JP3329209B2 - パワーステアリング装置におけるハンドル角補正装置及び車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーステアリン
グ装置を備えたフォークリフト等の車両において、ハン
ドル角と操舵輪の切れ角との位置関係のずれを補正する
パワーステアリング装置におけるハンドル角補正装置及
び車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パワーステアリング装置として、
ハンドルの操作量に応じた油量をステアリングシリンダ
に供給して操舵輪を操向させる全油圧式パワーステアリ
ング装置が知られている。

【０００３】例えばフォークリフト等の産業車両では、
荷役作業等の操作をしながら片手でハンドル操作できる
ようにハンドルにノブが設けられている。そのため、オ
ペレータはノブの位置を目安に操舵輪の切れ角が直進姿
勢にあるか否かの判断を行う場合がある。しかし、ハン
ドルの操作量に応じて吐出される油量が全てステアリン
グシリンダの駆動に使用されるとは限らず、ハンドルの
操作速度が比較的遅い場合などにはオービットロール効
率（実吐出量／理論吐出量）が低下する。そのため、ノ
ブ位置と操舵輪の切れ角との位置関係にずれが発生する
ことになる。また、ステアリングシリンダ等におけるオ
イルリークによっても、ノブの位置ずれが発生する。

【０００４】この種の問題を解決するため、例えば特公
平３−３０５４４号公報や特公平４−２４２７０号公報
等には、操舵輪の切れ角に対するハンドル角のずれを補
正するハンドル角補正装置が開示されている。図９は、
特公平４−２４２７０号公報に開示されたハンドル角補
正装置を示したものである。

【０００５】同図に示すように、全油圧式のパワーステ
アリング装置５１は、ハンドル５２により操作されるス
テアリングユニット５３と、操舵輪（図示せず）を操向
させるステアリングシリンダ５４と、ステアリングユニ
ット５３とステアリングシリンダ５４とを連結する油圧
ライン５５，５６とを備える。油圧ライン５５，５６
は、ハンドル５２の操舵方向に応じて操舵時には一方の
ラインがステアリングポンプ５７からの加圧作動油を給
送する給送ラインとなり、他方のラインが作動油タンク
５８へ油を戻す返送ラインとなる。両油圧ライン５５，
５６を連結するドレーン油ライン５９の途中には電磁切
換弁６０が設けられている。

【０００６】制御手段６１には、ハンドル回転角センサ
６２からのハンドル回転角信号θabs と、シリンダ位置
センサ６３からのシリンダストローク信号ｓとが入力さ
れる。制御手段６１は図８に示すマップＭを用いてハン
ドル回転角度θabs から目標シリンダストロークｘｇを
求め、信号ｓから求まる実際のシリンダストロークｘと
目標シリンダストロークｘｇとの偏差が許容値を越える
と、ソレノイド６４を励磁させて電磁切換弁６０を開弁
させるようにしていた。

【０００７】電磁切換弁６０が開弁されることにより、
油圧ライン５５，５６の一方の給送ラインから他方の返
送ラインに作動油の一部がドレーン油ライン５９を通っ
て作動油タンク５８に流出（還流）し、ハンドル位置が
操舵輪の切れ角に応じた正規の位置に許容値内で補正さ
れるまでハンドル５２が空転状態とされ、ハンドル５２
の位置補正が実施される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、操舵輪がス
トロークエンドに達したらハンドル５２に伝わる抵抗感
が大きくなるので、その手応えからハンドル５２を切角
一杯まで切ったことが分かる。しかしながら、操舵輪が
ストロークエンドに達したときに、たまたま補正実行中
であると、ハンドルが空転してハンドル５２には抵抗感
が伝わらないためストロークエンドに達したことが分か
らないという不具合があった。そのため、ハンドル５２
を切角一杯まで切り終えているにも拘わらず、ハンドル
５２を回転操作し続けることとなり、オペレータに余分
なハンドル回転操作を強いるという不具合があった。ま
た、ハンドル５２を切角一杯まで操作したつもりでも手
応え（抵抗感）がないことが、ハンドル操作上の違和感
となっていた。

【０００９】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、ハンドルを操舵輪の切角一杯
まで切ったことをハンドルに伝わる手応えで確実にオペ
レータに知らせることができるパワーステアリング装置
におけるハンドル角補正装置及び車両を提供することに
ある。

【００１０】

【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に記載の発明では、ハンドルの操作位置に応じ
た切れ角に操舵輪を駆動するための駆動手段と、ハンド
ルの実位置を検出するハンドル角検出手段と、前記操舵
輪の切れ角を検出する操舵角検出手段と、前記切れ角か
ら前記ハンドルの正規の位置を目標位置として求める目
標位置演算手段と、前記ハンドルの操作量に対する前記
駆動手段の駆動量の変化率を減少させる補正手段と、前
記ハンドルの実位置と前記目標位置とのずれ量が少なく
とも許容範囲内に収まるように前記補正手段を駆動制御
する制御手段と、前記操舵角検出手段により検出された
前記操舵輪の切れ角がエンド付近の規制角以上であるか
否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記切
れ角が前記規制角以上であると判断されたときには、前
記制御手段による前記補正手段の駆動を禁止する補正禁
止手段とを備えている。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のパワーステアリング装置におけるハンドル角補正装
置において、前記規制角は前記エンド手前において前記
操舵輪の全ストロークの約１割の範囲内に設定されてい
る。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載のパワーステアリング装置におけるハン
ドル角補正装置において、前記ハンドル角検出手段は前
記ハンドルの実位置を相対角度で検出し、前記目標位置
演算手段は前記切れ角から前記目標位置を相対角度で求
めるように設定されており、前記制御手段は相対角度で
のずれ量に基づき少なくとも許容範囲内に該ずれ量が収
まるように前記補正手段を駆動制御するようにした。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載のパワーステアリング装置におけるハンドル角補正装
置において、前記制御手段は、前記ハンドルが前記実位
置から前記目標位置に至るのに最短経路で済む方向を補
正を実行すべき目標方向として検出する目標方向検出手
段と、前記ハンドルの操作方向を検出する操作方向検出
手段と、前記ハンドルの操作方向と前記目標方向とが一
致したときにのみ前記補正手段を駆動させる補正実行選
択手段とを備えている。

