車輛用操舵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛用操舵裝置,能夠與操舵部件的操作狀態(tài)無關(guān)地使車體的微操舵變?nèi)菀?，在轉(zhuǎn)向盤（11）設(shè)置有用于操作該轉(zhuǎn)向盤的手柄（12）。通過支承機(jī)構(gòu)（80），使手柄（12）與轉(zhuǎn)向盤（11）的旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地且以能夠朝向以車體為基準(zhǔn)的左方以及右方傾轉(zhuǎn)的方式相對于轉(zhuǎn)向盤（11）旋轉(zhuǎn)，并且通過該支承機(jī)構(gòu)（80）來支承手柄（12）。支承機(jī)構(gòu)（80）具備固定于轉(zhuǎn)向盤（11）的支承部件（81）、配置在支承部件（81）上并且以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于支承部件（81）的臺座（82）、以及用于使臺座（82）伴隨著轉(zhuǎn)向盤（11）的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的齒輪機(jī)構(gòu)（83）。
【專利說明】車輛用操舵裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請主張于2013年4月1日提出的日本專利申請第2013-076380號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用包括說明書、附圖以及說明書摘要的全部內(nèi)容。
[0002] 本發(fā)明涉及裝卸車輛等所使用的操舵裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 在叉車等裝卸車輛中，在就坐于駕駛座的駕駛員的右側(cè)有裝卸裝置的升降操作 桿，在左側(cè)有轉(zhuǎn)向盤(操舵部件)。因此，駕駛員用左手操作轉(zhuǎn)向盤，用右手操作升降操作桿。 在轉(zhuǎn)向盤上以能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝有用于操作轉(zhuǎn)向盤的捏手(操作部)，駕駛員用左手握住 該捏手而使轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)。在將貨物載置于叉具部時，需要進(jìn)行叉具部的左右方向的微調(diào)。 如日本特開2012-1092號公報、日本特開2009-288872號公報、日本特開2008-213769號公 報、以及日本特開平5-92769號公報所示的那樣，通過操作捏手對車體進(jìn)行微操舵來進(jìn)行 該叉具部的左右方向的微調(diào)。
[0004] 在上述的以往的叉車中，存在由于轉(zhuǎn)向盤的操作狀態(tài)(旋轉(zhuǎn)角度）不同而使捏手位 于駕駛員難以對捏手進(jìn)行操作的位置。在這樣的情況下，難以通過捏手而使轉(zhuǎn)向盤按預(yù)想 的那樣操作，因此，使通過車體的微操舵而進(jìn)行的叉具部的左右方向的微調(diào)變困難。
[0005] 圖10A為轉(zhuǎn)向盤200的中立位置。例如，如圖10B所示，在轉(zhuǎn)向盤200的旋轉(zhuǎn)角度 為從駕駛員觀察時捏手201位于轉(zhuǎn)向盤200的中心的橫向右側(cè)的那樣的旋轉(zhuǎn)角度的情況 下，難以通過捏手201而使轉(zhuǎn)向盤200按預(yù)想的那樣操作。因此，在這樣的情況下，難以對 叉具部的朝向，換句話說，車體的朝向進(jìn)行微調(diào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種與操舵部件的操作狀態(tài)無關(guān)的使車體的微操舵 變?nèi)菀椎能囕v用操舵裝置。
[0007] 用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一方式的車輛用操舵裝置包括：操舵部件，其被操 作用于進(jìn)行車輛的操舵；操作部，其設(shè)置于所述操舵部件上用于操作所述操舵部件；支承 機(jī)構(gòu)，其與所述操舵部件的操作狀態(tài)無關(guān)地、以能夠使所述操作部朝向以車體為基準(zhǔn)的規(guī) 定的兩個方向移動的方式，使所述操作部相對于所述操舵部件旋轉(zhuǎn)，并且對所述操作部進(jìn) 行支承；第一檢測器，其用于檢測所述操作部朝向所述兩個方向中的第一方向被操作了的 情況；以及第二檢測器，其用于檢測所述操作部朝向所述兩個方向中的第二方向被操作了 的情況。
