車両用操舵装置
【課題】荷役車両の車両用操舵装置において、ノブを把持して操舵部材を操作するとき、ノブの位置に応じて運転者が操舵部材に力を掛け難い場合がある。
【解決手段】操舵部材１０と転舵輪としての後輪との間の機械的な連結が断たれたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。ホイール６１の中心軸線Ｃ２に沿って操舵部材１０を見たときに、ノブ６３が操舵部材１０の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、ＥＣＵが反力アクチュエータを反力制御する。
【解決手段】操舵部材１０と転舵輪としての後輪との間の機械的な連結が断たれたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。ホイール６１の中心軸線Ｃ２に沿って操舵部材１０を見たときに、ノブ６３が操舵部材１０の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、ＥＣＵが反力アクチュエータを反力制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤシステムにおいて、操舵部材の操作角に応じて反力指令値を設定し、その反力指令値に基づいて反力アクチュエータをフィードバック制御する車両用操舵装置が提案されている（例えば特許文献１を参照。）。
また、ステアリングホイールにおいて、リング部に複数の圧力センサを埋設し、上記圧力センサが検出した押圧力をステアリングホイールの回動開始予測信号とする、ステアリングホイールが提案されている（例えば特許文献２を参照。）。
【０００３】
また、運転者がノブを介してステアリングホイールに負荷する操舵トルクを、ノブの変位をレバーを介して回転センサにより検出することにより検出する、パワーステアリング装置の操舵トルク検出装置が提案されている（例えば特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６３４３４号公報（請求項１、明細書の第１５段落および第１７段落）
【特許文献２】特開平５−３１０１３０号公報（明細書の第２６段落および第４２段落）
【特許文献３】特開平７−２３２６４７号公報（明細書の第２９段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、フォークリフト等の荷役車両では、片手でハンドル（ステアリングホイール）操作ができるように、ハンドルにノブが設けられている。すなわち、運転者は、右手で荷役作業のためのレバー操作をしながら、左手でノブを把持してハンドル操作を行う。
ところで、片手でノブを用いてハンドル操作を行う場合、ノブがハンドルのどの回転位置にあるかで、運転者にとってノブへの力の掛け具合が変わってくる。すなわち、ハンドルにおけるノブの位置に応じて、運転者がノブに対して力を掛け易い場合と掛け難い場合とがあり、運転者の作業負担が大きくなっていた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、操舵操作に関して作業者の負担を軽減することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（１０）のホイール（６１）に取り付けられ、操舵部材を回転操作するためのノブ（６３）と、上記ノブの位置を検出するノブ位置検出手段（１４）と、上記ノブ位置検出手段により検出されたノブの位置に応じて、操舵部材への操舵反力を制御する反力制御、または転舵機構（Ａ２）への操舵補助力を制御する操舵補助制御を実行する制御手段（１１）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ノブの位置に応じて操舵反力または操舵補助力を変更することにより、ノブを把持して操舵部材を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
ところで、ノブが操舵部材の上部または下部に変位しているときは、ノブが操舵部材の左部または右部に変位しているときと比較して、運転者がノブに力を掛け難い傾向にある。
【０００９】
そこで、上記操舵部材と転舵輪（６）との間の機械的な連結が断たれており、操舵部材に操舵反力を付与するための反力アクチュエータ（１３）を備え、上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線（Ｃ２）に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、上記反力アクチュエータを反力制御することが好ましい（請求項２）。この場合、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくすることにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブの位置に拘らず、略一定の操作力でノブを介して操舵部材を操作することが可能となる。
【００１０】
また、上記操舵部材と転舵輪とが機械的に連結されており、操舵補助力を発生する操舵補助力アクチュエータを備え、上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくするように、操舵補助力アクチュエータを操舵補助制御することが好ましい（請求項３）。この場合、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくすることにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブの位置に拘らず、略一定の操作力でノブを介して操舵部材を操作することが可能となる。
【００１１】
また、上記ノブが把持されたことを検出する把持検出手段（６５；６５Ａ；６５Ｂ；６５Ｃ）を備え、上記制御手段による反力制御または操舵補助制御は、上記把持検出手段によって上記ノブの把持が検出されることを条件として行われる場合がある（請求項４）。運転者が操舵部材を操作するときに、ノブを把持せずホイールを把持して操作する場合があり、そのような場合には、本発明による反力制御（または操舵補助力制御）は不要である。そこで、ノブの把持が検出されることを反力制御（または操舵補助力制御）の実行の条件とし、操舵部材の実際の操作態様に応じた反力制御（または操舵補助制御）を行うことができるようにした。
【００１２】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置を含む荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】フォークを昇降させる動作原理を説明するための概略図である。
【図３】操舵部材の概略正面図であり、操舵部材のホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見た図である。
【図４】操舵部材の要部の概略側面図である。
【図５】フォークリフトの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】ノブが把持されて操舵部材が操作されるときの制御マップ（操舵角−操舵反力マップ）として用いる把持時マップを示すグラフである。
【図７】操舵部材の正面図である。（ａ）は、操舵部材を正面から見たときに（操舵部材のホイールの中心軸線に沿って見たときに）、ノブが操舵部材の上部に変位している状態を示し、（ｂ）はノブが操舵部材の右部に変位している状態を示し、（ｃ）は、ノブが操舵部材の下部に変位している状態を示し、（ｄ）はノブが操舵部材の左部に変位している状態を示している。
【図８】ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】（ａ）は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式的側面図であり、（ｂ）は模式的平面図である。
【図１０】図９の実施の形態において、電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】図９の実施の形態において、ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図９の実施の形態において、ノブが把持されて操舵部材が操作されるときの制御マップ（操舵角−操舵補助力マップ）として用いる把持時マップを示すグラフである。
【図１３】把持検出手段としてのグリップセンサの変更例を示す概略図であり、（ａ）はグリップセンサとして歪みセンサを用いた例を示し、（ｂ）はグリップセンサとして圧力センサを用いた例を示し、（ｃ）はグリップセンサとして押しボタンスイッチを用いた例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。図１を参照して、フォークリフト１は、車体２と、その車体２の前部に設けられた荷役装置３と、車体２の後部に設けられたカウンタウェイト４と、車体２を支持する駆動輪としての前輪５および転舵輪としての後輪６と、例えばエンジンを含む車両の駆動源７と、油圧源としての油圧ポンプ８と、後輪６を転舵するための車両用操舵装置９とを備えている。
