(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キースイッチが操作された直後に、制御回路が、ハンドル位置にかかわらずタイヤを中立位置にするようにステアリングモータを駆動制御するパワーステアリング制御装置において、
制御回路が、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立位置に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定して、ステアリングモータを駆動制御し、
前記所定角は、前記所定角を前記制御回路の外部から設定するための設定手段により定められることを特徴とするパワーステアリング制御装置。
【請求項２】
キースイッチが操作された直後に、制御回路が、ハンドル位置にかかわらずタイヤを中立位置にするようにステアリングモータを駆動制御するパワーステアリング制御装置において、
ステアリングモータの電流値を検出する電流センサを備え、
制御回路が、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立位置に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定して、ステアリングモータを駆動制御し、
前記所定角は、タイヤを据え切り操作するときの前記電流センサで検出されたステアリングモータ電流値に基づいて、前記制御回路によって定められることを特徴とするパワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワーステアリング制御装置に関するものであり、とくに、ハンドルとタイヤが機械的に接続されておらず、ハンドルの操舵量を検知してその操舵量に応じて電動モータによりタイヤを操舵するパワーステアリング制御装置にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のバッテリフォークリフトに使用されているパワーステアリング制御装置の電気回路の構成を示す回路図である。
図において、パルスエンコーダ１は、ハンドルの回転角度に応じてパルスを発生するもので、ＣＰＵ２ａおよび駆動回路２ｂを備えた電子制御装置であるＥＣＵ２と電気的に接続されている。ＰＳモータ（ステアリングモータ）３は、図示しないタイヤを操舵する電動機であり、トランジスタ回路１１乃至１４を介してＥＣＵ２の駆動回路２ｂと接続されている。ポテンショメータ６は、タイヤの実際の切れ角であるタイヤ切れ角を検出するセンサでありＥＣＵ２と接続されている。また、ＥＣＵ２に電力を供給するバッテリ７が設けられ、キースイッチ８を介してＥＣＵ２と接続されている。さらに、ＰＳモータ３は、ヒューズ９を介してバッテリ７と接続されている。
【０００３】
この制御装置は、ハンドルとタイヤが機械的に接続されていないのでハンドルの回転角度とタイヤの操舵方向との関係が不明確になりやすい。そのために、ＥＣＵ２のＣＰＵ２ａは、キースイッチ８が操作されオンになった直後に、ハンドルの位置にかかわらず、タイヤをフォークリフトが直進する方向である中立位置になるようにＰＳモータ３を駆動制御してタイヤを操舵させる中立制御を行っている。
【０００４】
次に、この中立制御について説明する。
まず、パルスエンコーダ１は、ハンドル操作量に応じたパルス信号を発生しＥＣＵ２に出力している。また、ポテンショメータ６は、タイヤ切れ角を示すアナログ電圧を発生させ、ＥＣＵ２に出力している。
ＥＣＵ２のＣＰＵ２ａは、パルスエンコーダ１から出力されたパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント数からハンドル操舵量を算出し、また、ポテンショメータ６から出力されたアナログ電圧に基づいてタイヤ切れ角を算出する。
ＣＰＵ２ａは、キースイッチ８がオンした直後に、中立位置にタイヤが操舵されるように、ＰＳモータ３への出力量とＰＳモータ３の回転方向を定める。すなわち、中立位置とタイヤ切れ角との差分に基づいて、デューティ比を算出しトランジスタ回路１３または１４を介してＰＳモータ３へＰＷＭ（パルス幅変調）出力する。また、ＣＰＵ２ａは、タイヤ切れ角からタイヤが中立位置に対して左右いずれに操舵されているかを判断して、タイヤが中立位置に操舵されるように、すなわちＰＳモータ３の回転方向を決める出力信号をトランジスタ回路１１または１２を介してＰＳモータ３に出力する。
