JP4810774B2 - 操舵装置及び車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルと操舵輪が機械的な連結を有しない全電気式操舵装置などの操舵装置及び車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばフォークリフト等の産業車両には、全油圧式の操舵装置（パワーステアリング装置）を装備するものがある。全油圧式操舵装置は、ハンドルの回転を入力するステアリングバルブを備え、ハンドルの操作量に応じた油量の作動油がステアリングバルブからステアリングシリンダに供給される。そして、ステアリングバルブからの作動油によりその油量に応じてステアリングシリンダが駆動されることにより、ハンドルの操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪が操舵されるようになっている。
【０００３】
また特開平７−２０６３９９号公報には、ハンドルと操舵輪とが機械的に連結されていない操舵装置として、図１７に示す全電気式操舵装置が開示されている。オーダーピッキングトラック６１はコントローラ（制御部）６２を備え、コントローラ６２はハンドル６３の回転角をポテンショメータ６４から入力し、操舵輪６５の操舵角（切れ角）をポテンショメータ６６から入力する。そして、コントローラ６２はポテンショメータ６４，６６の検知電圧の偏差を算出し、その偏差に応じた駆動電圧をステアリングモータ６７（電動モータ）に出力する。これにより、操舵輪６５はハンドル６３の操作角に応じた切れ角となるように操舵される。
【０００４】
この操舵装置では、コントローラ６２は図１６に示す電気回路からなるハードウェアで構成されていた。ハンドル６３の操作角（回転角）を検出するポテンショメータ６４と、操舵輪６５の切れ角（操舵角）を検出するポテンショメータ６６との各々の信号はステアリング制御部７０に入力される。ステアリング制御部７０は、差動増幅器７１と、パルス発生器７２と、極性判別回路７３とから構成されている。モータ駆動部７４は、スイッチング素子ＣＨ１〜ＣＨ４がブリッジ状に接続されて構成されていた。ハンドル６３が操作されると、ポテンショメータ６４，６６の検出電圧に偏差が生じ、この偏差に応じたパルスがパルス発生回路から出力されるとともに、ハンドル６３の操舵方向に応じた極性信号が極性判別回路７３から出力される。そして、モータ駆動部７４では、各制御信号を受けて任意の対角線上のスイッチング素子ＣＨ１，ＣＨ４（ＣＨ２，ＣＨ３）がオンし、これによりステアリングモータ６７が駆動される。この結果、操舵輪６５がハンドル６３の回転角に応じた切れ角となる操舵量かつ向きに操舵される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、全電気式操舵装置は、ハンドル６３と操舵輪６５とが機械的にも油圧回路的にも連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ方式であるので、操舵輪に独立してハンドルを軽微な操作力で自由に回転させることができる。このため、ハンドル操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪を操舵させる構成であると、例えばハンドルを速く何回転も操作させて停止させたときに、ハンドルを停止させているにも拘わらず、ハンドルに操舵輪が追いつくまでの間は操舵輪だけが動き続けて遅れて止まることになる。しかし、ハンドル操作を停止したのは、運転者が操舵輪を止めたいという意志があったからで、ハンドル操作を止めているにも拘わらず操舵輪が動くと、運転者の意図した通りの切れ角に精度良く操舵輪を位置決めしにくいことになる。なお、仮にハンドル操作を停止または切り返した際、操舵輪を強制的に止める回路構成を追加すると、ハンドルと操舵輪の位置関係にずれが生じるという別の問題が発生する。
【０００６】
このため、従来は、この種の全電気式操舵装置においては、ハンドル操作速度を検出し、ハンドル操作速度に応じた出力（駆動力）が得られるようにステアリングモータ（電動モータ）を駆動させるようにしていた。しかし、ハンドル操作速度でモータの出力を決める構成であると、ハンドル操作量が同じでもハンドル操作速度の違いによって操舵輪の切れ角量が異なることになるため、ハンドル操作量に見合った切れ角量とはなっていなかった。つまり、ハンドル操作量と操舵輪の切れ角量とが対応している訳ではなかった。
【０００７】
運転者としては、ハンドルの操作量を調整することで操舵輪の切れ角量を調整できた方が操作性はよい。従って、ハンドルと操舵輪が所定のリンク比で機械的に連結された操舵装置と同様の操舵感覚で、ハンドル操作できることが好ましい。しかし、従来は、上記の理由で、ハンドル操作速度に応じてステアリングモータの駆動力を決めていたので、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリングが必ずしも好ましいものではなかった。
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、全電気式操舵装置において、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリンクを、ハンドルと操舵輪が機械的に連結された構成のものに近づけることができる操舵装置及び車両を提供することにある。
【０００９】
第２の目的は、ハンドル角と操舵輪の切れ角との位置関係がずれた場合、そのずれを補正することができることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、操舵輪を駆動する駆動手段と、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち少なくとも一方の検出値を格納する格納手段を備え、ハンドル角と切れ角のうち前記格納手段に格納された検出値と他方の検出値とを基に、前記格納手段に格納された検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記格納手段に格納された検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行うことを要旨とする。
前記第１の目的を達成するために請求項２に記載の発明は、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、操舵輪を駆動する駆動手段と、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、前記ハンドル角検出手段と前記切れ角検出手段のうち少なくとも一方は検出対象の変位量に応じた数のパルスを出力するパルス式センサと、該パルス式センサから出力されるパルスを計数するカウンタとを備え、前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち前記カウンタが計数した検出値と他方の検出値とを基に、前記カウンタが計数した検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記カウンタが計数した検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行うことを要旨とする。
【００１３】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、ハンドル角検出手段と切れ角検出手段により各々検出されたハンドル角と切れ角とを基に、差角算出手段により、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角が求められる。そして、この差角に応じた駆動力が得られるように駆動手段が駆動制御される。従って、ハンドルと操舵輪が所定のリンク比で機械的に連結されているかのように、ハンドル操作量に応じた切れ角量で操舵輪が操舵され、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリングが向上する。また、ハンドルを切り返したときは、その操作がハンドル操作検出手段により検出され、駆動手段の駆動が停止手段により停止される。この結果、ハンドルを切り返した際に、運転者が意図したように操舵輪が直ちに反転される。
【００１５】
また、ハンドルの切り返しをすると、これがハンドル操作検出手段により検出され、停止手段により、差角算出手段により求められる差角を零化するリセット処理が行われる。よって、差角が零にリセットされることで、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明によれば、ハンドル角と切れ角のうち少なくとも一方の検出値は格納手段に格納される。ハンドル角と切れ角のうち格納手段に格納された検出値と他方の検出値とを基にハンドル角と切れ角とのリンク比を考慮した差角が計算される。ハンドルの切り返しがハンドル操作検出手段により検出されると、停止手段は、格納手段に格納された検出値を、他方の検出値のリンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行う。この結果、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、ハンドルの切り返しがハンドル操作検出手段により検出されると、停止手段は、カウンタが計数した検出値を、他方の検出値のリンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行う。この結果、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の操舵装置において、前記リンク比のデータを記憶する書替可能な記憶手段を備えていることを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、記憶手段に記憶されたリンク比のデータを書き替えたり、車種毎にリンク比のデータを変更させることが可能になる。
前記第２の目的を達成するために請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を停止または低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつくように空転させる補正手段を備えていることを要旨とする。なお、空転とは、操舵輪が停止している場合と、操舵輪の操舵速度がハンドル操作速度に比べ遅い場合との両方を含む。
【００２２】
この発明によれば、ハンドルを停止または切り返した際は、ハンドル操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪が操舵されなくても、操舵輪の操舵が直ちに停止されるので、ハンドル角と切れ角との位置関係にずれが生じる。このずれが検出されているときにハンドルが操作されると、ハンドル操作に応じた駆動手段の出力を停止または低減させるように駆動手段が制御される。この結果、ハンドルが操舵輪に追いつくように空転し、ずれが解消される。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の操舵装置において、前記補正手段は、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を所定割合低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつかせるように空転させることを要旨とする。
【００２４】
この発明によれば、全電気式操舵装置において、ハンドル角と切れ角との位置関係のずれが検出されると、補正手段により、ハンドル操作に応じて決まる駆動手段の出力を所定割合低減させるように駆動手段が制御され、ハンドルの空転状態が作り出されることによりずれを小さくするようにハンドル角が補正される。このハンドル角補正実行中は、駆動手段の出力が所定割合低減されるのみで、電気式駆動手段からはその動力が少ないながらも操舵輪に伝わる状態にある。従って、ハンドル角補正実行中であっても、操舵輪の保持力が確保される。例えば操舵輪が路面上の障害物（石等）を踏んで外力が加わっても、操舵輪はそのときの切れ角のまま保持され易くなる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の操舵装置において、前記切れ角を前記ハンドルの相対角度に換算した目標位置を求める目標位置演算手段を備え、前記補正手段は、前記実位置と目標位置との相対角度でのずれを小さくするように前記駆動手段を制御することを要旨とする。
この発明によれば、ハンドル角検出手段は、ハンドルの実位置（実ハンドル角）をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、目標位置演算手段は、切れ角をハンドルの相対角度に換算した目標位置（目標ハンドル角）を求める。補正手段は、各検出手段により検出された実位置と目標位置との相対角度でのずれを小さくするように駆動手段を制御する。このため、例えばハンドルが操舵輪に対し１回転以上ずれた場合（例えば３８０度）でも、ずれを解消するための補正角度量が１回転未満の小さな量（例えば２０度）で済ませられる。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致して前記補正手段による実行内容が補正状態から補正禁止状態に切り替わる前後における前記駆動手段の出力差を小さく緩和する第２補正を前記駆動手段の出力に与える第２補正手段を備えていることを要旨とする。
【００２６】
この発明によれば、ハンドル角と切れ角との位置関係のずれが検出されると、補正手段により、ハンドル操作に応じて決まる駆動手段の出力が停止または低減（請求項５では所定割合の低減のみ）されることによりハンドルの空転状態が作り出されてずれを小さくするようにハンドルの実位置が補正される。この補正によってハンドル角と切れ角との位置関係が一致すれば、補正手段はその実行内容を補正状態から補正禁止状態に切り替える。この切り替わり時期及びその前後を含む所定期間内の所定時期に、第２補正手段により、駆動手段の出力を変化させる第２補正が実施され、補正状態から補正禁止状態に切り替わる前後における駆動手段の出力差が小さく緩和される。例えば直進走行中にハンドルを左右に微操作させる際は、補正状態から補正禁止状態に頻繁に切り替ることが起きるが、この切り替り前後での出力の急変は緩和されるので、ハンドル操作の直進安定性が確保され易くなる。例えばカーブを切って直進状態に戻したときに、少ない回数のハンドル微操作で速やかに車体が直進状態に整えられる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致したことを検出すると、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行う第２補正手段を備えていることを要旨とする。
【００２８】
この発明によれば、第２補正手段は、ハンドル角と切れ角との位置関係が一致したことを検出したときに、差角算出手段により求められる差角を零化するリセット処理を行う。この結果、停止手段により駆動手段の駆動が停止され、ハンドル操作の停止時または切り返し時に操舵輪の操舵が停止または反転される。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記駆動手段は電気式駆動手段であり、前記ハンドル操作停止時に前記操舵輪の切れ角がずれたことにより差角が生じると、該差角分のずれを解消するように前記駆動手段を駆動させる操舵輪保持手段を備えていることを要旨とする。
【００３２】
この発明によれば、ハンドルが操作されていないときに操舵輪が例えば外力によって変位して切れ角がずれたことが検出されると、操舵輪保持手段により、操舵輪の切れ角の前記変位分のずれを解消するように電気式駆動手段が駆動される。従って、駆動手段が電気式である全電気式操舵装置において、ハンドル停止中においても操舵輪の保持力が確保される。
【００３３】
請求項１０に記載の発明では、車両には、請求項１〜９のいずれか一項に記載の操舵装置が装備されていることを要旨とする。
この発明によれば、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明と同様の作用が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を全電気式操舵装置を装備する車両（産業車両）に具体化した一実施形態を図１〜図１５に従って説明する。
【００３５】
図２は、オーダーピッキング型フォークリフトの斜視図である。車両としてのオーダーピッキング型フォークリフト（以下、単にフォークリフトという）１は車体（機台）２の後部にマスト装置３を装備している。マスト装置３には、運転台４がマスト５に沿って昇降可能に配備されている。マスト５はアウタマスト６およびインナマスト７を備え、インナマスト７の上端にリフトシリンダ８のピストンロッド９（図３参照）の先端が固定されている。そして、リフトシリンダ８が駆動することによって、インナマスト７がアウタマスト６に対してスライドしてマスト５が伸縮動作する。
【００３６】
インナマスト７の上端部にはスプロケット１０が取着され、運転台４はそのスプロケット１０に掛装されたチェーン１１に吊り下げられた状態で支持されている。そして、リフトシリンダ８の駆動時にインナマスト７がアウタマスト６に対して伸縮動作することによって、運転台４が車体２に対して昇降移動する。運転台４の下部には一対のフォーク１２が取り付けられ、運転台４の昇降移動に伴ってフォーク１２が上下方向で位置決めされる。