【００１４】請求項５に記載の発明では、車両には、請
求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の前記ハンドル
角補正装置が備えられている。 （作用）上記構成により請求項１に記載の発明によれ
ば、ハンドルの操作位置に応じて駆動手段が駆動される
ことにより、操舵輪はハンドルの操作位置に応じた切れ
角に操舵される。ハンドル角検出手段によりハンドルの
実位置が検出されるとともに、操舵角検出手段により操
舵輪の切れ角が検出される。操舵輪の切れ角からハンド
ルの正規の位置である目標位置が目標位置演算手段によ
り求められる。そして、ハンドルの実位置と目標位置と
のずれ量が許容範囲を越える場合には、制御手段により
補正手段が駆動され、ハンドルの操作量に対する駆動手
段の駆動量の変化率が減少してハンドルが空転すること
となり、ずれ量が少なくとも許容範囲内に収まるまでハ
ンドルの位置補正が実行される。但し、操舵輪の切れ角
がエンド付近の規制角以上であるか否かが判断手段によ
り判断され、切れ角が規制角以上であると判断されたと
きには、補正禁止手段により制御手段による補正手段の
駆動が禁止される。従って、操舵輪がエンドに達するま
でハンドルが切られたことをハンドルを操作する抵抗感
から知ることが可能となる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、規制角は
エンド手前において操舵輪の全ストロークの約１割の範
囲内に設定されているため、ハンドルの位置補正が禁止
される範囲が少しで済む。例えば操舵輪が直進姿勢とな
る中立位置にハンドルを戻したときにハンドルが正しく
中立位置に収束する精度をさほど損なわない。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、ハンドル
の位置補正が相対角度でのずれ量に基づき行われるた
め、操舵輪に対してハンドルが３６０度以上ずれていて
も補正量が１回転もしくは２回転分少ない３６０度未満
で済む。そのため、ハンドルを１回転もしくは２回転空
転させる無駄な補正が防止される。従って、ずれを補正
するために必要なハンドルの位置補正によるハンドルの
空転量が相対的に少なくなる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、ハンドル
が実位置から目標位置に至るのに最短経路で済む方向が
目標方向として目標方向検出手段により求められ、操作
方向検出手段により求められたハンドルの操作方向が目
標方向に一致したときに限り、補正実行選択手段により
補正手段が駆動される。そのため、操舵輪に対してハン
ドルが例えば２８０°ずれていても８０°の補正で済ま
せることが可能となる。従って、ハンドルの位置補正に
よるハンドルの空転量を一層少なくすることが可能とな
る。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、車両には
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のハンドル角
補正装置が備えられているので、この車両によって、請
求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明と同様の
作用が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図６に基づいて説明する。図２は、車両と
してのフォークリフトＦに装備されたパワーステアリン
グ装置１を示す。オペレータにより回転操作されるハン
ドル（ステアリングホイール）２には、その操作性を良
くするためにノブ２ａが設けられている。ハンドル２を
支持するステアリングシャフト３はオービットロール４
に連結されている。

【００２０】オービットロール４を構成するバルブユニ
ット５には、エンジン（図示せず）により駆動される油
圧ポンプ（荷役ポンプ）６からの作動油が供給される供
給管７と、ドレンタンク８に作動油を排出するための排
出管９とが接続されている。供給管７と排出管９とを接
続する管路１０にはリリーフ弁１１が介装され、リリー
フ弁１１により油圧ポンプ６からバルブユニット５に圧
送される油圧が一定圧（設定圧）に保持されるようにな
っている。

【００２１】バルブユニット５はステアリングシャフト
３に直接駆動されるものであって、ハンドル２の回転量
に比例した油量を、後述する駆動手段としてのステアリ
ングシリンダ１２に供給する機能を有するものである。
バルブユニット５とステアリングシリンダ１２は２本の
油圧ライン１３，１４で接続されている。ハンドル２が
右旋回された場合、油圧ライン１３が油圧ポンプ６から
の作動油を給送する給送ラインとして機能し、油圧ライ
ン１４が油圧ポンプ６に作動油を戻す返送ラインとして
機能する。また、ハンドル２が左旋回された場合、油圧
ライン１４が給送ラインとして機能し、油圧ライン１３
が返送ラインとして機能する。

【００２２】ステアリングシリンダ１２は、車体に固定
された円筒中空状のシリンダチューブ１５と、この内部
に往復動可能に配置されたピストン１６と、シリンダチ
ューブ１５の両端部から延出した左右一対のピストンロ
ッド１７ａ，１７ｂとを備えている。各油圧ライン１
３，１４は、ピストン１６により２室に区画されたシリ
ンダチューブ１５の各室に連通されている。

【００２３】各ピストンロッド１７ａ，１７ｂの先端部
にはリンク機構１８ａ，１８ｂを介して左右の操舵輪
（後輪）１９，１９が連結されており、ステアリングシ
リンダ１２が駆動されることにより両操舵輪１９はキン
グピン２０を中心に左右に操舵されるようになってい
る。

