産業車両のステアリング装置
【課題】演算処理の負担を軽減し、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性を向上させ、路面状況にも合わせて操舵処理を行う。
【解決手段】ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、ハンドル１の回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータ３に出力し、タイヤ７を旋回駆動する。一方、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドル１の回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存し、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータ３を停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータ３を制御する。
【解決手段】ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、ハンドル１の回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータ３に出力し、タイヤ７を旋回駆動する。一方、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドル１の回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存し、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータ３を停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータ３を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングとタイヤとの間に機械的な連結機構を持たない産業車両におけるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フォークリフト等の産業車両では、車体に設けられたハンドルの操作量に応じてステアリングモータによりタイヤを旋回駆動するステアリング装置が操舵装置として、採用されている。
【０００３】
なかでも、運転者が操作したハンドルの回転量を検出して、この検出量に基づいて操舵用のステアリングモータを駆動し、操舵輪（以下、タイヤと称する）を操舵する電気式ステアリング装置が知られている。このような電気式ステアリング装置のうち、ハンドルとタイヤとが機械的に連結されていないものが広く用いられている。
【０００４】
ハンドルとタイヤとの間に機械的な連結機構を有さないステアリング装置では、タイヤが直進方向の位置で維持されていてもハンドルを回転することができるため、不意にハンドルが動いてしまうことがある。
【０００５】
一方で、実用上、ハンドルをわずかに操作して直進位置からタイヤを旋回させることも必要とされている。そのため、タイヤを直進位置で維持する際に、強制的にハンドルの回転を阻止するような制御は好ましくない。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ハンドルとタイヤとの間に機械的な連結機構を持たないステアリング装置において、タイヤを直進位置のような所定の状態に維持でき、さらに、その状態からハンドル操作に応じて速やかにタイヤを旋回させることができる方法を提案している。
【０００７】
具体的には、制御装置が、検出されたタイヤ角が所定の範囲内にある時のハンドル操作角を基準操作角として設定し、これ以降、検出されたハンドル操作角が、この基準操作角から所定の範囲内にあればタイヤ角が所定の範囲内となるように制御するものである。すなわち、基準操作角が設定された後は、ハンドル操作によるタイヤ駆動制御（以下、ハンドル制御と称する）からタイヤ角保持制御に移行し、ハンドル操作角が基準操作角から所定の範囲内となるようにハンドルを保持さえすれば、タイヤ角が所定の範囲内となるように維持される。その結果、タイヤ角を維持するためのハンドル操作に係る運転者の負担を軽減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、ハンドル制御とタイヤ角保持制御の切替の際に、タイヤ角が所定の範囲内にある状態が所定時間継続した時点で、ハンドル操作角を基準操作角に設定するなど複雑な処理を行っていた。
【００１０】
また、ハンドルとタイヤとが機械的に連結されていないため、溝や段差などの外力の影響により、タイヤが意図せぬ方向に旋回してしまうことがあった。そのため、旋回したタイヤを元に戻す制御や、もしくはタイヤがこのような外力の影響により動かないようにする制御が必要となるが、その演算処理が複雑であった。
【００１１】
また、上記のような複雑な演算制御を行うと、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性が悪化するという問題があった。
【００１２】
以上示したようなことから、本発明では、演算処理の負担を軽減し、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性を向上させ、さらに路面状況にも合わせて操舵処理が行える産業車両のステアリング装置を提供することが主な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、ハンドルの回転操作に応じて、車体に旋回可能に設けられたタイヤをステアリングモータにより旋回駆動する産業車両のステアリング装置であって、ハンドルの回転速度を検出するハンドルセンサと、前記タイヤの旋回角度であるタイヤ角を検出するタイヤ角センサと、前記ハンドルセンサとタイヤ角センサとの検出結果に基づいて、前記ステアリングモータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、ハンドルの回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、前記ハンドルセンサの出力信号に基づきハンドルの回転速度を演算し、このハンドルの回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータに出力してタイヤを旋回駆動し、ハンドルの回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドルの回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値として保存し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータを停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータを制御することを特徴とする。
【００１４】