【００１５】
車両用操舵装置９は、ノブ付きの手回しハンドルである操舵部材１０と転舵輪である後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されている。転舵輪として、単一の後輪６を車体２の左右方向の中央に設けてもよいし、車体２の左右にそれぞれ後輪６を設けてもよい。
車両用操舵装置９は、上記操舵部材１０と、操舵部材１０の操作に応じて転舵輪としての後輪６を転舵するための例えば電動モータからなり、制御手段としてのＥＣＵ１１（電子制御ユニット）によって駆動制御される転舵アクチュエータ１２と、操舵部材１０に操舵反力を付与する例えば電動モータからなり、ＥＣＵ１１によって駆動制御される反力アクチュエータ１３とを備えている。また、車両用操舵装置９は、操舵部材１０の操舵角を検出する操舵角センサ１４と、後輪６の転舵角を検出する転舵角センサ１５とを備えている。
【００１６】
転舵輪としての後輪６は、ほぼ鉛直な支持部材１６によって回転可能に支持されている。その支持部材１６は、車体２に保持された軸受１７を介して、ほぼ鉛直な回転軸線Ｃ１の回りに回転可能に支持されている。
転舵アクチュエータ１２の出力軸の回転は、伝達機構１８を介して減速されて、支持部材１６に伝達される。その伝達機構１８は、転舵アクチュエータ１２の出力軸とは同行回転する例えば駆動ギヤからなる駆動部材１９と、回転軸線Ｃ１の回りに支持部材１６とは同行回転可能に設けられ、上記駆動ギヤに噛み合う例えば従動ギヤからなる従動部材２０とを有している。伝達機構１８および転舵アクチュエータ１２によって、転舵機構Ａ１が構成されている。
【００１７】
図示していないが、エンジン等の駆動源７の動力は、トルクコンバータを経て、前後進切替および変速動作を行うトランスミッションに伝達され、さらに、デファレンシャルを経て左右の前輪５（駆動輪）に伝達されるようになっている。トランスミッションには、前進クラッチおよび後進クラッチが内蔵されている。
フォークリフト１は、運転座席２１を含む運転室２２を備えている。運転室２２は、車体２上にフレーム２３によって取り囲まれた状態で形成されている。
【００１８】
荷役装置３は、車体２によって、下端部２４ａを中心として傾動可能に支持された左右一対のアウターマスト２４と、そのアウターマスト２４によって昇降可能に支持されたインナーマスト２５と、アウターマスト２４によって昇降可能に支持されたリフトブラケット２６と、そのリフトブラケット２６に取り付けられ、荷物を積載する積載部としての左右一対のフォーク２７とを備えている。
【００１９】
アウターマスト２４の所定部と車体２の所定部との間に、チルトシリンダ２８が介在している。チルトシリンダ２８は、車体２の所定部に揺動可能に連結された一端を有するシリンダ本体２９と、シリンダ本体２９の他端から突出するロッド３０とを有している。ロッド３０の先端は、アウターマスト２４の所定部に揺動可能に連結されている。チルトシリンダ２８のロッド３０の伸縮動作に伴って、アウターマスト２４が、直立姿勢および傾動姿勢に変位されるようになっている。
【００２０】
また、アウターマスト２４をガイドとしてインナーマスト２５を昇降させるためのリフトシリンダ３１が設けられている。リフトシリンダ３１は、アウターマスト２４に固定されたシリンダ本体３２と、シリンダ本体３２から突出するロッド３３とを有している。ロッド３３の先端は、インナーマスト２５の所定部に設けられた取付部２５ａに固定されている。
【００２１】
リフトシリンダ３１のシリンダ本体３２の下部には、荷役装置３の積載荷重を検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４が取り付けられている。荷重センサ３４からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。
運転室２２の前部において、運転室２２の底面２２ａ上には、操作スタンド３５が設けられており、運転室２２の後部には、上記運転座席２１が固定されている。
【００２２】
上記操作スタンド３５には、運転者が手で操作するための複数の操作要素として、上記操舵部材１０と、フォーク２７を昇降させるための昇降操作レバー３６と、アウターマスト２４を揺動させるためチルト操作レバー３７と、前進／後進切替レバー３８とが設けられている。また、操作スタンド３５には、主に後方を確認するための確認ミラー３９が固定されている。また、操作スタンド３５には、図示しない各種のスイッチ類が設けられている。
【００２３】
また、操作スタンド３５の基部近傍において、運転室２２の底面２２ａ上には、運転者が足で操作するための複数の操作要素として、アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１、クラッチペダル４２が設けられている。アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１およびクラッチペダル４２は、実際には紙面に垂直な方向（車両の左右方向に相当）に横並びで並べて配置されているが、図１では、模式的に示してある。また、図１では、操作要素としての昇降操作レバー３６、チルト操作レバー３７、前進／後進切替レバー３８のレイアウトについても、模式的に示してある。
【００２４】
フォーク２７を昇降させる動作の原理を概念的に示す図２を参照して、インナーマスト２５の上部には、スプロケット４３が回転可能に支持されており、そのスプロケット４３には、チェーン４４が巻き掛けられている。そのチェーン４４の一端４４ａが、アウターマスト２４に設けられた固定部２４ｂに固定され、チェーン４４の他端４４ｂが、リフトブラケット２６に固定されている。これにより、リフトブラケット２６およびフォーク２７が、チェーン４４を用いて懸架されている。
【００２５】
リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長に伴って、インナーマスト２５が上昇すると、スプロケット４３がアウターマスト２４の固定部２４ｂに対して上昇し、チェーン４４を介して、リフトブラケット２６および積載部としてのフォーク２７を上昇させる。地表面４８に対するフォーク２７の上昇量は、リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長量の２倍となる。
【００２６】
積載部としてのフォーク２７の高さを検出する積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５が設けられており、ストロークセンサ４５からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。ストロークセンサ４５としてロータリエンコーダを用いるようにしてもよい。
具体的には、チェーン４４の他端４４ｂに一端が係止されたワイヤ４６が、アウターマスト２４に回転可能に支持されたワイヤドラム４７に巻き取られており、フォーク２７とともにチェーン４４の他端４４ｂが昇降すると、ワイヤ４６がワイヤドラム４７から巻き出されたり、巻き戻されたりする。このとき、ＥＣＵ１１は、ワイヤドラム４７の回転数をストロークセンサ４５としてのロータリエンコーダで検出し、その検出値に基づいてワイヤ４６のワイヤドラム４７からの巻き出し量を算出し、その算出値に基づいて、地表面４８からのフォーク１０の高さである積載部高さＨを検出する。
【００２７】
図３は、操舵部材１０の正面図であり、図４は操舵部材１０の要部の概略側面図である。図３および図４を参照して、操舵部材１０は、傾斜状のステアリングシャフト６０の上端に同伴回転可能に連結されている。操舵部材１０は、ホイール６１と、ホイール６１をステアリングシャフト６０の上端に連結する複数のスポーク６２とを有している。
また、ホイール６１には、操舵部材１０が操舵中立位置にあるときに、操舵部材１０の左部に位置するノブ６３が取り付けられている。通例、運転者は、ノブ６３を握って、操舵部材１０を回転操作するようになっている。ノブ６３は、操舵部材１０の中心軸線Ｃ２（ステアリングシャフト６０の中心軸線に一致）に平行に延びるアーム６４の先端に連結されており、卵形形状の中空のブロックに形成されている。
【００２８】
ノブ６３の内部には、運転者がノブ６３を把持したことを検出する把持検出手段として、静電センサからなるグリップセンサ６５が配置されている。運転者がノブ６３を把持すると、静電容量の変化に基づいてグリップセンサ６５がＥＣＵ１１へ信号を出力するようになっている。
