(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵のためのノブ付きハンドルと、
前記ハンドルの回転角度に応じた第１のパルス信号、前記ハンドルの回転角度に応じたパルス信号であり、前記第１のパルス信号と同周期であるが前記第１のパルス信号とは位相が１／４相ずれた第２のパルス信号及び前記ハンドルの１回転につき１パルスのゼロ点信号を出力するハンドル角センサと、
前記ハンドルと機械的には連結されない操舵輪と、
前記操舵輪を操舵する操舵機構と、
前記第１のパルス信号、前記第２のパルス信号及び前記ゼロ点信号に基づいて算出された前記ハンドルの操作角度と前記操舵輪の操舵角度との偏差を少なくすべく前記操舵機構を制御するコントローラと
を備えるフォークリフトにおいて、
前記ゼロ点信号が入力されていて、
前記第１のパルス信号がロー（Ｌ）で前記第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
前記第１のパルス信号がロー（Ｌ）で前記第２のパルス信号がハイ（Ｈ）、
前記第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で前記第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
前記第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で前記第２のパルス信号がハイ（Ｈ）の
中から択一されて設定された１つの条件が成立したときを、前記ハンドルの操作角度の算出基準となる原点の検出とする
原点検出手段を備えており、
前記原点検出手段は、
前記ハンドルの回転方向が第１の方向のときは、前記ゼロ点信号の入力中に前記設定された１つの条件が最初に成立したときを前記原点の検出とし、
前記ハンドルの回転方向が前記第１の方向とは逆の第２の方向のときは、前記ゼロ点信号の入力中に前記設定された１つの条件が最後に成立したときを前記原点の検出とする
ことを特徴とするフォークリフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォークリフトの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフトのパワーステアリング装置としては、図８、９に例示する機械リンク式、図６、７に例示する油圧式、電動式（図示は省略）が知られている。
図８、９に示す機械リンク式の場合、ハンドル２に連結されたステアリングギヤー２１を備えている。
【０００３】
ハンドル２の回転ピン２２は、ステアリングギヤー２１を介してピットマンアーム２３に連結され、そのピットマンアーム２３はドラッグリンク２４等を介してベルクランク２５に連結されている。ベルクランク２５には左右のタイロッド２７が連結され、各タイロッド２７はそれぞれ操舵輪１１に連結されている。また、ベルクランク２５にはパワーシリンダ１０のロッドが連結されている。
【０００４】
一方、ステアリングギヤー２１にはオービットロール６が備わっており、ギヤポンプからの作動油が供給される。そして、ハンドル２の回転に応じてオービットロール６からパワーシリンダ１０に作動油が供給される。
【０００５】
従って、ハンドル２を回転させると、パワーシリンダ１０からタイロッド２７に及ぼされる力が操舵の補助力となり、操舵が容易になる。
図６、７に例示する油圧式の場合、ノブ３付きのハンドル２と操舵輪１１とが機械的に連結されてはおらず、ハンドル２の回転に伴ってオービットロール６からパワーシリンダ１０に作動油が供給され、そのパワーシリンダ１０によって操舵輪を駆動する構成になっている。
【０００６】
詳しくは、オービットロール６にはエンジンにより駆動されるギヤポンプからの作動油が供給される。なお、ギヤポンプからオービットロール６へ送られる作動油は、フローディバイダとコントロールバルブとによって一定圧（設定圧）とされている。また、オービットロール６は、２本の油圧ライン１３、１４でパワーシリンダ１０と接続されている。
【０００７】