【００２４】両油圧ライン１３，１４はバイパスライン
２１で繋がっており、このバイパスライン２１の途中に
補正手段としての電磁切換弁２２及び絞り弁２３が設け
られている。この電磁切換弁２２が開弁されてバルブユ
ニット５から吐出された油量の一部がバイパスライン２
１を通ってドレンタンク８に還流することにより、ハン
ドル２の操作量の割にステアリングシリンダ１２でピス
トン１６が変位する変位量の割合が減少してハンドル２
が空転状態となる（つまり、ハンドル角が操舵輪１９の
舵角に追いつく）ことにより、ハンドル２の位置補正が
行われる。

【００２５】電磁切換弁２２は二位置切換弁であって、
バイパスライン２１を遮断する遮断位置（図１の状態）
と、バイパスライン２１を連通させる連通位置との二位
置に切換駆動されるものである。電磁切換弁２２を構成
するスプール（図示せず）はスプリング２４により遮断
位置側に付勢されており、電磁切換弁２２はソレノイド
２５が励磁されたときに連通位置に配置され、ソレノイ
ド２５が消磁されたときに遮断位置に配置される。ソレ
ノイド２５はコントローラ２６と電気的に接続されてお
り、コントローラ２６からの制御信号に基づき励消磁制
御される。なお、絞り弁２３は、電磁切換弁２２が故障
等により開弁のままとなっても、ハンドル操作による操
舵輪１９の操舵が可能となるように、バイパスライン２
１の流量を絞るためのものである。

【００２６】コントローラ２６には、操作方向検出手段
を構成するとともにハンドル角検出手段としてのポテン
ショメータ２７、及び操舵角検出手段としてのポテンシ
ョメータ２８が電気的に接続されている。ポテンショメ
ータ２７はステアリングシャフト３に配設されたギヤ列
２９を介してステアリングシャフト３の回転がその入力
軸に入力されるように設けられている。ここで、ギヤ列
２９のギヤ比が「１．０」に設定されており、ポテンシ
ョメータ２７によりハンドル２の位置（ノブ位置）が相
対角度で検出されるようになっている。コントローラ２
６にはポテンショメータ２７により相対角度で検出され
たハンドル角信号θが入力されるようになっている。

【００２７】また、ポテンショメータ２８は右側の操舵
輪１９を支持するキングピン２０に配設されており、キ
ングピン２０の回動量を検出することにより操舵輪１９
の切れ角を検出し、その切れ角に相当するタイタ切れ角
信号ｔがコントローラ２６に入力されるようになってい
る。

【００２８】ポテンショメータ２７は、ハンドル２が操
舵輪１９の切れ角０°のときの正規のハンドル位置（以
下、中立位置という）にあるときのハンドル角θを「０
°」としてノブ２ａの現在位置を検出するように設定さ
れている。一般にポテンショメータでは、その入力軸の
１回転域に位置検出不可能な非検出領域が必ずできる
（本実施形態では検出可能領域が例えば３００°のもの
を使用）ため、ハンドル２が中立位置が検出領域の中央
で検出されるように設定し、中立位置付近でのノブ位置
補正が確実に実行されるようにしている。

【００２９】コントローラ２６は、目標位置演算手段、
制御手段及び操作方向検出手段を構成するとともに判断
手段、補正禁止手段、目標方向検出手段及び補正実行選
択手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）３０，目標位置
演算手段を構成するとともに記憶手段としての読出し専
用メモリ（ＲＯＭ）３１，読出し書替え可能メモリ（Ｒ
ＡＭ）３２，クロック回路３３，カウンタ３４，ＡＤ変
換回路３５，３６及び制御手段を構成する励消磁駆動回
路３７を備えている。ポテンショメータ２７，２８から
の各信号θ，ｔはＡＤ変換回路３５，３６を介して８ビ
ットのＡＤ値（０〜２５５）としてＣＰＵ３０に入力さ
れ、ＣＰＵ３０は各信号θ，ｔのＡＤ値をハンドル角θ
及びタイヤ切れ角ｔとして取り込む。

【００３０】ＲＯＭ３１にはＣＰＵ３０が実行するため
の各種プログラムデータが記憶されており、その一つと
して図５，６のフローチャートで示すノブ位置補正制御
処理のプログラムデータが記憶されている。なお、この
フローチャートにおいて、ステップＳ２０が目標位置演
算手段、Ｓ４０が操作方向検出手段、Ｓ６０が目標方向
検出手段、Ｓ９０が判断手段、Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ
１４０が補正禁止手段、Ｓ１３０が補正実行選択手段を
それぞれ構成している。

【００３１】また、ＲＯＭ３１には図１に示すマップＭ
１が記憶されている。マップＭ１は、ノブ２ａを位置補
正するうえでの目標位置となる目標ハンドル角θｇをタ
イヤ切れ角ｔから求めるためのものである。タイヤ切れ
角「０°」がＡＤ値「１２８」に対応付けられており、
タイヤ切れ角ｔの値が「負」であれば左切れ角（左操
舵）、「正」であれば右切れ角（右操舵）として認識さ
れる。また、目標ハンドル角θg の相対角度「０°」が
ＡＤ値＝１２８に対応付けられており、ハンドル角θは
中立位置（＝０°）から左右各々「−１５０°〜１５０
°」の範囲で検出される。マップＭ１には、タイヤ切れ
角ｔの右操舵側のストロークエンドＲＥと左操舵側のス
トロークエンドＬＥとの間の全操舵範囲（全ストロー
ク）において、タイヤ切れ角ｔと目標ハンドル角θｇと
が関連付けられた目標ラインＬが設定されている。

【００３２】この目標ラインＬはオービットロール効率
（実吐出量／理論吐出量）１００％を前提とした制御理
想ラインである。タイヤ切れ角ｔの非検出領域に相当す
る部分では目標ハンドル角θｇがＡＤ値＝０、つまり−
１５０°として設定されている。ハンドル角θまたはタ
イヤ切れ角ｔが非検出領域にあるときにはノブ位置補正
が実行されないようになっている。

