電気式パワーステアリング装置
【課題】車両のキーＯＦＦ操作直後に発生し得るキックバックを防止するＥＰＳ装置の提供。
【解決手段】メイン回路２２と、ＥＰＳモータ駆動回路２１と、ＥＰＳコントローラ２０とを含み、ＥＰＳコントローラは、バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されている他、キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３によって接続されており、メイン回路は、油圧モータ及び走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、バッテリの一端又は他端と平滑コンデンサとの間に介挿され、キーＯＮ／ＯＦＦに連動してＯＮ／ＯＦＦするコンタクタＭＣとからなり、キーＯＦＦが検出された際、ＥＰＳコントローラ給電線を通じてＥＰＳコントローラへの給電が継続されると共に平滑コンデンサの残留電荷を電源としてＥＰＳモータが駆動されることで、キーＯＦＦ後もＥＰＳ制御を所定期間継続させ得るものとする。
【解決手段】メイン回路２２と、ＥＰＳモータ駆動回路２１と、ＥＰＳコントローラ２０とを含み、ＥＰＳコントローラは、バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されている他、キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３によって接続されており、メイン回路は、油圧モータ及び走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、バッテリの一端又は他端と平滑コンデンサとの間に介挿され、キーＯＮ／ＯＦＦに連動してＯＮ／ＯＦＦするコンタクタＭＣとからなり、キーＯＦＦが検出された際、ＥＰＳコントローラ給電線を通じてＥＰＳコントローラへの給電が継続されると共に平滑コンデンサの残留電荷を電源としてＥＰＳモータが駆動されることで、キーＯＦＦ後もＥＰＳ制御を所定期間継続させ得るものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の舵取り装置に用いられ、操舵輪へのアシストトルクを供給する電気式パワーステアリング装置、特に、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和せんとする電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられる舵取り装置は、ステアリングハンドルをオペレータが操舵する事により操舵輪の舵取りを行い得るが、最近の技術ではステアリングハンドルに加えられる操舵トルクの大きさと向きに応じて、永久磁石モータ等からなるパワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）を駆動してオペレータがステアリングハンドルを操舵する操舵力を軽減している。
【０００３】
電気式パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルに操舵トルクが加えられときのみＥＰＳモータを駆動するため、油圧循環式のものに比べて消費エネルギーが小さく、また静粛性にも優れているため、多くの車両、中でもフォークリフト等の産業車両には普及率がきわめて高い。
【０００４】
このような電気式パワーステアリング装置は、次に説明する通り、ステアリングハンドルに加えられた操舵トルクを検出する操舵トルク検出器と、この操舵トルク検出器の出力に基づいて操舵輪に連繋したＥＰＳモータの出力を定めるＥＰＳコントローラなどから構成されている。
つまり、電気式パワーステアリング装置では、ステアリングハンドルに加えられる操舵トルクの向きによってＥＰＳモータの回転方向を決定し、操舵トルクの大きさに応じてＥＰＳモータの回転量を決定し、舵取り装置を操舵するアシストトルクの供給量を決定している。
【０００５】
上記電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例、およびその操舵輪の操舵機構については、図４および図５を基に説明される。
図４は、電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例であるリーチ型フォークリフトを示す図、また図５は、操舵輪の操舵機構を説明するための図である。
図４に示す通り、リーチ型フォークリフト１は、左右の前輪Ｌ、Ｒを備える車体部２の前方にフォークＦおよびマストＴを備えるほか、車体部２の後方にステアリングハンドル３により操舵可能な操舵輪４を備える。通常、ステアリングハンドル３と操舵輪４とは各種の継手などを介して機械的に連結されたステアリングリンケージを構成している。
【０００６】
上記ステアリングリンケージ、すなわち操舵輪４の操舵系については図５に示す通りであり、ステアリングハンドル３に加えられた操舵トルクは、チェーン６を介してスプロケット５からスプロケット７に伝達され、該スプロケット７に固着される入力軸８、操舵トルク検出器９を介して出力軸１０、ユニバーサルジョイント１１、駆動軸１４および駆動ギア１５へと伝達され、最終的に旋回ギア１６を回転させる構造となっている。
【０００７】
ここで、旋回ギア１６には、操舵輪４を枢支する旋回ギアケース１７が固着されている。また、操舵トルク検出器９は、入力軸８と出力軸１０との相対ねじれを操舵トルク信号として電気的に検出するものである。
操舵トルク検出器９に接続されたＥＰＳコントローラ２０は、操舵トルク検出器９から出力される信号に応じてＥＰＳモータ１２を回転駆動する。その結果、減速機構を内蔵するギアケース１３を介してアシストトルクが駆動軸１４に与えられ、操舵トルクの軽減が図られる。
【０００８】
また、旋回ギア１６には、ポテンショメータ等からなる操舵角検出器１８の検出ギア１９が噛み合っており、操舵輪４の操舵方向や操舵角を検出し得るよう構成されている。
【０００９】
ところで、かかる構成からなる電気式パワーステアリング装置においては、例えば、ステアリングハンドル３を操舵し、車両が旋回動作を行っているようなケースの途中でキースイッチをＯＦＦにしてしまうと、その瞬間からＥＰＳモータ１２への給電が遮断され、その結果、現在旋回中の操舵輪４のタイヤに生じている反力、すなわち操舵トルクを軽減すべく駆動軸１４に加えられていたアシストトルクが失われ、操舵輪４のタイヤに生じている反力が直接ステアリングハンドル３に伝達されてしまう（キックバック現象）という問題があった。
【００１０】
そこで、従来知られた電気式パワーステアリング装置においては、次に説明する構成により、キースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止または緩和していた（特許文献１）。
【００１１】
図６は、従来技術に係る電気式パワーステアリング装置の一例を示す図であって、（Ａ）はＥＰＳモータ駆動回路２１の回路図、（Ｂ）はその動作説明図である。
ＥＰＳモータ駆動回路２１は、４個のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４をブリッジ接続し、このブリッジ接続中にＥＰＳモータ１２が接続されている。なお、該スイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４に対しては、不図示のボディダイオードが並列に接続されている。
先の図５に示した通り、ＥＰＳコントローラ２０は操舵トルク検出器９からの出力信号により、ＥＰＳモータ駆動回路２１のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を制御する。
【００１２】
ここで、図６（Ｂ）に示す通り、従来技術においては、ＥＰＳ駆動回路２１はキースイッチのＯＦＦ信号が検知されると、上記４個のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の内、二つのスイッチング素子ＦＥＴ３、ＦＥＴ４のみを導通するパルスを発生させ、ＥＰＳモータ１２の両端を短絡状態とすることでＥＰＳモータ１２を停止させていた。
つまり、従来技術においては、ＥＰＳモータ駆動回路２１はキースイッチのＯＦＦ信号が検知されると、スイッチング素子ＦＥＴ３、ＦＥＴ４は導通状態（ＯＮ）でＦＥＴ１、ＦＥＴ２は遮断状態（ＯＦＦ）になり、回転しているＥＰＳモータ１２は、バッテリＢＡＴＴの電圧Ｅ［Ｖ］が遮断されるとともにＥＰＳモータ１２のインダクタンスの逆起電力により発生する電流によっていわゆるダイナミックブレーキが掛けられるようになり、ＥＰＳモータ１２は速やかに停止（モータロック）する構成とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開昭６４−５２８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、かかる構成では、上記ダイナミックブレーキの動作力、すなわちＥＰＳモータ１２によるロック力でしかキックバックを抑えることが出来ず、操舵輪４のタイヤに生じている反力がＥＰＳモータ１２によるロック力を超えるようなケースでは、キックバックがステアリングハンドル３に伝達されてしまうという問題があった。