オービットロール６は、ハンドル２の回転量に比例した油量をパワーシリンダ１０に供給する機能を有しており、ハンドル２が右旋回された場合には、ギヤポンプからの作動油を油圧ライン１３からパワーシリンダ１０へ送り込み、油圧ライン１４をオイルタンクへの戻しライン１５に接続することでパワーシリンダ１０からの作動油をオイルタンクへ排出する。一方、ハンドル２が左旋回された場合には、上記とは逆にギヤポンプからの作動油を油圧ライン１４からパワーシリンダ１０へ送り込み、油圧ライン１３を戻しライン１５に接続する。
【０００８】
こうした動作により、ハンドル２の旋回方向と回転角度に従って操舵輪の操舵角度を変化させることができる。
機械リンク式の場合、ハンドルと操舵輪とが機械的に連結されているので、ハンドルが原点位置（回転角度が０）になれば操舵輪の操舵角度も０（直進状態）となる。
【０００９】
しかし、ハンドルと操舵輪とが機械的には連結されていない油圧式の（電動式も同様）のパワーステアリング装置を搭載したフォークリフトでは、例えば作動油のリーク等が原因となって、ハンドルの原点位置と操舵輪の操舵角度が０の直進状態とにずれが生じることがある。
【００１０】
ノブ付きハンドルでは、ハンドルすなわちノブの原点位置と操舵角度０（直進状態）とが対応することが求められるために、ハンドル２の回転角度及び原点位置を検出するためのセンサとして、例えば特開２００６−２２６７１２号公報に開示されているようなロータリエンコーダが装備されている。
【００１１】
なお、ノブは、図６に示されるように、原点位置でオペレータ（操縦者）の左前方（ハンドルの８時の辺り）に配されるのが普通である。これは、一般的にフォークリフトでは右手で荷役レバーを操作し左手でハンドルすなわちノブをする構成になっており、ノブが上記の位置であると左手でノブを握ったオペレータが最も自然な姿勢をとれるためである。
【特許文献１】特開２００６−２２６７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示されているロータリエンコーダの場合、ゼロ点信号のパルス幅が比較的大きいために、それに基づいてハンドルの原点位置を定めると誤差も大きかった。
ノブ付きハンドルの場合、オペレータは握っているノブの位置に基づいて操舵輪の操舵角度、例えば操舵角度０（直進状態）であるか否かを判断するので、上記の誤差が大きいのは問題になる。
【００１３】
例えばフォークをパレット下に差し込むためにフォークリフトを直進させる場合、ノブの原点位置がずれていると、正確に直進できずにフォークが斜めに入ってしまうおそれがある。ベテランであれば、この様な場合に修正操作して直進できるとしても、初心者ではそのようにできないことが多い。
【００１４】
本発明は、ノブ付きハンドルのフォークリフトにおいて、ハンドルすなわちノブの原点位置をより正確に検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載のフォークリフトは、
操舵のためのノブ付きハンドルと、
前記ハンドルの回転角度に応じた第１のパルス信号、前記ハンドルの回転角度に応じたパルス信号であり、前記第１のパルス信号と同周期であるが前記第１のパルス信号とは位相が１／４相ずれた第２のパルス信号及び前記ハンドルの１回転につき１パルスのゼロ点信号を出力するハンドル角センサと、
前記ハンドルと機械的には連結されない操舵輪と、
前記操舵輪を操舵する操舵機構と、
前記第１のパルス信号、前記第２のパルス信号及び前記ゼロ点信号に基づいて算出された前記ハンドルの操作角度と前記操舵輪の操舵角度との偏差を少なくすべく前記操舵機構を制御するコントローラと
を備えるフォークリフトにおいて、
前記ゼロ点信号が入力されていて、
（ａ）前記第１のパルス信号がロー（Ｌ）で前記第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
（ｂ）前記第１のパルス信号がロー（Ｌ）で前記第２のパルス信号がハイ（Ｈ）、
（ｃ）前記第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で前記第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