【００３７】
フォークリフト１は後二輪が従動輪（片側のみ図示）、前一輪が駆動操舵輪のバッテリ車であり、車体２に搭載された走行モータ１３を駆動源としている。従動輪１４は車体２の左右両側から後方へ延出する左右一対のレグ１５の後端部にそれぞれ取り付けられ、駆動操舵輪（以下、単に操舵輪という）１６は車体２の前部の車幅方向略中央位置に配置されている。
【００３８】
運転台４の前方正面（図１の右側側面）にはハンドル１７が取り付けられ、このハンドル１７を操作することにより操舵輪１６が操舵されてフォークリフト１の進行向きが変えられる。ハンドル１７は所定箇所にハンドルノブ１８が形成され、左右方向のどちらも最大回転量が規制されずに回転できるようになっている。また、運転台４にはハンドル１７の他にインストルメントパネル１９、操作レバー２０、各種スイッチ類（図示省略）が配設されている。
【００３９】
図３は、フォークリフト１の概略構成を示す。フォークリフト１はコントローラ２１を備え、コントローラ２１にはＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ２５等が内蔵されている。ＲＯＭ２３には、操舵輪１６を操舵させる操舵制御用やハンドルノブ位置補正制御用の制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ２４にはＣＰＵ２２の演算結果等が一時記憶され、ＥＥＰＲＯＭ２５には後述するリンク比や補正低減係数Ｋ等が記憶される。ＣＰＵ２２はＲＯＭ２３に記憶された制御プログラムに従って、操舵輪制御やノブ位置補正制御を実行する。なお、ＣＰＵ２２は、制御手段、停止手段、補正手段、第２補正手段及び操舵輪保持手段を構成する。
【００４０】
ハンドル１７にはハンドル角検出手段を構成するハンドル角センサ２６が取り付けられ、ハンドル角センサ２６はプーリ２７に巻き掛けられた信号線（電線ケーブル）２８を介してコントローラ２１の入力側に接続されている。ハンドル角センサ２６はロータリエンコーダからなり、図５（ａ）に示すようにハンドル１７の主軸２９に止着された円板３０と、円板３０の半径方向外側に配置された３つの受光素子３１〜３３と、発光素子（図示省略）とを備えている。
【００４１】
円板３０の周縁部には複数（本例では４０個）のスリット３４が周方向に等間隔で形成され、そのスリット３４の半径方向内側に１つのスリット３５が形成されている。半径方向外側の２つの受光素子３１，３２は、スリット３４と相対する位置で周方向に所定の間隔をおいて並んだ状態で配置されている。また、残り１つの受光素子３３はスリット３５と相対する位置に、かつハンドルノブ１８の原点位置に配置されている。
【００４２】
受光素子３１，３２はスリット３４を介して発光素子からの光を受光し、互いに位相が９０度ずれた図５（ｂ）に示す検出信号（パルス信号）Ｓ１，Ｓ２をＣＰＵ２２にそれぞれ出力する。そして、ＣＰＵ２２はこれら２つの検出信号Ｓ１，Ｓ２のエッジを計数することでハンドル１７の操作角（ハンドル角Ｈ、実ノブ位置Ｎ）を算出する。本例では、ハンドル１７の１回転を１６０分割した分解能で角度検出され、１つのエッジを計数するごとに２．２５度の値で角度検出される。
【００４３】
また、受光素子３３はスリット３５を介して発光素子からの光を受光し、図５（ｂ）に示す検出信号（パルス信号）Ｓ３をＣＰＵ２２に出力する。そして、ＣＰＵ２２は検出信号Ｓ３のＨレベルを検出したとき、ハンドルノブ１８が原点位置に位置したと判断する。またＣＰＵ２２は検出信号Ｓ１の立ち上がり検出時に、検出信号Ｓ２がＨレベルであれば「右操舵」、検出信号Ｓ２がＬレベルであれば「左操舵」と判断する。ＣＰＵ２２は、逐次演算するこの操舵方向が反転すると、ハンドル１７が切り返されたと判断する。さらにＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６からの検出信号に基づき、その検出信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス間隔時間を計時し、パルス間隔時間からハンドル１７のハンドル操作速度を算出する。ＣＰＵ２２は、パルス間隔時間がハンドル操作停止と見なせる設定時間を超えると、ハンドル１７の操作が停止されたと判断する。
【００４４】
図３に示すように、フォークリフト１は車体２内に駆動手段及び電気式駆動手段としてのパワーステアリングモータ（以下、ＰＳモータという）（電動モータ）３６を備え、このＰＳモータ３６の出力軸３６ａに取着されたギヤ３７が操舵輪１６を支持するギヤホイール３８に噛合している。そして、ＰＳモータ３６が駆動されると、その駆動力がギヤ３７からギヤホイール３８へ伝達されて、操舵輪１６がＰＳモータ３６の回転方向に応じた方向に操舵される。このＰＳモータ３６および走行モータ１３は、コントローラ２１によって駆動制御される。
【００４５】
ギヤホイール３８と相対する位置には切れ角検出手段を構成するタイヤ角センサ３９が取り付けられ、タイヤ角センサ３９はコントローラ２１の入力側に接続されている。タイヤ角センサ３９は例えばポテンショメータからなり、操舵輪１６の切れ角Ｒに応じた検出信号（電圧値）をＣＰＵ２２に出力する。操舵輪１６は左右それぞれ最大約９０度まで操舵可能となっており、ＣＰＵ２２はタイヤ角センサ３９からの検出信号を基にして、その角度範囲内の値で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出する。
【００４６】
走行モータ１３の駆動軸４０と相対する位置には車速センサ４１が取り付けられている。車速センサ４１は走行モータ１３の駆動軸４０の外周面に形成された被検出部（図示省略）を検出することで駆動軸４０の回転に応じた検出信号（パルス信号）を出力する。ＣＰＵ２２は車速センサ４１から入力する検出信号のパルス間隔時間を計時してフォークリフト１の車速Ｖを算出する。
【００４７】
ここで、操舵輪１６とハンドル１７とは機械的に連結されていないことから、ハンドル１７と操舵輪１６との間にリンク比を設定する必要がある。リンク比とはハンドル１７と操舵輪１６との間の回転比率であり、本例ではこのリンク比が「１２」と設定され、ハンドル１７が６回転（３６０度×６）されると操舵輪１６が一方のエンドから他方のエンド（約１８０度）まで回転する。リンク比「１２」のデータはＥＥＰＲＯＭ２５に記憶されている。例えばリンク比は車種毎や仕様毎に値を変更して設定される場合があり、そのような場合は、例えば出荷時にＥＥＰＲＯＭ２５に設定するリンク比の値を車種毎または仕様毎に変更する。もちろん、車両出荷後にリンク比の値を変更することもできる。
【００４８】
図４は、フォークリフト１の電気構成図である。コントローラ２１は、走行モータ１３に接続されたモータ駆動回路４３と、ＰＳモータ３６に接続されたモータ駆動回路４４とを備えている。ＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６からの検出信号と、タイヤ角センサ３９からの検出信号とを入力し、これら信号値に基づき算出された出力指令値（デューティ値）Ｄm をモータ駆動回路４４に出力する。モータ駆動回路４４はＣＰＵ２２からの出力指令値に応じた駆動電流をＰＳモータ３６に出力し、ＰＳモータ３６はその電流値に応じた駆動力（トルク）を出力するように駆動される。もちろん、ＰＳモータ３６は、電圧制御により駆動されても構わない。このようにして全電気式操舵装置では、操舵輪１６がハンドル１７の操作に対した切れ角Ｒに操舵される。
【００４９】
ＣＰＵ２２は、第１カウンタ４５と第２カウンタ４６とを備えている。第１カウンタ４５および第２カウンタ４６は、ハンドル角センサ２６から出力される各パルス信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり及び立ち下がりの各エッジをカウントし、ハンドル１回転当たり合計１６０パルスのカウント値をカウントする。ここで、第１カウンタ４５は、ＰＳモータ３６を駆動させるためにモータ駆動回路４４に出力する出力指令値Ｄm を決めるために使用される。また、第２カウンタ４６は、ノブ位置補正制御を実行するために使用されるもので、ノブ位置のハンドル角に相当する値をカウントする。なお、第１カウンタ４５および第２カウンタ４６は、本例では正確にはプログラムによるソフトウェアで構成されている。もちろん、ハードウェアで各カウンタ４５，４６を構成することもできる。
【００５０】
図６は、ＰＳモータ３６の出力指令値の計算方法を説明する説明図である。リンク比が「１２」の場合、操舵輪１６が一方のエンドから他方のエンドまで回動する際にはハンドル１７が６回転する。そして、ハンドル１７を１回転したときパルスが０〜１５９までカウントされることから、操舵輪１６が直進状態となったときを基準として、ハンドル１７が左操舵されたときを「−」、右操舵されたときを「＋」とすると、第１カウンタ４５はハンドル１７の６回転を−４８０〜＋４８０の間のカウント値Ｃｈとしてカウントする。
【００５１】
このとき、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５により計数されたカウント値Ｃｈを角度換算し、−１０８０度（−４８０／１６０×３６０度）から＋１０８０度（＋４８０／１６０×３６０度）の範囲内で、ハンドル１７のハンドル角Ｈを算出する。なお、第１カウンタ４５は操舵輪１６の左エンド位置以降、すなわち−４８０となるとそれ以下ではカウントダウンを行わず、一方の右エンド位置以降、すなわち＋４８０となるとそれ以上ではカウントアップを行わない。
【００５２】
一方、操舵輪１６の切れ角Ｒは左右それぞれ最大９０度まで回転可能となっていることから、左最大操舵を−９０度、右最大操舵を＋９０度とすると、ＣＰＵ２２はタイヤ角センサ３９からの検出信号に基づき、−９０度〜＋９０度の範囲内で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出する。そして、ＣＰＵ２２は算出した操舵輪１６の切れ角Ｒにリンク比「１２」を乗算して、−１０８０度〜＋１０８０度の範囲内で切れ角Ｒをハンドル角に換算したハンドル換算値Ｈｔを算出する。
【００５３】
ハンドル角Ｈとハンドル換算値Ｈｔを算出した後、ＣＰＵ２２はこれら値の差をとって、ハンドル１７と操舵輪１６との位置関係のずれである差角ΔＨ（＝Ｈ−Ｈｔ）を算出する。そして、差角ΔＨから図９に示す関係を用いてＰＳモータ３６の出力指令値（デューティ値）Ｄm を算出する。同図に示すように、出力指令値Ｄm は、差角ΔＨの絶対値に対して、差角ΔＨの絶対値が０〜ＨA の範囲では比例的に増加する値をとり、ＨA を超えると１００％の値をとる。このＨA は、例えば５０〜２００度の範囲内の所定値に設定されている。なお、ＰＳモータ３６はΔＨ＞０のときに右回転（右操舵回転）され、ΔＨ＜０のときに左回転（左操舵回転）される。なお、以下、特に正負の符号を無視して差角ΔＨを用いることにする。
【００５４】
また、ＣＰＵ２２はハンドル１７が切り返されたとき、またはハンドル１７の操舵が止められたときに、ハンドルの位置情報を操舵輪の位置情報に合わせ込む処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２２は切れ角Ｒに応じたカウンタ換算値Ｃｔを算出し、第１カウンタ４５にそのカウンタ換算値Ｃｔをセットする。これにより、第１カウンタ４５のカウント値Ｃｈとカウンタ換算値Ｃｔが同じ値となり、差角ΔＨが「０」となってＰＳモータ３６に供給される電流値が「０」となる。
【００５５】
つまり、図８（ａ）に示す差角ΔＨが存在する状態でハンドル１７が操舵され、この状態でハンドル１７の操作が停止されるか、ハンドル１７が切り返しされるかすると、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔを強制的にセットする。この結果、第１カウンタ４５を用いた処理上は、図８（ｂ）に示すように差角ΔＨがなくなった状態（ΔＨ＝０）になる。よって、差角ΔＨを基に出力指令値Ｄm を決める処理方法を採用するものの、ハンドル操作を停止すれば操舵輪１６を停止でき、ハンドル１７を切り返せばその切り返しの瞬間に操舵輪１６を停止させることができる。そして、ハンドル切り返し後は、逆符号の差角ΔＨが生じるので操舵輪１６は反転する。
【００５６】
また、例えばフォークリフト１が走行しているときに、操舵輪１６が走行路面上の障害物（石など）に当たって、ハンドル１７を操作していないにも拘わらず操舵輪１６の切れ角Ｒがずれる場合がある。このとき、ＣＰＵ２２が逐次算出する差角ΔＨの値が「０」でなくなるので、ＣＰＵ２２はこの差角ΔＨを無くすようにＰＳモータ３６を駆動する。このため、操舵輪１６の切れ角Ｒが外力によってずれても元の切れ角Ｒに復帰させようとする復元力が発生する。ＰＳモータ３６の停止中は、操舵輪１６に操舵のための動力が伝わっていないので、操舵輪１６を一定の切れ角Ｒに保持する保持力が低下している。しかし、操舵輪１６の切れ角Ｒが外力によってずれようとすると、ＰＳモータ３６が駆動されて元の切れ角Ｒに復帰させる復元力が付与されるので、操舵輪１６の保持力が確保される。
【００５７】
図７は、ハンドルノブ位置補正制御を説明する説明図である。第２カウンタ４６はハンドル１７の回転に対して０〜１５９の間で計１６０パルスをカウントし、ハンドルノブ１８がノブ位置原点と一致して、受光素子３３からの検出信号Ｓ３のパルスを検出する度にそのカウント値がリセットされる。つまり、第２カウンタ４６はハンドルノブ１８のノブ位置が最下点にくるノブ位置原点を「０」とし、そのノブ位置原点からハンドル１７を操舵したときに０〜１５９までのカウント値Ｃｎをカウントする。ＣＰＵ２２は第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎから、０〜３６０度の範囲内でハンドルノブ１８の実ノブ位置（実位置）Ｎを算出する。つまり実ノブ位置Ｎは、原点を基準としてハンドル一回転（３６０゜）のうちどの位置にハンドルノブ１８が位置するかをに示す。
【００５８】
一方、ＣＰＵ２２は上述したように、−９０度〜＋９０度の範囲内で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出し、算出した切れ角Ｒにリンク比「１２」を乗算してハンドル換算値Ｈｔを算出している。このとき、ＣＰＵ２２はハンドル換算値Ｈｔから、第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎと比較を行うためのカウンタ換算値Ｃｋを算出する。このカウンタ換算値Ｃｋは０〜１５９の値であり、操舵輪１６の切れ角に対応してハンドルノブ１８がいるべき位置に応じた値である。ＣＰＵ２２はカウンタ換算値Ｃｋから、０〜３６０度の範囲内でハンドルノブ１８の目標ノブ位置（目標位置）Ｎｏを算出する。このように実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏは、ハンドル一回転単位の相対角度で求められる。
【００５９】
また、ＣＰＵ２２はハンドル１７の操舵を検出するとその操作方向を検出し、ハンドル１７の操作方向経路上で実ノブ位置Ｎから目標ノブ位置Ｎｏへ至るまでのズレ角Δθを算出する。そして、ＣＰＵ２２はズレ角Δθが１８０度以内（図１０（ａ）参照）であるときには第１補正を実行し、ＰＳモータ３６への出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋを乗算して出力指令値Ｄm の値を変化させる。ちなみに、本例では補正低減係数Ｋの値が「０．５」に設定され、第１補正が実行されることでＰＳモータ３６への駆動電流値が５０％に低減される。
【００６０】
そして、ＣＰＵ２２は補正低減係数Ｋが乗算されることで５０％に低減された出力指令値Ｄm （←Ｋ・Ｄm ）をモータ駆動回路４４に出力し、この出力指令値に基づく電流値がＰＳモータ３６に出力される。これにより、ＰＳモータ３６が通常よりも低速で回転し、ハンドル操作時において実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに追いつくことで、ハンドルノブ１８の位置ずれが解消される。
【００６１】
一方、ＣＰＵ２２はズレ角Δθが１８０度を超える（図１０（ｂ）参照）ときには第１補正を実行しない。この理由として、全電気式操舵装置はハンドル１７とＰＳモータ３６とが機械的にリンクされていないので、ハンドル１７の実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに対して大きくずれることがある。よって、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度を超える場合に第１補正を行うと、ハンドル操作を止めるタイミングによってはズレ角Δθが補正以前よりも大きくなる場合が生じてしまうからである。
【００６２】
そして、ハンドル１７を同一方向に回転した場合に、ハンドル１７の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間にΔθ≦１８０度のずれが生じたときのみ補正低減係数Ｋが乗算されるので、ＰＳモータ３６の出力が低減される領域と、出力が低減されない領域とがズレ角Δθの１８０度ごとで交互に現れることになる。つまり、結果として、図１１に示すように、ズレ角Δθが１８０度以内のときが補正許可領域となり、ズレ角Δθが１８０度を超えるときが補正禁止領域となる。
【００６３】