【００１５】
したがって本発明は、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決すべく種々検討を行った結果、本願発明者は、従来知られた電気式パワーステアリング装置のように、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した際にモータロックを行なうのではなく、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすること、具体的にはキースイッチのＯＦＦ操作を検出した後は、メイン回路のコンデンサ、すなわち油圧モータ、走行モータおよびＥＰＳモータの各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすることにより、上記課題を解決可能なことを見い出し、本発明を完成した。
【００１７】
上記課題を解決可能な本発明の電気式パワーステアリング装置は、（１）産業車両に搭載される電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置であって、
バッテリの一端および他端に接続され得るメイン回路と、前記メイン回路に並列接続され得るＥＰＳモータ駆動回路と、前記バッテリおよび前記ＥＰＳモータ駆動回路に接続されたＥＰＳコントローラとを含み、
前記ＥＰＳコントローラは、前記バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されているほか、前記キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線によって接続されており、
前記メイン回路は、油圧モータおよび走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、前記バッテリの一端または他端と前記平滑コンデンサとの間に介挿され、前記キースイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行うコンタクタとからなり、
前記ＥＰＳモータ駆動回路は、ブリッジ接続された複数個のスイッチング素子からなっており、前記複数個のスイッチング素子に接続された前記ＥＰＳコントローラから出力されるＥＰＳモータ駆動信号に基づいて前記ブリッジ接続中に接続されたＥＰＳモータを駆動するものであり、
前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された場合、前記ＥＰＳコントローラ給電線を通じて前記ＥＰＳコントローラへの給電および前記ＥＰＳモータ駆動信号の出力が継続されると共に、前記平滑コンデンサに残留している電荷を電源として前記ＥＰＳモータが所定期間駆動されることにより、前記キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を前記所定期間継続させ得ることを特徴とするものである。
【００１８】
上記（１）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（２）さらに、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線が、前記ＥＰＳコントローラと前記平滑コンデンサとの間に接続されていることが好ましい。
【００１９】
また、上記（１）、（２）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（３）さらに、前記コンタクタと前記平滑コンデンサとの間にヒューズが介挿されていることが好ましい。
【００２０】
また、上記（２）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（４）前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］となるまで継続されることが好ましい。
【００２１】
また、上記（１）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（５）前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間が所定時間に達するまで継続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、メイン回路のコンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とされている。さらに、本発明に係る構成では、上記コンデンサ電圧が低下することに伴いＥＰＳモータの出力も徐々に低下するので、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるアシストトルクは徐々に低下する。
そのため、本発明によれば、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもアシストトルクが直ちに失われることなく、徐々に低下する特性が得られることから、操舵輪のタイヤに生じている反力がステアリングハンドルにキックバックとして伝達されてしまうことを防止またはより緩和することが可能となる。
その他、本発明に係る構成では、キースイッチのＯＦＦ操作後にメイン回路のコンデンサに残留した電荷をＥＰＳモータの駆動電源として積極的に活用することとなるため、上記残留電荷の放電装置を別途設ける必要も無くなり、極めて合理的でもある。
【００２３】
このように、本発明によれば、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワー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】
【００２４】
【図１】本発明の電気式パワーステアリング装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】本発明の電気式パワーステアリング装置の動作例を示すフローチャートであり、（Ａ）は第１例、（Ｂ）は第２例を示す図である。
【図３】メイン回路のコンデンサの放電特性を例示するグラフである。
【図４】電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例であるリーチ型フォークリフトを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上方より見た図である。
【図５】操舵輪の操舵機構を説明するための図である。
【図６】従来技術に係る電気式パワーステアリング装置の一例を示す図であって、（Ａ）はＥＰＳ駆動回路の回路図、（Ｂ）はその動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施例を、電気式パワーステアリング装置が、産業車両であるリーチ型フォークリフトのステアリング装置に採用された場合を例にとり詳細に説明する。
なお、リーチ型フォークリフト、およびそのステアリング装置に関しては、先に図４および図５を用いて説明した通りである。また、以下では、従来例の構成と共通する箇所については、同一の参照符を用いるものとするほか、説明が重複することとなる部分については適宜省略することとする。
【実施例１】
【００２６】
［構成］
図１に、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の回路図を示す。本実施例に係る電気式パワーステアリング装置は、従来例同様にＥＰＳモータ駆動回路２１と、これと並列に備えられたメイン回路２２とからなっている。
【００２７】
ＥＰＳモータ駆動回路２１の各スイッチング素子は、ＥＰＳコントローラ２０に接続されており、ＥＰＳモータ１２は、ＥＰＳコントローラ２０より出力されるＥＰＳモータ駆動信号にて回転駆動される。
【００２８】
ここで、本実施例では、ＥＰＳコントローラ２０には、キースイッチＫＥＹが介挿されたバッテリＢＡＴＴからの給電線のほか、これと平行して備えられた、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３が新たに接続されている。
【００２９】
さらに、本実施例では、ＥＰＳコントローラ２０には、平滑コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線２４が新たに接続されている。
