(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル（９）と、ハンドル（９）の操作角速度（θｈｄ）を検出するハンドル操作角速度検出器（４１）と、ハンドル操作角速度（θｈｄ）を示す信号を入力して、モータ（１５）を駆動するための信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力するコントローラ（２１）と、コントローラ（２１）から出力される信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）に応じて回転するモータ（１５）と、モータ（１５）の回転に応じて操舵される操舵輪（７）とを備えたフォークリフトの操舵制御装置において、
車両の速度（Ｖ）を検出する速度検出器（６０）
が備えられ、
コントローラ（２１）は、
車両の速度（Ｖ）を示す信号を入力するとともに、モータ（１５）の回転方向と回転速度に応じた演算値（Ｖ２）を演算し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値でない場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）に示される回転方向とは逆にモータ（１５）を回転させるための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値である場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）が所定の振動持続時間（Ｔｊ）以上変化し続けていることを条件に、所定のモータオフ時間（ΔＴ）間、モータ（１５）を電気的にフリーの状態にするための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力すること
特徴とするフォークリフトの操舵制御装置。
【請求項２】
ハンドル（９）と、ハンドル（９）の操作角速度（θｈｄ）を検出するハンドル操作角速度検出器（４１）と、ハンドル操作角速度（θｈｄ）を示す信号を入力して、モータ（１５）を駆動するための信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力するコントローラ（２１）と、コントローラ（２１）から出力される信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）に応じて回転するモータ（１５）と、モータ（１５）の回転に応じて操舵される操舵輪（７）とを備えたフォークリフトの操舵制御装置において、
車両の速度（Ｖ）を検出する速度検出器（６０）
が備えられ、
コントローラ（２１）は、
車両の速度（Ｖ）を示す信号を入力するとともに、モータ（１５）の回転方向と回転速度に応じた演算値（Ｖ２）を演算し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値でない場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）に示される回転方向とは逆にモータ（１５）を回転させるための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値である場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、所定のモータオフ時間（ΔＴ）間、モータ（１５）を電気的にフリーの状態にするための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力すること
特徴とするフォークリフトの操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトの操舵制御装置に関し、特にハンドルと操舵輪とが機械的に連結されていない操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（ａ）、（ｂ）に、フォークリフトの例としてのリーチフォークリフト（以降、リーチフォーク１と呼ぶ）の平面図及び側面図を示す。リーチフォーク１の前部に設けられている左右一対のリーチレッグ２，２には、フォーク３のリフト機構及びチルト機構が搭載されたフォーク装置４が前後に移動自在に取着されている。運転席５のパネル部（図示せず）に設けられたリフトレバー及びチルトレバー（図示せず）の操作によりフォーク３がそれぞれ昇降及びチルトするようになっている。また、図示しないリーチレバーの操作により、フォーク装置４の全体がリーチレッグ２，２の上で前後進するようになっている。