また、別の態様として、前記タイヤ角保持制御は、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、前記タイヤ角指令値と前記タイヤ角検出値との偏差に対してＰＩ制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、別の態様として、前記ＤＵＴＹを、ハンドルの回転操作に対するタイヤ角速度のずれに基づいて補正することを特徴とする。
【００１６】
また、別の態様として、前記ＤＵＴＹの補正は、予めＤＵＴＹに対して設定された理想タイヤ角速度と、実際に検出されたタイヤ角速度検出値と、の偏差に比例した補正係数をＤＵＴＹに乗算して行なうことを特徴とする。
【００１７】
また、別の態様として、前記ハンドル不感帯は、ハンドルの回転速度に対して、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広くなるように設定されており、走行速度が閾値以上の時は、一定の不感帯幅に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、演算処理の負担を軽減し、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性を向上させ、さらに路面状況にも合わせて操舵処理が行える産業車両のステアリング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態におけるステアリング装置の概略図である。
【図２】実施形態におけるステアリング装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】ハンドル回転速度に対するハンドル不感帯を示す図である。
【図４】本実施形態における制御装置のブロック図である。
【図５】走行速度とハンドル不感帯の幅の関係を示す図である。
【図６】ＤＵＴＹと理想のタイヤ角Ｗｒｅｆとの関係を示す図である。
【図７】タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆと補正係数ＫＴとの関係を示す図である。
【図８】ＤＵＴＹと補正後のＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【図９】タイヤ角に対するタイヤ角不感帯を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態］
図１に示すように、本実施形態におけるステアリング装置１０は、ハンドルセンサ（例えば、パルスエンコーダ：以下、パルスエンコーダと称する）を備えたハンドル１と、ハンドル１の回転操作に応じてタイヤ７を旋回駆動するステアリングモータ３，ギア５と、タイヤ７の角度を検出する操舵輪センサ（以下、操舵輪センサをタイヤ角センサ，操舵輪センサにより検出される操舵角をタイヤ角と称する）４と、パルスエンコーダにより検出されたハンドル回転速度およびタイヤ角センサ４により検出されたタイヤ角に基づいて演算を行い、ステアリングモータ３を駆動する制御装置６と、を備える。なお、ステアリングモータ３，ギア５，タイヤ７により、タイヤユニット２が構成されている。
【００２１】
このように、構成されたステアリング装置１０は、ハンドル１を操作した時のパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいて回転速度を演算し、その回転速度に比例したＤＵＴＹ（ステアリングモータ３を駆動するための出力値）を出力してステアリングモータ３を駆動する。また、タイヤ角センサ４によりタイヤ７のタイヤ角を検出しており、このタイヤ角がハンドル制御およびタイヤ角保持制御の演算に用いられる。
【００２２】
以下、本実施形態におけるステアリング装置１０の処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
ハンドル１が操作されると、制御装置６はハンドル１に備えられたパルスエンコーダから出力されるパルス信号に基づいてハンドル１の回転速度を演算する（Ｓ２１）。次にハンドル１の回転速度に、図３に示すようなハンドル不感帯処理を施す（Ｓ２２）。このハンドル不感帯処理を行うことにより、高速走行時などでハンドル１が僅かに回転したとしても、タイヤ７が意図せぬ方向に旋回することを抑制する。
【００２４】
次に、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯より大きいか否かを判定し（Ｓ２３）、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯よりも大きい場合はＳ２４以降のハンドル制御に移行し、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯よりも小さい場合はＳ２９以降のタイヤ角保持制御に移行する。
【００２５】
前記ハンドル制御では、ハンドル１の回転速度に比例した回転速度指令を出力し、この回転速度指令に比例したＤＵＴＹを演算する（Ｓ２４）。そして、このＤＵＴＹに応じたチョッパ制御信号を出力することにより（Ｓ２６）、ステアリングモータ３を駆動し（Ｓ２７）、タイヤ７を旋回させる。
【００２６】
なお、ステアリングモータ３の駆動によって変化したタイヤ角がタイヤ角センサ４により検出され（Ｓ２８）、このタイヤ角検出値θｄｅｔによりＤＵＴＹを補正する補正係数ＫＴが演算される（Ｓ２５）。この補正係数ＫＴをＤＵＴＹに乗算することにより、ハンドル操作に対するタイヤ角速度のずれが抑制される。このＳ２５，Ｓ２６におけるＤＵＴＹの補正については、後述する。
【００２７】
一方、前記タイヤ角保持制御では、まず、ハンドル回転速度がハンドル不感帯に入ったときのタイヤ角検出値θｄｅｔをタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存する（Ｓ２９）。ここで、運転者が細かなハンドル操作を行なわなくても直進状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できるように、タイヤ角検出値θｄｅｔ（Ｓ２８）に対してもタイヤ角不感帯処理（Ｓ３０）を施している。このタイヤ角不感帯処理（Ｓ３０）については、後述する。
【００２８】
次に、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内に有るか否かを判定し、ステアリングモータ３の停止およびＰＩ制御の切替判断を行なう（Ｓ３１）。すなわち、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合は、Ｓ２９で保存したタイヤ角指令値θｒｅｆに対して無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する（Ｓ３３）。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合はＳ３２以降のＰＩ制御へ移行し、運転者がハンドル操作を行なわなくても直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できる。
【００２９】
このタイヤ角保持制御は、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの偏差に対してＰＩ制御を行なうものであり、単純かつ信頼性のある制御である。
