JP2014201157A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵輪を中立位置に戻す場合の運転者の負担を軽減でき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を操作するためのノブ１２が回転可能に取り付けられている。ノブ１２には、スイッチ１３が取り付けられている。転舵用ＥＣＵ４２は、目標転舵角設定部を含んでいる。目標転舵角設定部は、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置からのステアリングホイール１１の回転量が所定範囲内にある場合に、スイッチ１３がオンされたときには、目標転舵角を後輪５の中立位置により近い値に変更する。
【選択図】図２

Description

この発明は、操向のために操作される操舵部材と舵取り機構とが機械的に結合されておらず、転舵用モータによって舵取り機構が駆動される車両用操舵装置に関する。

操舵部材としてのステアリングホイールと舵取り機構との機械的な結合をなくし、ステアリングホイールの操作角を角度センサによって検出するとともに、そのセンサ出力に応じて制御される転舵用モータの駆動力を舵取り機構に伝達するようにしたステア・バイ・ワイヤシステムが提案されている。
ステア・バイ・ワイヤシステムにおいては、ステアリングホイールと舵取り機構との機械的な連結がないので、車両衝突時におけるステアリングホイールの突き上げを防止できるとともに、舵取り機構の構成を簡素化および軽量化することができる。また、ステアリングホイールの配置位置の自由度が増し、さらには、ステアリングホイール以外のレバーまたはペダル等の他の操作手段の採用も可能である。

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

ステア・バイ・ワイヤシステムが採用されているフォークリフト等の荷役車両においては、ステアリングホイールの回転量範囲は、一般車両に比べて大きい。たとえば、荷役車両では、旋回時にステアリングホイールを一回転以上回転させることもある。このため、荷役車両においては、車両を旋回させた後に、転舵輪を中立位置に戻すための操作が運転者の大きな負担となる場合がある。なお、このような課題は、程度の差はあるが、荷役車両以外の一般車両にも共通するものである。

この発明の目的は、転舵輪を中立位置に戻す場合の運転者の負担を軽減でき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と転舵輪（５）の転舵角を変化させるための舵取り機構（１０）とが機械的に結合されておらず、転舵用モータ（１４）によって舵取り機構が駆動される車両用操舵装置（６）であって、前記転舵輪の転舵角を中立位置側に戻すためのスイッチ（１３）と、前記操舵部材の操舵角を検出するための操舵角センサ（３４）と、前記操舵角センサによって検出される操舵角と前記スイッチの出力信号とに基づいて、前記転舵用モータを制御するモータ制御手段（４２）とを含み、前記モータ制御手段は、前記転舵輪の中立位置に対応する前記操舵部材の回転角度位置からの前記操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、前記スイッチが操作されたときに、前記転舵輪の転舵角が前記転舵輪の中立位置側に向かって変化するように、前記転舵用モータを制御する中立位置戻し制御手段を含む、車両用操舵装置である。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、転舵輪の中立位置に対応する操舵部材の回転角度位置からの操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、運転者がスイッチを操作すると、転舵輪の転舵角が転舵輪の中立位置側に向かって変化するように、転舵用モータが制御される。このため、転舵輪を中立位置に戻すための操作が容易となる。これにより、転舵輪を中立位置に戻す場合の運転者の負担を軽減することができる。

請求項２記載の発明は、前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段（３２）をさらに含み、前記中立位置戻し制御手段は、前記操舵角センサによって検出される操舵角と前記スイッチの出力信号とに基づいて、目標転舵角を設定する目標転舵角設定手段（６１）と、前記転舵角検出手段によって検出される検出転舵角が、前記目標転舵角設定手段によって設定される目標転舵角に等しくなるように、前記転舵用モータを制御する手段（６２，６３）とを含み、前記目標転舵角設定手段は、前記転舵輪の中立位置に対応する前記操舵部材の回転角度位置からの前記操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、前記スイッチが操作されたときに、目標転舵角を前記転舵輪の中立位置により近い値に変更する手段（Ｓ３〜Ｓ８）を含む、請求項１に記載の車両用操舵装置である。

この構成では、転舵輪の中立位置に対応する操舵部材の回転角度位置からの操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、運転者がスイッチを操作すると、目標転舵角が転舵輪の中立位置により近い値に変更される。これにより、転舵輪の転舵角が転舵輪の中立位置側に向かって変化する。これにより、転舵輪を中立位置に戻すための操作が容易となる。