また、ＣＰＵ２２は実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏと一致したときに第２補正を実行し、ＰＳモータ３６へ供給される電流値を「０」に落とす処理を実行する。つまり、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒに応じて決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットすることで差角ΔＨを「０」とし、ＰＳモータ３６へ出力される電流値を「０」にする。これは、例えば図１２に示すように、フォークリフト１を略９０度カーブさせたその終了時に直進状態に戻すために行われるハンドル操作の直進安定性を高めるためである。直進状態に戻ったときに直進性を整えるためにハンドル１７は左右に微操作されることが通常行われる。このときに第２補正が実行されることによって、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏと一致した瞬間にＰＳモータ３６が一瞬停止される。この第２補正が実行されることで、ハンドル１７を左右に微操作する際に補正許可領域（Ｋ＝０．５）から補正禁止領域（Ｋ＝１）に切り替る前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和されるので、ハンドル操作に対する操舵輪１６の直進安定性が確保される。これはカーブ走行における直進復帰時に限らず、直進走行中の直進安定性の確保にも当然寄与する。この第２補正については後でもう一度詳述する。なお、第２補正に用いられる第１カウンタ４５は、第２補正手段及びカウンタを構成する。
【００６４】
図１は、ハンドルノブ位置補正実行時にＣＰＵ２２が行う手順を示すフローチャートである。なお、Ｓ１６０〜Ｓ１９０が第１補正に、Ｓ１２０，Ｓ１３０が第２補正に相当する。このフローチャートは、例えば２〜５０（ミリ秒）の範囲内の所定時間の間隔で繰り返し実行される。
【００６５】
まず、ステップ（以下、単にＳと記す）１００では、ハンドル１７を切り返した瞬間か、またはハンドル１７の操舵を止めた瞬間か否かを判断する。ハンドル角センサ２６がロータリエンコーダである本例の場合、ＣＰＵ２２は検出信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりエッジとレベル（ＨレベルかＬレベル）との比較処理をして操舵方向を求め、操舵方向が反転するとハンドル操作の切り返し時であると判断する。また、ＣＰＵ２２は、ハンドル角センサ２６からの検出信号に基づき逐次計時するパルス間隔時間がハンドル操作停止と見なせる設定時間を超えると、ハンドル操作の停止時と判断する。ハンドル１７が切り返されたとき、または操舵を止めたときにはＳ１１０に移行し、そうでないときにはＳ１２０に移行する。
【００６６】
Ｓ１１０では、ハンドル１７の位置情報を操舵輪１６の位置情報に合わせる。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットする。これにより、差角ΔＨが「０」となってＰＳモータ３６の出力が「０」となり、操舵輪１６の操舵が止まる。従って、ハンドル１７が停止されているにも拘わらず、操舵輪１６の操舵が継続されたり、ハンドル１７を切り返したにも拘わらず操舵輪１６の操舵方向が反転しないような不具合が生じない。
【００６７】
Ｓ１２０では、ハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎと、操舵輪１６の切れ角Ｒから決まる目標ノブ位置Ｎｏとが一致したか否かを判断する。すなわち、第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎと、操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｋとが一致したか否かを判断する。実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに一致していればＳ１３０に進み、一致していなければＳ１４０に移行する。
【００６８】
Ｓ１３０では、ハンドル１７の位置情報を操舵輪１６の位置情報に合わせる。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットする。ハンドル操作中に実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが一致する度に差角ΔＨが「０」となって出力指令値Ｄm が「０」となる。この第２補正の結果、ＰＳモータ３６の出力が一瞬停止される。
【００６９】
Ｓ１４０では、ハンドル１７と操舵輪１６の差角ΔＨを算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５のカウント値Ｃｈを基にしてハンドル１７のハンドル角Ｈを算出するとともに、タイヤ角センサ３９からの検出信号を基に決まる切れ角Ｒからハンドル換算値Ｈｔを算出する。そして、ＣＰＵ２２は２つの値Ｈ，Ｈｔの差をとって、ハンドル１７と操舵輪１６との間の差角ΔＨを算出する。
【００７０】
Ｓ１５０では、差角ΔＨに応じたＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm を算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は差角ΔＨに図９の関係から決まる所定係数を乗算して出力指令値Ｄm を算出する。
【００７１】
Ｓ１６０では、ハンドル１７の操舵方向を求める。すなわち、ＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６から入力する位相のずれた２つのパルス信号を比較処理してハンドル操舵方向を検出する。そして、ハンドル１７が右操舵されたか、左操舵されたかが検出される。
【００７２】
Ｓ１７０では、ハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間のハンドル操作方向におけるズレ角Δθを算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎを基にハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎを算出するとともに、操舵輪１６の切れ角Ｒから求まるカウンタ換算値Ｃｋを基にハンドルノブ１８の目標ノブ位置Ｎｏを算出する。そして、ＣＰＵ２２は図１０に示すように、実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間においてハンドル１７の操作方向の差をとってズレ角Δθを算出する。
【００７３】
Ｓ１８０では、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度以内（Δθ≦１８０度）か否かを判断する。Δθ≦１８０度が成立するときはＳ１９０に移行し、Δθ≦１８０度が不成立のときはＳ２００に移行する。
【００７４】
Ｓ１９０では、ＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋを乗算する。本例では、ＰＳモータ３６への出力指令値Ｄm に「０．５」が乗算され、その乗算結果として５０％軽減された出力指令値Ｄm が得られる。
【００７５】
Ｓ２００では、出力指令値Ｄm をＰＳモータ３６に出力する。つまり、補正低減係数Ｋが乗算された出力指令値Ｄm が出力されたときには、ハンドル操作の割にＰＳモータ３６の出力が小さく抑えられ、ＰＳモータ３６が相対的に低速で回転する。この結果、ハンドル１７の操作速度に対して操舵輪１６の操舵速度が通常時（補正禁止時）より遅れることになり（例えば通常操舵速度に比べ約半減）、ハンドル１７の空転状態が作り出される。これにより実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに追いつくことでハンドルノブ１８の位置ずれが解消される。一方、補正低減係数Ｋが乗算されない出力指令値Ｄm が出力されたときには、通常の駆動力でＰＳモータ３６が駆動される。
【００７６】
次に図１２に示すようにコーナを曲がるときを例にして、ハンドル操舵特性およびハンドルノブ位置補正について説明する。図１４は、カーブ走行時における仮出力指令値Ｄm 、補正低減係数Ｋ、最終出力指令値Ｄm の変化の様子を示すグラフである。ここで、仮出力指令値Ｄm とは、差角ΔＨから図９に示す関係を用いて求められる値を指し、最終出力指令値Ｄmとは仮出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋ（但しＫ＝１を含む）を乗算して得られる値を指す。なお、出力指令値Ｄm のグラフ中、「＋」表記がハンドル右操舵に対応するモータ右回転（正転）、「−」表記がハンドル左操舵に対応するモータ左回転（逆転）を示す。
【００７７】
例えば車両が直進走行している状態から図１２に示すように右折する場合、まずハンドル１７が右操舵される。直進走行時の第１カウンタが「０」であったとすると、この右操舵の開始ととも第１カウンタ４５の値Ｃｈはカウントダウンされる。ハンドル１７が操作されてΔＨが大きくなるに連れて図９の関係に示されるように出力指令値Ｄm も増大する。例えば図１４に示すように右操舵時は、同図（ａ）に示すような出力指令値Ｄm が得られる。
【００７８】
ハンドル１７を右操舵するときにノブずれが発生するが、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度を超えているうちはハンドルノブ位置補正は実行されない。よって、補正低減係数Ｋ＝０．５は乗算されず、Ｋ＝１に相当する出力指令値Ｄm が指令される。
【００７９】
そして、ハンドル１７を切り返した瞬間、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値ＣｔがセットされることによりΔＨが「０」となる。よって、この切り返しの瞬間、出力指令値Ｄm が「０」になってＰＳモータ３６が停止される。そしてハンドル１７が左方向へ逆操作されるとΔＨが「０」からカウントアップされ、ΔＨが大きくなるに連れて図９の関係に示されるように出力指令値Ｄm も増大する。この左操舵時は同図（ｂ）に示すような出力指令値Ｄm が得られる。
【００８０】
ハンドル１７を切り返した後に直進側へ戻すときは、実ノブ位置Ｎから目標ノブ位置Ｎo に近回りで向かうハンドル操作方向となってズレ角Δθが１８０度以下になるので、ハンドルノブ位置補正が実行される。このとき出力指令値Ｄm は正規値の５０％に低減される。そして、ハンドル１７を直進状態に戻すと、車体を直進走行状態に整えるために運転者はハンドル１７を左右に微操作する。このとき、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎo を通過する度に、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされて差角ΔＨ＝０とされるので、ＰＳモータ３６の出力が一瞬切られる。このため、ハンドル操作に対する直進安定性が確保される。このため、図１４に示すように直進状態に戻った後のハンドル微操作中は実ノブ位置が目標ノブ位置を通過する度にＰＳモータ３６が一瞬切られる。
【００８１】
この際、ハンドル直進微操作中において、実ノブ位置が目標ノブ位置に接近するときに補正許可領域（Ｋ＝０．５）にあり、実ノブ位置が目標ノブ位置を通過し終わると補正禁止領域（Ｋ＝１）になる。
【００８２】
図１３は、直進走行時にハンドルを微操作する際の操舵制御を説明するものである。例えばハンドル微操作時に、ハンドル１７を同図（ａ）の左切り返し点ＨLから同図（ｅ）の右切り返し点ＨRまで、左操作するときの最終出力指令値Ｄm は次のように決まる。
(1) ハンドル１７を右操舵から左操舵に切り返した時点（左切り返し点ＨL）で、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされるので、ΔＨ＝０となり最終出力指令値Ｄm ＝０になる（同図（ａ））。
(2) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに接近する過程は、補正許可領域なので、切り返し点ＨLをΔＨ＝０として増加する差角ΔＨの値から決まる出力指令値ＤmにＫ＝０．５を乗算して最終出力指令値「０．５Ｄm 」が得られる（同図（ｂ））。
(3) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する際は、両点Ｎ，Ｎo が一致した瞬間にΔＨ＝０とされるため（Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１４０）、最終出力指令値Ｄm は「０」になる（同図（ｃ））。
(4) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏから離間する過程は、補正禁止領域なので、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに一致した時点をΔＨ＝０として増加する差角ΔＨの値から決まる出力指令値「Ｄm 」がそのまま最終出力指令値になる（同図（ｄ））。
(5) ハンドル１７を左操舵から右操舵に切り返す時点（右切り返し点ＨR）で、第１カウンタ４５にそのときの切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされるので、差角ΔＨ＝０となり最終出力指令値Ｄm ＝０になる（同図（ｅ））。
【００８３】
図１５は、第２補正が、直進操作安定性を保証できる理由を説明するグラフである。同図（ａ）が第２補正を実施した例、同図（ｂ）が第２補正を実施しない例である。。
【００８４】
第２補正を実施しない場合、例えばハンドル左操作過程であれば、左切り返し点ＨL から右切り返し点ＨR に至るまでΔＨが徐々に増大し、図１５（ｂ）の上段に示す山型波形を描くような仮出力指令値Ｄm が決まる。この際、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前は補正許可領域（Ｋ＝０．５）で、通過後は補正禁止領域（Ｋ＝１）なので最終出力値Ｄm は同図（ｂ）下段のように上段の山型の前半部分だけが５０％低減され、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過すると最終出力指令値Ｄm が急増する。つまり、補正実施領域と補正禁止領域の境界を挟む前後で最終出力指令値Ｄm に大きな差が生じる。従って、運転者はハンドル１７を微操作しているつもりでも、ハンドル微操作範囲の中程を過ぎて補正禁止領域に入った時点からＰＳモータ３６が過大な出力となって、操舵輪１６の切れ角Ｒが運転者の意図に反して少し過大に切れてしまう。これが蛇行気味の直進走行を引き起こす原因となる。
【００８５】
これに対し、第２補正を実施する場合は、例えばハンドル左操作過程で、左切り返し点ＨL から徐々に増大したΔＨは、ハンドル微操作範囲の中程で実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過して両者が一致した時点で一旦「０」になり、この時点からΔＨは再び「０」から増大することになる。よって、同図（ａ）の上段に示す小さめの２つの山型波形を描くように仮出力指令値Ｄm は決まる。点ＨL から点ＨR に至る途中で実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前は補正許可領域（Ｋ＝０．５）で、通過後は補正禁止領域（Ｋ＝１）なので最終出力指令値Ｄm は同図（ａ）下段のように上段の前半１つの山型だけが５０％低減される。しかし、後半１つの山型がもともと小さめなので、補正実施（許可）領域と補正禁止領域の間で最終出力指令値Ｄm に大きな差が生じにくくなる。このため、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過した後の出力指令値Ｄm の増加割合が緩和され、補正実施領域から補正禁止領域に切り換わる時のモータ出力値の急増特性が緩和される。従って、ハンドル微操作範囲の中程を過ぎた時点から補正禁止領域に入った後も、それまでとＰＳモータ３６の出力が大きく変わらず、運転者の意図通りの直進操作安定性が得られる。
【００８６】
このように第２補正によれば、補正許可領域から補正禁止領域に移行する変わり目で、ΔＨを零にしてＰＳモータ３６の出力を「０」にすることと、補正禁止領域の出力値を決めるΔＨを振り出し「０」に戻す（リセットする）こととの２点の理由により、直進操作安定性が保証される。
【００８７】
従って、ハンドル微操作中は実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが一致する度に出力指令値Ｄm が「０」に落ちるため、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過後もＰＳモータ３６の出力値がさほど急増せず、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和される。よって、ハンドル直進微操作中は、ハンドル操作量（差角ΔＨ）に対する操舵輪１６の操舵量（最終出力指令値Ｄm）が比較的安定するので、直進走行安定性が確保され易くなる。例えばハンドル微操作中に車両が蛇行気味に直進走行する不都合を防止できる。特にカーブを曲がり終えて直進状態に戻す際は、車体を直進姿勢に整えるためにハンドル１７を微操作するが、このとき少ないハンドル微操作で比較的スピーディに安定な直進状態に復帰できる。
【００８８】
