歯車８３ａと噛み合っている。第３歯車８３ｃは、第２歯車８３ｂの下側に配置されている。第３歯車８３ｃにおける回転シャフト２１に対向する部分は、ギヤケース８３ｅから突出している。

第４歯車８３ｄは、ステアリングホイール１１の下方において、車体２に固定されている。第４歯車８３ｄは、平面視においてステアリングホイール１１と同心でかつステアリングホイール１１よりも径が小さい環状であり、その外周面に歯が形成されている。第４歯車８３ｄは、第３歯車８３ｃにおけるギヤケース８３ｅから突出している部分と噛み合っている。

たとえば、ステアリングホイール１１が左操舵方向（図２において反時計方向）に回転されると、第３歯車８３ｃおよび第２歯車８３ｂが平面視で反時計方向に回転し、第１歯車８３ａが平面視で時計方向に回転する。これにより、台座８２のシャフト８２ａが平面視で時計方向に回転するので、台座８２はシャフト８２ａの中心軸を中心として時計方向に回転する。

一方、ステアリングホイール１１が右操舵方向（図２において時計方向）に回転されると、第３歯車８３ｃおよび第２歯車８３ｂが平面視で時計方向に回転し、第１歯車８３ａが平面視で反時計方向に回転する。これにより、台座８２のシャフト８２ａが平面視で反時計方向に回転するので、台座３２はシャフト８２ａの中心軸を中心として反時計方向に回転する。

第３歯車８３ｃと第２歯車８３ｂとのギヤ比および第２歯車８３ｂと第１歯車８３ａとのギヤ比は、平面視における台座８２の凹所８２ｃの長さ方向（長辺の方向）が、ステアリングホイール１１の回転角度位置にかかわらず、常に車体２を基準とした左右方向となるように設定されている。これにより、平面視における台座８２の凹所８２ｃの長さ方向（長辺の方向）は、ステアリングホイール１１の回転角度位置にかかわらず、常に車体２を基準とした左右方向となる。

レバー１２は、台座８２の空間部８２ｂに回転可能に嵌め込められた球状部１２ａと、球状部１２ａに一端が連結されかつ他端が台座８２の凹所８２ｃを通って上方に延びた棒状体１２ｂと、棒状体１２ｂの他端部に取り付けられた把持部（ノブ）１２ｃとから構成されている。つまり、レバー１２と台座８２とは、ボールジョイントによって連結されている。棒状体１２ｂは円柱状である。棒状体１２ｂの直径は、平面視における台座８２の凹所８２ｃの短辺の長さより若干短い長さに形成されている。これにより、レバー１２は、凹所８２ｃの前記左側内壁と前記右側内壁との間の中央に棒状体１２ｂが位置している中立位置から、車体２を基準とした左方向および右方向にのみ傾動可能となっている。なお、図示しないが、台座８２には、レバー１２を中立位置に常時付勢するためのばね等の付勢部材が設けられている。

台座８２における凹所８２ｃの前記左側内壁には、レバー１２が車体２を基準とした左方向に操作された（傾動された）ことを検出するための第１検出器９１が設けられている。台座８２における凹所８２ｃの前記右側内壁には、レバー１２が車体２を基準とした右方向に操作された（傾動された）ことを検出するための第２検出器９２が設けられている。第１検出器９１および第２検出器９２は、たとえばリミットスイッチからなる。

図６は、車両用操舵装置の構成を説明するための図解図である。
この車両用操舵装置６では、ステアリングホイール１１の回転操作およびレバー１２の操作に応じて駆動される転舵用モータ１４のロータの回転運動を転舵軸１６の直線運動（車両左右方向の直線運動）に変換し、この転舵軸１６の直線運動を後輪５の転舵運動に変換することにより、転舵が達成される。

転舵軸１６は、車体２に取り付けられたハウジング１７に軸方向（車体２を基準とした左右方向）に移動可能に取り付けられている。転舵用モータ１４は、転舵軸１６と同軸に配置されおり、ハウジング１７内に内蔵されている。この実施形態では、転舵用モータ１４は、ブラシレスモータによって構成されている。転舵用モータ１４には、転舵用モータ１４のロータの回転角を検出するためのレゾルバ等の回転角センサ３１が設けられている。