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、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３は、転舵用ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。 図４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５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。

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を操作するためのノブ１２が回転可能に取り付けられている。ノブ１２には、後輪５（転舵輪）の転舵角を中立位置側に戻すためのスイッチ１３が取り付けられている。この実施形態では、スイッチ１３は、自動復帰型の押しボタンスイッチである。

図２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の回転操作およびスイッチ１３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、車体に取り付けられたハウジング１７に軸方向（車体の左右方向）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、車体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およびスイッチ１３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の出力信号およびスイッチ１３の出力信号ｓ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、スイッチ１３、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３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４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とスイッチ１３の出力信号Ｓ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、フォークリフト１の旋回時等にステアリングホイール１１が所定回転以上回転された場合において、後輪５を中立位置に戻すための操作を容易にするためにスイッチ１３が設けられている。目標転舵角設定部６１は、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置からのステアリングホイール１１の回転量が所定範囲内にある場合に、スイッチ１３がオンされたときには、目標転舵角θｔ^＊を後輪５の中立位置により近い値に変更する。これにより、後輪５が中立位置側に向かって転舵されるので、後輪５を中立位置に戻すための操作が容易となる。

図５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５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、次式(1)に基づいて、制御用操舵角θｈ’を演算する（ステップＳ２）。

θｈ’＝（θｈ−３６０×ｎ）…(1)
前記式(1)において、ｎは、後述するステップＳ５またはＳ７で変更される整数からなる変数であり、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、ｎ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、ｎ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、スイッチ１３がオンされたか否かを判別する（ステップＳ３）。スイッチ１３がオンされていないときには（ステップＳ３：Ｎ０）、目標転舵角設定部６１は、ステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、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。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。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ｎ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Ｓ３において、スイッチ１３がオンされたと判別された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、目標転舵角設定部６１は、制御用操舵角θｈ’が３６０＜θｈ’＜７２０の範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ４）。制御用操舵角θｈ’が３６０＜θｈ’＜７２０の範囲外である場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、目標転舵角設定部６１は、制御用操舵角θｈ’が−７２０＜θｈ’＜−３６０の範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ６）。制御用操舵角θｈ’が−７２０＜θｈ’＜−３６０の範囲外である場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、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Ｓ９）。そして、今演算周期での処理を終了する。

前記ステップＳ４において、制御用操舵角θｈ’が３６０＜θｈ’＜７２０の範囲内であると判別された場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、目標転舵角設定部６１は、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置から、ステアリングホイール１１が正方向（左操舵方向）に１回転より大きく２回転より小さい回転量だけ操作されている状態において、スイッチ１３がオンされたと判別し、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、目標転舵角設定部６１は、変数ｎを１だけインクリメント（＋１）する。そして、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、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。これにより、制御用操舵角θｈ’がより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Ｓ９）。これにより、目標転舵角θｔ^＊は、零により近い値に変更される。このため、転舵角θｔが零に近づく方向に、転舵用モータ１４が制御される。そして、今演算周期での処理を終了する。

前記ステップＳ６において、制御用操舵角θｈ’が−７２０＜θｈ’＜−３６０の範囲内であると判別された場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、目標転舵角設定部６１は、後輪６の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置から、ステアリングホイール１１が逆方向（右操舵方向）に１回転より大きく２回転より小さい回転量だけ操作されている状態において、スイッチ１３がオンされたと判別し、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、目標転舵角設定部６１は、変数ｎを１だけデクリメント（−１）する。そして、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、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。これにより、制御用操舵角θｈ’がより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Ｓ９）。これにより、目標転舵角θｔ^＊は、零により近い値に変更される。このため、転舵角θｔが零に近づく方向に、転舵用モータ１４が制御される。そして、今演算周期での処理を終了する。

変数ｎが初期値の零である場合において、スイッチ１１が全くオンされていない場合には、制御用操舵角θｈ’は検出操舵角θｈと一致するので、目標転舵角θｔ^＊は、θｔ^＊＝（α／３６０）×θｈに基づいて演算される。
変数ｎ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を正方向（左操舵方向）に例えば３８０度回転させた状態で、スイッチ１３をオンさせたとする。この場合には、検出操舵角θｈが３８０度となり、制御用操舵角θｈ’も３８０度となるため、前記ステップＳ３，Ｓ４でＹＥＳとなる。そして、ステップＳ５に進んで、変数ｎの値が零から１に更新される。この後、ステップＳ８に進み、制御用操舵角θｈ’が変更される。この場合には、変数ｎの値は１に更新されているため、制御用操舵角θｈ’は、θｈ’＝θｈ−３６０＝２０となる。このため、ステップＳ９で演算される目標転舵角θｔ^＊は、θｔ^＊＝（α／３６０）×２０となる。つまり、この場合の目標転舵角θｔ^＊は、スイッチ１３がオンされていないときの目標転舵角θｔ^＊＝（α／３６０）×３８０よりも小さくなる。なお、変数ｎの値が１の場合には、操舵角θｈの３６０度が、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置に対応する。