図５はフォークリフト１の主たる電気的構成を示すブロック図である。図５を参照して、ＥＣＵ１１には、操舵部材１０の操舵角θH を検出するための操舵角センサ１４、転舵輪としての後輪６の転舵角θW を検出するための転舵角センサ１５、車速Ｖを検出するための車速センサ４９、積載部としてのフォーク２７の積載荷重Ｗを検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４、積載部としてのフォーク２７の高さである積載部高さＨを検出するための積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５、昇降操作レバー３６の位置を検出するための昇降操作レバー位置センサ５０、チルト操作レバー３７の位置を検出するためのチルト操作レバー位置センサ５１、前進／後進切替レバー３８の切替に応じて作動する前進／後進切替スイッチ５２、およびグリップセンサ６５のそれぞれから信号が入力されるようになっている。操舵角センサ１４は、操舵部材１０のノブ６３の位置を検出するノブ位置検出手段としても機能する。
【００２９】
また、ＥＣＵ１１から、転舵アクチュエータ１２、反力アクチュエータ１３、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなる昇降用制御弁５３、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなるチルト用制御弁５４、前進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる前進クラッチ用制御弁５５、および後進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる後進クラッチ用制御弁５６のそれぞれに信号が出力されるようになっている。
【００３０】
ＥＣＵ１１は種々の制御を実行する。例えば、ＥＣＵ１１は、ノブ６３の位置に応じた操舵反力を操舵部材１０に与えるためのトルクを反力アクチュエータ１３によって発生させるべく、操舵角センサ１４から入力された操舵角θH に基づいて、反力アクチュエータ１３を駆動制御する（すなわち反力制御を実施する）。
具体的には、ＥＣＵ１１は、所定の操舵角−操舵反力マップ（図示せず）をノブ６３が把持されない非把持時マップ（図示せず）として記憶しているとともに、図６に示す操舵角−操舵反力マップをノブ６３が把持されたときに対応する把持時マップとして記憶している。
【００３１】
ＥＣＵ１１は、ノブ６３が把持されていることがグリップセンサ６５により検出されたときは、図６の把持時マップを用いて、入力された操舵角θH に応じた操舵反力ＴH を求め、求められた操舵反力ＴH を目標操舵反力ＴH * に決定する。操舵部材１０が例えば左右それぞれ２回転する場合、図６に示す把持時マップ（操舵角−操舵反力マップ）では、操舵角θH が９０°および２７０°で操舵反力ＴH が相対的に小さく、操舵角θH が１８０°および３６０°で操舵反力ＴH が相対的に大きくなるように設定されている。
【００３２】
すなわち、図７に示すように、運転者から、ホイール６１の中心軸線Ｃ２に沿って操舵部材１０を見たときに、ノブ６３が操舵部材１０の上部〔図７（ａ）参照。操舵角θH が９０°に相当〕または下部〔図７（ｃ）参照。操舵角θH が２７０°に相当〕に変位している場合の操舵反力ＴH を、ノブ６３が操舵部材１０の右部〔図７（ｂ）参照。操舵角θH が１８０°に相当〕または左部〔図７（ｄ）参照。操舵角θH が３６０°に相当〕に変位している場合の操舵反力ＴH よりも小さくされている。
【００３３】
また、ＥＣＵ１１は、昇降操作レバー位置センサ５０から入力された昇降操作レバー３６の位置に応じて、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する昇降用制御弁５３に制御信号を出力する。
また、ＥＣＵ１１は、チルト操作レバー位置センサ５１から入力されたチルト操作レバー３７の位置に応じて、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御するチルト用制御弁５４に制御信号を出力する。
【００３４】
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が前進へ切り替えられることに応じて前進クラッチ用制御弁５５に制御信号を出力し、前進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が後進へ切り替えられることに応じて後進クラッチ用制御弁５６に制御信号を出力し、後進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
【００３５】
図８はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図８を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、グリップセンサ６５からの信号の入力があるか否かを検出し（ステップＳ１）、グリップセンサ６５からの信号の入力がある場合（ステップＳ１にてＹＥＳの場合）には、図６に示す把持時マップを選択（ステップＳ２）した後、ステップＳ４に移行する。一方、グリップセンサ６５からの信号の入力がない場合（ステップＳ１にてＮＯの場合）には、非把持時マップを選択（ステップＳ３）した後、ステップＳ４に移行する。
【００３６】
次いで、ステップＳ４において、操舵角センサ１４からの信号に基づいて得られた操舵角θH を読み込み、ステップＳ５において、上記読み込まれた操舵角θH に基づく操舵反力ＴH を、上記選択された把持時マップ（図６参照）または非把持時マップを用いて求め、求められた操舵反力ＴH を目標操舵反力ＴH * に決定する。
次いで、ステップＳ６では、決定された目標操舵反力ＴH * に基づいて、反力アクチュエータ１３を駆動制御する（すなわち反力制御を実行する）。
【００３７】
本実施の形態によれば、操舵部材１０の回転操作するときのノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更することにより、ノブ６３を把持して操舵部材１０を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
また、ノブ６３が図７（ａ）および（ｃ）に示すように操舵部材１０の上部または下部に変位しているときは、ノブ６３が図７（ｄ）および（ｂ）に示すように操舵部材１０の左部または右部に変位しているときと比較して、運転者がノブ６３に力を掛け難い傾向にあるという事情に鑑み、ノブ６３が操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力ＴH を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵反力ＴH よりも小さくするようにした。これにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブ６３の位置に拘らず、略一定の操作力でノブ６３を介して操舵部材１０を操作することが可能となる。
【００３８】
さらに、運転者が操舵部材１０を操作するときに、ノブ６３を把持せずにホイール６１を把持して操作する場合があり、そのような場合には、ノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更する制御は不要である。そこで、ノブ６３の把持が検出されない場合には、通常のマップ（非把持時マップ）を用いて、反力制御を行うようにした。これにより、操舵部材１０の実際の操作態様に応じた制御を行うことができる。
【００３９】
なお、上記把持時マップを操舵速度θH ’および車速Ｖの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。具体的には、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが小さいほど、操舵反力ＴH が小さくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、操舵部材１０の操作性を向上することができる。
【００４０】
逆に、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが大きいほど、操舵反力ＴH が大きくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、フォークリフト１の走行の安全性を向上することができる。