リーチフォーク１は、リーチレッグ２，２の前部に回転自在に配設され、かつ車体を支持する左右一対の前輪６，６と、車体の左後部下に設けられ、かつ駆動と操舵の機能を併せ持つ一個の操舵輪（以降、タイヤ７と呼ぶ）と、車体右後部下に設けられた一個のキャスタ輪８とを有している。なお、車種によっては、キャスタ輪８を備えていないものもある。キャスタ輪８は車両荷重を支持した状態で回転自在に取着されている。運転席５の図示しない車速レバーを操作して車速を設定する。
操舵は、運転席５に配置されたハンドル９とタイヤ７の操舵軸とは機械的に接続されておらず、コントローラを介して行われている。タイヤ７の操舵角度を制御する方法として、オペレータがハンドル９を回転させると、その回転角速度に応じてタイヤ７の操舵角速度が制御され、ハンドル９の回転を停止させると操舵も停止させるものがある。操舵角度検出器による操舵角度検出は行わず、操舵角度のフィードバックのない操舵制御方式である。このとき、図６に示すコントローラ２１が、ハンドル９の近傍に取着されているハンドル操作角速度検出器４１からのハンドル操作角速度信号θｈｄに応じたデューティを有するＰＷＭ信号Ｓを駆動回路２２に出力する。ＰＷＭ信号はオンオフ時間のパルス幅を制御している信号であり、オンのパルス幅が１００％のときは１００％デューティ、オンのパルス幅がゼロ％のときはゼロ％デューティとそれぞれ呼ぶ。駆動回路２２は、ＰＷＭ信号のデューティにより駆動回路２２の中の半導体スイッチング素子を高速でオンオフして操舵モータ（以降、モータ１５と呼ぶ）に出力する電流値Ｉｍを制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上説明したリーチフォーク１においては、走行中に障害物によりタイヤ７の操舵角度が変更されても、操舵角度のフィードバックがないために変更された操舵角度を修正できないという問題がある。そこで、この問題を解決する制御方法として、ハンドル操作をしていないときに、操舵角度が障害物により例えば時計回り方向に変更されたときには、直流のモータ１５の電機子端子間に設けた電圧検出器により検出したモータ１５の回転角速度に応じた起電圧信号に基づいて、モータを反時計回り方向に回転させて障害物による操舵角度の変更を防止することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、この技術においては、以下のような課題が発生している。
車両が停止しているときのハンドル操作（以降、据え切りと呼ぶ）時には、走行中に比較して操舵角度方向の路面とタイヤ７間の摩擦抵抗トルクが大きいために、操舵時のタイヤ７の操舵方向の捩じれ角度は走行時の捩じれ角度よりも大きい。この捩じれ角度は路面とタイヤ７間の摩擦抵抗力に応じた大きさである。
タイヤ７を据え切った後ハンドル操作角速度をゼロ値にする、即ちハンドル操作を停止すると、モータ１５は電気的にフリーの状態になるので、前記捩じれ角度を有する捩じれトルクによりモータ１５の角度はタイヤ７の角度に近づくように少し捩じり戻される。このとき、前記モータ１５に電圧が生じるので、電圧検出器により検出されるこの起電圧値に応じたデューティを有するＰＷＭ信号がモータ１５に出力されて、モータ１５はハンドル操作を完了したときの角度方向に向けて戻ってゆく。そして、出力されたＰＷＭ信号のデューティにより制御する電流値に応じたモータ出力トルクとタイヤの捩じれトルクとが等しくなると、モータ１５の回転は停止する。このとき、モータ１５を駆動する駆動回路２２の全てのスイッチへのＰＷＭ信号のデューティはゼロ％デューティになり、再びモータ１５は電気的にフリーの状態になるので、捩じれ角度を有する捩じれトルクによりモータ１５の角度はタイヤ７の角度に近づくように少し捩じり戻される。以上のような動作を繰り返すことにより、モータ１５が持続振動し、常にモータ１５が作動状態にある。