（ｄ）前記第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で前記第２のパルス信号がハイ（Ｈ）の中から択一されて設定された１つの条件が成立したときを、
前記ハンドルの操作角度の算出基準となる原点の検出とする
原点検出手段を備えた
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１記載の発明にあっては、第１のパルス信号、第２のパルス信号及びゼロ点信号を出力するハンドル角センサは、特許文献１に開示されているようなロータリエンコーダを用いるのが普通である。
【００１７】
請求項１記載のフォークリフトでは、原点検出手段は、ゼロ点信号が入力されていて、
（ａ）第１のパルス信号がロー（Ｌ）で第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
（ｂ）第１のパルス信号がロー（Ｌ）で第２のパルス信号がハイ（Ｈ）、
（ｃ）第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で第２のパルス信号がロー（Ｌ）、
（ｄ）第１のパルス信号がハイ（Ｈ）で第２のパルス信号がハイ（Ｈ）の中から択一されて設定された（ａ〜ｄのいずれか１つのみが選択されて設定される）１つの条件が成立したときを、ハンドルの操作角度の算出基準となる原点の検出とする。
【００１８】
ａ〜ｄの各条件は、第１のパルス信号（又は第２のパルス信号）の１／４周期に相当する期間を指定するので、原点検出手段による原点検出のタイミングは、パルス波であるゼロ点信号の中の当該１／４周期に相当する範囲に限られる。
【００１９】
従って、パルス波であるゼロ点信号の全範囲のいずれかを原点検出とする従来技術に比べれば、ハンドルすなわちノブの原点位置をきわめて正確に検出できる。
また、ハンドル角センサを変更したときにゼロ点信号のパルスの位置又は長さが変わってしまうことがあるが、そのような場合でも、ａ〜ｄの中の１条件で第１のパルス信号（又は第２のパルス信号）の１／４周期に相当する期間を指定するので、原点検出の精度が悪化するおそれはない。
【００２０】
ところで、ゼロ点信号のパルスの長さと第１のパルス信号及び第２のパルス信号の周期との関係によっては、ａ〜ｄの中から択一されて設定された１つの条件が、ゼロ点信号の１パルス中に複数回成立する可能性がある。そのような場合、上記フォークリフトにおいて、
前記原点検出手段は、
前記ハンドルの回転方向が第１の方向のときは、前記ゼロ点信号の入力中に前記設定された１つの条件が最初に成立したときを前記原点の検出とし、
前記ハンドルの回転方向が前記第１の方向とは逆の第２の方向のときは、前記ゼロ点信号の入力中に前記設定された１つの条件が最後に成立したときを前記原点の検出とする構成を採用すればよい。
【００２１】
こうすれば、ハンドルの回転方向が第１の方向（例えば右回り）のときは、ａ〜ｄの中から択一されて設定された１つの条件がゼロ点信号の入力中に最初に成立したときを原点の検出とし、逆にハンドルの回転方向が第２の方向（例えば左回り）のときは、ａ〜ｄの中から択一されて設定された１つの条件がゼロ点信号の入力中に最後に成立したときを原点の検出とするので、ハンドルすなわちノブの原点位置をきわめて正確に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施例等により発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は下記の実施例等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
［実施例］
まず、本実施例のフォークリフト１の主要部について図１を参照して説明する。なお、フォークリフト１の全体的な構成は図６、７と同様であるから、それについては図６、７を援用して説明を省略する。
【００２３】
図１に示すように、ハンドル２にはノブ３が装着されている（ノブ付きハンドルである）。ハンドル２の回転ピン４には、ハンドル角センサ５及びオービットロール６が連結されている。
【００２４】