新たに接続されたＥＰＳコントローラ給電線２３およびコンデンサ電圧モニタ線２４の機能、およびこれらを備えた本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作に関しては、後段において詳述する。
【００３０】
メイン回路２２は、油圧モータＭ１および走行モータＭ２の各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサＣ１と、ＥＰＳモータ駆動回路２１に並列に接続された平滑コンデンサＣ２と、バッテリＢＡＴＴと平滑コンデンサＣ１およびＣ２との間に介挿されたコンタクタＭＣと、からなっている。また、本実施例では、コンタクタＭＣと各平滑コンデンサＣ１、Ｃ２との間には、それぞれヒューズＦ１、Ｆ２が介挿されている。
なお、コンタクタＭＣは、キースイッチＫＥＹのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行う構成となっている。
【００３１】
その他、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置では、油圧モータＭ１および走行モータＭ２の各駆動回路に接続された不図示の荷役系ＣＰＵおよび走行系ＣＰＵ並びにＥＰＳモータ駆動回路２１に接続されたＥＰＳコントローラ２０を統合制御する不図示のメインＣＰＵが備えられている。このメインＣＰＵは、オペレータに種々の情報を提供するディスプレイに接続されている。
【００３２】
［動作］
また、以下では、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作につき説明する。
なお、本実施例において、キースイッチＯＮ時におけるＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御要領は、図５および図６を用いて先に説明した従来例の場合と同様である。すなわち、本実施例において、ＥＰＳコントローラ２０は、操舵トルク検出器９より出力される操舵トルク信号に基づいて操舵輪４に連繋したＥＰＳモータ１２の出力指令値を定め、これに対応するＥＰＳモータ駆動信号にてＥＰＳモータ１２を回転駆動し、減速機構を内蔵するギアケース１３を介して操舵アシストトルクを駆動軸１４に与える構成となっており、これにより、操舵トルクの軽減が図られる構成となっている。ここで、本実施例においては、ＥＰＳモ−タ駆動信号を図６（Ｂ）に示すのと同様のチョッパ信号にしてＥＰＳモ−タ１２を回転駆動している。
したがって、オペレータは、ステアリングハンドル３より与えた操舵トルクに加え、ＥＰＳモータ１２が発生するアシストトルクが旋回ギア１６に加えられる結果、軽微な操舵トルクで操舵を行うことが可能となっている。このとき、上記アシストトルクは、ステアリングハンドル３を通じてオペレータの掌に感覚としてフィードバックされる。
【００３３】
他方、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された後の動作に関しては、図１に加えて図２および図３の記載に基づき以下の様に説明される。
【００３４】
ｉ） 第１例
図２は、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作を説明するフローチャートであり、（Ａ）はその第１例を示す図である。
動作ループのスタートＳ１から順に説明すると、まず、キースイッチＯＮであると判定された場合には（Ｓ２；Ｙ）、ステップＳ３に達し、ＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御は従来通り行われる。このとき、バッテリＢＡＴＴからＥＰＳコントローラ２０への給電は、キースイッチＫＥＹが介挿されたバッテリＢＡＴＴからの給電線のほか、これと平行して新たに接続された、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３を通じて行われる。
【００３５】
一方、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された場合には（Ｓ２；Ｎ）、ステップＳ４に進み、メイン回路２２のコンデンサ、すなわち油圧モータＭ１、走行モータＭ２およびＥＰＳモータ１２の各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］につきチェックが行われる。
本実施例において、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］のチェックは、コンデンサ電圧モニタ線２４が接続されたＥＰＳコントローラ２０において行われる。
【００３６】
ステップＳ４において、コンデンサ電圧Ｖｃ≠０［Ｖ］の場合には（Ｓ４；Ｙ）、ステップＳ３に達し、キースイッチＯＮであると判定された場合（Ｓ２；Ｙ）と同様、ＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御が引き続き行われる。このとき、キースイッチは既にＯＦＦされているので、バッテリＢＡＴＴからＥＰＳコントローラ２０への給電は、本実施例において新たに設けられた、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３を通じて行われる。
このように、本実施例においては、ＥＰＳコントローラ給電線２３が新たに設けられたことで、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された場合においてもＥＰＳコントローラ２０への給電が遮断されることは無いので、次に説明する通り、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続させることが可能となっている。
【００３７】
ところで、ステップＳ４からステップＳ３に達したケースでは、キースイッチは既にＯＦＦされ、コンタクタＭＣもＯＦＦ状態となっている。そのため、ＥＰＳモータ１２は、図１に示す通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源として駆動されることとなる。したがって、ＥＰＳモータ１２が回転駆動されるに伴い、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷は漸減し、最終的にはＶｃ＝０［Ｖ］となる。
この、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動され、ＥＰＳ制御が継続されるフローは、ステップＳ４においてコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］（Ｓ４；Ｎ）と判定されるまで継続される。
【００３８】
ここで、メイン回路２２の平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電特性については、図３にその一例が示されている。図３において、Ａは平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷が自然放電するときにおける放電特性を、Ｂは平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されるときにおける放電特性を、それぞれ示している。Ｂの場合、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されることに伴い、当該平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電速度も当然速まることが推認される。なお、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電速度は、ＥＰＳモータ１２に流れる電流の多寡に応じて適宜増減する。
図３に示す通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電が進むと、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］は低下し、それに伴い、ＥＰＳモータ１２の出力も徐々に低下する。
【００３９】
そして、最終的にステップＳ４においてコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］と判定されると（Ｓ４；Ｎ）、ＥＰＳモータ１２は動作しなくなり（ステップＳ５）、再びキースイッチがＯＮと判定されるまでＥＰＳ制御が行われない構成となっている。
【００４０】