このため、図示しないバッテリーの消耗及びモータブラシの摩耗が大きくなり、バッテリー及びモータ１５のメンテナンスに多くの費用と時間がかかる。このことから、以上のようにハンドル操作角速度に応じて操舵角速度を制御するフリー電気パワーステアリング制御において、モータ１５が持続振動しないようにした操舵制御装置が強く要望されている。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、ハンドル操作角速度に応じて操舵角速度を制御するフリー電気パワーステアリング制御において、据え切り時のモータ持続振動を防止して、バッテリー及びモータのメンテナンスコストを低減できるフォークリフトの操舵制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
第１発明は、  ハンドル（９）と、ハンドル（９）の操作角速度（θｈｄ）を検出するハンドル操作角速度検出器（４１）と、ハンドル操作角速度（θｈｄ）を示す信号を入力して、モータ（１５）を駆動するための信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力するコントローラ（２１）と、コントローラ（２１）から出力される信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）に応じて回転するモータ（１５）と、モータ（１５）の回転に応じて操舵される操舵輪（７）とを備えたフォークリフトの操舵制御装置において、
車両の速度（Ｖ）を検出する速度検出器（６０）
が備えられ、
コントローラ（２１）は、
車両の速度（Ｖ）を示す信号を入力するとともに、モータ（１５）の回転方向と回転速度に応じた演算値（Ｖ２）を演算し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値でない場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）に示される回転方向とは逆にモータ（１５）を回転させるための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値である場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）が所定の振動持続時間（Ｔｊ）以上変化し続けていることを条件に、所定のモータオフ時間（ΔＴ）間、モータ（１５）を電気的にフリーの状態にするための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力すること
特徴とする。第２発明は、同じフォークリフトの操舵制御装置において、
車両の速度（Ｖ）を検出する速度検出器（６０）
が備えられ、
コントローラ（２１）は、
車両の速度（Ｖ）を示す信号を入力するとともに、モータ（１５）の回転方向と回転速度に応じた演算値（Ｖ２）を演算し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値でない場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、演算値（Ｖ２）に示される回転方向とは逆にモータ（１５）を回転させるための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力し、
車両の速度（Ｖ）がゼロ値である場合であって、ハンドル操作角速度（θｈｄ）がゼロ値のときには、所定のモータオフ時間（ΔＴ）間、モータ（１５）を電気的にフリーの状態にするための信号（Ｖ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を演算し出力すること
特徴とする。
【０００７】