【００３３】また、各ストロークエンド（以下、単にエ
ンドという）ＲＥ，ＬＥから全操舵範囲の約１０％手前
位置に規制角ＲＫ，ＬＫが設定されており、操舵輪１９
の切れ角（＝｜ｔ｜）がある一定角度以上大きくなった
補正禁止領域（ＲＫ≦ｔ≦ＲＥ，ＬＥ≦ｔ≦ＬＫ）では
ノブ位置補正の実行が禁止されるようになっている。な
お、ポテンショメータ２８では検出可能領域のみをタイ
ヤ切れ角検出に利用しているので、タイヤ切れ角は全て
の操舵角範囲で検出されるようになっている。

【００３４】また、ＲＡＭ３２にはＣＰＵ３０の演算結
果等が一時記憶される。また、ＣＰＵ３０はクロック回
路３３からのクロック信号に基づき所定時間ｔo （例え
ば数１０ミリ秒）間隔毎に図５，図６に示すノブ位置補
正制御処理を実行し、この処理過程で算出したハンドル
角θを処理毎にカウンタ３４にセットする。カウンタ３
４には過去複数回分のハンドル角θのデータが保存され
る。また、ソレノイド２５を励消磁するための制御信号
は励消磁駆動回路３７を介してＣＰＵ３０から出力され
るようになっている。

【００３５】ノブ位置補正制御処理では、ＣＰＵ３０は
ハンドル角θと、タイヤ切れ角ｔから求めた目標ハンド
ル角θg とのずれ量Δθを算出し、このずれ量Δθが許
容値θo （例えば約５°）以下に収まるようにノブ位置
補正を実行する。ここでいうずれ量Δθとは、図３，図
４に示すように現在ノブ位置と目標ノブ位置との最短経
路を通るずれ量を意味し、ノブ２ａの実際のずれ量Δθ
s が１８０°を越えたときには、ずれ量θが「３６０°
−Δθs 」となる。

【００３６】ノブ位置補正は、図３，図４に示すように
ずれ量θが所定角度Ａ°以下であるか否かで補正実行条
件が異なっている。すなわち、ずれ量ΔθがＡ°以下で
ある場合（つまり、実際のずれ量Δθs がΔθs ≦Ａあ
るいはΔθs ≧（３６０−Ａ）°）は、ハンドル２が操
作される操作方向が、現在ノブ位置が目標ノブ位置に至
るのに最短経路を通って近づく方向（以下、目標方向と
いう）に一致するときに限りノブ位置補正が実行され
る。また、ずれ量Δθが所定角度Ａ°を越える場合（つ
まり、実際のずれ量Δθs がＡ°＜Δθs ＜（３６０−
Ａ）°）には、ハンドル操作方向に関係なくノブ位置補
正が常に実行されるようになっている。

【００３７】ここで、所定値Ａは、ずれ量が所定値以上
大きくなったときには、ハンドル２が目標方向と反対方
向に操作されているときに補正を実行しても、ずれ量の
拡大よりもむしろ縮小することが期待される境界値であ
る。所定値Ａ°の一応の効果が期待される範囲は４０°
〜１８０°の範囲で、好ましい範囲は６０°〜１６０
°、最適な範囲は８０°〜１２０°である。所定値Ａを
６０°未満とするとずれ量を拡大させる心配があり、１
６０°を越えると補正の実行頻度をあまり増やすことが
期待し難い。８０°〜１２０°の範囲では、ずれ量の拡
大を回避しつつ補正の実行頻度を効果的に増やすことが
期待される。

【００３８】次に、このパワーステアリング装置１の作
用について説明する。フォークリフトＦの運転時には、
オペレータはノブ２ａを握ってハンドル２を操作する。
ハンドル２が操作されてステアリングシャフト３が回転
駆動されると、ハンドル２の操作量に応じた油量がバル
ブユニット５からステアリングシリンダ１２に供給さ
れ、ハンドル２の操作位置に応じた切れ角に操舵輪１９
が操舵される。ハンドル操作速度が遅いときのオービッ
トロール効率の低下や、ステアリングシリンダ１２等に
おけるオイルリーク等が原因で、ノブ２ａが正規の位置
からずれる場合がある。そのため、オペレータがノブ２
ａの位置から操舵輪１９の切れ角を判断しても差し支え
ないように、ノブ２ａの位置をタイヤ切れ角に応じた正
規の位置に補正するノブ位置補正制御が行われる。

【００３９】以下、ＣＰＵ３０が実行するノブ位置補正
制御を図５，６に示すフローチャートに従って説明す
る。なお、初期状態では電磁切換弁２２が遮断位置に配
置されているものとする。

【００４０】フォークリフトＦのエンジン駆動中、ＣＰ
Ｕ３０にはポテンショメータ２７により相対角度で検出
されたハンドル角信号θと、ポテンショメータ２８によ
り検出された操舵輪１９のタイヤ切れ角信号ｔとが各Ａ
Ｄ変換回路３５，３６を介して入力される。

【００４１】まず、ＣＰＵ３０はステップ１０におい
て、ハンドル角θとタイヤ切れ角ｔを読み込む。次のス
テップ２０で、図１に示すマップＭ１を用いてタイヤ切
れ角ｔから目標ハンドル角θｇを算出する。ステップ３
０では、ハンドル角θと目標ハンドル角θｇとの両値の
いずれかが検出外であるか否かを判断する。θｇ値が検
出外を意味する「−１５０°」であるか、ハンドル角θ
が非検出領域を示すＡＤ値「０」である場合には、検出
外の条件を満たすと判断する。