図１〜図８の実施の形態では、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置９において、ノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更する例を示したが、これに限らず、本発明を、図９〜図１２に示すように、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６とが機械的または油圧的に連結された車両用操舵装置９Ａに適用し、ノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴA の大きさを変更するようにしてもよい。
【００４１】
図９（ａ）および（ｂ）を参照して、ステアリングシャフト６０は自在継手６６を介して支軸６７に接続されている。その支軸６７の下端に支軸６７と同伴回転する第１ギヤ６８が取り付けられている。その第１ギヤ６８が第２ギヤ６９に噛み合わされており、その第２ギヤ６９の同軸上に、第２ギヤ６９とは同伴回転する動プーリ７０が設けられている。
【００４２】
一方、後輪６の支持部材１６とは同伴回転可能な従動プーリ７１が設けられており、駆動プーリ７０と従動プーリ７１とは、伝動部材としての無端状のベルト７２を介して、動力伝達可能に連結されている。他方、例えば電動モータからなる操舵補助力アクチュエータ７３が設けられており、その操舵補助力アクチュエータ７３の回転軸７４によって駆動される第３ギヤ７５が、上記の第２ギヤ６９に噛み合わされている。
【００４３】
第１ギヤ６８および第２ギヤ６９を含むギヤ機構、並びに、駆動プーリ７０、ベルト７２および従動プーリ７１を含むベルトプーリ機構によって、転舵機構Ａ２が構成されている。
操舵補助力アクチュエータ７３のトルク（操舵補助力ＴA ）が第３ギヤ７５を介して転舵機構Ａ２の第２ギヤ６９に与えられ、転舵輪としての後輪６の操舵（転舵）を補助するようになっている。
【００４４】
図１０に示すように、ＥＣＵ１１からの信号が操舵補助力アクチュエータ７３に与えられ、操舵補助力アクチュエータ７３の動作が制御される。なお、図９および図１０に示す構成要素において、図１および図５の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付してある。
図１１はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図１１を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、グリップセンサ６５からの信号の入力があるか否かを検出し（ステップＳ１）、グリップセンサ６５からの信号の入力がある場合（ステップＳ１にてＹＥＳの場合）には、図１２に示す把持時マップを選択（ステップＳ２）した後、ステップＳ４に移行する。一方、グリップセンサ６５からの信号の入力がない場合（ステップＳ１にてＮＯの場合）には、非把持時マップを選択（ステップＳ３）した後、ステップＳ４に移行する。
【００４５】
図１２の操舵角−操舵補助力に関する把持時マップは、図６の実施の形態の操舵角−操舵反力に関する把持時マップとは逆の変化をするようになっている。すなわち、図１２に示す把持時マップ（操舵角−操舵補助力マップ）では、操舵角θH が９０°および２７０°で操舵補助力ＴH が相対的に大きく、操舵角θH が１８０°および３６０°で操舵補助力ＴH が相対的に小さくなるように設定されている。
【００４６】
次いで、ステップＳ４では、操舵角センサ１４からの信号に基づいて得られた操舵角θH を読み込み、ステップＳ５において、上記選択された把持時マップ（図１２参照）または非把持時マップを用いて、上記読み込まれた操舵角θH に応じた操舵補助力ＴA を求め、求められた操舵補助力ＴA を目標操舵補助力ＴA * に決定する（ステップＳ５）。
次いで、ステップＳ６では、決定された目標操舵補助力ＴA * に基づいて、操舵補助力アクチュエータ７３を駆動制御する（すなわち操舵補助制御を実行する）。
【００４７】
本実施の形態によれば、操舵部材１０の回転操作するときのノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴH を変更することにより、ノブ６３を把持して操舵部材１０を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
具体的には、ノブ６３が操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力ＴA を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵補助力ＴA よりも大きくするようにした。これにより、運転者の負担を実質的に軽減することができる。これにより、運転者は、ノブ６３の位置に拘らず、略一定の操作力でノブ６３を介して操舵部材１０を操作することが可能となる。
【００４８】
さらに、運転者が操舵部材１０を操作するときに、ノブ６３を把持せずにホイール１０を把持して操作する場合があり、そのような場合には、ノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴH を変更する制御は不要である。そこで、ノブ６３の把持が検出されない場合には、通常のマップ（非把持時マップ）を用いて、操舵補助制御を行うようにした。これにより、操舵部材１０の実際の操作態様に応じた制御を行うことができる。
【００４９】
なお、本実施の形態において、上記把持時マップを操舵速度θH ’および車速Ｖの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。具体的には、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが小さいほど、操舵補助力ＴA が大きくなるように把持時マップを補正する場合がある。この場合、操舵部材１０の操作性を向上することができる。
【００５０】
逆に、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが大きいほど、操舵補助力ＴA を小さくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、フォークリフト１の走行の安全性を向上することができる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば把持検出手段として、図１３（ａ）に示すようにアーム６４の曲げを検出する歪みセンサからなるグリップセンサ６５Ａや、図１３（ｂ）に示すようにノブ６３の表面に負荷される押圧力を検出する圧力センサからなるグリップセンサ６５Ｂや、図１３（ｃ）に示すような押しボタンスイッチからなるグリップセンサ６５Ｃを用いるようにしてもよい。また、これらのタイプの異なるグリップセンサ６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃを２つ以上組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、車両が荷役車両としてのフォークリフトである例に則して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ノブ付きのハンドルを有する車両であれば、本発明に係る制御を適用可能である。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…フォークリフト（荷役車両）、２…車体、３…荷役装置、６…後輪（転舵輪）、９，９Ａ…車両用操舵装置、１０…操舵部材、１１…ＥＣＵ（制御手段）、１２…転舵アクチュエータ、１３…反力アクチュエータ、１４…操舵角センサ（操舵角検出手段。ノブ位置検出手段）、６１…ホイール、６２…スポーク、６３…ノブ、６４…アーム、６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ…グリップセンサ（把持検出手段）、７３…操舵補助力アクチュエータ、Ａ１，Ａ２…転舵機構、Ｃ２…（ホイールの）中心軸線、θH …操舵角、ＴH …操舵反力、ＴH * …目標操舵反力、ＴA …操舵補助力、ＴA * …目標操舵補助力
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤシステムにおいて、操舵部材の操作角に応じて反力指令値を設定し、その反力指令値に基づいて反力アクチュエータをフィードバック制御する車両用操舵装置が提案されている（例えば特許文献１を参照。）。
また、ステアリングホイールにおいて、リング部に複数の圧力センサを埋設し、上記圧力センサが検出した押圧力をステアリングホイールの回動開始予測信号とする、ステアリングホイールが提案されている（例えば特許文献２を参照。）。
【０００３】
また、運転者がノブを介してステアリングホイールに負荷する操舵トルクを、ノブの変位をレバーを介して回転センサにより検出することにより検出する、パワーステアリング装置の操舵トルク検出装置が提案されている（例えば特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６３４３４号公報（請求項１、明細書の第１５段落および第１７段落）