第１発明によると、車両が停止していてハンドル操作角速度がゼロ値になったときに、所定時間の間だけ、操舵モータにゼロ値の電流指令値を出力して、操舵モータを電気的にフリーの状態にする。これにより、据え切り時に操舵モータと操舵輪間に生じている捩じれトルクにより操舵モータは操舵輪の位置にまで捩じり戻されて、捩じれ角度がゼロ値となるので、捩じれトルクとモータ出力トルクとのバランスの繰り返しにより発生する操舵モータの振動が停止する。この電気的にフリーにする処理は、電圧検出器の出力値が所定時間変化し続けたと判断した後に実行してもよいし、ハンドル操作後にただちに実行してもよい。これにより、車両停止時のハンドル操作においてモータの振動が持続することがなく、バッテリーの消耗及びモータブラシの摩耗を防止できるフォークリフトの操舵制御装置を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１に本実施形態のハード構成図を示す。図５，６の構成要素と同一要素には同一符号を付して説明する。ハンドル９の中心から延設されているハンドル軸１０の軸端に第１スプロケット１１が取着され、第１スプロケット１１の近傍に第２スプロケット１２が設けてある。また、第１スプロケット１１と第２スプロケット１２にはハンドル操作角度θｈを第２スプロケット１２に伝動するチェーン１３が巻装されている。第２スプロケット１２の中心にはハンドル操作角速度θｈｄを検出するハンドル操作角速度検出器４１が取着されている。操向を制御する直流のモータ１５の軸端部には第１ギア１６が取着され、第２ギア１７が第１ギア１６に噛み合っている。第２ギア１７からは第２ギア１７の回転をタイヤ７に伝動するブラケット２０が固着され、ブラケット２０の端部にはタイヤ７が回転自在に取着されている。
【０００９】
コントローラ２１には、ハンドル操作角速度検出器４１からのハンドル操作角速度θｈｄ、モータ１５の第１電機子端子Ａの第１電圧値Ｃ１、第２電機子端子Ｂの第２電圧値Ｃ２、及び車両の速度Ｖの信号が入力されている。車両の速度Ｖは、タイヤ７の車軸（図示せず）の近傍に取着された速度検出器６０により検出される。
【００１０】
コントローラ２１は演算部２４、判断部４５、信号生成部４６、及び電圧検出器４７を有している。電圧検出器４７は、例えば入出力絶縁型の差動アンプから構成される。演算部２４は、入力されたハンドル操作角速度θｈｄに応じて第１演算値Ｖ１を演算する。第１演算値Ｖ１はモータ１５の速度指令値である。電圧検出器４７は前記第１電圧値Ｃ１及び第２電圧値Ｃ２を入力し、これらの電圧値間の差値つまりモータ１５の起電圧値に基づいて、モータ１５の回転方向と回転角速度に応じた第２演算値Ｖ２を演算する。判断部４５は、演算された第１演算値Ｖ１、第２演算値Ｖ２及び入力された車速Ｖに基づいて第３演算値Ｖ３を演算して信号生成部４６に出力する。信号生成部４６は、入力された第３演算値に応じて後述する駆動回路２２内の半導体スイッチング素子（以降、スイッチと呼ぶ）にＰＷＭ信号を出力する。
【００１１】
次に駆動回路２２を説明する。
駆動回路２２は、例えば第１，２，３，４スイッチ４８，４９，５０，５１の４個のスイッチを有している。バッテリー５２の正極と負極間に、第１，４スイッチ４８，５１の直列回路と第３，２スイッチ５０，４９の直列回路との並列回路が接続されている。第１スイッチ４８と第４スイッチ５１との間の第３端子Ｃとモータ１５の第１電機子端子Ａとが接続されている。また、第３スイッチ５０と第２スイッチ４９との間の第４端子Ｄとモータ１５の第２電機子端子Ｂとが接続されている。即ち、駆動回路２２は、モータ１５を中心にしたＨ型ブリッジ回路を構成している。第１，２，３，４スイッチ４８，４９，５０，５１はコントローラ２１の信号生成部４６が出力する第１，２，３，４ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のデューティによりそれぞれオンオフされる。第１，２，３，４ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の有するデューティを第１デューティＳ１Ｄ，第２デューティＳ２Ｄ，第３デューティＳ３Ｄ，第４デューティＳ４Ｄとする。