ハウジング１７内には、転舵用モータ１４の回転力を転舵軸１６の軸方向の直線運動に変換するための運動変換機構１５が設けられている。この運動変換機構１５は、例えば、ボールネジ機構である。転舵軸１６の動きがタイロッド１８およびナックルアーム１９を介して後輪５に伝達され、後輪５のトー角（転舵角）が変化する。つまり、転舵用モータ１４、運動変換機構１５、転舵軸１６、タイロッド１８およびナックルアーム１９によって、舵取り機構１０が構成されている。

この実施形態では、転舵用モータ１４が正転方向に回転されると、左方向に車両を換向させる方向（左転舵方向）に後輪５の転舵角が変化し、転舵用モータ１４が逆転方向に回転されると、右方向に車両を換向させる方向（右転舵方向）に後輪５の転舵角が変化するものとする。なお、転舵用モータ１４が駆動されていない状態では、後輪５がセルフアライメントトルクにより直進転舵位置に復帰できるようにホイールアライメントが設定されている。

ハウジング１７には、車両の舵角（後輪４の転舵角）θｔを検出するための転舵角センサ３２が取り付けられている。転舵角センサ３２は、例えば、転舵角θｔに対応する転舵軸１６の作動量を検出するポテンショメータにより構成されている。この実施形態では、転舵角センサ３２は、後輪５の中立位置（直進転舵位置）からの後輪５の転舵角変化量を転舵角θｔとして検出する。この実施形態では、後輪５の中立位置から左転舵方向への転舵角変化量を例えば正の値として出力し、後輪５の中立位置から右転舵方向への転舵角変化量を例えば負の値として出力する。

ステアリングホイール１１は、前述したように、車体２側に回転可能に支持された回転シャフト２１に連結されている。この回転シャフト２１の近傍には、回転シャフト２１に回転トルクを与えることによって、ステアリングホイール１１に反力トルク（操作反力）を付与するための反力モータ２２が設けられている。この反力モータ２２は、回転シャフト２１と同軸上に配置されている。この実施形態では、反力モータ２２は、ブラシレスモータによって構成されている。反力モータ２２には、反力モータ２２のロータの回転角（ロータ角）を検出するためのレゾルバ等の回転角センサ３３が設けられている。

回転シャフト２１の周辺には、ステアリングホイール１１の操舵角（回転角）θｈを検出するために、回転シャフト２１の回転角を検出するための操舵角センサ３４が設けられている。この実施形態では、操舵角センサ３４は、回転シャフト２１の所定の基準位置からの回転シャフト２１の正逆両方向の回転量（回転角）を検出するものであり、基準位置から左操舵方向への回転量を例えば正の値として出力し、基準位置から右操舵方向への回転量を例えば負の値として出力する。後述するように、この実施形態では、後輪５の中立位置（θｔ＝０）に対応する回転シャフト２１の回転角度位置が変化する場合があるため、回転シャフト２１の前記所定の基準位置は後輪５の中立位置に対応しなくなる場合がある。

回転角センサ３３、操舵角センサ３４、第１検出器９１および第２検出器９２は、反力用ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）４１に接続されている。一方、回転角センサ３１および転舵角センサ３２は、転舵用ＥＣＵ４２に接続されている。反力用ＥＣＵ４１と転舵用ＥＣＵ４２とは、車内ＬＡＮ４３を介して接続されている。操舵角センサ３４の出力信号、第１検出器９１の出力信号ｓ１および第２検出器９２の出力信号ｓ２は、反力ＥＣＵ４１および車内ＬＡＮ４３を介して、転舵用ＥＣＵ４２にも供給される。

転舵用ＥＣＵ４２は、第１検出器９１、第２検出器９２、操舵角センサ３４、転舵角センサ３２および回転角センサ３１の出力信号に基づいて、転舵モータ１４を駆動制御する。
図７は、転舵用ＥＣＵ４２の電気的構成を示すブロック図である。
転舵用ＥＣＵ４２は、マイクロコンピュータ５１と、マイクロコンピュータ５１によって制御され、転舵用モータ１４に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）５２と、転舵用モータ１４に流れるモータ電流を検出する電流検出部５３とを備えている。