【特許文献２】特開平５−３１０１３０号公報（明細書の第２６段落および第４２段落）
【特許文献３】特開平７−２３２６４７号公報（明細書の第２９段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、フォークリフト等の荷役車両では、片手でハンドル（ステアリングホイール）操作ができるように、ハンドルにノブが設けられている。すなわち、運転者は、右手で荷役作業のためのレバー操作をしながら、左手でノブを把持してハンドル操作を行う。
ところで、片手でノブを用いてハンドル操作を行う場合、ノブがハンドルのどの回転位置にあるかで、運転者にとってノブへの力の掛け具合が変わってくる。すなわち、ハンドルにおけるノブの位置に応じて、運転者がノブに対して力を掛け易い場合と掛け難い場合とがあり、運転者の作業負担が大きくなっていた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、操舵操作に関して作業者の負担を軽減することができる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（１０）のホイール（６１）に取り付けられ、操舵部材を回転操作するためのノブ（６３）と、上記ノブの位置を検出するノブ位置検出手段（１４）と、上記ノブ位置検出手段により検出されたノブの位置に応じて、操舵部材への操舵反力を制御する反力制御、または転舵機構（Ａ２）への操舵補助力を制御する操舵補助制御を実行する制御手段（１１）とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ノブの位置に応じて操舵反力または操舵補助力を変更することにより、ノブを把持して操舵部材を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
ところで、ノブが操舵部材の上部または下部に変位しているときは、ノブが操舵部材の左部または右部に変位しているときと比較して、運転者がノブに力を掛け難い傾向にある。
【０００９】
そこで、上記操舵部材と転舵輪（６）との間の機械的な連結が断たれており、操舵部材に操舵反力を付与するための反力アクチュエータ（１３）を備え、上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線（Ｃ２）に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、上記反力アクチュエータを反力制御することが好ましい（請求項２）。この場合、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくすることにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブの位置に拘らず、略一定の操作力でノブを介して操舵部材を操作することが可能となる。
【００１０】
また、上記操舵部材と転舵輪とが機械的に連結されており、操舵補助力を発生する操舵補助力アクチュエータを備え、上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくするように、操舵補助力アクチュエータを操舵補助制御することが好ましい（請求項３）。この場合、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくすることにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブの位置に拘らず、略一定の操作力でノブを介して操舵部材を操作することが可能となる。
【００１１】
また、上記ノブが把持されたことを検出する把持検出手段（６５；６５Ａ；６５Ｂ；６５Ｃ）を備え、上記制御手段による反力制御または操舵補助制御は、上記把持検出手段によって上記ノブの把持が検出されることを条件として行われる場合がある（請求項４）。運転者が操舵部材を操作するときに、ノブを把持せずホイールを把持して操作する場合があり、そのような場合には、本発明による反力制御（または操舵補助力制御）は不要である。そこで、ノブの把持が検出されることを反力制御（または操舵補助力制御）の実行の条件とし、操舵部材の実際の操作態様に応じた反力制御（または操舵補助制御）を行うことができるようにした。
【００１２】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用操舵装置を含む荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】フォークを昇降させる動作原理を説明するための概略図である。
【図３】操舵部材の概略正面図であり、操舵部材のホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見た図である。
【図４】操舵部材の要部の概略側面図である。
【図５】フォークリフトの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】ノブが把持されて操舵部材が操作されるときの制御マップ（操舵角−操舵反力マップ）として用いる把持時マップを示すグラフである。
【図７】操舵部材の正面図である。（ａ）は、操舵部材を正面から見たときに（操舵部材のホイールの中心軸線に沿って見たときに）、ノブが操舵部材の上部に変位している状態を示し、（ｂ）はノブが操舵部材の右部に変位している状態を示し、（ｃ）は、ノブが操舵部材の下部に変位している状態を示し、（ｄ）はノブが操舵部材の左部に変位している状態を示している。
【図８】ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】（ａ）は本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式的側面図であり、（ｂ）は模式的平面図である。
【図１０】図９の実施の形態において、電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】図９の実施の形態において、ＥＣＵによる主たる制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図９の実施の形態において、ノブが把持されて操舵部材が操作されるときの制御マップ（操舵角−操舵補助力マップ）として用いる把持時マップを示すグラフである。
【図１３】把持検出手段としてのグリップセンサの変更例を示す概略図であり、（ａ）はグリップセンサとして歪みセンサを用いた例を示し、（ｂ）はグリップセンサとして圧力センサを用いた例を示し、（ｃ）はグリップセンサとして押しボタンスイッチを用いた例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の荷役車両としてのフォークリフトの概略構成を示す模式的側面図である。図１を参照して、フォークリフト１は、車体２と、その車体２の前部に設けられた荷役装置３と、車体２の後部に設けられたカウンタウェイト４と、車体２を支持する駆動輪としての前輪５および転舵輪としての後輪６と、例えばエンジンを含む車両の駆動源７と、油圧源としての油圧ポンプ８と、後輪６を転舵するための車両用操舵装置９とを備えている。
【００１５】
車両用操舵装置９は、ノブ付きの手回しハンドルである操舵部材１０と転舵輪である後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置として構成されている。転舵輪として、単一の後輪６を車体２の左右方向の中央に設けてもよいし、車体２の左右にそれぞれ後輪６を設けてもよい。
車両用操舵装置９は、上記操舵部材１０と、操舵部材１０の操作に応じて転舵輪としての後輪６を転舵するための例えば電動モータからなり、制御手段としてのＥＣＵ１１（電子制御ユニット）によって駆動制御される転舵アクチュエータ１２と、操舵部材１０に操舵反力を付与する例えば電動モータからなり、ＥＣＵ１１によって駆動制御される反力アクチュエータ１３とを備えている。また、車両用操舵装置９は、操舵部材１０の操舵角を検出する操舵角センサ１４と、後輪６の転舵角を検出する転舵角センサ１５とを備えている。
【００１６】
転舵輪としての後輪６は、ほぼ鉛直な支持部材１６によって回転可能に支持されている。その支持部材１６は、車体２に保持された軸受１７を介して、ほぼ鉛直な回転軸線Ｃ１の回りに回転可能に支持されている。
転舵アクチュエータ１２の出力軸の回転は、伝達機構１８を介して減速されて、支持部材１６に伝達される。その伝達機構１８は、転舵アクチュエータ１２の出力軸とは同行回転する例えば駆動ギヤからなる駆動部材１９と、回転軸線Ｃ１の回りに支持部材１６とは同行回転可能に設けられ、上記駆動ギヤに噛み合う例えば従動ギヤからなる従動部材２０とを有している。伝達機構１８および転舵アクチュエータ１２によって、転舵機構Ａ１が構成されている。