また、第１，２スイッチ４８，４９に第１，２ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２が出力されていて、第３，４スイッチ５０，５１がオフのときには、第３端子Ｃ、第１電機子端子Ａ、第２電機子端子Ｂ、第４端子Ｄの経路により電流が流れてモータ１５は時計回り方向に回転するものとする。第１，２スイッチ４８，４９にゼロ％以外のデューティを出力するときには、第１，２デューティＳ１Ｄ，Ｓ２Ｄのどちらか一方を１００％デューティと設定しておき、残りのデューティを制御して、モータ１５の時計回り方向の回転速度を制御する方法をとる場合がある。ここでは、第１デューティＳ１Ｄを１００％デューティと設定する方法をとるものとする。次に、第３，４スイッチ５０，５１に第３，４ＰＷＭ信号Ｓ３，Ｓ４が出力されていて、第１，２スイッチ４８，４９がオフのときには、第４端子Ｄ、第２電機子端子Ｂ、第１電機子端子Ａ、第３端子Ｃの経路により電流が流れてモータ１５は反時計回り方向に回転する。第３，４スイッチ５０，５１にゼロ％以外のデューティを出力するときには、第３，４デューティＳ３Ｄ，Ｓ４Ｄのどちらか一方を１００％デューティと設定しておき、残りのデューティを制御して、モータ１５の反時計回り方向の回転速度を制御する方法をとる場合がある。ここでは、第３デューティＳ３Ｄを１００％デューティと設定する方法をとるものとする。
なお、モータ１５が外力により回転させられたときには、電圧検出器４７は図２に示すように、モータ１５が時計回り方向に回転しているときには正、反時計回り方向に回転しているときには負の第２演算値Ｖ２をそれぞれ出力する。
【００１２】
次に、図３に示すフローチャートにより判断部４５の処理手順を説明する。なお、図３における説明では各処理ステップ番号にＳを付して表わす。
Ｓ１にて、車速Ｖがゼロ値か否かを判断する。ゼロ値でないならば、Ｓ８にて、第１，２，３，４スイッチ４８，４９，５０，５１のそれぞれに出力する第１デューティＳ１Ｄ，第２デューティＳ２Ｄ，第３デューティＳ３Ｄ，第４デューティＳ４Ｄを第１演算値Ｖ１に基づくハンドル操作角速度θｈｄに応じたデューティに設定する第３演算値Ｖ３を信号生成部４６に出力する。即ち、時計回り方向の回転を指令する第１演算値Ｖ１のときは、第１，２スイッチ４８，４９の第１，２デューティＳ１Ｄ，Ｓ２Ｄを制御し、第３，４スイッチ５０，５１の第３，４デューティＳ３Ｄ，Ｓ４Ｄはゼロ％デューティと設定する。また、反時計回り方向の回転を指令する第１演算値Ｖ１のときには、第３，４スイッチ５０，５１の第３，４デューティＳ３Ｄ，Ｓ４Ｄを制御し、第１，２スイッチ４８，４９の第１，２デューティＳ１Ｄ，Ｓ２Ｄはゼロ％デューティと設定する。Ｓ１にて車速Ｖがゼロ値と判断すれば、Ｓ２にて、第１演算値Ｖ１がゼロ値か否かを判断する。ゼロ値でないならば、Ｓ８の処理を実行する。ゼロ値ならば、Ｓ３にて、第２演算値Ｖ２が所定の振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けているか否かを判断する。振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けているならば、Ｓ４にて、所定のモータオフ時間ΔＴ秒間だけ、全てのＰＷＭ信号のデューティをゼロ％デューティと設定する第３演算値Ｖ３を信号生成部４６に出力する。振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けていないならば、Ｓ５にて、第２演算値Ｖ２がゼロ値より大きいか否かを判断する。ゼロ値より大きいときには、Ｓ６において、第１デューティＳ１Ｄ及び第２デューティＳ２Ｄをゼロ％デューティに、第３デューティＳ３Ｄを１００％デューティに、第４デューティＳ４Ｄを第２演算値Ｖ２の絶対値に応じたデューティにそれぞれ設定する第３演算値Ｖ３を信号生成部４６に出力する。第２演算値Ｖ２がゼロ値以下のときは、Ｓ７にて、第１デューティＳ１Ｄを１００％デューティに、第２デューティＳ２Ｄを第２演算値Ｖ２の絶対値に応じたデューティに、第３デューティＳ３Ｄ及び第４デューティＳ４Ｄをゼロ％デューティに、それぞれ設定する第３演算値Ｖ３を信号生成部４６に出力する。
【００１３】
次に、以上の構成による作用を説明する。
図４に、車速Ｖがゼロで、時間ｔがゼロのときに、例えばハンドル操作角速度θｈｄをゼロ値から時計回り方向にステップ状で大きくし、つまり一定速度で回転させ、時刻Ｔｓのときにゼロ値にステップ状で戻したと仮定し、このときのハンドル操作角速度θｈｄ、操舵角度即ちモータ角度θｍ、及びタイヤ角度θ等の状態量の時間的変化を示す。タイヤ角度θｔは、タイヤ７の操舵角度方向のばね定数によりモータ角度θｍの間で捩じれ角度Δθを生じながらモータ角度θｍに追従して変化する。図４に示す前記状態量の時間的な変化において、時間の経過にともない図３に示すフローチャートで実行される処理動作が異なるので、図４上に動作中の図３のステップ番号を対応する時間領域に示している。