[0008] 在該方式中，操作部相對于操舵部件能夠朝向以車體為基準(zhǔn)的規(guī)定的兩個方向移 動。在操作部朝向上述兩個方向中的第一方向被操作了時，通過第一檢測器檢測到該情況， 在操作部朝向第二方向被操作了時，通過第二檢測器來檢測到該情況。因此，能夠在操作部 朝向上述第一方向被操作了時，使車體朝向第一方向進(jìn)行微操舵，且能夠在操作部朝向上 述第二方向被操作了時，使車體朝向與第一方向不同的第二方向進(jìn)行微操舵。因此，與操舵 部件的操作狀態(tài)無關(guān)而使車體的微操舵變?nèi)菀住?br> [0009] 對于本發(fā)明的其他方式的車輛用操舵裝置而言，上述兩個方向是以車體為基準(zhǔn)的 左方和以車體為基準(zhǔn)的右方，上述第一方向是以車體為基準(zhǔn)的左方，上述第二方向是以車 體為基準(zhǔn)的右方。
[0010] 本發(fā)明的更進(jìn)一步的其他方式的車輛用操舵裝置還包括：在通過上述第一檢測器 而檢測出上述操作部朝向上述第一方向被操作了時，使車體朝向左方進(jìn)行微操舵的裝置和 在通過上述第二檢測器而檢測出上述操作部朝向上述第二方向被操作了時，使車體朝向右 方進(jìn)行微操舵的裝置。
[0011] 在該結(jié)構(gòu)中，在操作部朝向以車體為基準(zhǔn)的左方被操作了時，車體朝向左方進(jìn)行 微操舵，在操作部朝向以車體為基準(zhǔn)的被右方操作了時，車體朝向右方進(jìn)行微操舵。由此， 與操舵部件的操作狀態(tài)無關(guān)而使車體的微操舵變?nèi)菀住?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 根據(jù)以下參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述以及更多的特點(diǎn)和 優(yōu)點(diǎn)會變得更加清楚，其中對相同的元素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，其中，
[0013] 圖1是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的車輛用操舵裝置所適用的裝卸車輛的叉車的 示意圖。
[0014] 圖2是從與在車體上安裝轉(zhuǎn)向盤的一側(cè)相反的一側(cè)觀察該轉(zhuǎn)向盤的示意圖。
[0015] 圖3是從圖2的箭頭Y的方向觀察轉(zhuǎn)向盤的向視圖。
[0016] 圖4是對圖3進(jìn)行放大并表示局部的截面的圖。
[0017] 圖5是沿著圖3的V-V線的放大剖視圖。
[0018] 圖6是對車輛用操舵裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明示意圖。
[0019] 圖7是表示轉(zhuǎn)向用E⑶的電結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020] 圖8是對轉(zhuǎn)向用馬達(dá)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。
[0021] 圖9是對目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部的動作進(jìn)行說明的流程圖。
[0022] 圖10A是表示在以往的轉(zhuǎn)向盤以及捏手中，轉(zhuǎn)向盤位于中立位置的情況的示意 圖。
[0023] 圖10B是表示在以往的轉(zhuǎn)向盤以及捏手中，轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)角度位于難于通過捏手 而操作轉(zhuǎn)向盤的角度的情況的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下，參照附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0025] 圖1是概略地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的車輛用操舵裝置所適用的裝卸車輛即 叉車的簡要結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0026] 叉車1包括車體2、設(shè)置于車體2的前部的裝卸裝置3、支承車體2 --的作為驅(qū)動 輪的前輪4、支承車體2的作為轉(zhuǎn)向輪的后輪5、以及用于使后輪5轉(zhuǎn)向的車輛用操舵裝置 6〇