【００３０】
次に、図４に基づいて、制御装置６の詳細を説明する。図４は本実施形態における制御装置６のブロック図である。
【００３１】
まず、ハンドル制御が行なわれると制御装置６はパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいてハンドル１の回転速度を演算する。次に、図３に示すようにハンドル１の回転速度に対してハンドル不感帯部１１によりハンドル不感帯処理を行う。
【００３２】
図３に示すように、ハンドル１の回転速度に対して所定の幅でハンドル不感帯が設定されている。図３では、ハンドル不感帯の右側はハンドルの右回転、左側はハンドルの左回転を表している。
【００３３】
また、このハンドル不感帯の幅は一定値ではなく、図５に示すように、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広く設定されている。この理由は、路面からタイヤ７にかかる摩擦力が、走行速度が高い時は小さく、走行速度が低い時は大きいためである。このように、走行速度に応じて不感帯の幅を変更することにより、運転者に対する走行時のハンドル操作のフィーリングおよび安全性が改善される。また、高速走行時は、路面からタイヤ７にかかる摩擦力に大きな変化がなくなるため、図５に示すように、走行速度が閾値以上の場合は一定の不感帯幅となるように設定されている。
【００３４】
次に、ハンドル不感帯部１１は、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内にあるか否かを判定し、切替部１８に切替信号を出力する。具体的には、ハンドル回転速度がハンドル不感帯よりも大きい場合はハンドル制御、ハンドル回転速度がハンドル不感帯よりも小さい場合はタイヤ角保持制御に移行する。
【００３５】
ハンドル制御に移行した場合は、回転速度‐ＤＵＴＹ変換部１２によりハンドル回転速度指令がＤＵＴＹに変換される。このＤＵＴＹは、基本的にハンドル１の回転速度に比例した値である。しかしながら、路面状況によってはタイヤ７を旋回する駆動力が不足し、ハンドル操作に対してタイヤ角速度にずれが生じることがある。特に、摩擦力の大きな粗れた路面での走行中に運転者がハンドル１をゆっくり操作した場合などには、摩擦力に対してＤＵＴＹが小さく、タイヤ７を旋回させる駆動力が不足することが予測される。
【００３６】
そこで、本実施形態では、このような場合に対処すべく、ハンドル操作に対するタイヤ７角速度のずれに対してＤＵＴＹの補正を行なっている。以下、ＤＵＴＹの補正の詳細を説明する。
【００３７】
図４に示すように、第１の演算として、ＤＵＴＹ−タイヤ角指令変換部１３により、図６に示すような予めＤＵＴＹに対応する理想のタイヤ角速度Ｗｒｅｆが設定されたＤＵＴＹ−タイヤ角速度指令変換関係に基づき、ＤＵＴＹに応じて理想タイヤ角速度Ｗｒｅｆを算出する。
【００３８】
次に、第２の演算として、減算部１４により、この理想タイヤ角速度Ｗｒｅｆと実際の検出タイヤ角速度Ｗｄｅｔとの偏差Ｗｄｌｔｒｅｆを算出する。なお、前記検出タイヤ角速度Ｗｄｅｔは、現在のタイヤ角検出値θｄｅｔから前回検出したタイヤ角検出値θｄｅｔｏｌｄを減算部１５により減算した値となる。
【００３９】
次に、第３の演算として、係数演算部１６により、図７に示すような予め定めたタイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆと補正係数ＫＴとの比例的関係に基づき、前記タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｌｅｆに応じて補正係数ＫＴを算出する。
【００４０】
次に、第４の演算として、乗算部１７により、この補正係数ＫＴとＤＵＴＹとを乗算して、図８に示すようにＤＵＴＹの補正を行い、補正後のＤＵＴＹによりステアリングモータ３の駆動を行なう。
【００４１】
このように、ＤＵＴＹに対して補正を行なうことにより、路面が粗くタイヤ７が回転しにくい場合は、タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆが大きくなり、補正係数ＫＴも増加する。その結果、補正後のＤＵＴＹが増加して、ステアリングモータ３の駆動力が大きくなり、タイヤ７がハンドル操作通りに旋回できるようになる。また、逆に路面が滑りやすくタイヤ７が回転しすぎる場合には、タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆが大きくなり補正係数ＫＴが減少する。その結果、補正後のＤＵＴＹが減少し、タイヤ７の旋回は抑制され、タイヤ７がハンドル操作どおりに旋回できるようになる。
【００４２】
一方、タイヤ角保持制御に移行した場合は、図４に示すように、開閉器１９が投入され、ハンドル回転速度がハンドル不感帯に入った時のタイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存され減算部２０に入力される。この減算器２０にはタイヤ角検出値θｄｅｔも入力され、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯部２１に入力される。
【００４３】
次に、図９に基づいてタイヤ角不感帯部２１における処理の詳細を説明する。図９に示すように、タイヤ角不感帯処理は、タイヤ角指令値θｒｅｆに対して所定の幅でタイヤ角不感帯を設定し、タイヤ角不感帯の範囲内にタイヤ角が収まるように制御を行なうものである。その結果、運転者が細かなハンドル操作を行なわなくても直進状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できるように制御されるとともに、運転操作のフィーリング改善にも繋がる。
【００４４】
具体的には、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合（タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯の幅よりも小さい場合）には保存したタイヤ角指令値θｒｅｆに対して無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ不感帯の範囲外にある場合（タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯の幅よりも大きい場合）には、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯の範囲に収まるようにＰＩ制御部２２によりタイヤ角をＰＩ制御する。その結果、運転者がハンドル操作を行なわなくても、直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できる。
【００４５】
このタイヤ角保持制御は、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ検出値θｄｅｔとの偏差に対してＰＩ制御を行なうものであり、タイヤ角が外力によりずれた場合に元の位置（タイヤ角指令値θｒｅｆの位置）に戻す制御を行なうものである。また、車両停止時にはタイヤ７が外力により旋回することがないため、運転操作のフィーリングを考慮してタイヤ角保持制御は行なわないものとする。