さらに、ＣＰＵ２ａはポテンショメータ６で検出し続けてタイヤ切れ角を基にフィードバック制御を行い、ポテンショメータ６のアナログ電圧がタイヤの中立位置に相当する値になったら中立制御を中止しＰＳモータ３へのＰＷＭ出力を停止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来のパワーステアリング制御装置の中立制御において、タイヤが中立位置になった状態はタイヤにかかるフォークリフト自身の車体重量等により路面との間の摩擦力とＰＳモータのタイヤへの操舵力とが釣り合い、且つタイヤが操舵される方向にねじれた弾性変形した状態である。
したがって、ＰＷＭ出力が停止し、ＰＳモータ３によるタイヤへの操舵力がなくなると、タイヤ反力すなわちタイヤのねじれが解消する向きの力がタイヤに働くので、タイヤが中立位置からずれてしまい中立状態を維持できなくなる。タイヤの中立状態を維持するためには、ＰＳモータ３への駆動を継続し続けなければならず、ＰＳモータ３の電流消費量が増大してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、ＰＳモータの消費電力を低減し、優れた中立制御を実現できるパワーステアリング制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパワーステアリング制御装置は、キースイッチが操作された直後に、制御回路が、ハンドル位置にかかわらずタイヤを中立位置にするようにステアリングモータを駆動制御するパワーステアリング制御装置において、制御回路が、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立位置に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定して、ステアリングモータを駆動制御し、所定角は、この所定角を制御回路の外部から設定するための設定手段により定められることを特徴とするものである。
また、この発明に係るパワーステアリング制御装置は、キースイッチが操作された直後に、制御回路が、ハンドル位置にかかわらずタイヤを中立位置にするようにステアリングモータを駆動制御するパワーステアリング制御装置において、
ステアリングモータの電流値を検出する電流センサを備え、制御回路が、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立位置に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定して、ステアリングモータを駆動制御し、所定角は、タイヤを据え切り操作するときの電流センサで検出されたステアリングモータ電流値に基づいて、制御回路によって定められることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．図１は、この実施の形態１に係るパワーステアリング制御装置の電気回路の構成を示す回路図である。このパワーステアリング制御装置は、図３に示した従来の制御装置においてＥＣＵ２の代わりに、この発明に制御回路を構成するＥＣＵ１０２を用い、さらに、ディスプレイユニット１１０がＥＣＵ１０２と接続されたものである。パルスエンコーダ１は、図示しないハンドルの回転角度に応じてパルスを発生するもので、ＣＰＵ１０２ａおよび駆動回路１０２ｂを備えた電子制御装置であるＥＣＵ１０２と電気的に接続されている。ポテンショメータ６は、タイヤの切れ角を検出するセンサでありＥＣＵ１０２と接続されている。ＥＣＵ１０２のＣＰＵ１０２ａはこのパルス信号のパルス数をカウントし、そのカウント数からハンドル操舵量を算出する。ＰＳモータ（ステアリングモータ）３は、図示しないタイヤを操舵する電動機であり、トランジスタ回路１１乃至１４を介してＥＣＵ１０２の駆動回路１０２ｂと接続されている。また、ＰＳモータ３には、ＰＳモータ３の電流を検知する電流センサ３ａが設けられ、ＥＣＵ１０２と接続されている。さらに、ＥＣＵ１０２に電力を供給するバッテリ７が設けられ、キースイッチ８を介してＥＣＵ１０２と接続されている。ＰＳモータ３は、ヒューズ９を介してバッテリ７と接続されている。
【０００９】