ハンドル角センサ５は、特許文献１に記載のものと同様のロータリエンコーダであり、ハンドル２（ロータリエンコーダ）の１回転につき４５パルスのパルス信号ＳＳ１、ＳＳ２を出力する。すなわち、パルス信号ＳＳ１、ＳＳ２の１波長はハンドル２の回転角度として８度になる。なお、図１（ｂ）に示すとおり、パルス信号ＳＳ１、ＳＳ２のパルス信号は位相が１／４相（９０度）ずれている。
【００２５】
またハンドル角センサ５は、ハンドル２（ロータリエンコーダ）の１回転につき１パルスのパルス波（ゼロ点信号）を出力する。このゼロ点信号の波長（ゼロ点信号幅）は、ＳＳ１及びＳＳ２の１波長分（８度）である。
【００２６】
オービットロール６によるパワーシリンダ１０への作動油の給排は図７にて説明したのと同様である。
また、オービットロール６にはソレノイドバルブ１６が付属している。ソレノイドバルブ１６は、その開弁によりオービットロール６から吐出された作動油の一部をバイパスラインからパワーシリンダ１０へ送るための弁である。
【００２７】
上述のハンドル角センサ５、オービットロール６、ソレノイドバルブ１６は、図６に示されるステアリングコントロールユニットに組み込まれている。
ハンドル角センサ５が出力するＳＳ１、ＳＳ２及びゼロ点信号はコントローラ８に入力される。コントローラ８はマイクロコンピュータである。
【００２８】
コントローラ８は、ＳＳ１の立ち上がりが先行すれば右回り（第１の方向）に、ＳＳ２の立ち上がりが先行すれば左回り（第２の方向）にハンドル２が回されたと判断できる。また、コントローラ８は、ＳＳ１、ＳＳ２のパルス数をカウントし、ゼロ点信号が入力される毎にＳＳ１、ＳＳ２のパルス数のカウントをクリアするので、このカウントに基づいてハンドル２の回転角度を求めることができる。
【００２９】
なお、ゼロ点信号はハンドル２の回転位置が実際に原点になっていることを示しているわけではないが、ハンドル２の回転位置が実際に原点になるタイミングは、ゼロ点信号が入力されている期間（ゼロ点信号幅）内に含まれている。従って、コントローラ８は、ゼロ点信号幅のどこかを原点と特定するための処理（原点検出処理）を実行するが、コントローラ８による原点検出の詳細は後述する。
【００３０】
コントローラ８には操舵輪１１の操舵角度を検出するためのタイヤ角センサ（本実施例ではポテンショメータ）９の検出信号が入力される。コントローラ８は、タイヤ角センサ９の検出信号に基づいて操舵輪の実際の操舵角度を求めることができる。
【００３１】
そして、コントローラ８は、ハンドル角センサ５からのパルス信号ＳＳ１、ＳＳ２及びゼロ点信号に基づいてハンドル２の操作角度を算出し、算出されたハンドル２の操作角度とタイヤ角センサ９の検出信号に基づいて算出した操舵輪の実際の操舵角度との偏差を少なくすべく、ソレノイドバルブ１６を制御する。
【００３２】
次に、コントローラ８による原点の検出処理（原点検出手段）について説明する。
図１（ｂ）にて説明したとおり、パルス信号ＳＳ１、ＳＳ２のパルス信号は位相が１／４相（９０度）ずれている。また、ハンドル２（ロータリエンコーダ）の１回転につき１パルスが出力されるゼロ点信号の波長（ゼロ点信号幅）は、ＳＳ１及びＳＳ２の１波長分（８度）である。
【００３３】
従って、ゼロ点信号の入力時をハンドル２の原点位置とした場合（従来技術）、ハンドル２の回転角度として最大で８度の誤差が生じる可能性がある。
しかし、本実施例では図２に示すパターン１〜４のいずれか１つが原点検出条件として設定されており、コントローラ８は、ＳＳ１、ＳＳ２及びゼロ点信号の状態が、この設定された原点検出条件に合致した時を原点の検出とする。
【００３４】
パターン１〜４は、いずれもゼロ点信号が入力されていて（ここではゼロ点信号がローで）、
パターン１：第１のパルス信号ＳＳ１がロー（Ｌ）で第２のパルス信号ＳＳ２がロー（Ｌ）、
パターン２；第１のパルス信号ＳＳ１がロー（Ｌ）で第２のパルス信号ＳＳ２がハイ（Ｈ）、
パターン３：第１のパルス信号ＳＳ１がハイ（Ｈ）で第２のパルス信号ＳＳ２がロー（Ｌ）、
パターン４：第１のパルス信号ＳＳ１がハイ（Ｈ）で第２のパルス信号ＳＳ２がハイ（Ｈ）
の条件である。
【００３５】