【００４６】
本実施形態のようにステアリング装置を構成することにより、以下（１）〜（５）の作用効果を奏する。
【００４７】
（１）ハンドルの回転速度に基づいてタイヤ角を制御する効果
ハンドル１を操作したときの基本動作は、制御装置６により、ハンドル１に備えられたパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいて、ハンドル１の回転速度を演算し、その回転速度に比例したＤＵＴＹを出力する。そして、このＤＵＴＹに応じてステアリングモータ３を駆動し、タイヤユニット２を旋回動作させている。
【００４８】
そのため、ハンドル１の回転操作を速く行えばタイヤ７も比例して速く旋回し、ハンドル１をゆっくり回転させればタイヤ７も比例してゆっくり旋回する。したがって、本実施形態によれば、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されていないステアリング装置１０においても、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されているステアリング装置１０と同様のフィーリングで円滑なステアリング操作が行うことが可能となる。
【００４９】
また、ハンドル制御ではハンドル１の回転速度を使用しており、複雑な演算を使用していないため、演算処理時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００５０】
（２）ハンドル不感帯処理による効果
ハンドル不感帯処理では、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行し、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内に入った時のタイヤ角がタイヤ角指令値として保存され、直線走行または曲線走行において、そのタイヤ角での走行方向が維持される。
【００５１】
このハンドル不感帯処理により、例えば、高速走行時などでハンドル１がふらついてわずかに回転した時に、意図しない方向にタイヤ７が旋回することが抑制される。その結果、ハンドル１のふらつきや揺れに影響されない安定状態を維持することができると共に、運転者の走行時における負担を軽減することが可能となる。
【００５２】
（３）タイヤ角不感帯処理による効果
タイヤ角不感帯処理では、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合には、保存したタイヤ角の指令値に対しては無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合はタイヤ角がタイヤ角不感帯の範囲に収まるようにタイヤ角度がＰＩ制御され、運転者がハンドル操作を行なわなくても直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態が維持される。したがって、走行中にタイヤ７が溝や段差などの外力の影響で意図せぬ方向に旋回することを抑制することが可能となる。
【００５３】
（４）ＤＵＴＹの補正による効果
本実施形態のように、ＤＵＴＹにタイヤ角に基づいた補正を行なうことにより、路面が粗くタイヤ７が回転しにくい場合は補正係数ＫＴも大きくなるため、補正後のＤＵＴＹが増加する。その結果、ステアリングモータ３の駆動力も大きくなり、ハンドル１の操作通りにタイヤ７が旋回できるようになる。また、逆に、路面が滑りやすくタイヤ７が旋回しすぎる場合には補正係数ＫＴが小さくなるため、補正後のＤＵＴＹが減少してタイヤ７の旋回は抑制され、ハンドル１の操作通りにタイヤ７が旋回することとなる。
【００５４】
従って、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されていないステアリング装置１０においても、ハンドル操作に対するタイヤ７の追従性が良く、走行中にタイヤ７が溝や段差，粗い路面等のタイヤ７が旋回しにくい場合でも路面状況に応じた操舵処理を行うことが可能となる。
【００５５】
（５）演算制御の負担軽減による効果
本実施形態では、従来（特許文献１）のように、基準操作角の設定に、タイヤ角がタイヤ角範囲内にある状態が所定時間継続した時点でハンドル操作角を基準操作角に設定する等の複雑な演算処理を行っていない。すなわち、ハンドル制御とタイヤ角保持制御の切替は、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内か否かを判定しているのみであるため、演算処理の負担が軽減される。
【００５６】
また、溝や段差等の外力の影響により、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの間にずれが生じた場合（意図せぬ方向にタイヤ７が旋回した場合）でも、ＰＩ制御等の単純で信頼性のある制御によりタイヤ角がタイヤ角指令値θｒｅｆの位置に戻される。その結果、演算処理の負担が軽減される。
【００５７】
このように、ステアリング装置における演算処置の負担が軽減されることにより、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性が向上する。
【００５８】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００５９】
１…ハンドル
３…ステアリングモータ
４…タイヤ角センサ
６…制御装置
７…タイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングとタイヤとの間に機械的な連結機構を持たない産業車両におけるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フォークリフト等の産業車両では、車体に設けられたハンドルの操作量に応じてステアリングモータによりタイヤを旋回駆動するステアリング装置が操舵装置として、採用されている。
【０００３】
なかでも、運転者が操作したハンドルの回転量を検出して、この検出量に基づいて操舵用のステアリングモータを駆動し、操舵輪（以下、タイヤと称する）を操舵する電気式ステアリング装置が知られている。このような電気式ステアリング装置のうち、ハンドルとタイヤとが機械的に連結されていないものが広く用いられている。
【０００４】
ハンドルとタイヤとの間に機械的な連結機構を有さないステアリング装置では、タイヤが直進方向の位置で維持されていてもハンドルを回転することができるため、不意にハンドルが動いてしまうことがある。
【０００５】
一方で、実用上、ハンドルをわずかに操作して直進位置からタイヤを旋回させることも必要とされている。そのため、タイヤを直進位置で維持する際に、強制的にハンドルの回転を阻止するような制御は好ましくない。
【０００６】
そこで、特許文献１では、ハンドルとタイヤとの間に機械的な連結機構を持たないステアリング装置において、タイヤを直進位置のような所定の状態に維持でき、さらに、その状態からハンドル操作に応じて速やかにタイヤを旋回させることができる方法を提案している。
【０００７】