【００１７】
図示していないが、エンジン等の駆動源７の動力は、トルクコンバータを経て、前後進切替および変速動作を行うトランスミッションに伝達され、さらに、デファレンシャルを経て左右の前輪５（駆動輪）に伝達されるようになっている。トランスミッションには、前進クラッチおよび後進クラッチが内蔵されている。
フォークリフト１は、運転座席２１を含む運転室２２を備えている。運転室２２は、車体２上にフレーム２３によって取り囲まれた状態で形成されている。
【００１８】
荷役装置３は、車体２によって、下端部２４ａを中心として傾動可能に支持された左右一対のアウターマスト２４と、そのアウターマスト２４によって昇降可能に支持されたインナーマスト２５と、アウターマスト２４によって昇降可能に支持されたリフトブラケット２６と、そのリフトブラケット２６に取り付けられ、荷物を積載する積載部としての左右一対のフォーク２７とを備えている。
【００１９】
アウターマスト２４の所定部と車体２の所定部との間に、チルトシリンダ２８が介在している。チルトシリンダ２８は、車体２の所定部に揺動可能に連結された一端を有するシリンダ本体２９と、シリンダ本体２９の他端から突出するロッド３０とを有している。ロッド３０の先端は、アウターマスト２４の所定部に揺動可能に連結されている。チルトシリンダ２８のロッド３０の伸縮動作に伴って、アウターマスト２４が、直立姿勢および傾動姿勢に変位されるようになっている。
【００２０】
また、アウターマスト２４をガイドとしてインナーマスト２５を昇降させるためのリフトシリンダ３１が設けられている。リフトシリンダ３１は、アウターマスト２４に固定されたシリンダ本体３２と、シリンダ本体３２から突出するロッド３３とを有している。ロッド３３の先端は、インナーマスト２５の所定部に設けられた取付部２５ａに固定されている。
【００２１】
リフトシリンダ３１のシリンダ本体３２の下部には、荷役装置３の積載荷重を検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４が取り付けられている。荷重センサ３４からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。
運転室２２の前部において、運転室２２の底面２２ａ上には、操作スタンド３５が設けられており、運転室２２の後部には、上記運転座席２１が固定されている。
【００２２】
上記操作スタンド３５には、運転者が手で操作するための複数の操作要素として、上記操舵部材１０と、フォーク２７を昇降させるための昇降操作レバー３６と、アウターマスト２４を揺動させるためチルト操作レバー３７と、前進／後進切替レバー３８とが設けられている。また、操作スタンド３５には、主に後方を確認するための確認ミラー３９が固定されている。また、操作スタンド３５には、図示しない各種のスイッチ類が設けられている。
【００２３】
また、操作スタンド３５の基部近傍において、運転室２２の底面２２ａ上には、運転者が足で操作するための複数の操作要素として、アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１、クラッチペダル４２が設けられている。アクセルペダル４０、ブレーキペダル４１およびクラッチペダル４２は、実際には紙面に垂直な方向（車両の左右方向に相当）に横並びで並べて配置されているが、図１では、模式的に示してある。また、図１では、操作要素としての昇降操作レバー３６、チルト操作レバー３７、前進／後進切替レバー３８のレイアウトについても、模式的に示してある。
【００２４】
フォーク２７を昇降させる動作の原理を概念的に示す図２を参照して、インナーマスト２５の上部には、スプロケット４３が回転可能に支持されており、そのスプロケット４３には、チェーン４４が巻き掛けられている。そのチェーン４４の一端４４ａが、アウターマスト２４に設けられた固定部２４ｂに固定され、チェーン４４の他端４４ｂが、リフトブラケット２６に固定されている。これにより、リフトブラケット２６およびフォーク２７が、チェーン４４を用いて懸架されている。
【００２５】
リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長に伴って、インナーマスト２５が上昇すると、スプロケット４３がアウターマスト２４の固定部２４ｂに対して上昇し、チェーン４４を介して、リフトブラケット２６および積載部としてのフォーク２７を上昇させる。地表面４８に対するフォーク２７の上昇量は、リフトシリンダ３１のロッド３３の伸長量の２倍となる。
【００２６】
積載部としてのフォーク２７の高さを検出する積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５が設けられており、ストロークセンサ４５からの信号は、ＥＣＵ１１に入力されるようになっている。ストロークセンサ４５としてロータリエンコーダを用いるようにしてもよい。
具体的には、チェーン４４の他端４４ｂに一端が係止されたワイヤ４６が、アウターマスト２４に回転可能に支持されたワイヤドラム４７に巻き取られており、フォーク２７とともにチェーン４４の他端４４ｂが昇降すると、ワイヤ４６がワイヤドラム４７から巻き出されたり、巻き戻されたりする。このとき、ＥＣＵ１１は、ワイヤドラム４７の回転数をストロークセンサ４５としてのロータリエンコーダで検出し、その検出値に基づいてワイヤ４６のワイヤドラム４７からの巻き出し量を算出し、その算出値に基づいて、地表面４８からのフォーク１０の高さである積載部高さＨを検出する。
【００２７】
図３は、操舵部材１０の正面図であり、図４は操舵部材１０の要部の概略側面図である。図３および図４を参照して、操舵部材１０は、傾斜状のステアリングシャフト６０の上端に同伴回転可能に連結されている。操舵部材１０は、ホイール６１と、ホイール６１をステアリングシャフト６０の上端に連結する複数のスポーク６２とを有している。
また、ホイール６１には、操舵部材１０が操舵中立位置にあるときに、操舵部材１０の左部に位置するノブ６３が取り付けられている。通例、運転者は、ノブ６３を握って、操舵部材１０を回転操作するようになっている。ノブ６３は、操舵部材１０の中心軸線Ｃ２（ステアリングシャフト６０の中心軸線に一致）に平行に延びるアーム６４の先端に連結されており、卵形形状の中空のブロックに形成されている。
【００２８】
ノブ６３の内部には、運転者がノブ６３を把持したことを検出する把持検出手段として、静電センサからなるグリップセンサ６５が配置されている。運転者がノブ６３を把持すると、静電容量の変化に基づいてグリップセンサ６５がＥＣＵ１１へ信号を出力するようになっている。
図５はフォークリフト１の主たる電気的構成を示すブロック図である。図５を参照して、ＥＣＵ１１には、操舵部材１０の操舵角θH を検出するための操舵角センサ１４、転舵輪としての後輪６の転舵角θW を検出するための転舵角センサ１５、車速Ｖを検出するための車速センサ４９、積載部としてのフォーク２７の積載荷重Ｗを検出するための荷重検出手段としての荷重センサ３４、積載部としてのフォーク２７の高さである積載部高さＨを検出するための積載部高さ検出手段としてのストロークセンサ４５、昇降操作レバー３６の位置を検出するための昇降操作レバー位置センサ５０、チルト操作レバー３７の位置を検出するためのチルト操作レバー位置センサ５１、前進／後進切替レバー３８の切替に応じて作動する前進／後進切替スイッチ５２、およびグリップセンサ６５のそれぞれから信号が入力されるようになっている。操舵角センサ１４は、操舵部材１０のノブ６３の位置を検出するノブ位置検出手段としても機能する。
【００２９】
また、ＥＣＵ１１から、転舵アクチュエータ１２、反力アクチュエータ１３、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなる昇降用制御弁５３、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御する電磁式の比例制御弁からなるチルト用制御弁５４、前進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる前進クラッチ用制御弁５５、および後進クラッチを係合／離脱させるための油圧シリンダに作動油の供給を制御する電磁式比例制御弁からなる後進クラッチ用制御弁５６のそれぞれに信号が出力されるようになっている。
【００３０】
ＥＣＵ１１は種々の制御を実行する。例えば、ＥＣＵ１１は、ノブ６３の位置に応じた操舵反力を操舵部材１０に与えるためのトルクを反力アクチュエータ１３によって発生させるべく、操舵角センサ１４から入力された操舵角θH に基づいて、反力アクチュエータ１３を駆動制御する（すなわち反力制御を実施する）。