原点検出条件がパターン１〜４のいずれであっても、図２に示すとおり、原点検出となる範囲は第１のパルス信号ＳＳ１（又は第２のパルス信号ＳＳ２）の１／４周期に相当する範囲に限られる。すなわち、原点検出となる範囲はゼロ点信号幅よりも格段に小さくなり、原点検出の精度が格段に向上する。
【００３６】
これにより、パルス波であるゼロ点信号の全範囲のいずれかを原点検出とする従来技術に比べれば、ハンドル２すなわちノブ３の原点位置をきわめて正確に検出できる。
［シミュレーション］
条件
・パルス信号ＳＳ１、ＳＳ２はハンドル２（ロータリエンコーダ）の１回転につき４５パルス（１波長は８度に相当）、
・ゼロ点信号の波長（ゼロ点信号幅）はＳＳ１及びＳＳ２の１波長分（８度）、
・フォークリフトのホイールベースは1.410ｍ、
・ハンドルの２回転に対して、タイヤの切れ角は85度。
【００３７】
上記の条件で従来技術と実施例とで、旋回半径及びハンドルを調整せずに10ｍ走行した場合のズレを計算すると、図３に示すとおりとなる。
JIS規格パレットの標準サイズは幅1.1ｍ×奥行き1.1ｍ×厚さ0.144ｍであるから、10ｍ走行した場合のズレが０．５８ｍとなる従来技術の場合は、ズレがパレットの幅の１／２を超えてしまう。すなわち、走行途中でハンドルの調整が必要となる。一方、実施例であれば、10ｍ走行した場合のズレがわずかに０．１４ｍであるから、走行途中で特にハンドルを調整しなくても目的のパレットをすくうことができる。
［実施例の効果］
上述したとおり、本実施例によれば、フォークリフト１のハンドル２すなわちノブ３の原点位置をより正確に検出することができ、走行中のハンドル２の調整回数や調整量を低減できる。
【００３８】
また、図４に例示するように、ハンドル角センサを変更したときにゼロ点信号のパルスの位置又は長さが変わってしまうことがあるが、そのような場合でも、ＳＳ１とＳＳ２によって特定される原点検出の位置には変化がない。従って、ゼロ点信号の仕様が異なるハンドル角センサでも対応が可能である。
［変形例］
ゼロ点信号のパルスの長さと第１のパルス信号ＳＳ１及び第２のパルス信号ＳＳ２の周期との関係によっては、原点検出条件（パターン１〜４のいずれか）が、ゼロ点信号の１パルス中に複数回成立する可能性がある。
【００３９】
そのような場合は、図５に示すように、ハンドル２の回転方向が順方向（例えば右）のときは、ゼロ点信号の入力中に原点検出条件が最初に成立したときを原点検出とし、ハンドル２の回転方向が逆方向（例えば左）のときは、ゼロ点信号の入力中に原点検出条件が最後に成立したときを原点検出とする構成を採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例のフォークリフトの主要部の説明図（ａ）及びハンドル角センサの信号の説明図（ｂ）。
【図２】実施例における原点検出条件の説明図。
【図３】実施例と従来技術との比較シミュレーションの説明図。
【図４】ゼロ点信号の仕様が異なるセンサへの適用例の説明図。
【図５】変形例の説明図。
【図６】フォークリフトの油圧式ステアリング装置の構成図。
【図７】図６の油圧ステアリング装置のブロック図。
【図８】フォークリフトの機械リンク式ステアリング装置の構成図。
【図９】図７の機械リンク式ステアリング装置のブロック図。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・フォークリフト、
２・・・ハンドル、
３・・・ノブ、
５・・・ハンドル角センサ、
６・・・オービットロール、
８・・・コントローラ、
９・・・タイヤ角センサ、
１０・・・パワーシリンダ、
１１・・・操舵輪、
１６・・・ソレノイドバルブ。
【図１】
0005133664.tif 000002
【図２】
0005133664.tif 000003
【図３】
0005133664.tif 000004
【図４】
0005133664.tif 000005
【図５】
0005133664.tif 000006
【図６】
0005133664.tif 000007
【図７】
0005133664.tif 000008
【図８】
0005133664.tif 000009
【図９】
0005133664.tif 000010