具体的には、制御装置が、検出されたタイヤ角が所定の範囲内にある時のハンドル操作角を基準操作角として設定し、これ以降、検出されたハンドル操作角が、この基準操作角から所定の範囲内にあればタイヤ角が所定の範囲内となるように制御するものである。すなわち、基準操作角が設定された後は、ハンドル操作によるタイヤ駆動制御（以下、ハンドル制御と称する）からタイヤ角保持制御に移行し、ハンドル操作角が基準操作角から所定の範囲内となるようにハンドルを保持さえすれば、タイヤ角が所定の範囲内となるように維持される。その結果、タイヤ角を維持するためのハンドル操作に係る運転者の負担を軽減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、ハンドル制御とタイヤ角保持制御の切替の際に、タイヤ角が所定の範囲内にある状態が所定時間継続した時点で、ハンドル操作角を基準操作角に設定するなど複雑な処理を行っていた。
【００１０】
また、ハンドルとタイヤとが機械的に連結されていないため、溝や段差などの外力の影響により、タイヤが意図せぬ方向に旋回してしまうことがあった。そのため、旋回したタイヤを元に戻す制御や、もしくはタイヤがこのような外力の影響により動かないようにする制御が必要となるが、その演算処理が複雑であった。
【００１１】
また、上記のような複雑な演算制御を行うと、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性が悪化するという問題があった。
【００１２】
以上示したようなことから、本発明では、演算処理の負担を軽減し、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性を向上させ、さらに路面状況にも合わせて操舵処理が行える産業車両のステアリング装置を提供することが主な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、ハンドルの回転操作に応じて、車体に旋回可能に設けられたタイヤをステアリングモータにより旋回駆動する産業車両のステアリング装置であって、ハンドルの回転速度を検出するハンドルセンサと、前記タイヤの旋回角度であるタイヤ角を検出するタイヤ角センサと、前記ハンドルセンサとタイヤ角センサとの検出結果に基づいて、前記ステアリングモータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、ハンドルの回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、前記ハンドルセンサの出力信号に基づきハンドルの回転速度を演算し、このハンドルの回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータに出力してタイヤを旋回駆動し、ハンドルの回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドルの回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値として保存し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータを停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータを制御することを特徴とする。
【００１４】
また、別の態様として、前記タイヤ角保持制御は、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、前記タイヤ角指令値と前記タイヤ角検出値との偏差に対してＰＩ制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、別の態様として、前記ＤＵＴＹを、ハンドルの回転操作に対するタイヤ角速度のずれに基づいて補正することを特徴とする。
【００１６】
また、別の態様として、前記ＤＵＴＹの補正は、予めＤＵＴＹに対して設定された理想タイヤ角速度と、実際に検出されたタイヤ角速度検出値と、の偏差に比例した補正係数をＤＵＴＹに乗算して行なうことを特徴とする。
【００１７】
また、別の態様として、前記ハンドル不感帯は、ハンドルの回転速度に対して、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広くなるように設定されており、走行速度が閾値以上の時は、一定の不感帯幅に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、演算処理の負担を軽減し、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性を向上させ、さらに路面状況にも合わせて操舵処理が行える産業車両のステアリング装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態におけるステアリング装置の概略図である。
【図２】実施形態におけるステアリング装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】ハンドル回転速度に対するハンドル不感帯を示す図である。
【図４】本実施形態における制御装置のブロック図である。
【図５】走行速度とハンドル不感帯の幅の関係を示す図である。
【図６】ＤＵＴＹと理想のタイヤ角Ｗｒｅｆとの関係を示す図である。
【図７】タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆと補正係数ＫＴとの関係を示す図である。
【図８】ＤＵＴＹと補正後のＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【図９】タイヤ角に対するタイヤ角不感帯を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態］
図１に示すように、本実施形態におけるステアリング装置１０は、ハンドルセンサ（例えば、パルスエンコーダ：以下、パルスエンコーダと称する）を備えたハンドル１と、ハンドル１の回転操作に応じてタイヤ７を旋回駆動するステアリングモータ３，ギア５と、タイヤ７の角度を検出する操舵輪センサ（以下、操舵輪センサをタイヤ角センサ，操舵輪センサにより検出される操舵角をタイヤ角と称する）４と、パルスエンコーダにより検出されたハンドル回転速度およびタイヤ角センサ４により検出されたタイヤ角に基づいて演算を行い、ステアリングモータ３を駆動する制御装置６と、を備える。なお、ステアリングモータ３，ギア５，タイヤ７により、タイヤユニット２が構成されている。
【００２１】
このように、構成されたステアリング装置１０は、ハンドル１を操作した時のパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいて回転速度を演算し、その回転速度に比例したＤＵＴＹ（ステアリングモータ３を駆動するための出力値）を出力してステアリングモータ３を駆動する。また、タイヤ角センサ４によりタイヤ７のタイヤ角を検出しており、このタイヤ角がハンドル制御およびタイヤ角保持制御の演算に用いられる。
【００２２】
以下、本実施形態におけるステアリング装置１０の処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