具体的には、ＥＣＵ１１は、所定の操舵角−操舵反力マップ（図示せず）をノブ６３が把持されない非把持時マップ（図示せず）として記憶しているとともに、図６に示す操舵角−操舵反力マップをノブ６３が把持されたときに対応する把持時マップとして記憶している。
【００３１】
ＥＣＵ１１は、ノブ６３が把持されていることがグリップセンサ６５により検出されたときは、図６の把持時マップを用いて、入力された操舵角θH に応じた操舵反力ＴH を求め、求められた操舵反力ＴH を目標操舵反力ＴH * に決定する。操舵部材１０が例えば左右それぞれ２回転する場合、図６に示す把持時マップ（操舵角−操舵反力マップ）では、操舵角θH が９０°および２７０°で操舵反力ＴH が相対的に小さく、操舵角θH が１８０°および３６０°で操舵反力ＴH が相対的に大きくなるように設定されている。
【００３２】
すなわち、図７に示すように、運転者から、ホイール６１の中心軸線Ｃ２に沿って操舵部材１０を見たときに、ノブ６３が操舵部材１０の上部〔図７（ａ）参照。操舵角θH が９０°に相当〕または下部〔図７（ｃ）参照。操舵角θH が２７０°に相当〕に変位している場合の操舵反力ＴH を、ノブ６３が操舵部材１０の右部〔図７（ｂ）参照。操舵角θH が１８０°に相当〕または左部〔図７（ｄ）参照。操舵角θH が３６０°に相当〕に変位している場合の操舵反力ＴH よりも小さくされている。
【００３３】
また、ＥＣＵ１１は、昇降操作レバー位置センサ５０から入力された昇降操作レバー３６の位置に応じて、油圧ポンプ８からリフトシリンダ３１への作動油の供給を制御する昇降用制御弁５３に制御信号を出力する。
また、ＥＣＵ１１は、チルト操作レバー位置センサ５１から入力されたチルト操作レバー３７の位置に応じて、油圧ポンプ８からチルトシリンダ２８への作動油の供給を制御するチルト用制御弁５４に制御信号を出力する。
【００３４】
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が前進へ切り替えられることに応じて前進クラッチ用制御弁５５に制御信号を出力し、前進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
また、ＥＣＵ１１は、前進／後進切替スイッチ５２が後進へ切り替えられることに応じて後進クラッチ用制御弁５６に制御信号を出力し、後進クラッチを作動させるための油圧シリンダに、油圧ポンプ８からの作動油が供給されるようにする。
【００３５】
図８はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図８を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、グリップセンサ６５からの信号の入力があるか否かを検出し（ステップＳ１）、グリップセンサ６５からの信号の入力がある場合（ステップＳ１にてＹＥＳの場合）には、図６に示す把持時マップを選択（ステップＳ２）した後、ステップＳ４に移行する。一方、グリップセンサ６５からの信号の入力がない場合（ステップＳ１にてＮＯの場合）には、非把持時マップを選択（ステップＳ３）した後、ステップＳ４に移行する。
【００３６】
次いで、ステップＳ４において、操舵角センサ１４からの信号に基づいて得られた操舵角θH を読み込み、ステップＳ５において、上記読み込まれた操舵角θH に基づく操舵反力ＴH を、上記選択された把持時マップ（図６参照）または非把持時マップを用いて求め、求められた操舵反力ＴH を目標操舵反力ＴH * に決定する。
次いで、ステップＳ６では、決定された目標操舵反力ＴH * に基づいて、反力アクチュエータ１３を駆動制御する（すなわち反力制御を実行する）。
【００３７】
本実施の形態によれば、操舵部材１０の回転操作するときのノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更することにより、ノブ６３を把持して操舵部材１０を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
また、ノブ６３が図７（ａ）および（ｃ）に示すように操舵部材１０の上部または下部に変位しているときは、ノブ６３が図７（ｄ）および（ｂ）に示すように操舵部材１０の左部または右部に変位しているときと比較して、運転者がノブ６３に力を掛け難い傾向にあるという事情に鑑み、ノブ６３が操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力ＴH を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵反力ＴH よりも小さくするようにした。これにより、運転者の負担を実質的に軽減する。これにより、運転者は、ノブ６３の位置に拘らず、略一定の操作力でノブ６３を介して操舵部材１０を操作することが可能となる。
【００３８】
さらに、運転者が操舵部材１０を操作するときに、ノブ６３を把持せずにホイール６１を把持して操作する場合があり、そのような場合には、ノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更する制御は不要である。そこで、ノブ６３の把持が検出されない場合には、通常のマップ（非把持時マップ）を用いて、反力制御を行うようにした。これにより、操舵部材１０の実際の操作態様に応じた制御を行うことができる。
【００３９】
なお、上記把持時マップを操舵速度θH ’および車速Ｖの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。具体的には、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが小さいほど、操舵反力ＴH が小さくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、操舵部材１０の操作性を向上することができる。
【００４０】
逆に、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが大きいほど、操舵反力ＴH が大きくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、フォークリフト１の走行の安全性を向上することができる。
図１〜図８の実施の形態では、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置９において、ノブ６３の位置に応じて操舵反力ＴH を変更する例を示したが、これに限らず、本発明を、図９〜図１２に示すように、操舵部材１０と転舵輪としての後輪６とが機械的または油圧的に連結された車両用操舵装置９Ａに適用し、ノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴA の大きさを変更するようにしてもよい。
【００４１】
図９（ａ）および（ｂ）を参照して、ステアリングシャフト６０は自在継手６６を介して支軸６７に接続されている。その支軸６７の下端に支軸６７と同伴回転する第１ギヤ６８が取り付けられている。その第１ギヤ６８が第２ギヤ６９に噛み合わされており、その第２ギヤ６９の同軸上に、第２ギヤ６９とは同伴回転する動プーリ７０が設けられている。
【００４２】
一方、後輪６の支持部材１６とは同伴回転可能な従動プーリ７１が設けられており、駆動プーリ７０と従動プーリ７１とは、伝動部材としての無端状のベルト７２を介して、動力伝達可能に連結されている。他方、例えば電動モータからなる操舵補助力アクチュエータ７３が設けられており、その操舵補助力アクチュエータ７３の回転軸７４によって駆動される第３ギヤ７５が、上記の第２ギヤ６９に噛み合わされている。
【００４３】
第１ギヤ６８および第２ギヤ６９を含むギヤ機構、並びに、駆動プーリ７０、ベルト７２および従動プーリ７１を含むベルトプーリ機構によって、転舵機構Ａ２が構成されている。
操舵補助力アクチュエータ７３のトルク（操舵補助力ＴA ）が第３ギヤ７５を介して転舵機構Ａ２の第２ギヤ６９に与えられ、転舵輪としての後輪６の操舵（転舵）を補助するようになっている。
【００４４】
図１０に示すように、ＥＣＵ１１からの信号が操舵補助力アクチュエータ７３に与えられ、操舵補助力アクチュエータ７３の動作が制御される。なお、図９および図１０に示す構成要素において、図１および図５の実施の形態と同じ構成要素には、同一の符号を付してある。
図１１はＥＣＵ１１の主たる動作を示すフローチャートである。図１１を参照して、ＥＣＵ１１は、まず、グリップセンサ６５からの信号の入力があるか否かを検出し（ステップＳ１）、グリップセンサ６５からの信号の入力がある場合（ステップＳ１にてＹＥＳの場合）には、図１２に示す把持時マップを選択（ステップＳ２）した後、ステップＳ４に移行する。一方、グリップセンサ６５からの信号の入力がない場合（ステップＳ１にてＮＯの場合）には、非把持時マップを選択（ステップＳ３）した後、ステップＳ４に移行する。
【００４５】