【００４２】ステップ３０において検出外（非検出領
域）の条件を満たすと判断したときには、ステップ１４
０に移行し、電磁切換弁２２のソレノイド２５に消磁信
号を出力するバルブクローズ指令を実行する。そのた
め、ハンドル角θと目標ハンドル角θｇとのいずれか一
方でも検出外にあるときには、電磁切換弁２２が遮断位
置に配置され、ノブ位置補正が実行されない。ステップ
３０において各θg ，θ値が共に検出外の条件を満たさ
なければ、次のステップ４０に移行する。

【００４３】ステップ４０では、ハンドル２の操舵方向
を検出するための演算処理を行う。すなわち、所定時間
ｎ・ｔo 前（但し、ｔo は当該ノブ位置補正制御処理の
実行時間間隔（例えば数１０ミリ秒））のハンドル角θ
のデータ（以下、θ１と記す）をカウンタ３４から読み
出し、現在のハンドル角θと所定時間ｎ・ｔo 前のハン
ドル角θ１との大小比較と、｜θ−θ１｜≧θB の成立
判断を行う。ここでθB 値は、ハンドル２を所定時間ｎ
・ｔo 内に物理的に操作不可能な限界値以上の所定値
（例えば５０°以上）であり、ハンドル２の操作量（＝
｜θ−θ１｜）がθB 値以上であるときはハンドル角θ
の非検出領域を通過するようなハンドル操作が行われた
ものとしてハンドル２の操作方向が決定される。

【００４４】つまり、所定時間ｎ・ｔo の間にハンドル
角θの値が増加している（θ＞θ１）ときには、操舵方
向は｜θ−θ１｜≧θB が成立しない限り「右方向」、
｜θ−θ１｜≧θB が成立したときに限り「左方向」と
判定する。また、所定時間ｎ・ｔo の間にハンドル角θ
の値が減少している（θ＜θ１）ときには、操舵方向は
｜θ−θ１｜≧θB が成立しない限り「左方向」、｜θ
−θ１｜≧θB が成立すれば「右方向」と判定する。ま
た、θ＝θ１のときにはハンドル操作停止判定を下す。
この判定結果はＲＡＭ３２の所定記憶領域に保存され
る。

【００４５】ステップ５０では、ハンドル操作停止であ
るか否かを判断する。すなわちＲＡＭ３２の所定記憶領
域にハンドル操作停止の判定結果が保存されているか否
かを調べ、ハンドル操作停止の判定結果があれば、ハン
ドル操作停止であると判断する。ハンドル操作停止判定
が下されていれば、ステップ１４０に移行してバルブク
ローズ指令を実行する。そのため、ハンドル操作停止中
はノブ位置補正が常に実行されない。

【００４６】次のステップ６０では、ノブずれ補正を実
行する目標方向を求める演算処理を行う。すなわち、現
在のハンドル角θと目標ハンドル角θｇとの大小比較を
行い、現在ノブ位置に対して目標ノブ位置が最短経路を
通るとして左右どちらの方向にあるかを判断する。偏差
｜θ−θｇ｜が１８０°以下である場合には、目標方向
をθ＜θｇの成立時に「右方向」、θ＞θｇの成立時に
「左方向」と判定する。また、偏差｜θ−θｇ｜が１８
０°を越える場合には、目標方向をθ＜θｇの成立時に
「左方向」、θ＞θｇの成立時に「右方向」と判定す
る。

【００４７】ステップ７０では、現在ノブ位置と目標ノ
ブ位置とのずれ量Δθを算出する。すなわち、偏差｜θ
−θｇ｜が１８０°以下である場合には、Δθ＝｜θ−
θｇ｜とし、偏差｜θ−θｇ｜が１８０°を越える場合
には、Δθ＝３６０°−｜θ−θｇ｜とする。こうして
現在ノブ位置と目標ノブ位置との最短経路でのずれ量Δ
θが求められる。

【００４８】次のステップ８０では、ずれ量Δθが許容
値θo 以下であるか否かを判断する。ずれ量Δθが許容
値θo 以下であればステップ１４０に移行し、バルブク
ローズ指令を実行する。そのため、ずれ量Δθが許容値
θo 以下であるときにはノブ位置補正が実行されない。
一方、ずれ量Δθが許容値θo を越えるときにはステッ
プ９０に移行する。

【００４９】ステップ９０では、操舵輪１９が左旋回か
右旋回の判断をする。すなわち、タイヤ切れ角ｔの値の
正負でもって判断する。タイヤ切れ角ｔが「負」（ｔ＜
０）の場合は「左方向」、タイヤ切れ角ｔが「正」（ｔ
＞０）の場合は「右方向」と判断する。タイヤ操舵方向
が「左方向」であればステップ１００に移行し、「右方
向」であればステップ１１０に移行する。

【００５０】ステップ１００では、タイヤ切角｜ｔ｜が
左規制角｜ＬＫ｜以上である（ｔ≦ＬＫ）か否かを判断
し、ステップ１１０では、タイヤ切角｜ｔ｜が右規制角
｜ＲＫ｜以上である（ｔ≧ＲＫ）か否かを判断する。

【００５１】ステップ１００において｜ｔ｜≧｜ＬＫ｜
が成立のとき、あるいはステップ１１０において｜ｔ｜
≧｜ＲＫ｜が成立のときは、ステップ１４０に移行して
バルブクローズ指令を実行する。そのため、図１のマッ
プＭ１においてタイヤ切角ｔが補正禁止領域にあるとと
判定されたときにはノブ位置補正が常に実行されない。
例えばハンドル２を操舵輪１９がエンドに達するまで切
ったときには、そのときのずれ量Δθが許容値θo を越
えるなどその他の補正実行条件が揃っていても、タイヤ
切れ角ｔが規制角以上となった時点で既に補正が中断さ
れ、ハンドル２が空転することがないので、操舵輪１９
がエンドに達したことはハンドル２に伝わる抵抗感から
確実にオペレータに認知される。一方、ステップ１００
において｜ｔ｜≧｜ＬＫ｜が不成立のとき、あるいはス
テップ１１０において｜ｔ｜≧｜ＲＫ｜が不成立のとき
は、ステップ１２０に移行する。