また、カーブを曲がるときなどハンドル操作過程では、差角ΔＨに応じて出力指令値Ｄmが決まるので、ハンドル１７を速く操作すれば差角ΔＨが大きくなって操舵輪１６が速く操舵される。よって、通常のハンドル操作をする限りにおいて、ハンドル操作に対して操舵輪１６はほとんど遅れなく追従する。このため、ハンドル操作停止時に差角ΔＨの如何に拘わらずこれを強制的に零として操舵輪１６を即座に停止しても、このときの操舵輪１６の操舵量はハンドル操作量にほぼ見合ったものとなる。
【００８９】
従って、この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）差角ΔＨに応じて出力指令値Ｄmを決め、差角ΔＨに応じてＰＳモータ３６の駆動力（トルク）を制御するので、ハンドル操作量に切れ角量を追従させるハンドル操舵制御を実現することができる。また、ハンドル操作の停止または切り返しを検出したときは、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットして差角ΔＨを強制的に「０」にし、ＰＳモータ３６を停止させる。よって、差角ΔＨの値に応じてＰＳモータ３６の出力指令値Ｄmを決める構成としているものの、ハンドル操作の停止時または切り返し時は即座に操舵輪１６が停止される。このため、ハンドル１７を回し過ぎてもハンドル操作を止めれば、ハンドル操作量に比例する切れ角量が操舵されてしまうことはなく、ハンドル操作停止と同時に操舵輪１６の操舵が停止される。そのため、ハンドル操作を停止させたにも拘わらず、操舵輪１６がハンドル操作停止直後しばらく動き続ける不都合を回避することができる。また、ハンドル切り返し時はハンドル１７を切り返したと同時に操舵輪１６が直ちに反転し逆方向に操舵される。従って、全電気式操舵装置において、ハンドルと操舵輪が機械的に連結された操舵装置と同様のハンドル操作フィーリングが得られるとともに、ハンドル操作停止時や切り返し時には運転者の意図通りの操舵が可能である。
【００９０】
（２）リンク比「１２」のデータをＥＥＰＲＯＭ２５に記憶しているので、例えばリンク比を車種毎や仕様毎に値を変更して設定したい場合、出荷前にＥＥＰＲＯＭ２５に設定するリンク比の値を車種毎または仕様毎に変更すれば、車種や使用毎に適したリンク比を簡単に設定することができる。もちろん、車両出荷後にリンク比の値を変更することも可能である。
【００９１】
（３）ＰＳモータ３６の能力が不足してハンドル１７に操舵輪１６が追従できない場合や、操舵輪１６がエンドで規制された状態でハンドル１７を回転し続けた場合にはハンドル１７のノブ位置が切れ角Ｒに対してずれることになる。しかし、ハンドルノブ位置補正が実行され、ハンドル操作時にＰＳモータ３６の出力が低減されることでハンドル１７が空転気味に操舵されて操舵輪１７に追いつくので、このようなずれも補正される。特に本実施形態では、ハンドル１７の操作停止時や切り返し時に、差角ΔＨを強制的に零にしてＰＳモータ３６の出力を停止させるためにずれが発生するが、ハンドルノブ位置補正によりこの種のずれも補正される。このため、ハンドルノブ１８は操舵輪１６の切れ角Ｒに応じた正規の位置に配置される頻度が高く、例えばハンドルノブ１８の位置から切れ角Ｒを判断する目安とされても、ほぼ正しく切れ角Ｒを判断できる。
【００９２】
（４）ハンドルノブ位置補正が実行される際は第１補正が実行され、出力指令値Ｄm が所定割合（Ｋ＝０．５）だけ低減される。よって、ハンドルノブ位置補正中であっても、ＰＳモータ３６の出力を零にする訳でないので、操舵輪１６の保持力が確保される。全油圧式操舵装置であればステアリングシリンダ中の作動油の存在により操舵輪の保持力がある程度確保されるが、全電気式操舵装置ではＰＳモータ３６の停止中は操舵輪１６の保持力が確保されにくい。しかし、ＰＳモータ３６の出力を零とはせず通常の半分は出力するので、操舵輪の保持力が確保される。従って、ハンドルノブ位置補正実行中に操舵輪１６が石などを踏んで外力が加わっても、操舵輪１６の切れ角Ｒが変化する事態は回避でき、ハンドルノブ位置補正を実行することに起因する車体２の不安定化を防止できる。
【００９３】
（５）ハンドル操作中は第２補正が実行され、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎo に一致すると、ＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm を「０」とし、ＰＳモータ３６を停止する。ハンドル操作中に補正禁止状態から補正許可状態に切り替わって出力指令値が０．５Ｄm からＤm に倍増しても、この切り替り時にＰＳモータ３６が一瞬停止することで、切り替り前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和される。よって、ハンドル操作に対する直進安定性が確保される。例えばカーブを終了して直進状態に復帰したときに蛇行気味の直進走行となる事態を回避し易い。
【００９４】
（６）さらに第２補正では、ハンドル操作中に補正禁止状態から補正許可状態に切り替わる際に第１カウンタ４５の処理によりΔＨ＝０にするので、切り替わり前後におけるＰＳモータ３６の出力差をより一層小さく緩和できる。この結果、ハンドル操作に対する直進安定性が一層確保され易い。
【００９５】
（７）ハンドルノブ１８のズレ角Δθは、ハンドル一回転単位の相対角度で求められるので、仮に１回転半ずれても半回転のずれ量の補正だけで済む。
（８）ズレ角Δθが１８０度以内の近回りのときのみ補正をするので、ハンドルノブ補正を実行したことで、却ってずれが拡大することを回避できる。
【００９６】
なお、実施形態は前記に限定されず、例えば、次の態様に変更してもよい。
○ カウンタ処理を採用しない方法で停止手段を構成してもよい。例えばポテンショメータなどを使用して得られたハンドル角の検出値を、ＣＰＵで毎回計算処理して出力指令値計算用の値（ハンドル角）を求める方法でもよい。
【００９７】
○ リンク比は一定値であることに必ずしも限定されない。例えば差角Δの大きさに応じてリンク比の値を一部域または全域で多少可変させても構わない。
○ 補正低減係数Ｋは一定値（０．５）であることに限定されない。例えば補正低減係数Ｋを可変の値に設定してもよい。補正許可領域においてズレ角Δθが減少するに従って比例関係をもって増加する値としてもよい。この設定方法でも、ハンドル位置補正中において出力指令値Ｄm が所定割合低減されるのみなので、ＰＳモータ３６の動力が操舵輪１６に少ないながらも伝わるので、操舵輪１６の保持力を確保することができる。
【００９８】
○ 第１補正の補正許可領域はズレ角が１８０度以内の時に限定されず、１８０度以内の任意の値以内の時としてもよい。
○ 第２補正は、ハンドルの実位置と操舵輪の切れ角との位置関係のずれが解消された所定時期にＰＳモータの出力を零にすることに限定されない。単に出力を所定割合低減させるだけでもよい。この場合、第１カウンタ４５には差角ΔＨが零より大きくなるような値をセットする。
【００９９】
○ 前記実施形態では、第１カウンタ４５はハンドル角検出手段を構成するもの（ハンドル角の値を計数するもの）であったが、ハンドル角検出手段と別に用意したカウンタを使用して停止処理を行ってもよい。例えばハンドル角センサとしてポテンショメータを使用する場合、当然カウンタは不要であるが、この場合にも、格納手段としてのカウンタを出力指令値計算用に用意する。そして、ハンドル操作を停止または切り返したときに、このカウンタに切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットし、差角ΔＨ＝０にする。この場合、格納手段としてのカウンタは、差角ΔＨを求めるために使われ、差角算出手段に含まれる。もちろん、格納手段は、カウンタに限定されず、ＲＡＭ２４やＥＥＰＲＯＭ２５などの書替可能メモリの所定記憶領域を利用するものであっても構わない。この場合、ＲＡＭ２４やＥＥＰＲＯＭ２５などが格納手段となる。
【０１００】
○ 停止手段による処理で使用される格納手段やカウンタは、ハンドル角と切れ角のどちらの値を格納または計数するものでも構わない。例えば切れ角が計数されるカウンタを用意し、ハンドル角を切れ角換算したカウンタ換算値をそのカウンタにセットすることで差角ΔＲを零にする方法でもよい。また、ハンドル角と切れ角の両方を２つのカウンタに各々計数される構成とし、一方のカウンタの計数値を他方の計数値に合わせ込む処理をして、差角ΔＨまたはΔＲを零にする方法でもよい。これらの方法によっても、差角ΔＨまたはΔＲが零になることで、これを基に決まる出力指令値が零とされ、ＰＳモータ３６の駆動が停止される。
【０１０１】
○ ハンドル角Ｈとハンドル換算値Ｈｔとの差角ΔＨに基づき操舵輪１６を駆動する出力指令値を決める構成に限定されない。ハンドル操作速度を除く、ハンドル操作に対して操舵輪をリンク比に応じた操舵制御させられる、操作量（または角度量）に応じたパラメータ（操作量または角度量と同じ次元）を用いることができる。
【０１０２】
○ ハンドル位置補正装置が適用される操舵装置は全電気式に限らない。例えばハンドルの操作量を検出した信号を基に、電磁制御弁（例えば電磁比例弁）を制御してステアリングシリンダ（ＰＳシリンダ）に供給する油量を制御する操舵装置において適用することもできる。もちろん、電磁制御弁に替え、ステアリングシリンダに作動油を供給する油圧ポンプを駆動するための電動モータを駆動手段（電気式駆動手段）とした操舵装置に適用してもよい。これらの場合、ハンドル角補正は、電磁制御弁の開度調整や電動モータの回転速度制御することにより操舵輪の操向速度をハンドルの操作速度に対し遅らせる制御をする。また第２補正を実施する場合、電磁制御弁を開弁するとともにその開度を補正時の開度よりも大きくする。電動モータの回転速度を補正時の速度より遅くする。なお、これらの操舵装置の場合、駆動手段は、ステアリングシリンダの他、電磁制御弁または電動モータにより構成され、制御手段及び停止手段は、コントローラ等により構成される。
【０１０３】
○ ハンドル位置補正は、操舵輪１６の切れ角Ｒから求まる目標ノブ位置にハンドル１７の実ノブ位置を近づける方式に限定されない。例えばハンドル１７のハンドル角から目標タイヤ角を求め、実タイヤ角を目標タイヤ角に近づける方式を採用してもよい。
【０１０４】
○ ハンドル１７の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏは０〜３６０度の相対角度で算出されることに限定されず、絶対角度で算出されてもよい。例えば、本例では実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが−１０８０度〜＋１０８０度の範囲内の絶対角度で算出されてもよい。
【０１０５】
○ ハンドル１７にはハンドルノブ１８が必ずしも設けられていることに限らず、ハンドル１７にノブがないものでもよい。
○ 産業車両はオーダーピッキング型フォークリフト１に限定されず、カウンタバランス式やリーチ式等の他の様式のフォークリフトでもよい。また、本例のハンドルノブ位置補正制御は産業車両に用いることに限らず、自動車等の車両に用いてもよい。
【０１０６】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を、以下に記載する。
（１）操舵装置は、前記駆動手段が電気式駆動手段である全電気式操舵装置であり、前記制御手段は、前記差角に応じた指令値を基に前記駆動手段を制御することを要旨とする。
【０１０７】
（２）ハンドル操作方向を検出する操作方向検出手段を備え、前記補正手段は、前記ハンドル操作方向が、前記実位置から前記目標位置に近回りで至る方向であれば補正を実行する。
【０１０８】
（３）請求項９に記載の発明において、前記第２補正手段による第２補正は、前記補正禁止後の出力を小さくする。
（４）請求項９の発明において、前記第２補正手段による第２補正は、補正禁止後の出力を小さく導く補正、または補正禁止後の出力を小さく低減させる補正である。
【０１０９】
（５）前記駆動手段は電気式駆動手段であって、前記操舵装置は全電気式操舵装置である。
（６）操舵装置を備えた産業車両。
【０１１０】
（７）前記技術的思想（６）において、前記産業車両は、車体に対して運転台が昇降するオーダーピッキング型である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項に記載の発明によれば、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であっても、切れ角を決める操舵の際にハンドルと操舵輪が所定のリンク比で連結されているかのようなハンドル操作フィーリング（操舵感覚）を提供することができる。
【０１１２】
請求項４〜１０に記載の発明によれば、さらにハンドル角と切れ角とのずれが生じても補正することができる。
請求項７〜１０に記載の発明によれば、さらにハンドルと切れ角とのずれを補正する処理を採用しても、ハンドル操作の直進安定性を確保し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施形態におけるハンドルノブ位置補正の実行手順を示すフローチャート。
【図２】 オーダーピッキング型フォークリフトの斜視図。
【図３】 フォークリフトの概略的構成を示す模式側面図。
【図４】 フォークリフトの電気的構成図。
【図５】 （ａ）はハンドル角センサの構成図、（ｂ）はハンドル角センサから出力される信号波形図。
【図６】 ＰＳモータの出力指令値の計算方法を説明する説明図。
【図７】 ハンドルノブ位置補正制御を説明する説明図。
【図８】 （ａ）はハンドルと操舵輪に差角が生じたときの説明図、（ｂ）はその差角を無くす処理の説明図。
【図９】 差角とモータ出力指令値との関係を示すグラフ。
【図１０】 （ａ）はズレ角が１８０度以内のときの状態図、（ｂ）はズレ角が１８０度を超えるときの状態図。
【図１１】 ズレ角と補正低減係数の関係を示すグラフ。
【図１２】 車両がカーブ走行したときの動作図。
【図１３】 ハンドル微操作中における第２補正を説明する説明図。
【図１４】 カーブ走行過程における出力指令値の変化を示すグラフ。
【図１５】 （ａ）は第２補正の原理説明をする出力指令値のグラフ、（ｂ）は第２補正を実施しない場合の出力指令値のグラフ。
【図１６】 従来技術における操舵装置を制御する電気回路図。
【図１７】 従来技術における全電気式操舵装置を備えたオーダーピッキングトラックの概略構成図。
【符号の説明】
１…車両としてのフォークリフト、２…車体、４…運転台、１６…操舵輪、１７…ハンドル、２１…制御手段及び停止手段等を構成するコントローラ、２２…制御手段、停止手段、補正手段、第２補正手段及び操舵輪保持手段を構成するＣＰＵ、２５…記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ、２６…ハンドル角検出手段を構成するハンドル角センサ、３６…駆動手段及び電気式駆動手段としてのＰＳモータ、３９…切れ角検出手段を構成するタイヤ角センサ、４４…制御手段及び停止手段等を構成するモータ駆動回路、４５…第２補正手段及びカウンタを構成する第１カウンタ、４６…実ハンドル角を検出するハンドル角検出手段を構成する第２カウンタ、Ｒ…切れ角、Ｎ…実ハンドル角としての実ノブ位置、Ｎｏ…目標ハンドル角としての目標ノブ位置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルと操舵輪が機械的な連結を有しない全電気式操舵装置などの操舵装置及び車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばフォークリフト等の産業車両には、全油圧式の操舵装置（パワーステアリング装置）を装備するものがある。全油圧式操舵装置は、ハンドルの回転を入力するステアリングバルブを備え、ハンドルの操作量に応じた油量の作動油がステアリングバルブからステアリングシリンダに供給される。そして、ステアリングバルブからの作動油によりその油量に応じてステアリングシリンダが駆動されることにより、ハンドルの操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪が操舵されるようになっている。
【０００３】
また特開平７−２０６３９９号公報には、ハンドルと操舵輪とが機械的に連結されていない操舵装置として、図１７に示す全電気式操舵装置が開示されている。オーダーピッキングトラック６１はコントローラ（制御部）６２を備え、コントローラ６２はハンドル６３の回転角をポテンショメータ６４から入力し、操舵輪６５の操舵角（切れ角）をポテンショメータ６６から入力する。そして、コントローラ６２はポテンショメータ６４，６６の検知電圧の偏差を算出し、その偏差に応じた駆動電圧をステアリングモータ６７（電動モータ）に出力する。これにより、操舵輪６５はハンドル６３の操作角に応じた切れ角となるように操舵される。
【０００４】