[0027] 在圖1中沒有圖示出，但叉車1還包括例如包括發(fā)動機(jī)的車輛的驅(qū)動源和作為液 壓源的液壓泵。驅(qū)動源的動力經(jīng)由扭矩轉(zhuǎn)換器而傳遞至進(jìn)行前進(jìn)后退切換以及變速動作的 變速器，而且經(jīng)由差速器而傳遞至左右的前輪4。在變速器內(nèi)置有前進(jìn)離合器以及后退離合 器。
[0028] 如公知的那樣，裝卸裝置3包括相對于車體2能夠升降且能夠傾轉(zhuǎn)地被支承的叉 具7、用于使叉具7升降的升降缸8、以及用于使叉具7傾轉(zhuǎn)的傾斜缸9。叉具7是貨物載置 部。
[0029] 車輛用操舵裝置6是作為操舵部件的轉(zhuǎn)向盤11與用于使作為轉(zhuǎn)向輪的后輪5的 轉(zhuǎn)向角變化的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)之間的機(jī)械式的連結(jié)被切斷的、所謂的線控轉(zhuǎn)向（Steer-by-wire) 系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)向盤11設(shè)置有用于操作轉(zhuǎn)向盤11的作為操作部的手柄12。
[0030] 圖2是從轉(zhuǎn)向盤11在車體上安裝一側(cè)相反的一側(cè)觀察該轉(zhuǎn)向盤11的圖。圖3是 從圖2的箭頭Y的方向觀察的向視圖。圖4是圖3的局部切開放大圖。圖5是沿著圖3的 V-V線的放大剖視圖。
[0031] 轉(zhuǎn)向盤11與能夠旋轉(zhuǎn)地被支承在車體上的旋轉(zhuǎn)傳動軸21的上端部連結(jié)。手柄12 通過支承機(jī)構(gòu)80而與轉(zhuǎn)向盤11的操作狀態(tài)無關(guān)地，換句話說，與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地并以能夠 向以車體為基準(zhǔn)的左方以及右方傾轉(zhuǎn)(能夠移動）的方式被支承于轉(zhuǎn)向盤11。
[0032] 以下，利用圖2?圖5而對手柄12以及支承機(jī)構(gòu)80詳細(xì)地進(jìn)行說明。在對手柄 12以及支承機(jī)構(gòu)80進(jìn)行說明的情況下，"上"是指圖3或者圖4的紙面的上側(cè)，"下"是指 圖3或者圖4的紙面的下側(cè)。另外，"俯視"是指從圖3或者圖4的紙面的上側(cè)觀察的圖。
[0033] 支承機(jī)構(gòu)80具備固定于轉(zhuǎn)向盤11的支承部件81、配置于支承部件81上且被支承 部件81支承為能夠旋轉(zhuǎn)的臺座82、以及用于使臺座82伴隨著轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的齒 輪機(jī)構(gòu)83。
[0034] 支承部件81在俯視中形成為圓形。在支承部件81具有供轉(zhuǎn)向盤11貫通的貫通 孔81a。支承部件81在轉(zhuǎn)向盤11貫通于貫通孔81a的狀態(tài)下被固定于轉(zhuǎn)向盤11。支承部 件81的上端部比轉(zhuǎn)向盤11的上表面更向上方突出。支承部件81的上端部的上表面形成 為平坦面81b，該平坦面81b與旋轉(zhuǎn)傳動軸21的中心線正交。在轉(zhuǎn)向盤11的支承部件81 被固定的部分形成有沿上下方向延伸的貫通孔11a。在支承部件81的上部以及下部，分別 形成與上述貫通孔11a連通的沿上下方向延伸的貫通孔81c、81d。
[0035] 臺座82是俯視呈圓形的圓柱形的部件。臺座82具有從其下表面的中央部向下方 延伸的傳動軸82a。傳動軸82a以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入支承部件81的貫通孔81c、81d以及 轉(zhuǎn)向盤11的貫通孔11a。傳動軸82a的下端部從支承部件81向下方突出。臺座82的下 表面載置于支承部件81的平坦面81b上。臺座82在內(nèi)部具有球狀的空間部82b。在臺座 82的上表面的中央部形成有凹處82c，該凹處82c與空間部82b連通并且俯視時呈以車體 2為基準(zhǔn)的左右方向長的矩形。凹處82c的以車體2為基準(zhǔn)的左側(cè)內(nèi)壁以及右側(cè)內(nèi)壁形成 為這兩個內(nèi)壁之間距離越朝向下方越窄的傾斜面。