一般に、ステアリングハンドル３を操舵し、車両が旋回動作を行っているようなケースの途中でキースイッチをＯＦＦにしてしまうと、その瞬間からＥＰＳモータ１２への給電が遮断され、その結果、現在旋回中の操舵輪４のタイヤに生じている反力、すなわち操舵トルクを軽減すべく駆動軸１４に加えられていたアシストトルクが失われ、操舵輪４のタイヤに生じている反力はステアリングハンドル３にキックバックとして伝達されてしまう。
【００４１】
しかしながら、本実施例においては、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とされている。さらに、本実施例に係る構成では、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］が低下することに伴いＥＰＳモータ１２の出力も徐々に低下するので、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるアシストトルクは徐々に低下する。
そのため、本実施例によれば、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもアシストトルクが直ちに失われることなく、徐々に低下する特性が得られることから、操舵輪４のタイヤに生じている反力がステアリングハンドル３にキックバックとして伝達されてしまうことを防止またはより緩和することが可能となる。
【００４２】
その他、本実施例に係る構成では、キースイッチのＯＦＦ操作後に平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷をＥＰＳモータ１２の駆動電源として積極的に活用することとなるため、上記残留電荷の放電装置を別途設ける必要も無くなり、極めて合理的でもある。
【００４３】
ｉｉ） 第２例
また、上記第１例の変形例を、図２（Ｂ）に基づき説明する。なお、図２（Ｂ）に示すフローチャートは、以下に説明するステップＳ４’の判断条件が異なることを除けば、図２（Ａ）に示す第１例のフローチャートと同一である。
【００４４】
上記第１例においては、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるＥＰＳ制御の継続要否を、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］の有無を直接監視することにより判定していた（ステップＳ４）。
【００４５】
一方、第２例においては、図２（Ｂ）に示す通り、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間ｔｉが所定時間ｔｐに達したか否かにより、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるＥＰＳ制御の継続要否を判定することとしている（ステップＳ４’）。
【００４６】
上記所定時間ｔｐに関しては、図３におけるＢのグラフに例示する通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されるときにおける放電特性を勘案して予め定められた値が、ＥＰＳコントローラ２０の不図示のメモリに格納されている。
【００４７】
また、積算時間ｔｉについても、ＥＰＳコントローラ２０に備えられた不図示のリセット可能なタイマーによって管理されている。ここで、タイマーのリセットは、再びキースイッチＫＥＹのＯＮが検出された時点（Ｓ２；Ｙ）において行われる。
【００４８】
なお、第２例による場合、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］の有無を直接監視する必要はなく、そのため、第一例による場合とは異なり、コンデンサ電圧モニタ線２４については省略しても構わない。
【００４９】
第１例と同様、この第２例の場合でも、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続させることが可能となっている。
【００５０】
［変形例］
以上、一実施例に基づき本発明に係る電気式パワーステアリング装置の詳細につき説明したが、本発明に係る電気式パワーステアリング装置については上記実施例に記載の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【００５１】
例えば、上記実施例では、本発明の電気式パワーステアリング装置が、図４に示すリーチ型フォークリフト１のステアリング装置に搭載されたものとして詳細に説明を行ったが、これに限定されず、本発明の電気式パワーステアリング装置は、カウンタバランス型のフォークリフトは勿論のこと、他の産業車両や乗用車等にも搭載し得ることは言うまでもない。
【００５２】
また、操舵輪４の操舵系についても、図５に示す構成に限定されず、例えばスプロケット５、チェーン６およびスプロケット７が省略され、ステアリングハンドル３の回転中心が入力軸８に固着される構成としても構わない。この場合、ステアリングハンドル３に加えられた操舵トルクは直接、入力軸８に伝達される。
【００５３】
以上の通り本発明は、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすること、具体的にはキースイッチのＯＦＦ操作を検出した後は、メイン回路のコンデンサ、すなわち油圧モータ、走行モータおよびＥＰＳモータの各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすることにより、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワーステアリング装置を提供する新規かつ有用なるものであることが明らかである。
【符号の説明】
【００５４】
ＢＡＴＴ バッテリ
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｆ フォーク
Ｆ１、Ｆ２ ヒューズ
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４ スイッチング素子
ＫＥＹ キースイッチ
Ｌ 左前輪
ＭＣ コンタクタ
Ｍ１ 油圧モータ
Ｍ２ 走行モータ
Ｒ 右前輪
Ｔ マスト
１ リーチ型フォークリフト
２ 本体部
３ ステアリングハンドル
４ 操舵輪
５、７ スプロケット
６ チェーン
８ 入力軸
９ 操舵トルク検出器
１０ 出力軸
１１ ユニバーサルジョイント
１２ ＥＰＳモータ
１３ ギアケース
１４ 駆動軸
１５ 駆動ギア
１６ 旋回ギア
１７ 旋回ギアケース
１８ 操舵角検出器
１９ 検出ギア
２０ ＥＰＳコントローラ
２１ ＥＰＳモータ駆動回路
２２ メイン回路
２３ ＥＰＳコントローラ給電線
２４ コンデンサ電圧モニタ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の舵取り装置に用いられ、操舵輪へのアシストトルクを供給する電気式パワーステアリング装置、特に、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和せんとする電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられる舵取り装置は、ステアリングハンドルをオペレータが操舵する事により操舵輪の舵取りを行い得るが、最近の技術ではステアリングハンドルに加えられる操舵トルクの大きさと向きに応じて、永久磁石モータ等からなるパワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）を駆動してオペレータがステアリングハンドルを操舵する操舵力を軽減している。
【０００３】
電気式パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルに操舵トルクが加えられときのみＥＰＳモータを駆動するため、油圧循環式のものに比べて消費エネルギーが小さく、また静粛性にも優れているため、多くの車両、中でもフォークリフト等の産業車両には普及率がきわめて高い。
【０００４】
このような電気式パワーステアリング装置は、次に説明する通り、ステアリングハンドルに加えられた操舵トルクを検出する操舵トルク検出器と、この操舵トルク検出器の出力に基づいて操舵輪に連繋したＥＰＳモータの出力を定めるＥＰＳコントローラなどから構成されている。
つまり、電気式パワーステアリング装置では、ステアリングハンドルに加えられる操舵トルクの向きによってＥＰＳモータの回転方向を決定し、操舵トルクの大きさに応じてＥＰＳモータの回転量を決定し、舵取り装置を操舵するアシストトルクの供給量を決定している。
【０００５】
上記電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例、およびその操舵輪の操舵機構については、図４および図５を基に説明される。