【００５２】ステップ１２０では、ずれ量Δθが所定値
Ａ°以下であるか否かを判断する。Δθ≦Ａ°の不成立
時にはステップ１５０に移行し、電磁切換弁２２のソレ
ノイド２５に励磁信号を出力するバルブオープン指令を
実行する。そのため、図４に示すようにずれ量Δθが所
定値Ａ°を越えるときには、ハンドル２の操作方向が左
方向（ｂ方向）であっても右方向（ｃ方向）であって
も、ハンドル２が回動操作されるときには必ずノブ位置
補正が実行される。このとき、図４におけるｃ方向にハ
ンドル２が操作されているときにノブ位置補正が実行さ
れても、ノブ２ａの位置ずれ量を拡大させる確率よりも
ずれ量を縮小させる確率の方がかなり高いため、ノブ位
置補正の実施の機会が事実上増え、Ａ°を越えるずれ量
のまま放置されることが極力回避される。

【００５３】一方、Δθ≦Ａ°の成立時にはステップ１
３０に移行し、操舵方向と目標方向とが一致するか否か
を判断する。操舵方向＝目標方向の成立時にはステップ
１５０に移行してバルブオープン指令を行い、操舵方向
＝目標方向の不成立時にはステップ１４０に移行してバ
ルブクローズ指令を行う。そのため、ノブ２ａが図３に
おける実線位置に位置するときには、ノブ２ａが目標ノ
ブ位置に最短経路で接近する左方向（実線矢印方向）に
ハンドル２が操作されたときにノブ位置補正が実行さ
れ、ノブ２ａが目標ノブ位置から離れる（つまり最長経
路で接近する）右方向（破線矢印方向）にハンドル２が
操作されたときにはノブ位置補正が実行されない。ま
た、ノブ２ａが正規の位置から（３６０−Ａ）°以上ず
れて図３における鎖線位置に位置するときにも、ノブ２
ａが目標ノブ位置に最短経路で接近する右方向（実線矢
印方向）にハンドル２が操作されたときにノブ位置補正
が実行され、ノブ２ａが目標ノブ位置から離れる左方向
（破線矢印方向）にハンドル２が操作されたときにはノ
ブ位置補正が実行されない。

【００５４】また、実際のずれ量が３６０°以上であっ
ても、相対角度が考慮されるだけなので、補正量は最短
経路での見掛け上のずれ量分だけで済む。なお、ハンド
ル角θもしくはタイヤ切れ角ｔが検出外にあるときには
ノブ位置補正が中断されることになるが、この補正の中
断は非検出領域を通過する間の一時的なものなのでさほ
ど問題とならない。

【００５５】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下に列記する効果が得られる。 （ａ）タイヤ切角ｔが規定角ＲＫ，ＬＫを越える範囲
（補正禁止領域）にあるようなストロークエンド付近で
は、ノブ位置補正の実行を強制的に停止させるようにし
た。そのため、操舵輪１９がエンドＲＥ，ＬＥに達する
までハンドル２を切ったことをその手応えから確実に知
ることができる。その結果、従来技術で述べたように操
舵輪がエンドに達しているにも拘わらず、たまたま補正
実行中であるためにハンドルが空転し、オペレータがハ
ンドル２を操作し続けるという不具合を防止することが
できる。また、ハンドル２を操舵輪１９がエンドエンド
ＲＥ，ＬＥに達するまで回転操作したつもりのときに確
実にハンドル２から抵抗感が得られるので、ハンドル操
作上の違和感もなくなる。

【００５６】（ｂ）エンドＲＥ，ＬＥから操舵輪１９の
全操舵範囲の約１０％の位置に規制角ＲＫ，ＬＫを設定
し、ノブ位置補正の実行の禁止がエンドＲＥ，ＬＥ付近
に限られているので、操舵輪１９が直進姿勢にあるとき
のノブ２ａの中立位置への収束性が損なわれることがほ
とんどない。

【００５７】（ｃ）特公平３−３０５４４号公報等に開
示された従来装置では、ハンドルの位置補正を絶対角度
に基づき行っていたため、ずれ量が３６０°や７２０°
と検出されたときにはオペレータから見てノブ位置が合
っているにも拘わらず、ハンドルを１回転もしくは２回
転空転させるという無駄な補正が実行されることになっ
ていた。しかし、本実施形態によれば、ノブ位置補正を
相対角度でのずれ量に基づき行っており、オペレータか
ら見てノブ位置が合っていさえすれば、たとえ実際のず
れがあってもノブ位置補正を実行しないのでせず、無駄
なノブ位置補正を無くすことができる。

【００５８】（ｄ）ずれ量ΔθがＡ°以下であるときに
は最短経路を通る方向にハンドル２が操作されたときに
限り補正が実行されるので、実際にずれた角度量が例え
ば２８０°であっても８０°程度の補正量で済ませるこ
とができる。従って、実際のずれ量よりも小さな補正量
で済み、ノブ位置補正に必要なハンドル２の空転量を相
対的に少なくすることができる。

【００５９】（ｅ）現在ノブ位置と目標ノブ位置との最
低経路を通るずれ量Δθが所定値Ａ°を越えるときに
は、ハンドル２の操作方向に関係なく常にノブ位置補正
を実行するようにした。そのため、ハンドル２のずれ量
Δθが所定値Ａ°を越えるほど大きいときには、ずれ量
の拡大を極力回避されつつハンドル２の位置補正の機会
を増やすことができ、ノブ２ａの位置ずれを極力小さく
抑えることができる。