[0036] 齒輪機(jī)構(gòu)83是用于根據(jù)轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)而使臺座82以傳動軸82a的軸為中心 旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能夠與轉(zhuǎn)向盤11的操作狀態(tài)無關(guān)地，即與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地、以總是使 俯視的臺座82的凹處82c的長度方向（長邊的方向）成為以車體2為基準(zhǔn)的左右方向的方 式使臺座82旋轉(zhuǎn)。
[0037] 齒輪機(jī)構(gòu)83具備第一齒輪83a、第二齒輪83b、第三齒輪83c、第四齒輪83d以及齒 輪箱83e。
[0038] 齒輪箱83e經(jīng)由未圖示的安裝部件而安裝于支承部件81。臺座82的傳動軸82a 的下端部延伸至齒輪箱83e內(nèi)。在齒輪箱83e內(nèi)配置有與傳動軸82a平行地延伸的旋轉(zhuǎn)軸 83f。旋轉(zhuǎn)軸83f以能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝于齒輪箱83e。
[0039] 第一齒輪83a在齒輪箱83e內(nèi)且在臺座82的傳動軸82a的下端部以能夠與傳動 軸82a -體旋轉(zhuǎn)的方式固定。第二齒輪83b以及第三齒輪83c以能夠與旋轉(zhuǎn)軸83f -體旋 轉(zhuǎn)的方式固定于旋轉(zhuǎn)軸83f。第二齒輪83b與第一齒輪83a卩齒合。第三齒輪83c配置于第 二齒輪83b的下側(cè)。第三齒輪83c的與旋轉(zhuǎn)傳動軸21對置的部分從齒輪箱83e突出。
[0040] 第四齒輪83d在轉(zhuǎn)向盤11的下方固定于車體2。第四齒輪83d在俯視時為與轉(zhuǎn)向 盤11同心并且比轉(zhuǎn)向盤11直徑更小的環(huán)狀，在第四齒輪83d的外周面形成有齒。第四齒 輪83d與第三齒輪83c的從齒輪箱83e突出的部分嚙合。
[0041] 例如，若轉(zhuǎn)向盤11朝向左轉(zhuǎn)向方向、即圖2中逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則第三齒輪83c以 及第二齒輪83b朝向俯視中的逆時針方向旋轉(zhuǎn)，第一齒輪83a朝向俯視中的順時針方向旋 轉(zhuǎn)。由此，臺座82的傳動軸82a朝向俯視中的順時針方向旋轉(zhuǎn)，因而臺座82以傳動軸82a 的中心軸為中心而朝向順時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0042] 另一方面，若轉(zhuǎn)向盤11朝向右轉(zhuǎn)向方向、即圖2中順時針方向旋轉(zhuǎn)，則第三齒輪 83c以及第二齒輪83b朝向俯視中的順時針方向旋轉(zhuǎn)，第一齒輪83a朝向俯視中的逆時針方 向旋轉(zhuǎn)。由此，臺座82的傳動軸82a朝向俯視中的逆時針方向旋轉(zhuǎn)，因而臺座82以傳動軸 82a的中心軸為中心而朝向逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0043] 以使俯視中的臺座82的凹處82c的長度方向（長邊的方向)與轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)角 度無關(guān)地總是成為以車體2為基準(zhǔn)的左右方向的方式來設(shè)定第三齒輪83c與第二齒輪83b 之間的傳動比以及第二齒輪83b與第一齒輪83a之間的傳動比。由此，俯視的臺座82的凹 處82c的長度方向（長邊的方向）與轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地總是成為以車體2為基準(zhǔn) 的左右方向。
[0044] 手柄12由以能夠旋轉(zhuǎn)的方式嵌入臺座82的空間部82b的球狀部12a、一端與球狀 部12a連結(jié)并且另一端穿過臺座82的凹處82c而延伸至上方的棒狀體12b、以及安裝于棒 狀體12b的另一端部的把持部(捏手)12c構(gòu)成。換句話說，手柄12與臺座82通過球窩接頭 而連結(jié)。棒狀體12b為圓柱狀。棒狀體12b的直徑形成為比俯視中的臺座82的凹處82c的 短邊的長度稍短的長度。由此，手柄12能夠從棒狀體12b位于凹處82c的上述左側(cè)內(nèi)壁與 上述右側(cè)內(nèi)壁之間的中央的中立位置，只朝向以車體2為基準(zhǔn)的左方以及右方傾轉(zhuǎn)。此外， 雖未圖示，但在臺座82設(shè)置有用于總是將手柄12向中立位置推壓的彈簧等的推壓部件。