【００１４】
ハンドル操作角速度θｈｄが時計回り方向にステップ状で大きくなると、演算部２４では、ハンドル操作角速度θｈｄに応じて第１演算値Ｖ１が演算されて、図３のフローチャートにおいては、車速Ｖはゼロ値であるが、ハンドル操作角速度θｈｄがゼロ値ではないので、Ｓ８の処理を実行する。即ち、第１スイッチ４８に１００％デューティの第１デューティＳ１Ｄを有する第１ＰＷＭ信号Ｓ１が、第２スイッチには第１演算値Ｖ１の絶対値に応じた第２デューティＳ２Ｄを有する第２ＰＷＭ信号Ｓ２がそれぞれ出力される。また、第３及び第４スイッチ５０，５１にはゼロ％デューティを有する第３及び第４ＰＷＭ信号Ｓ３，Ｓ４が出力されてモータ１５は時計回り方向に回転する。このとき、タイヤ７は、路面とタイヤ７間の操舵角度方向の摩擦抵抗トルクと等しいトルクを発生する捩じれ角度Δθを有した状態でモータ角度θｍに追従している。
【００１５】
ハンドル操作角速度θｈｄを時刻Ｔｓでゼロ値にすると、第１演算値Ｖ１がゼロ値となるので、全てのスイッチに出力される全てのＰＷＭ信号のデューティをゼロ％デューティと設定する第３演算値Ｖ３を判断部は出力する。これにより、モータは電気的にフリーの状態となり、タイヤの捩じりトルクがモータ角度を点Ｐ１からタイヤ角度θｔに近づくように捩じり戻されようとする。
【００１６】
これまで時計回り方向に回転していたモータはタイヤの捩じりトルクにより、点Ｐ１から反時計回り方向に回転し始めるので図２に示すように、第２演算値Ｖ２は負の値を出力する。このとき、図３のフローチャートにおいては、ハンドル操作角速度がゼロ値となっているため、Ｓ３にて第２演算値Ｖ２がＴｊ秒間以上変化し続けているか否かを判断する。第２演算値Ｖ２がＴｊ秒間以上変化し続けていないときは、Ｓ５で第２演算値Ｖ２がゼロ値以上か否かを判断する。このとき、第２演算値Ｖ２がゼロ値より小さいので、Ｓ７の処理動作を実行する。即ち、第１スイッチ４８に１００％デューティの第１デューティＳ１Ｄを有する第１ＰＷＭ信号Ｓ１が、第２スイッチ４９には第２演算値Ｖ２の絶対値に応じたデューティの第２デューティＳ２Ｄを有する第２ＰＷＭ信号Ｓ２が出力され、かつ第３及び第４スイッチ５０，５１にはゼロ％デューティを有する第３及び第４ＰＷＭ信号Ｓ３Ｄ，Ｓ４Ｄが出力されてモータ１５は反時計回り方向から時計回り方向に点Ｐ２において反転する。そして、点Ｐ３までモータ１５が時計回り方向に回転し、モータ１５の出力トルクと捩じれトルクがバランスしたモータ角度θｍのときに、第２演算値Ｖ２はゼロ値になる。すると、モータ１５は電気的にフリーの状態になるので、再度タイヤ７の捩じりトルクで反時計回り方向に回転しようとしてモータ１５は持続振動を続ける。
【００１７】
図３のＳ３にて第２演算値Ｖ２がＴｊ秒間以上変化し続けている、即ちモータの持続振動がＴｊ秒間以上続いていると判断すると、Ｓ４の処理動作に移行し、所定のモータオフ時間ΔＴ秒間だけ、駆動回路２２の全てのスイッチへのＰＷＭ信号のデューティをゼロ％デューティに設定する第３演算値Ｖ３を信号生成部に出力する。モータオフ時間ΔＴ秒間だけモータ１５は電気的にフリーの状態となるので、モータ角度θｍは、捩じれトルクによりタイヤ角度θｔに一致する角度に落ち着き持続振動を停止する。
【００１８】
次に、本実施形態の効果を説明する。
判断部４５の図３に示すフローチャートのＳ１にて操舵が据え切りであると判断し、Ｓ２にてハンドル操作角速度θｈｄがゼロ値であると判断した後に、Ｓ３にて電圧検出器４７からの第２演算値Ｖ２が所定の振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けているか否かを判断する。振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けていると判断することにより、モータ１５が持続振動していることがわかる。振動持続時間Ｔｊ秒間以上という条件はノイズ等の影響による誤検出を防止するために設定されている。