ハンドル１が操作されると、制御装置６はハンドル１に備えられたパルスエンコーダから出力されるパルス信号に基づいてハンドル１の回転速度を演算する（Ｓ２１）。次にハンドル１の回転速度に、図３に示すようなハンドル不感帯処理を施す（Ｓ２２）。このハンドル不感帯処理を行うことにより、高速走行時などでハンドル１が僅かに回転したとしても、タイヤ７が意図せぬ方向に旋回することを抑制する。
【００２４】
次に、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯より大きいか否かを判定し（Ｓ２３）、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯よりも大きい場合はＳ２４以降のハンドル制御に移行し、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯よりも小さい場合はＳ２９以降のタイヤ角保持制御に移行する。
【００２５】
前記ハンドル制御では、ハンドル１の回転速度に比例した回転速度指令を出力し、この回転速度指令に比例したＤＵＴＹを演算する（Ｓ２４）。そして、このＤＵＴＹに応じたチョッパ制御信号を出力することにより（Ｓ２６）、ステアリングモータ３を駆動し（Ｓ２７）、タイヤ７を旋回させる。
【００２６】
なお、ステアリングモータ３の駆動によって変化したタイヤ角がタイヤ角センサ４により検出され（Ｓ２８）、このタイヤ角検出値θｄｅｔによりＤＵＴＹを補正する補正係数ＫＴが演算される（Ｓ２５）。この補正係数ＫＴをＤＵＴＹに乗算することにより、ハンドル操作に対するタイヤ角速度のずれが抑制される。このＳ２５，Ｓ２６におけるＤＵＴＹの補正については、後述する。
【００２７】
一方、前記タイヤ角保持制御では、まず、ハンドル回転速度がハンドル不感帯に入ったときのタイヤ角検出値θｄｅｔをタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存する（Ｓ２９）。ここで、運転者が細かなハンドル操作を行なわなくても直進状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できるように、タイヤ角検出値θｄｅｔ（Ｓ２８）に対してもタイヤ角不感帯処理（Ｓ３０）を施している。このタイヤ角不感帯処理（Ｓ３０）については、後述する。
【００２８】
次に、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内に有るか否かを判定し、ステアリングモータ３の停止およびＰＩ制御の切替判断を行なう（Ｓ３１）。すなわち、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合は、Ｓ２９で保存したタイヤ角指令値θｒｅｆに対して無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する（Ｓ３３）。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合はＳ３２以降のＰＩ制御へ移行し、運転者がハンドル操作を行なわなくても直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できる。
【００２９】
このタイヤ角保持制御は、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの偏差に対してＰＩ制御を行なうものであり、単純かつ信頼性のある制御である。
【００３０】
次に、図４に基づいて、制御装置６の詳細を説明する。図４は本実施形態における制御装置６のブロック図である。
【００３１】
まず、ハンドル制御が行なわれると制御装置６はパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいてハンドル１の回転速度を演算する。次に、図３に示すようにハンドル１の回転速度に対してハンドル不感帯部１１によりハンドル不感帯処理を行う。
【００３２】
図３に示すように、ハンドル１の回転速度に対して所定の幅でハンドル不感帯が設定されている。図３では、ハンドル不感帯の右側はハンドルの右回転、左側はハンドルの左回転を表している。
【００３３】
また、このハンドル不感帯の幅は一定値ではなく、図５に示すように、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広く設定されている。この理由は、路面からタイヤ７にかかる摩擦力が、走行速度が高い時は小さく、走行速度が低い時は大きいためである。このように、走行速度に応じて不感帯の幅を変更することにより、運転者に対する走行時のハンドル操作のフィーリングおよび安全性が改善される。また、高速走行時は、路面からタイヤ７にかかる摩擦力に大きな変化がなくなるため、図５に示すように、走行速度が閾値以上の場合は一定の不感帯幅となるように設定されている。
【００３４】
次に、ハンドル不感帯部１１は、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内にあるか否かを判定し、切替部１８に切替信号を出力する。具体的には、ハンドル回転速度がハンドル不感帯よりも大きい場合はハンドル制御、ハンドル回転速度がハンドル不感帯よりも小さい場合はタイヤ角保持制御に移行する。
【００３５】
ハンドル制御に移行した場合は、回転速度‐ＤＵＴＹ変換部１２によりハンドル回転速度指令がＤＵＴＹに変換される。このＤＵＴＹは、基本的にハンドル１の回転速度に比例した値である。しかしながら、路面状況によってはタイヤ７を旋回する駆動力が不足し、ハンドル操作に対してタイヤ角速度にずれが生じることがある。特に、摩擦力の大きな粗れた路面での走行中に運転者がハンドル１をゆっくり操作した場合などには、摩擦力に対してＤＵＴＹが小さく、タイヤ７を旋回させる駆動力が不足することが予測される。
【００３６】
そこで、本実施形態では、このような場合に対処すべく、ハンドル操作に対するタイヤ７角速度のずれに対してＤＵＴＹの補正を行なっている。以下、ＤＵＴＹの補正の詳細を説明する。
【００３７】
図４に示すように、第１の演算として、ＤＵＴＹ−タイヤ角指令変換部１３により、図６に示すような予めＤＵＴＹに対応する理想のタイヤ角速度Ｗｒｅｆが設定されたＤＵＴＹ−タイヤ角速度指令変換関係に基づき、ＤＵＴＹに応じて理想タイヤ角速度Ｗｒｅｆを算出する。
【００３８】
次に、第２の演算として、減算部１４により、この理想タイヤ角速度Ｗｒｅｆと実際の検出タイヤ角速度Ｗｄｅｔとの偏差Ｗｄｌｔｒｅｆを算出する。なお、前記検出タイヤ角速度Ｗｄｅｔは、現在のタイヤ角検出値θｄｅｔから前回検出したタイヤ角検出値θｄｅｔｏｌｄを減算部１５により減算した値となる。
【００３９】
次に、第３の演算として、係数演算部１６により、図７に示すような予め定めたタイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆと補正係数ＫＴとの比例的関係に基づき、前記タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｌｅｆに応じて補正係数ＫＴを算出する。
【００４０】