[0045] 在臺座82的凹處82c的上述左側(cè)內(nèi)壁設(shè)置有第一檢測器91，其用于檢測手柄12 朝向以車體2為基準(zhǔn)的左方進(jìn)行操作(傾轉(zhuǎn)）的情況。在臺座82的凹處82c的上述右側(cè)內(nèi) 壁設(shè)置有第二檢測器92,其用于檢測手柄12朝向以車體2為基準(zhǔn)的右方進(jìn)行操作(傾轉(zhuǎn)） 的情況。第一檢測器91以及第二檢測器92例如由限位開關(guān)構(gòu)成。
[0046] 圖6是用于對車輛用操舵裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的示意圖。
[0047] 在該車輛用操舵裝置6中，相應(yīng)于轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)操作以及手柄12的操作，轉(zhuǎn)向 用馬達(dá)14被驅(qū)動。將轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向軸16的直線運(yùn)動(車輛 左右方向的直線運(yùn)動)，且將該轉(zhuǎn)向軸16的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為后輪5的轉(zhuǎn)向運(yùn)動，從而進(jìn)行轉(zhuǎn) 向。
[0048] 轉(zhuǎn)向軸16相對于安裝于車體2的殼體17而以能夠移動的方式安裝，且安裝于殼 體17的軸向（以車體2為基準(zhǔn)的左右方向）。轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14與轉(zhuǎn)向軸16同軸地配置，且內(nèi) 置在殼體17內(nèi)。在該實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14由無刷馬達(dá)而構(gòu)成。在轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14設(shè) 置有用于檢測該馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角的分析器等的旋轉(zhuǎn)角傳感器31。
[0049] 在殼體17內(nèi)設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向軸16的軸向的 直線運(yùn)動的運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15。該運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15例如為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向軸16的運(yùn) 動經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿18以及關(guān)節(jié)臂19而傳遞至后輪5,從而使后輪5的束角(轉(zhuǎn)向角)變化。 換句話說，通過轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14、運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15、轉(zhuǎn)向軸16、轉(zhuǎn)向橫拉桿18以及關(guān)節(jié)臂19 而構(gòu)成轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10。
[0050] 在該實(shí)施方式中，構(gòu)成為：若轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，則后輪5的轉(zhuǎn)向角朝 向使車輛向左方換向的方向（左轉(zhuǎn)向方向）變化，若轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14向反轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，則后輪 5的轉(zhuǎn)向角朝向使車輛向右方換向的方向(右轉(zhuǎn)向方向)變化。此外，在轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14沒有 被驅(qū)動的狀態(tài)下，以后輪5能夠通過自動調(diào)整轉(zhuǎn)矩恢復(fù)至直線前進(jìn)轉(zhuǎn)向位置的方式設(shè)定車 輪定位。