さらに、ディスプレイユニット１１０が、図示しないフォークリフトの運転席に設けられ、ＥＣＵ１０２と接続されている。このディスプレイユニット１１０は、中立制御を行う場合のタイヤ目標切れ角θＴを中立位置からずらす所定角であるオフセット角Ｘ°を、ＥＣＵ１０２の外部から設定するための設定手段を構成している。ディスプレイユニット１１０には、表示部１１０ａ、モードスイッチ１１０ｂ、セレクタースイッチ１１０ｃおよび確定スイッチ１１０ｄが設けられ、図示しないＣＰＵを内部に備え、このＣＰＵはモードスイッチ１１０ｂ、セレクタースイッチ１１０ｃおよび確定スイッチ１１０ｄの信号に従い、表示部１１０ａを制御するとともに、ＥＣＵ１０２とデータ通信を行いオフセット角Ｘ°の値をデータ通信する。
【００１０】
次に、この実施の形態１に係るパワーステアリング制御装置の動作を図２のフローチャートを参照しながら説明する。
ＣＰＵ１０２ａは、キースイッチ８が操作されオフからオンになったか否かを判定する（ステップＳ１３１）。キースイッチ８がオンになっていなかったらステップＳ１３１を繰り返す。キースイッチ８がオンになったら、ＣＰＵ１０２ａはポテンショメータ６が検出した実際のタイヤの切れ角から、タイヤが中立に対して左側に操舵されているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。タイヤが左側に操舵されている場合、右側Ｘ°すなわち、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、オフセット角Ｘ°だけ中立位置からずれた位置に、目標タイヤ切れ角θＴを設定する（ステップＳ１３３）。一方、ステップＳ１３２でタイヤが左側に操舵されていない場合、今度はタイヤが中立に対して右側に操舵されているか否かを判定し（ステップＳ１３４）、タイヤが右側に操舵されていると、目標タイヤ切れ角θＴを左側Ｘ°に設定する（ステップＳ１３５）。
【００１１】
ＣＰＵ１０２ａは、ステップＳ１３３あるいはＳ１３５で設定された目標タイヤ切れ角θＴになるようにＰＳモータ３を駆動制御する（ステップＳ１３６）。すなわち、ＣＰＵ１０２ａは、目標タイヤ切れ角θＴとタイヤ切れ角との差分に基づいて、デューティ比を算出しトランジスタ回路１３または１４を介してＰＳモータ３へＰＷＭ（パルス幅変調）出力するとともに、ＰＳモータ３の回転方向を決める出力信号をトランジスタ回路１１または１２を介してＰＳモータ３に出力する。さらに、ＣＰＵ１０２ａは、ポテンショメータ６で検出し続けているタイヤの切れ角が目標タイヤ切れ角θＴになったら、中立制御を中止し、ＰＳモータ３へのＰＷＭ出力を停止する。一方、ステップＳ１３４で、タイヤが中立に対して右側に操舵されていない場合には、タイヤが既に中立位置にあると判断して一連の処理を終了する。ここで、上述したオフセット角Ｘ°の具体的な値は、タイヤにかかる輪重、路面の摩擦係数、タイヤのねじり剛性等に基づくタイヤ反力を考慮して、予め定められた値であり、例えば、５°に設定される。この値がＣＰＵ１０２ａの図示しない内部メモリに格納されている。このように、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、オフセット角Ｘ°だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角θＴを設定しているので、目標タイヤ切れ角θＴになったところで中立制御を中止することにより、タイヤ反力によってタイヤが戻されて中立位置となる。このとき、ＣＰＵ１０２ａによるＰＳモータ３の駆動は中止しているので、ＰＳモータ３の電流消費量は増大しない。
【００１２】
次に、ディスプレイユニット１１０を用いて、オフセット角Ｘ°の値を設定する方法を説明する。
オペレータがモードスイッチ１１０ｂを押すと、モードスイッチ１１０ｂの信号を受けたディスプレイユニット１１０のＣＰＵにより、表示部１１０ａに中立制御の現在使用しているあるいは予め定められたオフセット角Ｘ°の値が表示される。セレクタスイッチ１１０ｃを押すたびに、オフセット角Ｘ°を増加あるいは減少したオフセット角修正候補値が表示部１１０ａに順次表示される。この際、確定スイッチ１１０ｄが押されると、ディスプレイユニット１１０のＣＰＵはそのとき表示されているオフセット角修正候補値をオフセット角Ｘ°として確定し、ＥＣＵ１０２にデータ通信し、ＣＰＵ１０２ａの内部メモリに格納されたオフセット角Ｘ°の値が書き換えられる。
このように、オフセット角Ｘ°の値を使用環境等に応じて自由に設定できるので、より精度の高い中立制御が可能である。
【００１３】
実施の形態２．
この実施の形態２に係るパワーステアリング制御装置の構成は、図１に示す実施の形態１の構成と同一である。この制御装置の動作は、図２に示した実施の形態１のフローチャートに対して、ステップＳ１３２の前に、以下に説明するタイヤ据え切り操作からオフセット角Ｘ°を定める制御を設けたものである。