次に、第４の演算として、乗算部１７により、この補正係数ＫＴとＤＵＴＹとを乗算して、図８に示すようにＤＵＴＹの補正を行い、補正後のＤＵＴＹによりステアリングモータ３の駆動を行なう。
【００４１】
このように、ＤＵＴＹに対して補正を行なうことにより、路面が粗くタイヤ７が回転しにくい場合は、タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆが大きくなり、補正係数ＫＴも増加する。その結果、補正後のＤＵＴＹが増加して、ステアリングモータ３の駆動力が大きくなり、タイヤ７がハンドル操作通りに旋回できるようになる。また、逆に路面が滑りやすくタイヤ７が回転しすぎる場合には、タイヤ角の偏差Ｗｄｌｔｒｅｆが大きくなり補正係数ＫＴが減少する。その結果、補正後のＤＵＴＹが減少し、タイヤ７の旋回は抑制され、タイヤ７がハンドル操作どおりに旋回できるようになる。
【００４２】
一方、タイヤ角保持制御に移行した場合は、図４に示すように、開閉器１９が投入され、ハンドル回転速度がハンドル不感帯に入った時のタイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角指令値θｒｅｆとして保存され減算部２０に入力される。この減算器２０にはタイヤ角検出値θｄｅｔも入力され、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯部２１に入力される。
【００４３】
次に、図９に基づいてタイヤ角不感帯部２１における処理の詳細を説明する。図９に示すように、タイヤ角不感帯処理は、タイヤ角指令値θｒｅｆに対して所定の幅でタイヤ角不感帯を設定し、タイヤ角不感帯の範囲内にタイヤ角が収まるように制御を行なうものである。その結果、運転者が細かなハンドル操作を行なわなくても直進状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できるように制御されるとともに、運転操作のフィーリング改善にも繋がる。
【００４４】
具体的には、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合（タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯の幅よりも小さい場合）には保存したタイヤ角指令値θｒｅｆに対して無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ不感帯の範囲外にある場合（タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの差がタイヤ角不感帯の幅よりも大きい場合）には、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯の範囲に収まるようにＰＩ制御部２２によりタイヤ角をＰＩ制御する。その結果、運転者がハンドル操作を行なわなくても、直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態を維持できる。
【００４５】
このタイヤ角保持制御は、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ検出値θｄｅｔとの偏差に対してＰＩ制御を行なうものであり、タイヤ角が外力によりずれた場合に元の位置（タイヤ角指令値θｒｅｆの位置）に戻す制御を行なうものである。また、車両停止時にはタイヤ７が外力により旋回することがないため、運転操作のフィーリングを考慮してタイヤ角保持制御は行なわないものとする。
【００４６】
本実施形態のようにステアリング装置を構成することにより、以下（１）〜（５）の作用効果を奏する。
【００４７】
（１）ハンドルの回転速度に基づいてタイヤ角を制御する効果
ハンドル１を操作したときの基本動作は、制御装置６により、ハンドル１に備えられたパルスエンコーダから出力されたパルス信号に基づいて、ハンドル１の回転速度を演算し、その回転速度に比例したＤＵＴＹを出力する。そして、このＤＵＴＹに応じてステアリングモータ３を駆動し、タイヤユニット２を旋回動作させている。
【００４８】
そのため、ハンドル１の回転操作を速く行えばタイヤ７も比例して速く旋回し、ハンドル１をゆっくり回転させればタイヤ７も比例してゆっくり旋回する。したがって、本実施形態によれば、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されていないステアリング装置１０においても、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されているステアリング装置１０と同様のフィーリングで円滑なステアリング操作が行うことが可能となる。
【００４９】
また、ハンドル制御ではハンドル１の回転速度を使用しており、複雑な演算を使用していないため、演算処理時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００５０】
（２）ハンドル不感帯処理による効果
ハンドル不感帯処理では、ハンドル１の回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行し、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内に入った時のタイヤ角がタイヤ角指令値として保存され、直線走行または曲線走行において、そのタイヤ角での走行方向が維持される。
【００５１】
このハンドル不感帯処理により、例えば、高速走行時などでハンドル１がふらついてわずかに回転した時に、意図しない方向にタイヤ７が旋回することが抑制される。その結果、ハンドル１のふらつきや揺れに影響されない安定状態を維持することができると共に、運転者の走行時における負担を軽減することが可能となる。
【００５２】
（３）タイヤ角不感帯処理による効果
タイヤ角不感帯処理では、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯内にある場合には、保存したタイヤ角の指令値に対しては無制御となり、ステアリングモータ３を停止し、その時点でのタイヤ角を維持する。一方、タイヤ角検出値θｄｅｔがタイヤ角不感帯外にある場合はタイヤ角がタイヤ角不感帯の範囲に収まるようにタイヤ角度がＰＩ制御され、運転者がハンドル操作を行なわなくても直進走行状態やそのタイヤ角による曲線走行状態が維持される。したがって、走行中にタイヤ７が溝や段差などの外力の影響で意図せぬ方向に旋回することを抑制することが可能となる。
【００５３】
（４）ＤＵＴＹの補正による効果
本実施形態のように、ＤＵＴＹにタイヤ角に基づいた補正を行なうことにより、路面が粗くタイヤ７が回転しにくい場合は補正係数ＫＴも大きくなるため、補正後のＤＵＴＹが増加する。その結果、ステアリングモータ３の駆動力も大きくなり、ハンドル１の操作通りにタイヤ７が旋回できるようになる。また、逆に、路面が滑りやすくタイヤ７が旋回しすぎる場合には補正係数ＫＴが小さくなるため、補正後のＤＵＴＹが減少してタイヤ７の旋回は抑制され、ハンドル１の操作通りにタイヤ７が旋回することとなる。
【００５４】
従って、ハンドル１とタイヤ７とが機械的に連結されていないステアリング装置１０においても、ハンドル操作に対するタイヤ７の追従性が良く、走行中にタイヤ７が溝や段差，粗い路面等のタイヤ７が旋回しにくい場合でも路面状況に応じた操舵処理を行うことが可能となる。