【００６０】（ｆ）中立位置から左右各々２回転以上で
回動操作されるハンドル２のハンドル角θを検出するポ
テンショメータ２７の入力軸はステアリングシャフト３
とギヤ比「１」のギヤ列２９を介して連結されているた
め、ウォームギヤ等の減速機構を介した従来装置の構成
に比べ、ハンドル角θの検出精度を高めることができ
る。

【００６１】尚、本発明は上記各実施形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次
のように具体化することができる。 （１）図７に示すように、タイヤ切れ角ｔから絶対角度
で目標ハンドル角θｇを求めるマップＭ２を用いて、こ
の目標ハンドル角θｇと、絶対角度で検出したハンドル
角とのずれ量からノブ位置補正を絶対角度に基づいて行
うハンドル角補正装置において本発明を採用してもよ
い。同図に示すように、タイヤ切れ角｜ｔ｜が規制角｜
ＲＫ｜，｜ＬＫ｜以上となるエンドＲＥ，ＬＥ付近に補
正禁止領域Ｂを設定し、タイヤ切れ角ｔが補正禁止領域
Ｂにあると検出されたときにはノブ位置補正の実行を禁
止するようにする。この構成によっても、ハンドルを操
舵輪がエンドに達するまで切ったときにその手応えから
操舵輪がエンドに達したことを知ることができる。

【００６２】（２）規制角ＲＫ，ＬＫの設定位置は前記
実施形態に限定されない。エンド位置から全操舵範囲の
約１０％以内の範囲内の任意の位置に設定してもよい。
この構成によれば、ノブ位置補正の禁止範囲が少しで済
むので、ノブ２ａの中立位置への収束性が損なわれるこ
とがほとんどない。また、規制角ＲＫ，ＬＫを操舵輪１
９のエンドＲＥ，ＬＥに設定してもよい（ＲＫ＝ＲＥ，
ＬＫ＝ＬＥ）。この構成によっても、若干のタイミング
の遅れを伴うかもしれないが、操舵輪１９がエンドに達
したことをハンドル２の手応えからオペレータに確実に
伝えることができるうえ、補正の実行の禁止が無くなり
（但し、非検出領域を除いて）ノブ２ａの中立位置への
収束性が損なわれない。もちろん、ノブ２ａの中立位置
への収束性が損なわれる程度が許容される範囲であれ
ば、エンド位置から全操舵範囲の例えば２０％手前の位
置に規制角ＲＫ，ＬＫを設定してもよい。

【００６３】（３）ステアリングシャフト３とポテンシ
ョメータ２７との間に介装したギヤ比「１」のギヤ列２
９に替えて、ウォームギヤ等を有する減速ギヤを採用
し、ポテンショメータ２７で検出される絶対角度の検出
値を演算等により相対角度に変換し、相対角度に変換し
たハンドル角θとタイヤ切れ角ｔから求めた相対角度の
目標ハンドル角θｇとの比較からノブ位置補正を相対角
度に基づいて行う構成としてもよい。この場合、絶対角
度から相対角度に変換する演算手段（例えば計算処理や
マップ演算を実施するための手段）が、ハンドル角検出
手段を構成することになる。この構成によれば、絶対角
度から相対角度θを求めるための演算手段が必要にはな
るものの、ハンドル角θの非検出領域を無くすことがで
きる。

【００６４】（４）目標ラインＬの目標ハンドル角θｇ
に対するタイヤ切れ角ｔの比が、オービットロール効率
１００％である理想ラインよりも小さくなるように設定
し、例えば特開平３−３０５４４号公報に開示されたパ
ワーステアリング装置のように補正の実行頻度を増やす
構成としてもよい。この構成によれば、補正禁止領域を
設けても、それ以外の領域での補正の実行頻度が増すこ
とで、ノブ２ａの中立位置への収束性を高めることがで
きる。

【００６５】（５）ノブがないハンドルの位置補正を目
的として本発明を実施してもよい。ノブがないハンドル
においても本発明を適用することによりハンドル角を操
舵輪の切れ角に応じた正規の位置に極力配置させること
ができる。

【００６６】（６）ハンドル２の操作方向の検出を専用
の回転方向検出センサにより行う構成としてもよい。 （７）前記実施形態ではフォークリフトに適用したが、
パワーステアリング装置を備えるフォークリフト以外の
産業車両、さらに自動車（乗用車）などの車両におい
て、本発明を広く適用することができる。

【００６７】前記実施形態から把握され、特許請求の範
囲に記載されていない発明を、その効果とともに以下に
記載する。 （イ）請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明
において、前記駆動手段は、前記操舵輪を駆動するため
の油圧式のアクチュエータと、前記ハンドルの操作量に
応じた油量を前記アクチュエータに供給する作動油供給
手段とを備えており、前記補正手段は、前記作動油供給
手段から前記アクチュエータに供給すべき作動油の一部
をドレンタンクに還流させるように駆動される切換弁を
備えている。この構成によっても、ハンドルをエンドに
達するまで切ったことを手応えから知ることができる。 （ロ）請求項１〜請求項５及び前記（イ）のいずれか一
項に記載の発明において、前記ハンドルにはノブが設け
られており、前記制御手段は、前記ノブが正規の位置に
配置されるように前記補正手段を駆動制御する。この構
成によれば、操舵輪の切れ角に応じた正規の位置に少な
くとも許容範囲内で収まるようにノブを位置補正でき、
ノブの位置を操舵輪の切れ角の判断の目安としても差し
支えない。