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が零に近づく方向に、転舵用モータ１４が制御される。このため、後輪５を中立位置に戻すための操作が容易となる。これにより、後輪５を中立位置に戻す場合の運転手の負担が軽減される。
次の演算周期においては、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３８０度のままとなる。そして、ステップＳ２に進んで、制御用操舵角θｈ’が演算される。この場合、変数ｎは１となっているため、制御用操舵角θｈ’は２０度となる。この後、ステップＳ３に進む。この時点でスイッチ１３がオフになっている場合には、ステップＳ９に進む。一方、スイッチ１３がオフになっていなくても、制御用操舵角θｈ’は２０度となるため、ステップＳ４，Ｓ６でＮＯとなり、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、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）×２０となる。この後、運転者は、後輪５を中立位置に戻すために、ステアリングホイール１３を操作する。この際、運転者は、２０度分だけステアリングホイール１１を戻せば、後輪５が中立位置に戻る。このため、後輪５を中立位置に戻す場合の運転手の負担が軽減される。

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５のステップＳ２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、制御用操舵角θｈ’が３６０＜θｈ’＜７２０の範囲内または−７２０＜θｈ’＜−３６０の範囲内にある場合に、スイッチ１３がオンされたときに、目標転舵角θｔ^＊を変更している。つまり、後輪５の中立位置に対応するステアリングホイール１１の回転角度位置からのステアリングホイール１１の回転量が１回転より大きく２回転より小さい範囲内にある場合に、スイッチ１３がオンされたときに、目標転舵角θｔ^＊を変更している。しかし、前記範囲はこれに限らず、他の範囲に設定してもよい。

また、前述の実施形態では、スイッチ１３はノブ１２に設けられているが、スイッチ１３はフォークリフト１における運転者が操作可能な場所に設けられていればよい。
また、前述の実施形態では、スイッチ１３としては、押しボタンスイッチが用いられているが、歪センサ、静電センサ等のセンサをスイッチ１３として用いてもよい。
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。

５…後輪（転舵輪）、６…車両用操舵装置、１０…舵取り機構、１１…ステアリングホイール、１３…スイッチ、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、６２…角度偏差演算部、６３…ＰＩ制御部

Claims (2)

1. 操向のために操作される操舵部材と転舵輪の転舵角を変化させるための舵取り機構とが機械的に結合されておらず、転舵用モータによって舵取り機構が駆動される車両用操舵装置であって、
   前記転舵輪の転舵角を中立位置側に戻すためのスイッチと、
   前記操舵部材の操舵角を検出するための操舵角センサと、
   前記操舵角センサによって検出される操舵角と前記スイッチの出力信号とに基づいて、前記転舵用モータを制御するモータ制御手段とを含み、
   前記モータ制御手段は、前記転舵輪の中立位置に対応する前記操舵部材の回転角度位置からの前記操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、前記スイッチが操作されたときに、前記転舵輪の転舵角が前記転舵輪の中立位置側に向かって変化するように、前記転舵用モータを制御する中立位置戻し制御手段を含む、車両用操舵装置。
2. 前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段をさらに含み、
   前記中立位置戻し制御手段は、
   前記操舵角センサによって検出される操舵角と前記スイッチの出力信号とに基づいて、目標転舵角を設定する目標転舵角設定手段と、
   前記転舵角検出手段によって検出される検出転舵角が、前記目標転舵角設定手段によって設定される目標転舵角に等しくなるように、前記転舵用モータを制御する手段とを含み、
   前記目標転舵角設定手段は、
   前記転舵輪の中立位置に対応する前記操舵部材の回転角度位置からの前記操舵部材の回転量が所定範囲内にある場合に、前記スイッチが操作されたときに、目標転舵角を前記転舵輪の中立位置により近い値に変更する手段を含む、請求項１に記載の車両用操舵装置。

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