【００５５】
（５）演算制御の負担軽減による効果
本実施形態では、従来（特許文献１）のように、基準操作角の設定に、タイヤ角がタイヤ角範囲内にある状態が所定時間継続した時点でハンドル操作角を基準操作角に設定する等の複雑な演算処理を行っていない。すなわち、ハンドル制御とタイヤ角保持制御の切替は、ハンドル回転速度がハンドル不感帯内か否かを判定しているのみであるため、演算処理の負担が軽減される。
【００５６】
また、溝や段差等の外力の影響により、タイヤ角指令値θｒｅｆとタイヤ角検出値θｄｅｔとの間にずれが生じた場合（意図せぬ方向にタイヤ７が旋回した場合）でも、ＰＩ制御等の単純で信頼性のある制御によりタイヤ角がタイヤ角指令値θｒｅｆの位置に戻される。その結果、演算処理の負担が軽減される。
【００５７】
このように、ステアリング装置における演算処置の負担が軽減されることにより、ハンドル操作に対するタイヤ操舵の追従性が向上する。
【００５８】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００５９】
１…ハンドル
３…ステアリングモータ
４…タイヤ角センサ
６…制御装置
７…タイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの回転操作に応じて、車体に旋回可能に設けられたタイヤをステアリングモータにより旋回駆動する産業車両のステアリング装置であって、
ハンドルの回転速度を検出するハンドルセンサと、
前記タイヤの旋回角度であるタイヤ角を検出するタイヤ角センサと、
前記ハンドルセンサとタイヤ角センサとの検出結果に基づいて、前記ステアリングモータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、前記ハンドルセンサの出力信号に基づきハンドルの回転速度を演算し、このハンドルの回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータに出力してタイヤを旋回駆動し、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドルの回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値として保存し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータを停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータを制御することを特徴とする産業車両のステアリング装置。
【請求項２】
前記タイヤ角保持制御は、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、前記タイヤ角指令値と前記タイヤ角検出値との偏差に対してＰＩ制御を行うことを特徴とする請求項１記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項３】
前記ＤＵＴＹを、ハンドルの回転操作に対するタイヤ角速度のずれに基づいて補正することを特徴とする請求項１または２記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項４】
前記ＤＵＴＹの補正は、
予めＤＵＴＹに対して設定された理想タイヤ角速度と、実際に検出されたタイヤ角速度検出値と、の偏差に比例した補正係数をＤＵＴＹに乗算して行なうことを特徴とする請求項３記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項５】
前記ハンドル不感帯は、ハンドルの回転速度に対して、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広くなるように設定されており、走行速度が閾値以上の時は、一定の不感帯幅に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項１】
ハンドルの回転操作に応じて、車体に旋回可能に設けられたタイヤをステアリングモータにより旋回駆動する産業車両のステアリング装置であって、
ハンドルの回転速度を検出するハンドルセンサと、
前記タイヤの旋回角度であるタイヤ角を検出するタイヤ角センサと、
前記ハンドルセンサとタイヤ角センサとの検出結果に基づいて、前記ステアリングモータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯外にある場合は、ハンドル制御に移行して、前記ハンドルセンサの出力信号に基づきハンドルの回転速度を演算し、このハンドルの回転速度に応じたＤＵＴＹをステアリングモータに出力してタイヤを旋回駆動し、
ハンドルの回転速度がハンドル不感帯内にある場合は、タイヤ角保持制御に移行して、ハンドルの回転速度が不感帯内に入った時のタイヤ角をタイヤ角指令値として保存し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯内にある場合は、前記ステアリングモータを停止して、その時点でのタイヤ角を維持し、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、タイヤ角がタイヤ角不感帯内に収まるように、ステアリングモータを制御することを特徴とする産業車両のステアリング装置。
【請求項２】
前記タイヤ角保持制御は、タイヤ角検出値がタイヤ角不感帯外にある場合は、前記タイヤ角指令値と前記タイヤ角検出値との偏差に対してＰＩ制御を行うことを特徴とする請求項１記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項３】
前記ＤＵＴＹを、ハンドルの回転操作に対するタイヤ角速度のずれに基づいて補正することを特徴とする請求項１または２記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項４】
前記ＤＵＴＹの補正は、
予めＤＵＴＹに対して設定された理想タイヤ角速度と、実際に検出されたタイヤ角速度検出値と、の偏差に比例した補正係数をＤＵＴＹに乗算して行なうことを特徴とする請求項３記載の産業車両のステアリング装置。
【請求項５】
前記ハンドル不感帯は、ハンドルの回転速度に対して、走行速度が低い時は不感帯の幅が狭く、走行速度が高い時は不感帯の幅が広くなるように設定されており、走行速度が閾値以上の時は、一定の不感帯幅に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の産業車両のステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２１３８９（Ｐ２０１２−１２１３８９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２１０１（Ｐ２０１０−２７２１０１）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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