この操舵装置では、コントローラ６２は図１６に示す電気回路からなるハードウェアで構成されていた。ハンドル６３の操作角（回転角）を検出するポテンショメータ６４と、操舵輪６５の切れ角（操舵角）を検出するポテンショメータ６６との各々の信号はステアリング制御部７０に入力される。ステアリング制御部７０は、差動増幅器７１と、パルス発生器７２と、極性判別回路７３とから構成されている。モータ駆動部７４は、スイッチング素子ＣＨ１〜ＣＨ４がブリッジ状に接続されて構成されていた。ハンドル６３が操作されると、ポテンショメータ６４，６６の検出電圧に偏差が生じ、この偏差に応じたパルスがパルス発生回路から出力されるとともに、ハンドル６３の操舵方向に応じた極性信号が極性判別回路７３から出力される。そして、モータ駆動部７４では、各制御信号を受けて任意の対角線上のスイッチング素子ＣＨ１，ＣＨ４（ＣＨ２，ＣＨ３）がオンし、これによりステアリングモータ６７が駆動される。この結果、操舵輪６５がハンドル６３の回転角に応じた切れ角となる操舵量かつ向きに操舵される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、全電気式操舵装置は、ハンドル６３と操舵輪６５とが機械的にも油圧回路的にも連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ方式であるので、操舵輪に独立してハンドルを軽微な操作力で自由に回転させることができる。このため、ハンドル操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪を操舵させる構成であると、例えばハンドルを速く何回転も操作させて停止させたときに、ハンドルを停止させているにも拘わらず、ハンドルに操舵輪が追いつくまでの間は操舵輪だけが動き続けて遅れて止まることになる。しかし、ハンドル操作を停止したのは、運転者が操舵輪を止めたいという意志があったからで、ハンドル操作を止めているにも拘わらず操舵輪が動くと、運転者の意図した通りの切れ角に精度良く操舵輪を位置決めしにくいことになる。なお、仮にハンドル操作を停止または切り返した際、操舵輪を強制的に止める回路構成を追加すると、ハンドルと操舵輪の位置関係にずれが生じるという別の問題が発生する。
【０００６】
このため、従来は、この種の全電気式操舵装置においては、ハンドル操作速度を検出し、ハンドル操作速度に応じた出力（駆動力）が得られるようにステアリングモータ（電動モータ）を駆動させるようにしていた。しかし、ハンドル操作速度でモータの出力を決める構成であると、ハンドル操作量が同じでもハンドル操作速度の違いによって操舵輪の切れ角量が異なることになるため、ハンドル操作量に見合った切れ角量とはなっていなかった。つまり、ハンドル操作量と操舵輪の切れ角量とが対応している訳ではなかった。
【０００７】
運転者としては、ハンドルの操作量を調整することで操舵輪の切れ角量を調整できた方が操作性はよい。従って、ハンドルと操舵輪が所定のリンク比で機械的に連結された操舵装置と同様の操舵感覚で、ハンドル操作できることが好ましい。しかし、従来は、上記の理由で、ハンドル操作速度に応じてステアリングモータの駆動力を決めていたので、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリングが必ずしも好ましいものではなかった。
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、全電気式操舵装置において、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリンクを、ハンドルと操舵輪が機械的に連結された構成のものに近づけることができる操舵装置及び車両を提供することにある。
【０００９】
第２の目的は、ハンドル角と操舵輪の切れ角との位置関係がずれた場合、そのずれを補正することができることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、操舵輪を駆動する駆動手段と、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち少なくとも一方の検出値を格納する格納手段を備え、ハンドル角と切れ角のうち前記格納手段に格納された検出値と他方の検出値とを基に、前記格納手段に格納された検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記格納手段に格納された検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行うことを要旨とする。
前記第１の目的を達成するために請求項２に記載の発明は、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、操舵輪を駆動する駆動手段と、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、前記ハンドル角検出手段と前記切れ角検出手段のうち少なくとも一方は検出対象の変位量に応じた数のパルスを出力するパルス式センサと、該パルス式センサから出力されるパルスを計数するカウンタとを備え、前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち前記カウンタが計数した検出値と他方の検出値とを基に、前記カウンタが計数した検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記カウンタが計数した検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行うことを要旨とする。
【００１３】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、ハンドル角検出手段と切れ角検出手段により各々検出されたハンドル角と切れ角とを基に、差角算出手段により、ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角が求められる。そして、この差角に応じた駆動力が得られるように駆動手段が駆動制御される。従って、ハンドルと操舵輪が所定のリンク比で機械的に連結されているかのように、ハンドル操作量に応じた切れ角量で操舵輪が操舵され、切れ角を決める際のハンドル操作フィーリングが向上する。また、ハンドルを切り返したときは、その操作がハンドル操作検出手段により検出され、駆動手段の駆動が停止手段により停止される。この結果、ハンドルを切り返した際に、運転者が意図したように操舵輪が直ちに反転される。
【００１５】
また、ハンドルの切り返しをすると、これがハンドル操作検出手段により検出され、停止手段により、差角算出手段により求められる差角を零化するリセット処理が行われる。よって、差角が零にリセットされることで、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明によれば、ハンドル角と切れ角のうち少なくとも一方の検出値は格納手段に格納される。ハンドル角と切れ角のうち格納手段に格納された検出値と他方の検出値とを基にハンドル角と切れ角とのリンク比を考慮した差角が計算される。ハンドルの切り返しがハンドル操作検出手段により検出されると、停止手段は、格納手段に格納された検出値を、他方の検出値のリンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行う。この結果、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、ハンドルの切り返しがハンドル操作検出手段により検出されると、停止手段は、カウンタが計数した検出値を、他方の検出値のリンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行う。この結果、ハンドルの切り返し時に操舵輪は反転される。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の操舵装置において、前記リンク比のデータを記憶する書替可能な記憶手段を備えていることを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、記憶手段に記憶されたリンク比のデータを書き替えたり、車種毎にリンク比のデータを変更させることが可能になる。
前記第２の目的を達成するために請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を停止または低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつくように空転させる補正手段を備えていることを要旨とする。なお、空転とは、操舵輪が停止している場合と、操舵輪の操舵速度がハンドル操作速度に比べ遅い場合との両方を含む。
【００２２】
この発明によれば、ハンドルを停止または切り返した際は、ハンドル操作量に応じた切れ角量だけ操舵輪が操舵されなくても、操舵輪の操舵が直ちに停止されるので、ハンドル角と切れ角との位置関係にずれが生じる。このずれが検出されているときにハンドルが操作されると、ハンドル操作に応じた駆動手段の出力を停止または低減させるように駆動手段が制御される。この結果、ハンドルが操舵輪に追いつくように空転し、ずれが解消される。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の操舵装置において、前記補正手段は、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を所定割合低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつかせるように空転させることを要旨とする。
【００２４】
この発明によれば、全電気式操舵装置において、ハンドル角と切れ角との位置関係のずれが検出されると、補正手段により、ハンドル操作に応じて決まる駆動手段の出力を所定割合低減させるように駆動手段が制御され、ハンドルの空転状態が作り出されることによりずれを小さくするようにハンドル角が補正される。このハンドル角補正実行中は、駆動手段の出力が所定割合低減されるのみで、電気式駆動手段からはその動力が少ないながらも操舵輪に伝わる状態にある。従って、ハンドル角補正実行中であっても、操舵輪の保持力が確保される。例えば操舵輪が路面上の障害物（石等）を踏んで外力が加わっても、操舵輪はそのときの切れ角のまま保持され易くなる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の操舵装置において、前記切れ角を前記ハンドルの相対角度に換算した目標位置を求める目標位置演算手段を備え、前記補正手段は、前記実位置と目標位置との相対角度でのずれを小さくするように前記駆動手段を制御することを要旨とする。
この発明によれば、ハンドル角検出手段は、ハンドルの実位置（実ハンドル角）をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、目標位置演算手段は、切れ角をハンドルの相対角度に換算した目標位置（目標ハンドル角）を求める。補正手段は、各検出手段により検出された実位置と目標位置との相対角度でのずれを小さくするように駆動手段を制御する。このため、例えばハンドルが操舵輪に対し１回転以上ずれた場合（例えば３８０度）でも、ずれを解消するための補正角度量が１回転未満の小さな量（例えば２０度）で済ませられる。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致して前記補正手段による実行内容が補正状態から補正禁止状態に切り替わる前後における前記駆動手段の出力差を小さく緩和する第２補正を前記駆動手段の出力に与える第２補正手段を備えていることを要旨とする。
【００２６】
この発明によれば、ハンドル角と切れ角との位置関係のずれが検出されると、補正手段により、ハンドル操作に応じて決まる駆動手段の出力が停止または低減（請求項５では所定割合の低減のみ）されることによりハンドルの空転状態が作り出されてずれを小さくするようにハンドルの実位置が補正される。この補正によってハンドル角と切れ角との位置関係が一致すれば、補正手段はその実行内容を補正状態から補正禁止状態に切り替える。この切り替わり時期及びその前後を含む所定期間内の所定時期に、第２補正手段により、駆動手段の出力を変化させる第２補正が実施され、補正状態から補正禁止状態に切り替わる前後における駆動手段の出力差が小さく緩和される。例えば直進走行中にハンドルを左右に微操作させる際は、補正状態から補正禁止状態に頻繁に切り替ることが起きるが、この切り替り前後での出力の急変は緩和されるので、ハンドル操作の直進安定性が確保され易くなる。例えばカーブを切って直進状態に戻したときに、少ない回数のハンドル微操作で速やかに車体が直進状態に整えられる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致したことを検出すると、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行う第２補正手段を備えていることを要旨とする。
【００２８】
この発明によれば、第２補正手段は、ハンドル角と切れ角との位置関係が一致したことを検出したときに、差角算出手段により求められる差角を零化するリセット処理を行う。この結果、停止手段により駆動手段の駆動が停止され、ハンドル操作の停止時または切り返し時に操舵輪の操舵が停止または反転される。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の操舵装置において、前記駆動手段は電気式駆動手段であり、前記ハンドル操作停止時に前記操舵輪の切れ角がずれたことにより差角が生じると、該差角分のずれを解消するように前記駆動手段を駆動させる操舵輪保持手段を備えていることを要旨とする。
【００３２】
この発明によれば、ハンドルが操作されていないときに操舵輪が例えば外力によって変位して切れ角がずれたことが検出されると、操舵輪保持手段により、操舵輪の切れ角の前記変位分のずれを解消するように電気式駆動手段が駆動される。従って、駆動手段が電気式である全電気式操舵装置において、ハンドル停止中においても操舵輪の保持力が確保される。
【００３３】
請求項１０に記載の発明では、車両には、請求項１〜９のいずれか一項に記載の操舵装置が装備されていることを要旨とする。
この発明によれば、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明と同様の作用が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を全電気式操舵装置を装備する車両（産業車両）に具体化した一実施形態を図１〜図１５に従って説明する。
【００３５】
図２は、オーダーピッキング型フォークリフトの斜視図である。車両としてのオーダーピッキング型フォークリフト（以下、単にフォークリフトという）１は車体（機台）２の後部にマスト装置３を装備している。マスト装置３には、運転台４がマスト５に沿って昇降可能に配備されている。マスト５はアウタマスト６およびインナマスト７を備え、インナマスト７の上端にリフトシリンダ８のピストンロッド９（図３参照）の先端が固定されている。そして、リフトシリンダ８が駆動することによって、インナマスト７がアウタマスト６に対してスライドしてマスト５が伸縮動作する。
【００３６】
インナマスト７の上端部にはスプロケット１０が取着され、運転台４はそのスプロケット１０に掛装されたチェーン１１に吊り下げられた状態で支持されている。そして、リフトシリンダ８の駆動時にインナマスト７がアウタマスト６に対して伸縮動作することによって、運転台４が車体２に対して昇降移動する。運転台４の下部には一対のフォーク１２が取り付けられ、運転台４の昇降移動に伴ってフォーク１２が上下方向で位置決めされる。
【００３７】
フォークリフト１は後二輪が従動輪（片側のみ図示）、前一輪が駆動操舵輪のバッテリ車であり、車体２に搭載された走行モータ１３を駆動源としている。従動輪１４は車体２の左右両側から後方へ延出する左右一対のレグ１５の後端部にそれぞれ取り付けられ、駆動操舵輪（以下、単に操舵輪という）１６は車体２の前部の車幅方向略中央位置に配置されている。
【００３８】
運転台４の前方正面（図１の右側側面）にはハンドル１７が取り付けられ、このハンドル１７を操作することにより操舵輪１６が操舵されてフォークリフト１の進行向きが変えられる。ハンドル１７は所定箇所にハンドルノブ１８が形成され、左右方向のどちらも最大回転量が規制されずに回転できるようになっている。また、運転台４にはハンドル１７の他にインストルメントパネル１９、操作レバー２０、各種スイッチ類（図示省略）が配設されている。
【００３９】
図３は、フォークリフト１の概略構成を示す。フォークリフト１はコントローラ２１を備え、コントローラ２１にはＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ２５等が内蔵されている。ＲＯＭ２３には、操舵輪１６を操舵させる操舵制御用やハンドルノブ位置補正制御用の制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ２４にはＣＰＵ２２の演算結果等が一時記憶され、ＥＥＰＲＯＭ２５には後述するリンク比や補正低減係数Ｋ等が記憶される。ＣＰＵ２２はＲＯＭ２３に記憶された制御プログラムに従って、操舵輪制御やノブ位置補正制御を実行する。なお、ＣＰＵ２２は、制御手段、停止手段、補正手段、第２補正手段及び操舵輪保持手段を構成する。
【００４０】
ハンドル１７にはハンドル角検出手段を構成するハンドル角センサ２６が取り付けられ、ハンドル角センサ２６はプーリ２７に巻き掛けられた信号線（電線ケーブル）２８を介してコントローラ２１の入力側に接続されている。ハンドル角センサ２６はロータリエンコーダからなり、図５（ａ）に示すようにハンドル１７の主軸２９に止着された円板３０と、円板３０の半径方向外側に配置された３つの受光素子３１〜３３と、発光素子（図示省略）とを備えている。
【００４１】
円板３０の周縁部には複数（本例では４０個）のスリット３４が周方向に等間隔で形成され、そのスリット３４の半径方向内側に１つのスリット３５が形成されている。半径方向外側の２つの受光素子３１，３２は、スリット３４と相対する位置で周方向に所定の間隔をおいて並んだ状態で配置されている。また、残り１つの受光素子３３はスリット３５と相対する位置に、かつハンドルノブ１８の原点位置に配置されている。