転舵用モータ１４は、例えば三相ブラシレスモータであり、図８に図解的に示すように、界磁としてのロータ１００と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線１０１，１０２，１０３を含むステータ１０５とを備えている。転舵用モータ１４は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。

各相のステータ巻線１０１，１０２，１０３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ１００の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ１００の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ１００とともに回転する回転座標系である。ｄｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ１００のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ１００の回転角（ロータ角（電気角））θｓは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄｑ座標系は、ロータ角θｓに従う実回転座標系である。このロータ角θｓを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。

マイクロコンピュータ５１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、目標転舵角演算部６１と、角度偏差演算部６２と、ＰＩ（比例積分）制御部６３と、電流指令値生成部６４と、電流偏差演算部６５と、ＰＩ（比例積分）制御部６６と、ｄｑ／ＵＶＷ変換部６７と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部６８と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部６９と、回転角演算部７０とを含む。

回転角演算部７０は、回転角センサ３１の出力信号に基づいて、転舵用モータ１４のロータの回転角（電気角。以下、「ロータ角θｓ」という。）を演算する。
目標転舵角設定部６１は、操舵角センサ３４によって検出される操舵角θｈと、第１検出器９１の出力信号ｓ１と、第２検出器９２の出力信号ｓ２とに基づいて、目標転舵角θｔ^＊を設定する。目標転舵角設定部６１の動作の詳細については、後述する。目標転舵角設定部６１によって設定された目標転舵角θｔ^＊は、角度偏差演算部６２に与えられる。

角度偏差演算部６２は、目標転舵角設定部６１によって設定された目標転舵角θｔ^＊と、転舵角センサ３２によって検出された転舵角θｔとの偏差を演算する。ＰＩ制御部６３は、角度偏差演算部６２によって演算された角度偏差に対するＰＩ演算を行なう。
電流指令値生成部６４は、ＰＩ制御部６３の演算結果に基づいて、ｄｑ座標系の座標軸に流すべき電流値を電流指令値として生成する。具体的には、電流指令値生成部６４は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ ^＊（以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Ｉ_ｄｑ ^＊」という。）を生成する。さらに具体的には、電流指令値生成部６４は、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ ^＊を有意値とする一方で、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ ^＊を零とする。より具体的には、電流指令値生成部６４は、ＰＩ制御部６３の演算結果に基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ ^＊を生成する。電流指令値生成部６４によって生成された二相電流指令値Ｉ_ｄｑ ^＊は、電流偏差演算部６５に与えられる。

電流検出部５３は、転舵用モータ１４のＵ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ（以下、これらを総称するときは、「三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ」という。）を検出する。電流検出部５３によって検出された三相検出電流Ｉ_ＵＶＷは、ＵＶＷ／ｄｑ変換部６９に与えられる。
ＵＶＷ／ｄｑ変換部６９は、電流検出部５３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ（Ｕ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ）を、ｄｑ座標系の二相検出電流Ｉ_ｄおよびＩ_ｑ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉ_ｄｑ」という。）に変換する。これらが電流偏差演算部６５に与えられるようになっている。ＵＶＷ／ｄｑ変換部６９における座標変換には、回転角演算部７０によって演算されたロータ角θｓが用いられる。

電流偏差演算部６５は、電流指令値生成部６４によって生成される二相電流指令値Ｉ_ｄｑ ^＊と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部６９から与えられる二相検出電流Ｉ_ｄｑとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部６５は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ ^＊に対するｄ軸検出電流Ｉ_ｄの偏差およびｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ ^＊に対するｑ軸検出電流Ｉ_ｑの偏差を演算する。これらの偏差は、ＰＩ制御部６６に与えられる。