すなわち、ステップＳ１３１でキースイッチ８がオンなったら、ＣＰＵ１０２ａは、フォークリフトが停止した状態でＰＳモータ３を駆動する。タイヤは回転をしていない状態で操舵されるいわゆる据え切り操作が行われ、ＣＰＵ１０２ａは、そのときのＰＳモータ３の電流センサ３ａから出力された電流値に基づいて、路面摩擦抵抗を算出し、この路面摩擦抵抗に応じたオフセット角Ｘ°を定める。
例えば、キースイッチ８がオンになったときのタイヤの切れ角が中立位置に対して１０°以上あるならば、その位置から中立位置に向けて操舵し、タイヤが中立位置に到達する間に路面摩擦抵抗を算出する。また、タイヤの切れ角が中立位置に対して１０°未満ならば、タイヤの切れ角が１０°になるまで一旦操舵してから中立位置に向けて操舵し、タイヤが中立位置に到達する間に路面摩擦抵抗を算出する。
その後のステップＳ１３２以降の動作は、図２に示した実施の形態１のフローチャートと同じであり、ステップＳ１３３あるいはＳ１３５において、キースイッチ８がオンになったときのタイヤと逆方向に、オフセット角Ｘ°に設定された目標タイヤ切れ角θＴを設定する。
このように、非回転状態のタイヤを操舵するときのＰＳモータ３の電流値に基づいて予めオフセット角Ｘ°を定めているので、中立制御の精度が向上する。
【００１４】
なお、路面摩擦抵抗が極端に小さい場合は、オフセット角Ｘ°を負の値に設定してもよい。すなわち、目標タイヤ切れ角θＴが、中立制御を行う前のタイヤがが操舵されている方向と同じ方向に中立位置からずれた位置になる。こうすることにより、路面摩擦抵抗が極端に小さい場合にタイヤ反力は大変小さく、目標タイヤ切れ角で中立制御を中止すると、タイヤが操舵されるときのタイヤ慣性力によって、タイヤが目標タイヤ切れ角の位置よりも行き過ぎて中立位置になり、精度のよい中立制御を行える。
また、この中立制御は、キースイッチ８がオンからオフした直後に実施してもよい。例えば、キースイッチ８がオフした後もＥＣＵ１０２が作動しつづけるタイマー回路をＥＣＵ１０２に設けてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、制御回路は、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定し、ステアリングモータを駆動制御するので、タイヤ反力により中立位置からずれてしまうタイヤを中立位置に維持するために、ＰＳモータをさらに駆動させ続けることがなく、ＰＳモータの消費電流量が低減する。この際、所定角の値を制御回路の外部から設定するための設定手段を備えているので、使用環境に応じてより精度の高い中立制御が可能である。
【００１７】
この発明によれば、制御回路は、キースイッチが操作された直後に、タイヤが中立に対して左右いずれかに操舵されている場合に、タイヤが操舵されている方向と逆方向に、タイヤ反力を考慮した所定角だけ中立位置からずれた位置に目標タイヤ切れ角を設定し、ステアリングモータを駆動制御するので、タイヤ反力により中立位置からずれてしまうタイヤを中立位置に維持するために、ＰＳモータをさらに駆動させ続けることがなく、ＰＳモータの消費電流量が低減する。さらに、ステアリングモータの電流値を検出する電流センサを備え、タイヤを据え切り操作するときの電流センサで検出されたステアリングモータ電流値に基づいて所定角の値を制御回路が定めているので、使用環境に即応したより精度の高い中立制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態に係るパワーステアリング制御装置の電気回路の構成を示す回路図である。
【図２】  実施の形態に係るパワーステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】  従来のパワーステアリング制御装置の電気回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
３…ＰＳモータ、３ａ…電流センサ、８…キースイッチ、１０２…ＥＣＵ、１０２ａ…ＣＰＵ、１０２ｂ…駆動回路、１１０…ディスプレイユニット、θＴ…目標タイヤ切れ角、Ｘ°…オフセット角。
【図１】
0004228474.tif 000002
【図２】
0004228474.tif 000003
【図３】
0004228474.tif 000004