【００４２】
受光素子３１，３２はスリット３４を介して発光素子からの光を受光し、互いに位相が９０度ずれた図５（ｂ）に示す検出信号（パルス信号）Ｓ１，Ｓ２をＣＰＵ２２にそれぞれ出力する。そして、ＣＰＵ２２はこれら２つの検出信号Ｓ１，Ｓ２のエッジを計数することでハンドル１７の操作角（ハンドル角Ｈ、実ノブ位置Ｎ）を算出する。本例では、ハンドル１７の１回転を１６０分割した分解能で角度検出され、１つのエッジを計数するごとに２．２５度の値で角度検出される。
【００４３】
また、受光素子３３はスリット３５を介して発光素子からの光を受光し、図５（ｂ）に示す検出信号（パルス信号）Ｓ３をＣＰＵ２２に出力する。そして、ＣＰＵ２２は検出信号Ｓ３のＨレベルを検出したとき、ハンドルノブ１８が原点位置に位置したと判断する。またＣＰＵ２２は検出信号Ｓ１の立ち上がり検出時に、検出信号Ｓ２がＨレベルであれば「右操舵」、検出信号Ｓ２がＬレベルであれば「左操舵」と判断する。ＣＰＵ２２は、逐次演算するこの操舵方向が反転すると、ハンドル１７が切り返されたと判断する。さらにＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６からの検出信号に基づき、その検出信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス間隔時間を計時し、パルス間隔時間からハンドル１７のハンドル操作速度を算出する。ＣＰＵ２２は、パルス間隔時間がハンドル操作停止と見なせる設定時間を超えると、ハンドル１７の操作が停止されたと判断する。
【００４４】
図３に示すように、フォークリフト１は車体２内に駆動手段及び電気式駆動手段としてのパワーステアリングモータ（以下、ＰＳモータという）（電動モータ）３６を備え、このＰＳモータ３６の出力軸３６ａに取着されたギヤ３７が操舵輪１６を支持するギヤホイール３８に噛合している。そして、ＰＳモータ３６が駆動されると、その駆動力がギヤ３７からギヤホイール３８へ伝達されて、操舵輪１６がＰＳモータ３６の回転方向に応じた方向に操舵される。このＰＳモータ３６および走行モータ１３は、コントローラ２１によって駆動制御される。
【００４５】
ギヤホイール３８と相対する位置には切れ角検出手段を構成するタイヤ角センサ３９が取り付けられ、タイヤ角センサ３９はコントローラ２１の入力側に接続されている。タイヤ角センサ３９は例えばポテンショメータからなり、操舵輪１６の切れ角Ｒに応じた検出信号（電圧値）をＣＰＵ２２に出力する。操舵輪１６は左右それぞれ最大約９０度まで操舵可能となっており、ＣＰＵ２２はタイヤ角センサ３９からの検出信号を基にして、その角度範囲内の値で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出する。
【００４６】
走行モータ１３の駆動軸４０と相対する位置には車速センサ４１が取り付けられている。車速センサ４１は走行モータ１３の駆動軸４０の外周面に形成された被検出部（図示省略）を検出することで駆動軸４０の回転に応じた検出信号（パルス信号）を出力する。ＣＰＵ２２は車速センサ４１から入力する検出信号のパルス間隔時間を計時してフォークリフト１の車速Ｖを算出する。
【００４７】
ここで、操舵輪１６とハンドル１７とは機械的に連結されていないことから、ハンドル１７と操舵輪１６との間にリンク比を設定する必要がある。リンク比とはハンドル１７と操舵輪１６との間の回転比率であり、本例ではこのリンク比が「１２」と設定され、ハンドル１７が６回転（３６０度×６）されると操舵輪１６が一方のエンドから他方のエンド（約１８０度）まで回転する。リンク比「１２」のデータはＥＥＰＲＯＭ２５に記憶されている。例えばリンク比は車種毎や仕様毎に値を変更して設定される場合があり、そのような場合は、例えば出荷時にＥＥＰＲＯＭ２５に設定するリンク比の値を車種毎または仕様毎に変更する。もちろん、車両出荷後にリンク比の値を変更することもできる。
【００４８】
図４は、フォークリフト１の電気構成図である。コントローラ２１は、走行モータ１３に接続されたモータ駆動回路４３と、ＰＳモータ３６に接続されたモータ駆動回路４４とを備えている。ＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６からの検出信号と、タイヤ角センサ３９からの検出信号とを入力し、これら信号値に基づき算出された出力指令値（デューティ値）Ｄm をモータ駆動回路４４に出力する。モータ駆動回路４４はＣＰＵ２２からの出力指令値に応じた駆動電流をＰＳモータ３６に出力し、ＰＳモータ３６はその電流値に応じた駆動力（トルク）を出力するように駆動される。もちろん、ＰＳモータ３６は、電圧制御により駆動されても構わない。このようにして全電気式操舵装置では、操舵輪１６がハンドル１７の操作に対した切れ角Ｒに操舵される。
【００４９】
ＣＰＵ２２は、第１カウンタ４５と第２カウンタ４６とを備えている。第１カウンタ４５および第２カウンタ４６は、ハンドル角センサ２６から出力される各パルス信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がり及び立ち下がりの各エッジをカウントし、ハンドル１回転当たり合計１６０パルスのカウント値をカウントする。ここで、第１カウンタ４５は、ＰＳモータ３６を駆動させるためにモータ駆動回路４４に出力する出力指令値Ｄm を決めるために使用される。また、第２カウンタ４６は、ノブ位置補正制御を実行するために使用されるもので、ノブ位置のハンドル角に相当する値をカウントする。なお、第１カウンタ４５および第２カウンタ４６は、本例では正確にはプログラムによるソフトウェアで構成されている。もちろん、ハードウェアで各カウンタ４５，４６を構成することもできる。
【００５０】
図６は、ＰＳモータ３６の出力指令値の計算方法を説明する説明図である。リンク比が「１２」の場合、操舵輪１６が一方のエンドから他方のエンドまで回動する際にはハンドル１７が６回転する。そして、ハンドル１７を１回転したときパルスが０〜１５９までカウントされることから、操舵輪１６が直進状態となったときを基準として、ハンドル１７が左操舵されたときを「−」、右操舵されたときを「＋」とすると、第１カウンタ４５はハンドル１７の６回転を−４８０〜＋４８０の間のカウント値Ｃｈとしてカウントする。
【００５１】
このとき、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５により計数されたカウント値Ｃｈを角度換算し、−１０８０度（−４８０／１６０×３６０度）から＋１０８０度（＋４８０／１６０×３６０度）の範囲内で、ハンドル１７のハンドル角Ｈを算出する。なお、第１カウンタ４５は操舵輪１６の左エンド位置以降、すなわち−４８０となるとそれ以下ではカウントダウンを行わず、一方の右エンド位置以降、すなわち＋４８０となるとそれ以上ではカウントアップを行わない。
【００５２】
一方、操舵輪１６の切れ角Ｒは左右それぞれ最大９０度まで回転可能となっていることから、左最大操舵を−９０度、右最大操舵を＋９０度とすると、ＣＰＵ２２はタイヤ角センサ３９からの検出信号に基づき、−９０度〜＋９０度の範囲内で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出する。そして、ＣＰＵ２２は算出した操舵輪１６の切れ角Ｒにリンク比「１２」を乗算して、−１０８０度〜＋１０８０度の範囲内で切れ角Ｒをハンドル角に換算したハンドル換算値Ｈｔを算出する。
【００５３】
ハンドル角Ｈとハンドル換算値Ｈｔを算出した後、ＣＰＵ２２はこれら値の差をとって、ハンドル１７と操舵輪１６との位置関係のずれである差角ΔＨ（＝Ｈ−Ｈｔ）を算出する。そして、差角ΔＨから図９に示す関係を用いてＰＳモータ３６の出力指令値（デューティ値）Ｄm を算出する。同図に示すように、出力指令値Ｄm は、差角ΔＨの絶対値に対して、差角ΔＨの絶対値が０〜ＨA の範囲では比例的に増加する値をとり、ＨA を超えると１００％の値をとる。このＨA は、例えば５０〜２００度の範囲内の所定値に設定されている。なお、ＰＳモータ３６はΔＨ＞０のときに右回転（右操舵回転）され、ΔＨ＜０のときに左回転（左操舵回転）される。なお、以下、特に正負の符号を無視して差角ΔＨを用いることにする。
【００５４】
また、ＣＰＵ２２はハンドル１７が切り返されたとき、またはハンドル１７の操舵が止められたときに、ハンドルの位置情報を操舵輪の位置情報に合わせ込む処理を行う。すなわち、ＣＰＵ２２は切れ角Ｒに応じたカウンタ換算値Ｃｔを算出し、第１カウンタ４５にそのカウンタ換算値Ｃｔをセットする。これにより、第１カウンタ４５のカウント値Ｃｈとカウンタ換算値Ｃｔが同じ値となり、差角ΔＨが「０」となってＰＳモータ３６に供給される電流値が「０」となる。
【００５５】
つまり、図８（ａ）に示す差角ΔＨが存在する状態でハンドル１７が操舵され、この状態でハンドル１７の操作が停止されるか、ハンドル１７が切り返しされるかすると、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔを強制的にセットする。この結果、第１カウンタ４５を用いた処理上は、図８（ｂ）に示すように差角ΔＨがなくなった状態（ΔＨ＝０）になる。よって、差角ΔＨを基に出力指令値Ｄm を決める処理方法を採用するものの、ハンドル操作を停止すれば操舵輪１６を停止でき、ハンドル１７を切り返せばその切り返しの瞬間に操舵輪１６を停止させることができる。そして、ハンドル切り返し後は、逆符号の差角ΔＨが生じるので操舵輪１６は反転する。
【００５６】
また、例えばフォークリフト１が走行しているときに、操舵輪１６が走行路面上の障害物（石など）に当たって、ハンドル１７を操作していないにも拘わらず操舵輪１６の切れ角Ｒがずれる場合がある。このとき、ＣＰＵ２２が逐次算出する差角ΔＨの値が「０」でなくなるので、ＣＰＵ２２はこの差角ΔＨを無くすようにＰＳモータ３６を駆動する。このため、操舵輪１６の切れ角Ｒが外力によってずれても元の切れ角Ｒに復帰させようとする復元力が発生する。ＰＳモータ３６の停止中は、操舵輪１６に操舵のための動力が伝わっていないので、操舵輪１６を一定の切れ角Ｒに保持する保持力が低下している。しかし、操舵輪１６の切れ角Ｒが外力によってずれようとすると、ＰＳモータ３６が駆動されて元の切れ角Ｒに復帰させる復元力が付与されるので、操舵輪１６の保持力が確保される。
【００５７】
図７は、ハンドルノブ位置補正制御を説明する説明図である。第２カウンタ４６はハンドル１７の回転に対して０〜１５９の間で計１６０パルスをカウントし、ハンドルノブ１８がノブ位置原点と一致して、受光素子３３からの検出信号Ｓ３のパルスを検出する度にそのカウント値がリセットされる。つまり、第２カウンタ４６はハンドルノブ１８のノブ位置が最下点にくるノブ位置原点を「０」とし、そのノブ位置原点からハンドル１７を操舵したときに０〜１５９までのカウント値Ｃｎをカウントする。ＣＰＵ２２は第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎから、０〜３６０度の範囲内でハンドルノブ１８の実ノブ位置（実位置）Ｎを算出する。つまり実ノブ位置Ｎは、原点を基準としてハンドル一回転（３６０゜）のうちどの位置にハンドルノブ１８が位置するかをに示す。
【００５８】
一方、ＣＰＵ２２は上述したように、−９０度〜＋９０度の範囲内で操舵輪１６の切れ角Ｒを算出し、算出した切れ角Ｒにリンク比「１２」を乗算してハンドル換算値Ｈｔを算出している。このとき、ＣＰＵ２２はハンドル換算値Ｈｔから、第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎと比較を行うためのカウンタ換算値Ｃｋを算出する。このカウンタ換算値Ｃｋは０〜１５９の値であり、操舵輪１６の切れ角に対応してハンドルノブ１８がいるべき位置に応じた値である。ＣＰＵ２２はカウンタ換算値Ｃｋから、０〜３６０度の範囲内でハンドルノブ１８の目標ノブ位置（目標位置）Ｎｏを算出する。このように実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏは、ハンドル一回転単位の相対角度で求められる。
【００５９】
また、ＣＰＵ２２はハンドル１７の操舵を検出するとその操作方向を検出し、ハンドル１７の操作方向経路上で実ノブ位置Ｎから目標ノブ位置Ｎｏへ至るまでのズレ角Δθを算出する。そして、ＣＰＵ２２はズレ角Δθが１８０度以内（図１０（ａ）参照）であるときには第１補正を実行し、ＰＳモータ３６への出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋを乗算して出力指令値Ｄm の値を変化させる。ちなみに、本例では補正低減係数Ｋの値が「０．５」に設定され、第１補正が実行されることでＰＳモータ３６への駆動電流値が５０％に低減される。
【００６０】
そして、ＣＰＵ２２は補正低減係数Ｋが乗算されることで５０％に低減された出力指令値Ｄm （←Ｋ・Ｄm ）をモータ駆動回路４４に出力し、この出力指令値に基づく電流値がＰＳモータ３６に出力される。これにより、ＰＳモータ３６が通常よりも低速で回転し、ハンドル操作時において実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに追いつくことで、ハンドルノブ１８の位置ずれが解消される。
【００６１】
一方、ＣＰＵ２２はズレ角Δθが１８０度を超える（図１０（ｂ）参照）ときには第１補正を実行しない。この理由として、全電気式操舵装置はハンドル１７とＰＳモータ３６とが機械的にリンクされていないので、ハンドル１７の実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに対して大きくずれることがある。よって、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度を超える場合に第１補正を行うと、ハンドル操作を止めるタイミングによってはズレ角Δθが補正以前よりも大きくなる場合が生じてしまうからである。
【００６２】
そして、ハンドル１７を同一方向に回転した場合に、ハンドル１７の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間にΔθ≦１８０度のずれが生じたときのみ補正低減係数Ｋが乗算されるので、ＰＳモータ３６の出力が低減される領域と、出力が低減されない領域とがズレ角Δθの１８０度ごとで交互に現れることになる。つまり、結果として、図１１に示すように、ズレ角Δθが１８０度以内のときが補正許可領域となり、ズレ角Δθが１８０度を超えるときが補正禁止領域となる。
【００６３】
また、ＣＰＵ２２は実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏと一致したときに第２補正を実行し、ＰＳモータ３６へ供給される電流値を「０」に落とす処理を実行する。つまり、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒに応じて決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットすることで差角ΔＨを「０」とし、ＰＳモータ３６へ出力される電流値を「０」にする。これは、例えば図１２に示すように、フォークリフト１を略９０度カーブさせたその終了時に直進状態に戻すために行われるハンドル操作の直進安定性を高めるためである。直進状態に戻ったときに直進性を整えるためにハンドル１７は左右に微操作されることが通常行われる。このときに第２補正が実行されることによって、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏと一致した瞬間にＰＳモータ３６が一瞬停止される。この第２補正が実行されることで、ハンドル１７を左右に微操作する際に補正許可領域（Ｋ＝０．５）から補正禁止領域（Ｋ＝１）に切り替る前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和されるので、ハンドル操作に対する操舵輪１６の直進安定性が確保される。これはカーブ走行における直進復帰時に限らず、直進走行中の直進安定性の確保にも当然寄与する。この第２補正については後でもう一度詳述する。なお、第２補正に用いられる第１カウンタ４５は、第２補正手段及びカウンタを構成する。
【００６４】
図１は、ハンドルノブ位置補正実行時にＣＰＵ２２が行う手順を示すフローチャートである。なお、Ｓ１６０〜Ｓ１９０が第１補正に、Ｓ１２０，Ｓ１３０が第２補正に相当する。このフローチャートは、例えば２〜５０（ミリ秒）の範囲内の所定時間の間隔で繰り返し実行される。
【００６５】
まず、ステップ（以下、単にＳと記す）１００では、ハンドル１７を切り返した瞬間か、またはハンドル１７の操舵を止めた瞬間か否かを判断する。ハンドル角センサ２６がロータリエンコーダである本例の場合、ＣＰＵ２２は検出信号Ｓ１，Ｓ２の立ち上がりエッジとレベル（ＨレベルかＬレベル）との比較処理をして操舵方向を求め、操舵方向が反転するとハンドル操作の切り返し時であると判断する。また、ＣＰＵ２２は、ハンドル角センサ２６からの検出信号に基づき逐次計時するパルス間隔時間がハンドル操作停止と見なせる設定時間を超えると、ハンドル操作の停止時と判断する。ハンドル１７が切り返されたとき、または操舵を止めたときにはＳ１１０に移行し、そうでないときにはＳ１２０に移行する。
【００６６】