[0051] 在殼體17安裝有用于檢測車輛的轉(zhuǎn)角即后輪5的轉(zhuǎn)向角Θ t的轉(zhuǎn)向角傳感器32。 轉(zhuǎn)向角傳感器32例如由檢測與轉(zhuǎn)向角Θ t對應(yīng)的轉(zhuǎn)向軸16的移動量的電位計構(gòu)成。在該 實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)向角傳感器32將后輪5的從后輪5的中立位置(直線前進(jìn)時的轉(zhuǎn)向角)開始 的轉(zhuǎn)向角變化量作為轉(zhuǎn)向角而檢測。在該實(shí)施方式中，例如將后輪5的從中立位置朝 向左轉(zhuǎn)向方向的轉(zhuǎn)向角變化量作為正值而輸出，例如將后輪5的從中立位置朝向右轉(zhuǎn)向方 向的轉(zhuǎn)向角變化量作為負(fù)值而輸出。
[0052] 如上述那樣，轉(zhuǎn)向盤11與以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于車體兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)傳動軸21連 結(jié)。在該旋轉(zhuǎn)傳動軸21的附近設(shè)置有反作用力馬達(dá)22,通過從反作用力馬達(dá)22對旋轉(zhuǎn)傳 動軸21給予旋轉(zhuǎn)扭矩，從而對轉(zhuǎn)向盤11給予反作用力扭矩(操作反作用力）。該反作用力 馬達(dá)22與旋轉(zhuǎn)傳動軸21同軸配置。在該實(shí)施方式中，反作用力馬達(dá)22由無刷馬達(dá)構(gòu)成。 在反作用力馬達(dá)22設(shè)置有用于檢測反作用力馬達(dá)22的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)子角)的分析器等 旋轉(zhuǎn)角傳感器33。
[0053] 在旋轉(zhuǎn)傳動軸21的周邊，為了檢測轉(zhuǎn)向盤11的操舵角(旋轉(zhuǎn)角）Θ h，S卩、旋轉(zhuǎn)傳動 軸21的旋轉(zhuǎn)角，從而設(shè)置有操舵角傳感器34。在該實(shí)施方式中，操舵角傳感器34對從旋 轉(zhuǎn)傳動軸21的規(guī)定的基準(zhǔn)角度起的旋轉(zhuǎn)傳動軸21的正反兩方向的旋轉(zhuǎn)量(旋轉(zhuǎn)角)進(jìn)行檢 測。該操舵角傳感器例如將從基準(zhǔn)角度朝向左轉(zhuǎn)向方向的旋轉(zhuǎn)量作為正值而輸出，例如將 從基準(zhǔn)角度朝向右轉(zhuǎn)向方向的旋轉(zhuǎn)量作為負(fù)值而輸出。如后述那樣，在該實(shí)施方式中，由于 存在與后輪5的中立位置（Θ t=0)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)傳動軸21的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生變化的情況，所以 也存在旋轉(zhuǎn)傳動軸21的上述規(guī)定的基準(zhǔn)角度不與后輪5的中立位置對應(yīng)的情況。
[0054] 旋轉(zhuǎn)角傳感器33、操舵角傳感器34、第一檢測器91以及第二檢測器92與反作用 力用的電子控制單元41連接。以下，將電子控制單元簡稱為ECU。另一方面，旋轉(zhuǎn)角傳感器 31以及轉(zhuǎn)向角傳感器32與轉(zhuǎn)向用E⑶42連接。反作用力用E⑶41與轉(zhuǎn)向用E⑶42經(jīng)由車 內(nèi)LAN43連接。操舵角傳感器34的輸出信號、第一檢測器91的輸出信號si以及第二檢測 器92的輸出信號s2也經(jīng)由反作用力用E⑶41以及車內(nèi)LAN43而供給轉(zhuǎn)向用E⑶42。
[0055] 轉(zhuǎn)向用ECU42基于第一檢測器91、第二檢測器92、操舵角傳感器34、轉(zhuǎn)向角傳感器 32以及旋轉(zhuǎn)角傳感器31的輸出信號而驅(qū)動控制轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14。
[0056] 圖7是表示轉(zhuǎn)向用E⑶42的電結(jié)構(gòu)的框圖。
[0057] 轉(zhuǎn)向用E⑶42具備微型計算機(jī)51、由微型計算機(jī)51控制且對轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14供給 電力的驅(qū)動電路(倒相電路)52、以及對流入轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的馬達(dá)電流進(jìn)行檢測的電流檢測 部53。