図４は、電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例であるリーチ型フォークリフトを示す図、また図５は、操舵輪の操舵機構を説明するための図である。
図４に示す通り、リーチ型フォークリフト１は、左右の前輪Ｌ、Ｒを備える車体部２の前方にフォークＦおよびマストＴを備えるほか、車体部２の後方にステアリングハンドル３により操舵可能な操舵輪４を備える。通常、ステアリングハンドル３と操舵輪４とは各種の継手などを介して機械的に連結されたステアリングリンケージを構成している。
【０００６】
上記ステアリングリンケージ、すなわち操舵輪４の操舵系については図５に示す通りであり、ステアリングハンドル３に加えられた操舵トルクは、チェーン６を介してスプロケット５からスプロケット７に伝達され、該スプロケット７に固着される入力軸８、操舵トルク検出器９を介して出力軸１０、ユニバーサルジョイント１１、駆動軸１４および駆動ギア１５へと伝達され、最終的に旋回ギア１６を回転させる構造となっている。
【０００７】
ここで、旋回ギア１６には、操舵輪４を枢支する旋回ギアケース１７が固着されている。また、操舵トルク検出器９は、入力軸８と出力軸１０との相対ねじれを操舵トルク信号として電気的に検出するものである。
操舵トルク検出器９に接続されたＥＰＳコントローラ２０は、操舵トルク検出器９から出力される信号に応じてＥＰＳモータ１２を回転駆動する。その結果、減速機構を内蔵するギアケース１３を介してアシストトルクが駆動軸１４に与えられ、操舵トルクの軽減が図られる。
【０００８】
また、旋回ギア１６には、ポテンショメータ等からなる操舵角検出器１８の検出ギア１９が噛み合っており、操舵輪４の操舵方向や操舵角を検出し得るよう構成されている。
【０００９】
ところで、かかる構成からなる電気式パワーステアリング装置においては、例えば、ステアリングハンドル３を操舵し、車両が旋回動作を行っているようなケースの途中でキースイッチをＯＦＦにしてしまうと、その瞬間からＥＰＳモータ１２への給電が遮断され、その結果、現在旋回中の操舵輪４のタイヤに生じている反力、すなわち操舵トルクを軽減すべく駆動軸１４に加えられていたアシストトルクが失われ、操舵輪４のタイヤに生じている反力が直接ステアリングハンドル３に伝達されてしまう（キックバック現象）という問題があった。
【００１０】
そこで、従来知られた電気式パワーステアリング装置においては、次に説明する構成により、キースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止または緩和していた（特許文献１）。
【００１１】
図６は、従来技術に係る電気式パワーステアリング装置の一例を示す図であって、（Ａ）はＥＰＳモータ駆動回路２１の回路図、（Ｂ）はその動作説明図である。
ＥＰＳモータ駆動回路２１は、４個のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４をブリッジ接続し、このブリッジ接続中にＥＰＳモータ１２が接続されている。なお、該スイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４に対しては、不図示のボディダイオードが並列に接続されている。
先の図５に示した通り、ＥＰＳコントローラ２０は操舵トルク検出器９からの出力信号により、ＥＰＳモータ駆動回路２１のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を制御する。
【００１２】
ここで、図６（Ｂ）に示す通り、従来技術においては、ＥＰＳ駆動回路２１はキースイッチのＯＦＦ信号が検知されると、上記４個のスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の内、二つのスイッチング素子ＦＥＴ３、ＦＥＴ４のみを導通するパルスを発生させ、ＥＰＳモータ１２の両端を短絡状態とすることでＥＰＳモータ１２を停止させていた。
つまり、従来技術においては、ＥＰＳモータ駆動回路２１はキースイッチのＯＦＦ信号が検知されると、スイッチング素子ＦＥＴ３、ＦＥＴ４は導通状態（ＯＮ）でＦＥＴ１、ＦＥＴ２は遮断状態（ＯＦＦ）になり、回転しているＥＰＳモータ１２は、バッテリＢＡＴＴの電圧Ｅ［Ｖ］が遮断されるとともにＥＰＳモータ１２のインダクタンスの逆起電力により発生する電流によっていわゆるダイナミックブレーキが掛けられるようになり、ＥＰＳモータ１２は速やかに停止（モータロック）する構成とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開昭６４−５２８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、かかる構成では、上記ダイナミックブレーキの動作力、すなわちＥＰＳモータ１２によるロック力でしかキックバックを抑えることが出来ず、操舵輪４のタイヤに生じている反力がＥＰＳモータ１２によるロック力を超えるようなケースでは、キックバックがステアリングハンドル３に伝達されてしまうという問題があった。
【００１５】
したがって本発明は、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決すべく種々検討を行った結果、本願発明者は、従来知られた電気式パワーステアリング装置のように、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した際にモータロックを行なうのではなく、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすること、具体的にはキースイッチのＯＦＦ操作を検出した後は、メイン回路のコンデンサ、すなわち油圧モータ、走行モータおよびＥＰＳモータの各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすることにより、上記課題を解決可能なことを見い出し、本発明を完成した。
【００１７】
上記課題を解決可能な本発明の電気式パワーステアリング装置は、（１）産業車両に搭載される電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置であって、
バッテリの一端および他端に接続され得るメイン回路と、前記メイン回路に並列接続され得るＥＰＳモータ駆動回路と、前記バッテリおよび前記ＥＰＳモータ駆動回路に接続されたＥＰＳコントローラとを含み、
前記ＥＰＳコントローラは、前記バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されているほか、前記キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線によって接続されており、
前記メイン回路は、油圧モータおよび走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、前記バッテリの一端または他端と前記平滑コンデンサとの間に介挿され、前記キースイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行うコンタクタとからなり、
前記ＥＰＳモータ駆動回路は、ブリッジ接続された複数個のスイッチング素子からなっており、前記複数個のスイッチング素子に接続された前記ＥＰＳコントローラから出力されるＥＰＳモータ駆動信号に基づいて前記ブリッジ接続中に接続されたＥＰＳモータを駆動するものであり、
前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された場合、前記ＥＰＳコントローラ給電線を通じて前記ＥＰＳコントローラへの給電および前記ＥＰＳモータ駆動信号の出力が継続されると共に、前記平滑コンデンサに残留している電荷を電源として前記ＥＰＳモータが所定期間駆動されることにより、前記キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を前記所定期間継続させ得ることを特徴とするものである。
【００１８】
上記（１）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（２）さらに、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線が、前記ＥＰＳコントローラと前記平滑コンデンサとの間に接続されていることが好ましい。
【００１９】
また、上記（１）、（２）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（３）さらに、前記コンタクタと前記平滑コンデンサとの間にヒューズが介挿されていることが好ましい。
【００２０】