モータ１５が持続振動していることを検出すると、モータ１５を駆動する駆動回路２２の全てのスイッチへのＰＷＭ信号のデューティを所定のモータオフ時間ΔＴ秒間だけゼロ％デューティに設定して、モータ１５を電気的にフリーの状態にする。モータ１５が電気的にフリーの状態になると、操舵角度方向に有しているタイヤ７の捩じりトルクにより、モータ角度θｍがタイヤ角度θｔにまで捩じり戻されて落ち着き、持続振動は停止する。なお、モータ１５を電気的にフリーの状態にするモータオフ時間ΔＴは、モータ１５がタイヤ角度θｔまで十分近づく時間とする。これにより、据え切り時においてモータが振動を持続することがなく、バッテリーの消耗及びモータブラシの摩耗を防止できるフォークリフトの操舵制御装置を得ることができる。
【００１９】
なお、本実施形態によると、ハンドル操作後、電圧検出器により検出したモータ起電圧が振動持続時間Ｔｊ秒間以上変化し続けていると判断したときに、全てのスイッチへのデューティをゼロ％デューティに設定しているが、この電気的にモータ１５をフリーにする処理は、ハンドル操作後にただちに実行してもよい。また、車両停止時には、周期的にモータ１５を電気的にフリーにする処理をおこなってもよい。
また、本実施形態によると、モータ１５の駆動回路２２は、４個の半導体スイッチング素子を使用したＨ型ブリッジ回路とし、ＰＷＭ信号によりモータ１５の回転速度及び回転方向を制御しているが、これに限定されるものではなく、例えば２個の半導体スイッチング素子を使用した駆動回路または、他の通常のモータ駆動回路としても差し支えない。
【００２０】
以上、本発明による操舵制御装置は、ハンドル操作角速度検出器により検出されるハンドル操作角速度に基づいて電流指令値を演算し操舵モータに出力して操舵し、操舵モータ角度又は操舵モータ角速度の信号値のフィードバックのない操舵制御方式におけるモータの持続振動を防止する操舵制御装置である。即ち、外力により操舵角度が変更されることを防止するために、モータの電機子間に設けた電圧検出器により、外力に起因するモータの回転方向及び回転速度を検出し、この電圧検出器の出力に応じて、外力により変更された操舵角度と反対の方向にモータを回転させようとする制御回路を有している。この制御回路によって、ハンドルの据え切り時に誘起されていたモータの持続振動を防止するための操舵制御装置である。
ハンドル操作角速度がゼロ値になった後に所定時間だけモータに出力する指令電流値をゼロ値に設定する。これにより、モータが電気的にフリーの状態になるので、操舵角度方向に有しているタイヤの捩じりトルクにより、モータ角度がタイヤ角度にまで捩じり戻されて落ち着き、持続振動は発生しない。これにより、バッテリーの消耗及びモータブラシの摩耗を防止できるのでメンテナンスコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハード構成図である。
【図２】電圧検出器の出力特性の説明図である。
【図３】判断部のフローチャートである。
【図４】ハンドル操作角速度、モータ角度及びタイヤ角度の時間的変化を示す説明図である。
【図５】本発明の対象とするフォークリフトとしてのリーチフォークの説明図である。
【図６】本発明の対象とする、操舵輪がハンドルに機械的に連結されていない操舵制御装置の説明図である。
【符号の説明】
１…リーチフォーク、２…リーチレッグ、３…フォーク、５…運転席、６…前輪、７…タイヤ、８…キャスタ輪、９…ハンドル、１４…ハンドル操作角度検出器、１５…モータ、２１…コントローラ、２２…駆動回路、２４…演算部、４５…判断部、４６…信号生成部、４７…電圧検出器、４８…第１スイッチ、４９…第２スイッチ、５０…第３スイッチ、５１…第４スイッチ、５２…バッテリー、θｈｄ…ハンドル操作角速度、θｍ…モータ角度、θｔ…タイヤ角度、Ｓ１…第１ＰＷＭ信号、Ｓ２…第２ＰＷＭ信号、Ｓ３…第３ＰＷＭ信号、Ｓ４…第４ＰＷＭ信号、Ｖ１…第１演算値、Ｖ２…第２演算値、Ｖ３…第３演算値、Ｔｊ…振動持続時間、ΔＴ…モータオフ時間。
【図１】
0003864296.tif 000002
【図２】
0003864296.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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