Ｓ１１０では、ハンドル１７の位置情報を操舵輪１６の位置情報に合わせる。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットする。これにより、差角ΔＨが「０」となってＰＳモータ３６の出力が「０」となり、操舵輪１６の操舵が止まる。従って、ハンドル１７が停止されているにも拘わらず、操舵輪１６の操舵が継続されたり、ハンドル１７を切り返したにも拘わらず操舵輪１６の操舵方向が反転しないような不具合が生じない。
【００６７】
Ｓ１２０では、ハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎと、操舵輪１６の切れ角Ｒから決まる目標ノブ位置Ｎｏとが一致したか否かを判断する。すなわち、第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎと、操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｋとが一致したか否かを判断する。実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに一致していればＳ１３０に進み、一致していなければＳ１４０に移行する。
【００６８】
Ｓ１３０では、ハンドル１７の位置情報を操舵輪１６の位置情報に合わせる。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５に操舵輪１６の切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットする。ハンドル操作中に実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが一致する度に差角ΔＨが「０」となって出力指令値Ｄm が「０」となる。この第２補正の結果、ＰＳモータ３６の出力が一瞬停止される。
【００６９】
Ｓ１４０では、ハンドル１７と操舵輪１６の差角ΔＨを算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は第１カウンタ４５のカウント値Ｃｈを基にしてハンドル１７のハンドル角Ｈを算出するとともに、タイヤ角センサ３９からの検出信号を基に決まる切れ角Ｒからハンドル換算値Ｈｔを算出する。そして、ＣＰＵ２２は２つの値Ｈ，Ｈｔの差をとって、ハンドル１７と操舵輪１６との間の差角ΔＨを算出する。
【００７０】
Ｓ１５０では、差角ΔＨに応じたＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm を算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は差角ΔＨに図９の関係から決まる所定係数を乗算して出力指令値Ｄm を算出する。
【００７１】
Ｓ１６０では、ハンドル１７の操舵方向を求める。すなわち、ＣＰＵ２２はハンドル角センサ２６から入力する位相のずれた２つのパルス信号を比較処理してハンドル操舵方向を検出する。そして、ハンドル１７が右操舵されたか、左操舵されたかが検出される。
【００７２】
Ｓ１７０では、ハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間のハンドル操作方向におけるズレ角Δθを算出する。すなわち、ＣＰＵ２２は第２カウンタ４６のカウント値Ｃｎを基にハンドルノブ１８の実ノブ位置Ｎを算出するとともに、操舵輪１６の切れ角Ｒから求まるカウンタ換算値Ｃｋを基にハンドルノブ１８の目標ノブ位置Ｎｏを算出する。そして、ＣＰＵ２２は図１０に示すように、実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏとの間においてハンドル１７の操作方向の差をとってズレ角Δθを算出する。
【００７３】
Ｓ１８０では、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度以内（Δθ≦１８０度）か否かを判断する。Δθ≦１８０度が成立するときはＳ１９０に移行し、Δθ≦１８０度が不成立のときはＳ２００に移行する。
【００７４】
Ｓ１９０では、ＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋを乗算する。本例では、ＰＳモータ３６への出力指令値Ｄm に「０．５」が乗算され、その乗算結果として５０％軽減された出力指令値Ｄm が得られる。
【００７５】
Ｓ２００では、出力指令値Ｄm をＰＳモータ３６に出力する。つまり、補正低減係数Ｋが乗算された出力指令値Ｄm が出力されたときには、ハンドル操作の割にＰＳモータ３６の出力が小さく抑えられ、ＰＳモータ３６が相対的に低速で回転する。この結果、ハンドル１７の操作速度に対して操舵輪１６の操舵速度が通常時（補正禁止時）より遅れることになり（例えば通常操舵速度に比べ約半減）、ハンドル１７の空転状態が作り出される。これにより実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに追いつくことでハンドルノブ１８の位置ずれが解消される。一方、補正低減係数Ｋが乗算されない出力指令値Ｄm が出力されたときには、通常の駆動力でＰＳモータ３６が駆動される。
【００７６】
次に図１２に示すようにコーナを曲がるときを例にして、ハンドル操舵特性およびハンドルノブ位置補正について説明する。図１４は、カーブ走行時における仮出力指令値Ｄm 、補正低減係数Ｋ、最終出力指令値Ｄm の変化の様子を示すグラフである。ここで、仮出力指令値Ｄm とは、差角ΔＨから図９に示す関係を用いて求められる値を指し、最終出力指令値Ｄmとは仮出力指令値Ｄm に補正低減係数Ｋ（但しＫ＝１を含む）を乗算して得られる値を指す。なお、出力指令値Ｄm のグラフ中、「＋」表記がハンドル右操舵に対応するモータ右回転（正転）、「−」表記がハンドル左操舵に対応するモータ左回転（逆転）を示す。
【００７７】
例えば車両が直進走行している状態から図１２に示すように右折する場合、まずハンドル１７が右操舵される。直進走行時の第１カウンタが「０」であったとすると、この右操舵の開始ととも第１カウンタ４５の値Ｃｈはカウントダウンされる。ハンドル１７が操作されてΔＨが大きくなるに連れて図９の関係に示されるように出力指令値Ｄm も増大する。例えば図１４に示すように右操舵時は、同図（ａ）に示すような出力指令値Ｄm が得られる。
【００７８】
ハンドル１７を右操舵するときにノブずれが発生するが、ハンドル操作方向のズレ角Δθが１８０度を超えているうちはハンドルノブ位置補正は実行されない。よって、補正低減係数Ｋ＝０．５は乗算されず、Ｋ＝１に相当する出力指令値Ｄm が指令される。
【００７９】
そして、ハンドル１７を切り返した瞬間、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値ＣｔがセットされることによりΔＨが「０」となる。よって、この切り返しの瞬間、出力指令値Ｄm が「０」になってＰＳモータ３６が停止される。そしてハンドル１７が左方向へ逆操作されるとΔＨが「０」からカウントアップされ、ΔＨが大きくなるに連れて図９の関係に示されるように出力指令値Ｄm も増大する。この左操舵時は同図（ｂ）に示すような出力指令値Ｄm が得られる。
【００８０】
ハンドル１７を切り返した後に直進側へ戻すときは、実ノブ位置Ｎから目標ノブ位置Ｎo に近回りで向かうハンドル操作方向となってズレ角Δθが１８０度以下になるので、ハンドルノブ位置補正が実行される。このとき出力指令値Ｄm は正規値の５０％に低減される。そして、ハンドル１７を直進状態に戻すと、車体を直進走行状態に整えるために運転者はハンドル１７を左右に微操作する。このとき、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎo を通過する度に、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされて差角ΔＨ＝０とされるので、ＰＳモータ３６の出力が一瞬切られる。このため、ハンドル操作に対する直進安定性が確保される。このため、図１４に示すように直進状態に戻った後のハンドル微操作中は実ノブ位置が目標ノブ位置を通過する度にＰＳモータ３６が一瞬切られる。
【００８１】
この際、ハンドル直進微操作中において、実ノブ位置が目標ノブ位置に接近するときに補正許可領域（Ｋ＝０．５）にあり、実ノブ位置が目標ノブ位置を通過し終わると補正禁止領域（Ｋ＝１）になる。
【００８２】
図１３は、直進走行時にハンドルを微操作する際の操舵制御を説明するものである。例えばハンドル微操作時に、ハンドル１７を同図（ａ）の左切り返し点ＨLから同図（ｅ）の右切り返し点ＨRまで、左操作するときの最終出力指令値Ｄm は次のように決まる。
(1) ハンドル１７を右操舵から左操舵に切り返した時点（左切り返し点ＨL）で、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされるので、ΔＨ＝０となり最終出力指令値Ｄm ＝０になる（同図（ａ））。
(2) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに接近する過程は、補正許可領域なので、切り返し点ＨLをΔＨ＝０として増加する差角ΔＨの値から決まる出力指令値ＤmにＫ＝０．５を乗算して最終出力指令値「０．５Ｄm 」が得られる（同図（ｂ））。
(3) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する際は、両点Ｎ，Ｎo が一致した瞬間にΔＨ＝０とされるため（Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１４０）、最終出力指令値Ｄm は「０」になる（同図（ｃ））。
(4) 実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏから離間する過程は、補正禁止領域なので、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏに一致した時点をΔＨ＝０として増加する差角ΔＨの値から決まる出力指令値「Ｄm 」がそのまま最終出力指令値になる（同図（ｄ））。
(5) ハンドル１７を左操舵から右操舵に切り返す時点（右切り返し点ＨR）で、第１カウンタ４５にそのときの切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔがセットされるので、差角ΔＨ＝０となり最終出力指令値Ｄm ＝０になる（同図（ｅ））。
【００８３】
図１５は、第２補正が、直進操作安定性を保証できる理由を説明するグラフである。同図（ａ）が第２補正を実施した例、同図（ｂ）が第２補正を実施しない例である。。
【００８４】
第２補正を実施しない場合、例えばハンドル左操作過程であれば、左切り返し点ＨL から右切り返し点ＨR に至るまでΔＨが徐々に増大し、図１５（ｂ）の上段に示す山型波形を描くような仮出力指令値Ｄm が決まる。この際、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前は補正許可領域（Ｋ＝０．５）で、通過後は補正禁止領域（Ｋ＝１）なので最終出力値Ｄm は同図（ｂ）下段のように上段の山型の前半部分だけが５０％低減され、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過すると最終出力指令値Ｄm が急増する。つまり、補正実施領域と補正禁止領域の境界を挟む前後で最終出力指令値Ｄm に大きな差が生じる。従って、運転者はハンドル１７を微操作しているつもりでも、ハンドル微操作範囲の中程を過ぎて補正禁止領域に入った時点からＰＳモータ３６が過大な出力となって、操舵輪１６の切れ角Ｒが運転者の意図に反して少し過大に切れてしまう。これが蛇行気味の直進走行を引き起こす原因となる。
【００８５】
これに対し、第２補正を実施する場合は、例えばハンドル左操作過程で、左切り返し点ＨL から徐々に増大したΔＨは、ハンドル微操作範囲の中程で実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過して両者が一致した時点で一旦「０」になり、この時点からΔＨは再び「０」から増大することになる。よって、同図（ａ）の上段に示す小さめの２つの山型波形を描くように仮出力指令値Ｄm は決まる。点ＨL から点ＨR に至る途中で実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前は補正許可領域（Ｋ＝０．５）で、通過後は補正禁止領域（Ｋ＝１）なので最終出力指令値Ｄm は同図（ａ）下段のように上段の前半１つの山型だけが５０％低減される。しかし、後半１つの山型がもともと小さめなので、補正実施（許可）領域と補正禁止領域の間で最終出力指令値Ｄm に大きな差が生じにくくなる。このため、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過した後の出力指令値Ｄm の増加割合が緩和され、補正実施領域から補正禁止領域に切り換わる時のモータ出力値の急増特性が緩和される。従って、ハンドル微操作範囲の中程を過ぎた時点から補正禁止領域に入った後も、それまでとＰＳモータ３６の出力が大きく変わらず、運転者の意図通りの直進操作安定性が得られる。
【００８６】
このように第２補正によれば、補正許可領域から補正禁止領域に移行する変わり目で、ΔＨを零にしてＰＳモータ３６の出力を「０」にすることと、補正禁止領域の出力値を決めるΔＨを振り出し「０」に戻す（リセットする）こととの２点の理由により、直進操作安定性が保証される。
【００８７】
従って、ハンドル微操作中は実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが一致する度に出力指令値Ｄm が「０」に落ちるため、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過後もＰＳモータ３６の出力値がさほど急増せず、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎｏを通過する前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和される。よって、ハンドル直進微操作中は、ハンドル操作量（差角ΔＨ）に対する操舵輪１６の操舵量（最終出力指令値Ｄm）が比較的安定するので、直進走行安定性が確保され易くなる。例えばハンドル微操作中に車両が蛇行気味に直進走行する不都合を防止できる。特にカーブを曲がり終えて直進状態に戻す際は、車体を直進姿勢に整えるためにハンドル１７を微操作するが、このとき少ないハンドル微操作で比較的スピーディに安定な直進状態に復帰できる。
【００８８】
また、カーブを曲がるときなどハンドル操作過程では、差角ΔＨに応じて出力指令値Ｄmが決まるので、ハンドル１７を速く操作すれば差角ΔＨが大きくなって操舵輪１６が速く操舵される。よって、通常のハンドル操作をする限りにおいて、ハンドル操作に対して操舵輪１６はほとんど遅れなく追従する。このため、ハンドル操作停止時に差角ΔＨの如何に拘わらずこれを強制的に零として操舵輪１６を即座に停止しても、このときの操舵輪１６の操舵量はハンドル操作量にほぼ見合ったものとなる。
【００８９】
従って、この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）差角ΔＨに応じて出力指令値Ｄmを決め、差角ΔＨに応じてＰＳモータ３６の駆動力（トルク）を制御するので、ハンドル操作量に切れ角量を追従させるハンドル操舵制御を実現することができる。また、ハンドル操作の停止または切り返しを検出したときは、第１カウンタ４５に切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットして差角ΔＨを強制的に「０」にし、ＰＳモータ３６を停止させる。よって、差角ΔＨの値に応じてＰＳモータ３６の出力指令値Ｄmを決める構成としているものの、ハンドル操作の停止時または切り返し時は即座に操舵輪１６が停止される。このため、ハンドル１７を回し過ぎてもハンドル操作を止めれば、ハンドル操作量に比例する切れ角量が操舵されてしまうことはなく、ハンドル操作停止と同時に操舵輪１６の操舵が停止される。そのため、ハンドル操作を停止させたにも拘わらず、操舵輪１６がハンドル操作停止直後しばらく動き続ける不都合を回避することができる。また、ハンドル切り返し時はハンドル１７を切り返したと同時に操舵輪１６が直ちに反転し逆方向に操舵される。従って、全電気式操舵装置において、ハンドルと操舵輪が機械的に連結された操舵装置と同様のハンドル操作フィーリングが得られるとともに、ハンドル操作停止時や切り返し時には運転者の意図通りの操舵が可能である。
【００９０】
（２）リンク比「１２」のデータをＥＥＰＲＯＭ２５に記憶しているので、例えばリンク比を車種毎や仕様毎に値を変更して設定したい場合、出荷前にＥＥＰＲＯＭ２５に設定するリンク比の値を車種毎または仕様毎に変更すれば、車種や使用毎に適したリンク比を簡単に設定することができる。もちろん、車両出荷後にリンク比の値を変更することも可能である。
【００９１】
（３）ＰＳモータ３６の能力が不足してハンドル１７に操舵輪１６が追従できない場合や、操舵輪１６がエンドで規制された状態でハンドル１７を回転し続けた場合にはハンドル１７のノブ位置が切れ角Ｒに対してずれることになる。しかし、ハンドルノブ位置補正が実行され、ハンドル操作時にＰＳモータ３６の出力が低減されることでハンドル１７が空転気味に操舵されて操舵輪１７に追いつくので、このようなずれも補正される。特に本実施形態では、ハンドル１７の操作停止時や切り返し時に、差角ΔＨを強制的に零にしてＰＳモータ３６の出力を停止させるためにずれが発生するが、ハンドルノブ位置補正によりこの種のずれも補正される。このため、ハンドルノブ１８は操舵輪１６の切れ角Ｒに応じた正規の位置に配置される頻度が高く、例えばハンドルノブ１８の位置から切れ角Ｒを判断する目安とされても、ほぼ正しく切れ角Ｒを判断できる。