また、上記（２）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（４）前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］となるまで継続されることが好ましい。
【００２１】
また、上記（１）に記載の電気式パワーステアリング装置においては、（５）前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間が所定時間に達するまで継続されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、メイン回路のコンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とされている。さらに、本発明に係る構成では、上記コンデンサ電圧が低下することに伴いＥＰＳモータの出力も徐々に低下するので、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるアシストトルクは徐々に低下する。
そのため、本発明によれば、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもアシストトルクが直ちに失われることなく、徐々に低下する特性が得られることから、操舵輪のタイヤに生じている反力がステアリングハンドルにキックバックとして伝達されてしまうことを防止またはより緩和することが可能となる。
その他、本発明に係る構成では、キースイッチのＯＦＦ操作後にメイン回路のコンデンサに残留した電荷をＥＰＳモータの駆動電源として積極的に活用することとなるため、上記残留電荷の放電装置を別途設ける必要も無くなり、極めて合理的でもある。
【００２３】
このように、本発明によれば、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワー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】
【００２４】
【図１】本発明の電気式パワーステアリング装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】本発明の電気式パワーステアリング装置の動作例を示すフローチャートであり、（Ａ）は第１例、（Ｂ）は第２例を示す図である。
【図３】メイン回路のコンデンサの放電特性を例示するグラフである。
【図４】電気式パワーステアリング装置が搭載される産業車両の一例であるリーチ型フォークリフトを示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上方より見た図である。
【図５】操舵輪の操舵機構を説明するための図である。
【図６】従来技術に係る電気式パワーステアリング装置の一例を示す図であって、（Ａ）はＥＰＳ駆動回路の回路図、（Ｂ）はその動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施例を、電気式パワーステアリング装置が、産業車両であるリーチ型フォークリフトのステアリング装置に採用された場合を例にとり詳細に説明する。
なお、リーチ型フォークリフト、およびそのステアリング装置に関しては、先に図４および図５を用いて説明した通りである。また、以下では、従来例の構成と共通する箇所については、同一の参照符を用いるものとするほか、説明が重複することとなる部分については適宜省略することとする。
【実施例１】
【００２６】
［構成］
図１に、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の回路図を示す。本実施例に係る電気式パワーステアリング装置は、従来例同様にＥＰＳモータ駆動回路２１と、これと並列に備えられたメイン回路２２とからなっている。
【００２７】
ＥＰＳモータ駆動回路２１の各スイッチング素子は、ＥＰＳコントローラ２０に接続されており、ＥＰＳモータ１２は、ＥＰＳコントローラ２０より出力されるＥＰＳモータ駆動信号にて回転駆動される。
【００２８】
ここで、本実施例では、ＥＰＳコントローラ２０には、キースイッチＫＥＹが介挿されたバッテリＢＡＴＴからの給電線のほか、これと平行して備えられた、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３が新たに接続されている。
【００２９】
さらに、本実施例では、ＥＰＳコントローラ２０には、平滑コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線２４が新たに接続されている。
新たに接続されたＥＰＳコントローラ給電線２３およびコンデンサ電圧モニタ線２４の機能、およびこれらを備えた本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作に関しては、後段において詳述する。
【００３０】
メイン回路２２は、油圧モータＭ１および走行モータＭ２の各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサＣ１と、ＥＰＳモータ駆動回路２１に並列に接続された平滑コンデンサＣ２と、バッテリＢＡＴＴと平滑コンデンサＣ１およびＣ２との間に介挿されたコンタクタＭＣと、からなっている。また、本実施例では、コンタクタＭＣと各平滑コンデンサＣ１、Ｃ２との間には、それぞれヒューズＦ１、Ｆ２が介挿されている。
なお、コンタクタＭＣは、キースイッチＫＥＹのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行う構成となっている。
【００３１】
その他、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置では、油圧モータＭ１および走行モータＭ２の各駆動回路に接続された不図示の荷役系ＣＰＵおよび走行系ＣＰＵ並びにＥＰＳモータ駆動回路２１に接続されたＥＰＳコントローラ２０を統合制御する不図示のメインＣＰＵが備えられている。このメインＣＰＵは、オペレータに種々の情報を提供するディスプレイに接続されている。
【００３２】
［動作］
また、以下では、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作につき説明する。
なお、本実施例において、キースイッチＯＮ時におけるＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御要領は、図５および図６を用いて先に説明した従来例の場合と同様である。すなわち、本実施例において、ＥＰＳコントローラ２０は、操舵トルク検出器９より出力される操舵トルク信号に基づいて操舵輪４に連繋したＥＰＳモータ１２の出力指令値を定め、これに対応するＥＰＳモータ駆動信号にてＥＰＳモータ１２を回転駆動し、減速機構を内蔵するギアケース１３を介して操舵アシストトルクを駆動軸１４に与える構成となっており、これにより、操舵トルクの軽減が図られる構成となっている。ここで、本実施例においては、ＥＰＳモ−タ駆動信号を図６（Ｂ）に示すのと同様のチョッパ信号にしてＥＰＳモ−タ１２を回転駆動している。
したがって、オペレータは、ステアリングハンドル３より与えた操舵トルクに加え、ＥＰＳモータ１２が発生するアシストトルクが旋回ギア１６に加えられる結果、軽微な操舵トルクで操舵を行うことが可能となっている。このとき、上記アシストトルクは、ステアリングハンドル３を通じてオペレータの掌に感覚としてフィードバックされる。
【００３３】
他方、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された後の動作に関しては、図１に加えて図２および図３の記載に基づき以下の様に説明される。
【００３４】
ｉ） 第１例
図２は、本実施例に係る電気式パワーステアリング装置の動作を説明するフローチャートであり、（Ａ）はその第１例を示す図である。
動作ループのスタートＳ１から順に説明すると、まず、キースイッチＯＮであると判定された場合には（Ｓ２；Ｙ）、ステップＳ３に達し、ＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御は従来通り行われる。このとき、バッテリＢＡＴＴからＥＰＳコントローラ２０への給電は、キースイッチＫＥＹが介挿されたバッテリＢＡＴＴからの給電線のほか、これと平行して新たに接続された、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３を通じて行われる。
【００３５】
一方、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された場合には（Ｓ２；Ｎ）、ステップＳ４に進み、メイン回路２２のコンデンサ、すなわち油圧モータＭ１、走行モータＭ２およびＥＰＳモータ１２の各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］につきチェックが行われる。