[0058] 轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14例如是三相無刷馬達(dá)，且如圖8中圖解所示的那樣，具備作為磁場 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子100和包括U相、V相以及W相的定子線圈101、102、103的定子105。轉(zhuǎn)向用馬 達(dá)14可以是在轉(zhuǎn)子的外部使定子對置地配置的內(nèi)轉(zhuǎn)子型部件，也可以是在筒狀的轉(zhuǎn)子的 內(nèi)部使定子對置地配置的外轉(zhuǎn)子型的部件。
[0059] 定義三相固定坐標(biāo)（UVW坐標(biāo)系)，其中，在各相的定子線圈101、102、103的方向取 U軸、V軸以及W軸。另外，定義二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系)，其中，在轉(zhuǎn)子100的磁極方向 取d軸(磁極軸)，在轉(zhuǎn)子100的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)與d軸成直角的方向取q軸(扭矩軸)。dq坐標(biāo) 系是與轉(zhuǎn)子1〇〇 -同旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。在dq坐標(biāo)系中，由于只有q軸電流有助于轉(zhuǎn)子 100的扭矩產(chǎn)生，所以使d軸電流為零，根據(jù)所期望的扭矩而控制q軸電流即可。表示轉(zhuǎn)子 1〇〇的旋轉(zhuǎn)相位的轉(zhuǎn)子角Θ s是d軸相對于U軸的電氣角。dq坐標(biāo)系是根據(jù)轉(zhuǎn)子角Θ s的 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。通過利用該轉(zhuǎn)子角9 s，從而能夠在UVW坐標(biāo)系與dq坐標(biāo)系之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換。
[0060] 微型計算機(jī)51具備CPU以及存儲器（R0M、RAM、非易失性存儲器等)，且通過執(zhí)行規(guī) 定的程序作為多個功能處理部發(fā)揮功能。該多個功能處理部包括：目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61、 角度偏差運(yùn)算部62、PI (比例積分）控制部63、電流指令值生成部64、電流偏差運(yùn)算部65、 PI (比例積分）控制部66、dq/UVW轉(zhuǎn)換部67、PWM (Pulse Width Modulation :脈沖寬度調(diào) 制）控制部68、UVW/dq轉(zhuǎn)換部69、以及旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部70。
[0061] 旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部70基于旋轉(zhuǎn)角傳感器31的輸出信號來運(yùn)算轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的轉(zhuǎn)子 角9S。
[0062] 目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61基于通過操舵角傳感器34檢測出的檢測操舵角Θ h、第一檢 測器91的輸出信號si、以及第二檢測器92的輸出信號s2來設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)向角Θ t *。對于 目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61的動作的詳細(xì)情況將后述。將通過目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61設(shè)定的目標(biāo) 轉(zhuǎn)向角Qt *給予角度偏差運(yùn)算部62。
[0063] 角度偏差運(yùn)算部62運(yùn)算出通過目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *與 通過轉(zhuǎn)向角傳感器32檢測出的轉(zhuǎn)向角Θ t之間的偏差。PI控制部63進(jìn)行相對于通過角度 偏差運(yùn)算部62運(yùn)算出的角度偏差的PI運(yùn)算。