【００６８】（ハ）請求項４に記載の発明において、前
記実位置と目標位置との前記最低距離を通る経路でのず
れ量が所定値より大きいか否かを判断する第２判断手段
と、該第２判断手段により前記ずれ量が所定値を越える
と判断されたときに前記駆動手段を前記ハンドルの操作
方向に関係なく常に駆動させる補正実行手段とを備え、
前記補正実行選択手段は、該第２判断手段により前記ず
れ量が所定値以下であると判断されたときに限り、前記
操作方向と前記目標方向とが一致したときに行う前記補
正手段の駆動を実行するように設定されている。この構
成によれば、最低経路を通るとしたときの実位置と目標
位置とのずれ量が所定値を越えるときには、ハンドルの
操作方向が左右どちらであっても常にハンドルの位置補
正が実行され、ずれ量の拡大を極力回避しつつハンドル
の位置補正の機会を増やすことができる。

【００６９】（ニ）請求項５に記載の発明において、前
記車両は産業車両である。この構成によれば、産業車両
においても、請求項５に記載の発明と同様の効果を得る
ことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１及び請求項
５に記載の発明によれば、操舵輪の切れ角がエンド付近
の規制角以上にあると判断されたときには、補正禁止手
段により制御手段による補正手段の駆動を禁止するよう
にしたので、操舵輪がエンドに達するまでハンドルが切
られたことがハンドルを操作する手応えからいつも確実
に知ることができる。

【００７１】請求項２及び請求項５に記載の発明によれ
ば、規制角はエンド手前において操舵輪の全ストローク
の約１割の範囲内に設定されているため、ハンドルの位
置補正の実行が禁止される割合が少なくて済み、ハンド
ルの正規の位置への収束性がさほど損なわれない。

【００７２】請求項３及び請求項５に記載の発明によれ
ば、ハンドル角と、操舵輪の切れ角から決まる目標位置
とをハンドルの相対角度で求めるようにし、ハンドルの
位置補正を相対角度に基づいて行うようにしたので、ハ
ンドルの無断な位置補正の実行を無くすことができる。

【００７３】請求項４及び請求項５に記載の発明によれ
ば、ハンドルが実位置から目標位置に至るまでに最短経
路で済む目標方向と、ハンドルの操作方向とが一致した
ときに限りハンドルの位置補正を実行する補正実行選択
手段を備えたので、実際のずれ量よりも少ない補正量で
ハンドルを目標位置に補正することができ、ハンドルの
位置補正に必要な補正量を相対的に少なくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のマップを示すグラフ。

【図２】パワーステアリング装置の模式図。

【図３】ノブ位置補正制御の説明図。

【図４】ノブ位置補正制御の説明図。

【図５】ノブ位置補正制御処理のフローチャート。

【図６】同じくフローチャート。

【図７】別例のマップを示すグラフ。

【図８】従来技術におけるマップを示すグラフ。

【図９】同じくステアリング装置の模式図。

【符号の説明】

１…パワーステアリング装置、２…ハンドル、１２…駆
動手段としてのステアリングシリンダ、１９…操舵輪、
２２…補正手段としての電磁切換弁、２７…ハンドル角
検出手段としてのポテンショメータ、２８…操舵角検出
手段としてのポテンショメータ、３０…目標位置演算手
段、制御手段及び操作方向検出手段を構成するとともに
判断手段、目標方向検出手段及び補正実行選択手段とし
てのＣＰＵ、３１…目標位置演算手段を構成するととも
に記憶手段としてのＲＯＭ、３７…制御手段を構成する
励消磁駆動回路、Ｆ…車両としてのフォークリフト、Ｒ
Ｅ，ＬＥ…エンド、ＲＫ，ＬＫ…規制角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/09 B62D 6/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルの操作位置に応じた切れ角に操
   舵輪を駆動するための駆動手段と、 ハンドルの実位置を検出するハンドル角検出手段と、 前記操舵輪の切れ角を検出する操舵角検出手段と、 前記切れ角から前記ハンドルの正規の位置を目標位置と
   して求める目標位置演算手段と、 前記ハンドルの操作量に対する前記駆動手段の駆動量の
   変化率を減少させる補正手段と、 前記ハンドルの実位置と前記目標位置とのずれ量が少な
   くとも許容範囲内に収まるように前記補正手段を駆動制
   御する制御手段と、 前記操舵角検出手段により検出された前記操舵輪の切れ
   角がエンド付近の規制角以上であるか否かを判断する判
   断手段と、 前記判断手段により前記切れ角が前記規制角以上である
   と判断されたときには、前記制御手段による前記補正手
   段の駆動を禁止する補正禁止手段とを備えているパワー
   ステアリング装置におけるハンドル角補正装置。
2. 【請求項２】 前記規制角は前記エンド手前において前
   記操舵輪の全ストロークの約１割の範囲内に設定されて
   いる請求項１に記載のパワーステアリング装置における
   ハンドル角補正装置。
3. 【請求項３】 前記ハンドル角検出手段は前記ハンドル
   の実位置を相対角度で検出し、前記目標位置演算手段は
   前記切れ角から前記目標位置を相対角度で求めるように
   設定されており、前記制御手段は相対角度でのずれ量に
   基づき少なくとも許容範囲内に該ずれ量が収まるように
   前記補正手段を駆動制御する請求項１又は請求項２に記
   載のパワーステアリング装置におけるハンドル角補正装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記ハンドルが前記実
   位置から前記目標位置に至るのに最短経路で済む方向を
   補正を実行すべき目標方向として検出する目標方向検出
   手段と、前記ハンドルの操作方向を検出する操作方向検
   出手段と、前記ハンドルの操作方向と前記目標方向とが
   一致したときにのみ前記補正手段を駆動させる補正実行
   選択手段とを備えている請求項３に記載のパワーステア
   リング装置におけるハンドル角補正装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記
   載の前記ハンドル角補正装置を備えている車両。