本実施例において、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］のチェックは、コンデンサ電圧モニタ線２４が接続されたＥＰＳコントローラ２０において行われる。
【００３６】
ステップＳ４において、コンデンサ電圧Ｖｃ≠０［Ｖ］の場合には（Ｓ４；Ｙ）、ステップＳ３に達し、キースイッチＯＮであると判定された場合（Ｓ２；Ｙ）と同様、ＥＰＳコントローラ２０によるＥＰＳモータ駆動回路２１の制御が引き続き行われる。このとき、キースイッチは既にＯＦＦされているので、バッテリＢＡＴＴからＥＰＳコントローラ２０への給電は、本実施例において新たに設けられた、キースイッチＫＥＹが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線２３を通じて行われる。
このように、本実施例においては、ＥＰＳコントローラ給電線２３が新たに設けられたことで、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された場合においてもＥＰＳコントローラ２０への給電が遮断されることは無いので、次に説明する通り、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続させることが可能となっている。
【００３７】
ところで、ステップＳ４からステップＳ３に達したケースでは、キースイッチは既にＯＦＦされ、コンタクタＭＣもＯＦＦ状態となっている。そのため、ＥＰＳモータ１２は、図１に示す通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源として駆動されることとなる。したがって、ＥＰＳモータ１２が回転駆動されるに伴い、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷は漸減し、最終的にはＶｃ＝０［Ｖ］となる。
この、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動され、ＥＰＳ制御が継続されるフローは、ステップＳ４においてコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］（Ｓ４；Ｎ）と判定されるまで継続される。
【００３８】
ここで、メイン回路２２の平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電特性については、図３にその一例が示されている。図３において、Ａは平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷が自然放電するときにおける放電特性を、Ｂは平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されるときにおける放電特性を、それぞれ示している。Ｂの場合、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されることに伴い、当該平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電速度も当然速まることが推認される。なお、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電速度は、ＥＰＳモータ１２に流れる電流の多寡に応じて適宜増減する。
図３に示す通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２の放電が進むと、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］は低下し、それに伴い、ＥＰＳモータ１２の出力も徐々に低下する。
【００３９】
そして、最終的にステップＳ４においてコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］と判定されると（Ｓ４；Ｎ）、ＥＰＳモータ１２は動作しなくなり（ステップＳ５）、再びキースイッチがＯＮと判定されるまでＥＰＳ制御が行われない構成となっている。
【００４０】
一般に、ステアリングハンドル３を操舵し、車両が旋回動作を行っているようなケースの途中でキースイッチをＯＦＦにしてしまうと、その瞬間からＥＰＳモータ１２への給電が遮断され、その結果、現在旋回中の操舵輪４のタイヤに生じている反力、すなわち操舵トルクを軽減すべく駆動軸１４に加えられていたアシストトルクが失われ、操舵輪４のタイヤに生じている反力はステアリングハンドル３にキックバックとして伝達されてしまう。
【００４１】
しかしながら、本実施例においては、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とされている。さらに、本実施例に係る構成では、コンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］が低下することに伴いＥＰＳモータ１２の出力も徐々に低下するので、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるアシストトルクは徐々に低下する。
そのため、本実施例によれば、キースイッチのＯＦＦ操作後においてもアシストトルクが直ちに失われることなく、徐々に低下する特性が得られることから、操舵輪４のタイヤに生じている反力がステアリングハンドル３にキックバックとして伝達されてしまうことを防止またはより緩和することが可能となる。
【００４２】
その他、本実施例に係る構成では、キースイッチのＯＦＦ操作後に平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷をＥＰＳモータ１２の駆動電源として積極的に活用することとなるため、上記残留電荷の放電装置を別途設ける必要も無くなり、極めて合理的でもある。
【００４３】
ｉｉ） 第２例
また、上記第１例の変形例を、図２（Ｂ）に基づき説明する。なお、図２（Ｂ）に示すフローチャートは、以下に説明するステップＳ４’の判断条件が異なることを除けば、図２（Ａ）に示す第１例のフローチャートと同一である。
【００４４】
上記第１例においては、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるＥＰＳ制御の継続要否を、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］の有無を直接監視することにより判定していた（ステップＳ４）。
【００４５】
一方、第２例においては、図２（Ｂ）に示す通り、キースイッチＫＥＹのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間ｔｉが所定時間ｔｐに達したか否かにより、キースイッチのＯＦＦ操作後におけるＥＰＳ制御の継続要否を判定することとしている（ステップＳ４’）。
【００４６】
上記所定時間ｔｐに関しては、図３におけるＢのグラフに例示する通り、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留している電荷を電源としてＥＰＳモータ１２が駆動されるときにおける放電特性を勘案して予め定められた値が、ＥＰＳコントローラ２０の不図示のメモリに格納されている。
【００４７】
また、積算時間ｔｉについても、ＥＰＳコントローラ２０に備えられた不図示のリセット可能なタイマーによって管理されている。ここで、タイマーのリセットは、再びキースイッチＫＥＹのＯＮが検出された時点（Ｓ２；Ｙ）において行われる。
【００４８】
なお、第２例による場合、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２のコンデンサ電圧Ｖｃ［Ｖ］の有無を直接監視する必要はなく、そのため、第一例による場合とは異なり、コンデンサ電圧モニタ線２４については省略しても構わない。
【００４９】
第１例と同様、この第２例の場合でも、キースイッチのＯＦＦ操作後においても、平滑用コンデンサＣ１、Ｃ２に残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続させることが可能となっている。
【００５０】
［変形例］
以上、一実施例に基づき本発明に係る電気式パワーステアリング装置の詳細につき説明したが、本発明に係る電気式パワーステアリング装置については上記実施例に記載の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【００５１】
例えば、上記実施例では、本発明の電気式パワーステアリング装置が、図４に示すリーチ型フォークリフト１のステアリング装置に搭載されたものとして詳細に説明を行ったが、これに限定されず、本発明の電気式パワーステアリング装置は、カウンタバランス型のフォークリフトは勿論のこと、他の産業車両や乗用車等にも搭載し得ることは言うまでもない。