ＰＩ制御部６６は、電流偏差演算部６５によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行なうことにより、転舵用モータ１４に印加すべき二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ ^＊（ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑ ^＊）を生成する。この二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ ^＊は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部６７に与えられる。
ｄｑ／ＵＶＷ変換部６７は、二相電圧指令値Ｖ_ｄｑ ^＊を三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ ^＊に変換する。この座標変換には、回転角演算部７０によって演算されたロータ角θｓが用いられる。三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ ^＊は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊およびＷ相電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊からなる。この三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ ^＊は、ＰＷＭ制御部６８に与えられる。

ＰＷＭ制御部６８は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ相電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊およびＷ相電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路５２に供給する。
駆動回路５２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部６８から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相電圧指令値Ｖ_ＵＶＷ ^＊に相当する電圧が転舵用モータ１４の各相のステータ巻線１０１，１０２、１０３に印加されることになる。

角度偏差演算部６２およびＰＩ制御部６３は、角度フィードバック制御手段を構成している。この角度フィードバック制御手段の働きによって、後輪５の転舵角θｔが、目標転舵角θｔ^＊に近づくように制御される。また、電流偏差演算部６５およびＰＩ制御部６６は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、転舵用モータ１４に流れるモータ電流が、電流指令値生成部６４によって生成された二相電流指令値Ｉ_ｄｑ ^＊に近づくように制御される。

次に、目標転舵角設定部６１の動作について説明する。この実施形態では、ステアリングホイール１１の回転角度位置が、レバー１２によってステアリングホイール１１を操作しにくい位置にある場合において、ステアリングホイール１１に対してレバー１２を車体２を基準とした左右方向に操作することによって、フォークリフト１を微操舵できるようにしている。具体的には、目標転舵角設定部６１は、レバー１２が車体２を基準とした左方向（以下、単に左方向という）に操作されたことが第１検出器９１によって検出されたときには、目標転舵角θｔ^＊を＋方向に所定値だけ大きくし、レバー１２が車体２を基準とした右方向（以下、単に右方向という）に操作されたことが第２検出器９２によって検出されたときには、目標転舵角θｔ^＊を−方向に所定値だけ小さくする。これにより、レバー１２の左右方向操作による左右方向の微操舵が可能となる。

図９は、目標転舵角設定部６１の動作を説明するためのフローチャートである。図９の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行われる。
目標転舵角設定部６１は、まず、操舵角センサ３４によって検出される検出操舵角θｈを取得する（ステップＳ１）。
次に、目標転舵角設定部６１は、第１検出器９１の出力信号ｓ１に基づいてレバー１２が左方向に操作（傾動）されたか否かを判別する（ステップＳ２）。レバー１２が左方向に操作されていないと判別されたときには（ステップＳ２：ＮＯ）、目標転舵角設定部６１は、第２検出器９２の出力信号ｓ２に基づいてレバー１２が右方向に操作（傾動）されたか否かを判別する（ステップＳ３）。レバー１２が右方向に操作されていないと判別されたときには（ステップＳ３：ＮＯ）、目標転舵角設定部６１は、次式(1)に基づいて、制御用操舵角θｈ’を演算する（ステップＳ６）。

θｈ’＝（θｈ＋Ａ）…(1)
前記式(1)において、Ａは、後述するステップＳ４またはＳ５で変更される変数であり、初期値は零である。
制御用操舵角θｈ’は、目標転舵角θｔ^＊を演算するために使用される操舵角である。制御用操舵角θｈ’は、Ａが零である場合には操舵角センサ３４によって検出される検出操舵角θｈと一致するが、Ａが零以外の値である場合には検出操舵角θｈとは異なる値となる。制御用操舵角θｈ’が検出操舵角θｈとは異なる値である場合に、制御用操舵角θｈ’に基づいて目標転舵角θｔ^＊が演算されたときには、後輪５の中立位置（θｔ＝０）に対応する回転シャフト２１（ステアリングホイール１１）の回転角度位置は、回転シャフト２１の基準位置とは異なる回転角度位置となる。