図１２の操舵角−操舵補助力に関する把持時マップは、図６の実施の形態の操舵角−操舵反力に関する把持時マップとは逆の変化をするようになっている。すなわち、図１２に示す把持時マップ（操舵角−操舵補助力マップ）では、操舵角θH が９０°および２７０°で操舵補助力ＴH が相対的に大きく、操舵角θH が１８０°および３６０°で操舵補助力ＴH が相対的に小さくなるように設定されている。
【００４６】
次いで、ステップＳ４では、操舵角センサ１４からの信号に基づいて得られた操舵角θH を読み込み、ステップＳ５において、上記選択された把持時マップ（図１２参照）または非把持時マップを用いて、上記読み込まれた操舵角θH に応じた操舵補助力ＴA を求め、求められた操舵補助力ＴA を目標操舵補助力ＴA * に決定する（ステップＳ５）。
次いで、ステップＳ６では、決定された目標操舵補助力ＴA * に基づいて、操舵補助力アクチュエータ７３を駆動制御する（すなわち操舵補助制御を実行する）。
【００４７】
本実施の形態によれば、操舵部材１０の回転操作するときのノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴH を変更することにより、ノブ６３を把持して操舵部材１０を操作するときの運転者の作業負担を格段に軽減することができる。
具体的には、ノブ６３が操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力ＴA を、ノブ６３が操舵部材１０の左部または右部に変位している場合の操舵補助力ＴA よりも大きくするようにした。これにより、運転者の負担を実質的に軽減することができる。これにより、運転者は、ノブ６３の位置に拘らず、略一定の操作力でノブ６３を介して操舵部材１０を操作することが可能となる。
【００４８】
さらに、運転者が操舵部材１０を操作するときに、ノブ６３を把持せずにホイール１０を把持して操作する場合があり、そのような場合には、ノブ６３の位置に応じて操舵補助力ＴH を変更する制御は不要である。そこで、ノブ６３の把持が検出されない場合には、通常のマップ（非把持時マップ）を用いて、操舵補助制御を行うようにした。これにより、操舵部材１０の実際の操作態様に応じた制御を行うことができる。
【００４９】
なお、本実施の形態において、上記把持時マップを操舵速度θH ’および車速Ｖの少なくとも一方に基づいて補正するようにしてもよい。具体的には、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが小さいほど、操舵補助力ＴA が大きくなるように把持時マップを補正する場合がある。この場合、操舵部材１０の操作性を向上することができる。
【００５０】
逆に、操舵角センサ１４から取得した操舵角θH を微分して得られた操舵速度（操舵角速度）θH ’が大きいほど、また、車速センサ４９から取得した車速Ｖが大きいほど、操舵補助力ＴA を小さくなるように、把持時マップを補正する場合がある。この場合、フォークリフト１の走行の安全性を向上することができる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば把持検出手段として、図１３（ａ）に示すようにアーム６４の曲げを検出する歪みセンサからなるグリップセンサ６５Ａや、図１３（ｂ）に示すようにノブ６３の表面に負荷される押圧力を検出する圧力センサからなるグリップセンサ６５Ｂや、図１３（ｃ）に示すような押しボタンスイッチからなるグリップセンサ６５Ｃを用いるようにしてもよい。また、これらのタイプの異なるグリップセンサ６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃを２つ以上組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、車両が荷役車両としてのフォークリフトである例に則して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ノブ付きのハンドルを有する車両であれば、本発明に係る制御を適用可能である。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…フォークリフト（荷役車両）、２…車体、３…荷役装置、６…後輪（転舵輪）、９，９Ａ…車両用操舵装置、１０…操舵部材、１１…ＥＣＵ（制御手段）、１２…転舵アクチュエータ、１３…反力アクチュエータ、１４…操舵角センサ（操舵角検出手段。ノブ位置検出手段）、６１…ホイール、６２…スポーク、６３…ノブ、６４…アーム、６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ…グリップセンサ（把持検出手段）、７３…操舵補助力アクチュエータ、Ａ１，Ａ２…転舵機構、Ｃ２…（ホイールの）中心軸線、θH …操舵角、ＴH …操舵反力、ＴH * …目標操舵反力、ＴA …操舵補助力、ＴA * …目標操舵補助力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材のホイールに取り付けられ、操舵部材を回転操作するためのノブと、
上記ノブの位置を検出するノブ位置検出手段と、
上記ノブ位置検出手段により検出されたノブの位置に応じて、操舵部材への操舵反力を制御する反力制御、または転舵機構への操舵補助力を制御する操舵補助制御を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれており、
操舵部材に操舵反力を付与するための反力アクチュエータを備え、
上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、上記反力アクチュエータを反力制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１において、上記操舵部材と転舵輪とが機械的に連結されており、
操舵補助力を発生する操舵補助力アクチュエータを備え、
上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくするように、操舵補助力アクチュエータを操舵補助制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記ノブが把持されたことを検出する把持検出手段を備え、
上記制御手段による反力制御または操舵補助制御は、上記把持検出手段によって上記ノブの把持が検出されることを条件として行われることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１】
操舵部材のホイールに取り付けられ、操舵部材を回転操作するためのノブと、
上記ノブの位置を検出するノブ位置検出手段と、
上記ノブ位置検出手段により検出されたノブの位置に応じて、操舵部材への操舵反力を制御する反力制御、または転舵機構への操舵補助力を制御する操舵補助制御を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記操舵部材と転舵輪との間の機械的な連結が断たれており、
操舵部材に操舵反力を付与するための反力アクチュエータを備え、
上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵反力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵反力よりも小さくするように、上記反力アクチュエータを反力制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１において、上記操舵部材と転舵輪とが機械的に連結されており、
操舵補助力を発生する操舵補助力アクチュエータを備え、
上記制御手段は、運転者から上記ホイールの中心軸線に沿って操舵部材を見たときに、ノブが操舵部材の上部または下部に変位している場合の操舵補助力を、ノブが操舵部材の左部または右部に変位している場合の操舵補助力よりも大きくするように、操舵補助力アクチュエータを操舵補助制御することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記ノブが把持されたことを検出する把持検出手段を備え、
上記制御手段による反力制御または操舵補助制御は、上記把持検出手段によって上記ノブの把持が検出されることを条件として行われることを特徴とする車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２３５０２６（Ｐ２０１０−２３５０２６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６９８０（Ｐ２００９−８６９８０）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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