【００５２】
また、操舵輪４の操舵系についても、図５に示す構成に限定されず、例えばスプロケット５、チェーン６およびスプロケット７が省略され、ステアリングハンドル３の回転中心が入力軸８に固着される構成としても構わない。この場合、ステアリングハンドル３に加えられた操舵トルクは直接、入力軸８に伝達される。
【００５３】
以上の通り本発明は、キースイッチのＯＦＦ操作を検出した後においてもＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすること、具体的にはキースイッチのＯＦＦ操作を検出した後は、メイン回路のコンデンサ、すなわち油圧モータ、走行モータおよびＥＰＳモータの各駆動回路の少なくともいずれかの平滑用コンデンサに残留した電荷を利用してＥＰＳ制御を一定期間継続可能な構成とすることにより、産業車両のキースイッチのＯＦＦ操作に関連して発生し得るステアリングハンドルへのキックバック現象を防止またはより緩和することが可能な電気式パワーステアリング装置を提供する新規かつ有用なるものであることが明らかである。
【符号の説明】
【００５４】
ＢＡＴＴ バッテリ
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｆ フォーク
Ｆ１、Ｆ２ ヒューズ
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４ スイッチング素子
ＫＥＹ キースイッチ
Ｌ 左前輪
ＭＣ コンタクタ
Ｍ１ 油圧モータ
Ｍ２ 走行モータ
Ｒ 右前輪
Ｔ マスト
１ リーチ型フォークリフト
２ 本体部
３ ステアリングハンドル
４ 操舵輪
５、７ スプロケット
６ チェーン
８ 入力軸
９ 操舵トルク検出器
１０ 出力軸
１１ ユニバーサルジョイント
１２ ＥＰＳモータ
１３ ギアケース
１４ 駆動軸
１５ 駆動ギア
１６ 旋回ギア
１７ 旋回ギアケース
１８ 操舵角検出器
１９ 検出ギア
２０ ＥＰＳコントローラ
２１ ＥＰＳモータ駆動回路
２２ メイン回路
２３ ＥＰＳコントローラ給電線
２４ コンデンサ電圧モニタ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業車両に搭載される電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置であって、
バッテリの一端および他端に接続され得るメイン回路と、前記メイン回路に並列接続され得るＥＰＳモータ駆動回路と、前記バッテリおよび前記ＥＰＳモータ駆動回路に接続されたＥＰＳコントローラとを含み、
前記ＥＰＳコントローラは、前記バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されているほか、前記キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線によって接続されており、
前記メイン回路は、油圧モータおよび走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、前記バッテリの一端または他端と前記平滑コンデンサとの間に介挿され、前記キースイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行うコンタクタとからなり、
前記ＥＰＳモータ駆動回路は、ブリッジ接続された複数個のスイッチング素子からなっており、前記複数個のスイッチング素子に接続された前記ＥＰＳコントローラから出力されるＥＰＳモータ駆動信号に基づいて前記ブリッジ接続中に接続されたＥＰＳモータを駆動するものであり、
前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された場合、前記ＥＰＳコントローラ給電線を通じて前記ＥＰＳコントローラへの給電および前記ＥＰＳモータ駆動信号の出力が継続されると共に、前記平滑コンデンサに残留している電荷を電源として前記ＥＰＳモータが所定期間駆動されることにより、前記キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を前記所定期間継続させ得ることを特徴とする電気式パワーステアリング装置。
【請求項２】
さらに、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線が、前記ＥＰＳコントローラと前記平滑コンデンサとの間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項３】
さらに、前記コンタクタと前記平滑コンデンサとの間にヒューズが介挿されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］となるまで継続されることを特徴とする請求項２に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間が所定時間に達するまで継続されることを特徴とする請求項１に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項１】
産業車両に搭載される電気式パワーステアリング（ＥＰＳ）装置であって、
バッテリの一端および他端に接続され得るメイン回路と、前記メイン回路に並列接続され得るＥＰＳモータ駆動回路と、前記バッテリおよび前記ＥＰＳモータ駆動回路に接続されたＥＰＳコントローラとを含み、
前記ＥＰＳコントローラは、前記バッテリの一端と、キースイッチを介して接続されているほか、前記キースイッチが介挿されないＥＰＳコントローラ給電線によって接続されており、
前記メイン回路は、油圧モータおよび走行モータの各駆動回路と、これらに並列に接続された平滑コンデンサと、前記バッテリの一端または他端と前記平滑コンデンサとの間に介挿され、前記キースイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してＯＮ／ＯＦＦ動作を行うコンタクタとからなり、
前記ＥＰＳモータ駆動回路は、ブリッジ接続された複数個のスイッチング素子からなっており、前記複数個のスイッチング素子に接続された前記ＥＰＳコントローラから出力されるＥＰＳモータ駆動信号に基づいて前記ブリッジ接続中に接続されたＥＰＳモータを駆動するものであり、
前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された場合、前記ＥＰＳコントローラ給電線を通じて前記ＥＰＳコントローラへの給電および前記ＥＰＳモータ駆動信号の出力が継続されると共に、前記平滑コンデンサに残留している電荷を電源として前記ＥＰＳモータが所定期間駆動されることにより、前記キースイッチのＯＦＦ操作後においてもＥＰＳ制御を前記所定期間継続させ得ることを特徴とする電気式パワーステアリング装置。
【請求項２】
さらに、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧を監視するためのコンデンサ電圧モニタ線が、前記ＥＰＳコントローラと前記平滑コンデンサとの間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項３】
さらに、前記コンタクタと前記平滑コンデンサとの間にヒューズが介挿されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記平滑コンデンサのコンデンサ電圧Ｖｃ＝０［Ｖ］となるまで継続されることを特徴とする請求項２に記載の電気式パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記キースイッチのＯＦＦ操作後における前記ＥＰＳ制御が、前記キースイッチのＯＦＦ操作が検出された時点からの積算時間が所定時間に達するまで継続されることを特徴とする請求項１に記載の電気式パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２４１８３（Ｐ２０１２−２２４１８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３００３（Ｐ２０１１−９３００３）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００２３２８０７）日本輸送機株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００２３２８０７）日本輸送機株式会社 (320)
【Ｆターム（参考）】
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