この後、目標転舵角設定部６１は、次式(2)に基づいて、目標転舵角θｔ^＊を演算する（ステップＳ７）。そして、今演算周期での処理を終了する。
θｔ^＊＝（α／３６０）×θｈ’ …(2)
前記式(2)において、α（＞０）は予め設定された値である。αは、たとえば、３５に設定される。制御用操舵角θｈ’が正の値のときの目標転舵角θｔ^＊は正の値に設定され、制御用操舵角θｈ’が負の値のときの目標転舵角θｔ^＊は負の値に設定される。そして、制御用操舵角θｈ’の絶対値が大きくなるにしたがって、その絶対値が線形に大きくなるように目標転舵角θｔ^＊が設定される。つまり、目標転舵角θｔ^＊は、制御用操舵角θｈ’に応じた値となる。

目標転舵角θｔ^＊が前記式(2)に基づいて演算される結果、制御用操舵角θｈ’は、変数Ａの値にかかわらず、後輪５の中立位置（θｔ＝０）に対応する回転シャフト２１（ステアリングホイール１１）の回転角度位置を基準とした、回転シャフト２１（ステアリングホイール１１）の回転量に対応した値となる。
前記ステップＳ２において、レバー１２が左方向に操作されたと判別されたときには（ステップＳ２：ＹＥＳ）、目標転舵角設定部６１は、変数Ａを所定値β（＞０）だけ大きな値に変更する（ステップＳ４）。βは、たとえば、５度に設定される。そして、目標転舵角設定部６１は、前記式(1)に基づいて、制御用操舵角θｈ’を演算する（ステップＳ６）。これにより、制御用操舵角θｈ’は、前回の制御用操舵角θｈ’に対してβだけ大きな値に変更される。この後、目標転舵角設定部６１は、前記式(2)に基づいて、目標転舵角θｔ^＊を演算する（ステップＳ７）。これにより、目標転舵角θｔ^＊は、前回の目標転舵角θｔ^＊より所定値だけ大きな値に変更される。このため、後輪５は、左転舵方向に転舵される。これにより、車体２が左方向に微操舵される。そして、今演算周期での処理を終了する。

前記ステップＳ３において、レバー１２が右方向に操作されたと判別されたときには（ステップＳ３：ＹＥＳ）、目標転舵角設定部６１は、変数Ａを所定値β（＞０）だけ小さな値に変更する（ステップＳ５）。そして、目標転舵角設定部６１は、前記式(1)に基づいて、制御用操舵角θｈ’を演算する（ステップＳ６）。これにより、制御用操舵角θｈ’は、前回の制御用操舵角θｈ’に対してβだけ小さな値に変更される。この後、目標転舵角設定部６１は、前記式(2)に基づいて、目標転舵角θｔ^＊を演算する（ステップＳ７）。これにより、目標転舵角θｔ^＊は、前回の目標転舵角θｔ^＊より所定値だけ小さな値に変更される。このため、後輪５は、右転舵方向に転舵される。これにより、車体２が右方向に微操舵される。そして、今演算周期での処理を終了する。

変数Ａが初期値の零である場合において、運転手が、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置（この場合には基準位置）から、ステアリングホイール１１を逆方向（右操舵方向）に例えば１８０度回転させた状態で、レバー１２を左方向に操作したとする。この場合には、ステップＳ１で取得される操舵角θｈは、−１８０度である。ステップＳ２でＹＥＳとなり、ステップＳ４に進んで、変数Ａの値がβ（＞０）だけ大きな値に更新される。βが５であるとすると、変数Ａの値は５となる。この後、ステップＳ６に進み、制御用操舵角θｈ’が変更される。この場合には、変数Ａの値は５に更新されているため、制御用操舵角θｈ’は、θｈ’＝θｈ＋５＝−１７５となる。このため、ステップＳ７で演算される目標転舵角θｔ^＊は、θｔ^＊＝（α／３６０）×（−１７５）となる。つまり、この場合の目標転舵角θｔ^＊は、レバー１２が左方向に操作されていないときの目標転舵角θｔ^＊＝（α／３６０）×（−１８０）よりも大きくなる。