【００９２】
（４）ハンドルノブ位置補正が実行される際は第１補正が実行され、出力指令値Ｄm が所定割合（Ｋ＝０．５）だけ低減される。よって、ハンドルノブ位置補正中であっても、ＰＳモータ３６の出力を零にする訳でないので、操舵輪１６の保持力が確保される。全油圧式操舵装置であればステアリングシリンダ中の作動油の存在により操舵輪の保持力がある程度確保されるが、全電気式操舵装置ではＰＳモータ３６の停止中は操舵輪１６の保持力が確保されにくい。しかし、ＰＳモータ３６の出力を零とはせず通常の半分は出力するので、操舵輪の保持力が確保される。従って、ハンドルノブ位置補正実行中に操舵輪１６が石などを踏んで外力が加わっても、操舵輪１６の切れ角Ｒが変化する事態は回避でき、ハンドルノブ位置補正を実行することに起因する車体２の不安定化を防止できる。
【００９３】
（５）ハンドル操作中は第２補正が実行され、実ノブ位置Ｎが目標ノブ位置Ｎo に一致すると、ＰＳモータ３６の出力指令値Ｄm を「０」とし、ＰＳモータ３６を停止する。ハンドル操作中に補正禁止状態から補正許可状態に切り替わって出力指令値が０．５Ｄm からＤm に倍増しても、この切り替り時にＰＳモータ３６が一瞬停止することで、切り替り前後におけるＰＳモータ３６の出力差が小さく緩和される。よって、ハンドル操作に対する直進安定性が確保される。例えばカーブを終了して直進状態に復帰したときに蛇行気味の直進走行となる事態を回避し易い。
【００９４】
（６）さらに第２補正では、ハンドル操作中に補正禁止状態から補正許可状態に切り替わる際に第１カウンタ４５の処理によりΔＨ＝０にするので、切り替わり前後におけるＰＳモータ３６の出力差をより一層小さく緩和できる。この結果、ハンドル操作に対する直進安定性が一層確保され易い。
【００９５】
（７）ハンドルノブ１８のズレ角Δθは、ハンドル一回転単位の相対角度で求められるので、仮に１回転半ずれても半回転のずれ量の補正だけで済む。
（８）ズレ角Δθが１８０度以内の近回りのときのみ補正をするので、ハンドルノブ補正を実行したことで、却ってずれが拡大することを回避できる。
【００９６】
なお、実施形態は前記に限定されず、例えば、次の態様に変更してもよい。
○ カウンタ処理を採用しない方法で停止手段を構成してもよい。例えばポテンショメータなどを使用して得られたハンドル角の検出値を、ＣＰＵで毎回計算処理して出力指令値計算用の値（ハンドル角）を求める方法でもよい。
【００９７】
○ リンク比は一定値であることに必ずしも限定されない。例えば差角Δの大きさに応じてリンク比の値を一部域または全域で多少可変させても構わない。
○ 補正低減係数Ｋは一定値（０．５）であることに限定されない。例えば補正低減係数Ｋを可変の値に設定してもよい。補正許可領域においてズレ角Δθが減少するに従って比例関係をもって増加する値としてもよい。この設定方法でも、ハンドル位置補正中において出力指令値Ｄm が所定割合低減されるのみなので、ＰＳモータ３６の動力が操舵輪１６に少ないながらも伝わるので、操舵輪１６の保持力を確保することができる。
【００９８】
○ 第１補正の補正許可領域はズレ角が１８０度以内の時に限定されず、１８０度以内の任意の値以内の時としてもよい。
○ 第２補正は、ハンドルの実位置と操舵輪の切れ角との位置関係のずれが解消された所定時期にＰＳモータの出力を零にすることに限定されない。単に出力を所定割合低減させるだけでもよい。この場合、第１カウンタ４５には差角ΔＨが零より大きくなるような値をセットする。
【００９９】
○ 前記実施形態では、第１カウンタ４５はハンドル角検出手段を構成するもの（ハンドル角の値を計数するもの）であったが、ハンドル角検出手段と別に用意したカウンタを使用して停止処理を行ってもよい。例えばハンドル角センサとしてポテンショメータを使用する場合、当然カウンタは不要であるが、この場合にも、格納手段としてのカウンタを出力指令値計算用に用意する。そして、ハンドル操作を停止または切り返したときに、このカウンタに切れ角Ｒから決まるカウンタ換算値Ｃｔをセットし、差角ΔＨ＝０にする。この場合、格納手段としてのカウンタは、差角ΔＨを求めるために使われ、差角算出手段に含まれる。もちろん、格納手段は、カウンタに限定されず、ＲＡＭ２４やＥＥＰＲＯＭ２５などの書替可能メモリの所定記憶領域を利用するものであっても構わない。この場合、ＲＡＭ２４やＥＥＰＲＯＭ２５などが格納手段となる。
【０１００】
○ 停止手段による処理で使用される格納手段やカウンタは、ハンドル角と切れ角のどちらの値を格納または計数するものでも構わない。例えば切れ角が計数されるカウンタを用意し、ハンドル角を切れ角換算したカウンタ換算値をそのカウンタにセットすることで差角ΔＲを零にする方法でもよい。また、ハンドル角と切れ角の両方を２つのカウンタに各々計数される構成とし、一方のカウンタの計数値を他方の計数値に合わせ込む処理をして、差角ΔＨまたはΔＲを零にする方法でもよい。これらの方法によっても、差角ΔＨまたはΔＲが零になることで、これを基に決まる出力指令値が零とされ、ＰＳモータ３６の駆動が停止される。
【０１０１】
○ ハンドル角Ｈとハンドル換算値Ｈｔとの差角ΔＨに基づき操舵輪１６を駆動する出力指令値を決める構成に限定されない。ハンドル操作速度を除く、ハンドル操作に対して操舵輪をリンク比に応じた操舵制御させられる、操作量（または角度量）に応じたパラメータ（操作量または角度量と同じ次元）を用いることができる。
【０１０２】
○ ハンドル位置補正装置が適用される操舵装置は全電気式に限らない。例えばハンドルの操作量を検出した信号を基に、電磁制御弁（例えば電磁比例弁）を制御してステアリングシリンダ（ＰＳシリンダ）に供給する油量を制御する操舵装置において適用することもできる。もちろん、電磁制御弁に替え、ステアリングシリンダに作動油を供給する油圧ポンプを駆動するための電動モータを駆動手段（電気式駆動手段）とした操舵装置に適用してもよい。これらの場合、ハンドル角補正は、電磁制御弁の開度調整や電動モータの回転速度制御することにより操舵輪の操向速度をハンドルの操作速度に対し遅らせる制御をする。また第２補正を実施する場合、電磁制御弁を開弁するとともにその開度を補正時の開度よりも大きくする。電動モータの回転速度を補正時の速度より遅くする。なお、これらの操舵装置の場合、駆動手段は、ステアリングシリンダの他、電磁制御弁または電動モータにより構成され、制御手段及び停止手段は、コントローラ等により構成される。
【０１０３】
○ ハンドル位置補正は、操舵輪１６の切れ角Ｒから求まる目標ノブ位置にハンドル１７の実ノブ位置を近づける方式に限定されない。例えばハンドル１７のハンドル角から目標タイヤ角を求め、実タイヤ角を目標タイヤ角に近づける方式を採用してもよい。
【０１０４】
○ ハンドル１７の実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏは０〜３６０度の相対角度で算出されることに限定されず、絶対角度で算出されてもよい。例えば、本例では実ノブ位置Ｎと目標ノブ位置Ｎｏが−１０８０度〜＋１０８０度の範囲内の絶対角度で算出されてもよい。
【０１０５】
○ ハンドル１７にはハンドルノブ１８が必ずしも設けられていることに限らず、ハンドル１７にノブがないものでもよい。
○ 産業車両はオーダーピッキング型フォークリフト１に限定されず、カウンタバランス式やリーチ式等の他の様式のフォークリフトでもよい。また、本例のハンドルノブ位置補正制御は産業車両に用いることに限らず、自動車等の車両に用いてもよい。
【０１０６】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を、以下に記載する。
（１）操舵装置は、前記駆動手段が電気式駆動手段である全電気式操舵装置であり、前記制御手段は、前記差角に応じた指令値を基に前記駆動手段を制御することを要旨とする。
【０１０７】
（２）ハンドル操作方向を検出する操作方向検出手段を備え、前記補正手段は、前記ハンドル操作方向が、前記実位置から前記目標位置に近回りで至る方向であれば補正を実行する。
【０１０８】
（３）請求項９に記載の発明において、前記第２補正手段による第２補正は、前記補正禁止後の出力を小さくする。
（４）請求項９の発明において、前記第２補正手段による第２補正は、補正禁止後の出力を小さく導く補正、または補正禁止後の出力を小さく低減させる補正である。
【０１０９】
（５）前記駆動手段は電気式駆動手段であって、前記操舵装置は全電気式操舵装置である。
（６）操舵装置を備えた産業車両。
【０１１０】
（７）前記技術的思想（６）において、前記産業車両は、車体に対して運転台が昇降するオーダーピッキング型である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項に記載の発明によれば、ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であっても、切れ角を決める操舵の際にハンドルと操舵輪が所定のリンク比で連結されているかのようなハンドル操作フィーリング（操舵感覚）を提供することができる。
【０１１２】
請求項４〜１０に記載の発明によれば、さらにハンドル角と切れ角とのずれが生じても補正することができる。
請求項７〜１０に記載の発明によれば、さらにハンドルと切れ角とのずれを補正する処理を採用しても、ハンドル操作の直進安定性を確保し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施形態におけるハンドルノブ位置補正の実行手順を示すフローチャート。
【図２】 オーダーピッキング型フォークリフトの斜視図。
【図３】 フォークリフトの概略的構成を示す模式側面図。
【図４】 フォークリフトの電気的構成図。
【図５】 （ａ）はハンドル角センサの構成図、（ｂ）はハンドル角センサから出力される信号波形図。
【図６】 ＰＳモータの出力指令値の計算方法を説明する説明図。
【図７】 ハンドルノブ位置補正制御を説明する説明図。
【図８】 （ａ）はハンドルと操舵輪に差角が生じたときの説明図、（ｂ）はその差角を無くす処理の説明図。
【図９】 差角とモータ出力指令値との関係を示すグラフ。
【図１０】 （ａ）はズレ角が１８０度以内のときの状態図、（ｂ）はズレ角が１８０度を超えるときの状態図。
【図１１】 ズレ角と補正低減係数の関係を示すグラフ。
【図１２】 車両がカーブ走行したときの動作図。
【図１３】 ハンドル微操作中における第２補正を説明する説明図。
【図１４】 カーブ走行過程における出力指令値の変化を示すグラフ。
【図１５】 （ａ）は第２補正の原理説明をする出力指令値のグラフ、（ｂ）は第２補正を実施しない場合の出力指令値のグラフ。
【図１６】 従来技術における操舵装置を制御する電気回路図。
【図１７】 従来技術における全電気式操舵装置を備えたオーダーピッキングトラックの概略構成図。
【符号の説明】
１…車両としてのフォークリフト、２…車体、４…運転台、１６…操舵輪、１７…ハンドル、２１…制御手段及び停止手段等を構成するコントローラ、２２…制御手段、停止手段、補正手段、第２補正手段及び操舵輪保持手段を構成するＣＰＵ、２５…記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ、２６…ハンドル角検出手段を構成するハンドル角センサ、３６…駆動手段及び電気式駆動手段としてのＰＳモータ、３９…切れ角検出手段を構成するタイヤ角センサ、４４…制御手段及び停止手段等を構成するモータ駆動回路、４５…第２補正手段及びカウンタを構成する第１カウンタ、４６…実ハンドル角を検出するハンドル角検出手段を構成する第２カウンタ、Ｒ…切れ角、Ｎ…実ハンドル角としての実ノブ位置、Ｎｏ…目標ハンドル角としての目標ノブ位置。
Claims (10)
- ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、
ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、
操舵輪を駆動する駆動手段と、
ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、
前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、
前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、
前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、
前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち少なくとも一方の検出値を格納する格納手段を備え、ハンドル角と切れ角のうち前記格納手段に格納された検出値と他方の検出値とを基に、前記格納手段に格納された検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、
前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記格納手段に格納された検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行う操舵装置。 - ハンドルと操舵輪が機械的に連結されていない操舵装置であって、
ハンドルのハンドル角を検出するハンドル角検出手段と、
操舵輪の切れ角を検出する切れ角検出手段と、
操舵輪を駆動する駆動手段と、
ハンドルと操舵輪との間に設定された所定のリンク比が考慮されたハンドル角と切れ角との差角を求める差角算出手段と、
前記差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
ハンドル操作の停止及び切り返しを検出するハンドル操作検出手段と、
前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記駆動手段の駆動を停止する停止手段とを備え、
前記ハンドル角検出手段は、実ハンドル角であるハンドルの実位置をハンドル一回転単位における相対角度で検出し、
前記ハンドル角検出手段と前記切れ角検出手段のうち少なくとも一方は検出対象の変位量に応じた数のパルスを出力するパルス式センサと、該パルス式センサから出力されるパルスを計数するカウンタとを備え、
前記差角算出手段は、ハンドル角と切れ角のうち前記カウンタが計数した検出値と他方の検出値とを基に、前記カウンタが計数した検出値と、他方の検出値を前記リンク比に基づき換算した換算値との差角を求めるものであって、前記制御手段は、その差角算出手段にて求めた差角に応じた駆動力が得られるように前記駆動手段を制御するものであり、
前記停止手段は、前記ハンドル操作検出手段が前記ハンドルの切り返しを検出すると、前記カウンタが計数した検出値を、他方の検出値の前記リンク比を考慮した換算値に合わせ込む処理を行うことで、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行う操舵装置。 - 前記リンク比のデータを記憶する書替可能な記憶手段を備えている請求項１又は２に記載の操舵装置。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵装置において、
前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を停止または低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつくように空転させる補正手段を備えている操舵装置。 - 請求項４に記載の操舵装置において、
前記補正手段は、前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係のずれを検出すると、前記ハンドル操作に応じた前記駆動手段の出力を所定割合低減させるように前記駆動手段を制御して、前記ハンドルを前記操舵輪に追いつかせるように空転させる操舵装置。 - 請求項４又は５に記載の操舵装置において、
前記切れ角を前記ハンドルの相対角度に換算した目標位置を求める目標位置演算手段を備え、
前記補正手段は、前記実位置と目標位置との相対角度でのずれを小さくするように前記駆動手段を制御する操舵装置。 - 請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、
前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致して前記補正手段による実行内容が補正状態から補正禁止状態に切り替わる前後における前記駆動手段の出力差を小さく緩和する第２補正を前記駆動手段の出力に与える第２補正手段を備えている操舵装置。 - 請求項４〜６のいずれか一項に記載の操舵装置において、
前記ハンドル角と前記切れ角との位置関係が一致したことを検出すると、前記差角算出手段により求められる前記差角を零化するリセット処理を行う第２補正手段を備えている操舵装置。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の操舵装置において、
前記駆動手段は電気式駆動手段であり、前記ハンドル操作停止時に前記操舵輪の切れ角がずれたことにより差角が生じると、該差角分のずれを解消するように前記駆動手段を駆動させる操舵輪保持手段を備えている操舵装置。 - 請求項１〜９のいずれか一項に記載の操舵装置を装備する車両。
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