これにより、運転手はステアリングホイール１１を操作しなくても、転舵角θｔが大きくなる方向に、転舵用モータ１４が制御される。このため、後輪５が左転舵方向に転舵される。これにより、車体２が左方向に微操舵される。
次の演算周期において、ステップＳ１で、検出操舵角θｈが取得される。この間にステアリングホイール１１が操作されていないとすると、検出操舵角θｈは−１８０度のままとなる。レバー１２が左方向に操作されたままであるとすると、ステップＳ２からステップ゜Ｓ４に進んで、変数Ａがβだけ大きな値”１０”に更新される。そして、ステップＳ６に進んで、制御用操舵角θｈ’が演算される。この場合、変数Ａは１０となっているため、制御用操舵角θｈ’は−１７０度となる。この後、ステップＳ９に進んで、目標転舵角θｔ^＊が演算される。この場合には、目標転舵角θｔ^＊は、θｔ^＊＝（α／３６０）×（−１７０）となる。これにより、車体２が左方向に微操舵される。

次の演算周期において、ステップＳ１で、検出操舵角θｈが取得される。この間にステアリングホイール１１が操作されていないとすると、検出操舵角θｈは−１８０度のままとなる。レバー１２が中立位置に戻されているとすると、ステップＳ２でＮＯ、ステップＳ３でＮＯとなり、ステップＳ６に進んで制御用操舵角θｈ’が演算される。この場合、変数Ａは１０となっているため、制御用操舵角θｈ’は−１７０度となる。この後、ステップＳ９に進んで、目標転舵角θｔ^＊が演算される。この場合には、目標転舵角θｔ^＊は、θｔ^＊＝（α／３６０）×（−１７０）となる。したがって、目標転舵角θｔ^＊は、前回と同じ値となる。

反力用ＥＣＵ４１には、目標転舵角設定部６１によって演算された制御用操舵角θｈ’が車内ＬＡＮ４３を介して与えられる。具体的には、図９のステップＳ６で制御用操舵角θｈ’が演算される毎に、演算された制御用操舵角θｈ’が転舵用ＥＣＵ４２から車内ＬＡＮ４３を介して反力用ＥＣＵ４１に与えられる。反力用ＥＣＵ４１は、例えば、転舵用ＥＣＵ４２から与えられる制御用操舵角θｈ’に基づいて目標反力トルクを演算し、得られた目標反力トルクが反力モータ２２から発生するように、反力モータ２２を駆動制御する。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、レバー１２の支持機構８０としては、図２〜図５に示されたものが用いられているが、ステアリングホイール１１の回転角度位置にかかわらず車体２を基準とした左方向および右方向に移動可能にレバー１２をステアリングホイール１１に支持できるものであれば、図２〜図５に示されたもの以外の機構を用いてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

６…車両用操舵装置、１１…ステアリングホイール、１２…レバー（操作部）、１４…転舵用モータ、３２…転舵角センサ、４３…操舵角センサ、４２…転舵用ＥＣＵ、６１…目標転舵角設定部、８０…支持機構、９１，９２…検出器

Claims (3)

1. 操向のために操作される操舵部材と、
   前記操舵部材を操作するために前記操舵部材上に設けられた操作部と、
   前記操舵部材の操作状態にかかわらず、前記操舵部材に対して車体を基準とした所定の２つの方向に移動可能に、前記操作部を支持する支持機構と、
   前記操作部が前記２つの方向のうちの所定の一方の方向に操作されたことを検出するための第１検出手段と、
   前記操作部が前記２つの方向のうちの他方の方向に操作されたことを検出するための第２検出手段とを含む、車両用操舵装置。
2. 前記２つの方向が、車体を基準とした左方向と車体を基準とした右方向であり、前記所定の一方の方向が車体を基準とした左方向であり、前記他方の方向が車体を基準とした右方向である、請求項１記載の車両用操舵装置。
3. 前記操作部材が前記一方の方向に操作されたことが前記第１検出手段によって検出されたときに、車体を左方向に微操舵させる手段と、
   前記操作部材が前記他方の方向に操作されたことが前記第２入力手段によって検出されたときに、車体を右方向に微操舵させる手段とを含む、請求項２に記載の車両用操舵装置。

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