[0064] 電流指令值生成部64基于PI控制部63的運(yùn)算結(jié)果而將應(yīng)該流入dq坐標(biāo)系的d 軸以及q軸的電流值作為電流指令值而生成。具體而言，電流指令值生成部64生成d軸電 流指令值Id *以及q軸電流指令值Iq *。以下，在將這些總稱時，稱為二相電流指令值 Idq 女。
[0065] 進(jìn)一步具體而言，電流指令值生成部64生成q軸電流指令值Iq *，另一方面，使 d軸電流指令值Id *為零。將通過電流指令值生成部64生成的二相電流指令值Idq *給 予電流偏差運(yùn)算部65。
[0066] 電流檢測部53檢測出轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的U相電流IU、V相電流IV以及W相電流 IW。以下，在將這些總稱時，稱為三相檢測電流IUVW。將通過電流檢測部53檢測出的三相 檢測電流IUVW給予UVW/dq轉(zhuǎn)換部69。
[0067] UVW/dq轉(zhuǎn)換部69將通過電流檢測部53檢測出的UVW坐標(biāo)系的三相檢測電流IUVW 轉(zhuǎn)換為dq坐標(biāo)系的二相檢測電流Id以及Iq。以下，在將這些總稱時，稱為二相檢測電流 Idq。將該二相檢測電流Idq給予電流偏差運(yùn)算部65。在UVW/dq轉(zhuǎn)換部69的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中， 使用通過旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部70運(yùn)算出的轉(zhuǎn)子角Θ s。
[0068] 電流偏差運(yùn)算部65運(yùn)算出通過電流指令值生成部64生成的二相電流指令值Idq *與從UVW/dq轉(zhuǎn)換部69給予的二相檢測電流Idq之間的偏差。更具體而言，電流偏差運(yùn) 算部65分別運(yùn)算出d軸檢測電流Id相對于d軸電流指令值Id *的偏差、以及q軸檢測電 流Iq相對于q軸電流指令值Iq *的偏差。將這些偏差給予PI控制部66。
[0069] PI控制部66通過進(jìn)行相對于由電流偏差運(yùn)算部65運(yùn)算出的電流偏差的PI運(yùn)算， 生成應(yīng)該外加于轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的二相電壓指令值Vdq * (d軸電壓指令值Vd *以及q軸 電壓指令值Vq * )。將該二相電壓指令值Vdq *給予dq/UVW轉(zhuǎn)換部67。
[0070] dq/UVW轉(zhuǎn)換部67將二相電壓指令值Vdq *轉(zhuǎn)換為三相電壓指令值VUVW *。在 該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中，使用由旋轉(zhuǎn)角運(yùn)算部70運(yùn)算出的轉(zhuǎn)子角Θ s。三相電壓指令值VUVW *由U 相電壓指令值VU *、V相電壓指令值VV *以及W相電壓指令值VW *構(gòu)成。將該三相電壓 指令值VUVW *給予PWM控制部68。
[0071] PWM控制部68生成分別與U相電壓指令值VU *、V相電壓指令值VV *以及W相 電壓指令值VW *對應(yīng)的占空比的U相PWM控制信號、V相PWM控制信號以及W相PWM控制 信號，并供給驅(qū)動電路52。
[0072] 驅(qū)動電路52由與U相、V相以及W相對應(yīng)的三相倒相電路構(gòu)成。構(gòu)成該倒相電路 的電源元件通過根據(jù)從PWM控制部68給予的PWM控制信號而進(jìn)行控制，從而將與三相電壓 指令值VUVW *相當(dāng)?shù)碾妷和饧佑谵D(zhuǎn)向用馬達(dá)14的各相的定子線圈101、102、103。
[0073] 角度偏差運(yùn)算部62以及PI控制部63構(gòu)成角度反饋控制裝置。通過該角度反饋 控制裝置的動作，以使后輪5的轉(zhuǎn)向角0t接近目標(biāo)轉(zhuǎn)向角的方式進(jìn)行控制。另外， 電流偏差運(yùn)算部65以及PI控制部66構(gòu)成電流反饋控制裝置。通過該電流反饋控制裝置 的動作，以使流入轉(zhuǎn)向用馬達(dá)14的馬達(dá)電流接近由電流指令值生成部64生成的二相電流 指令值Idq *的方式進(jìn)行控制。
[0074] 接下來，對目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61的動作進(jìn)行說明。在該實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)向盤11 的旋轉(zhuǎn)角度位于通過手柄12難操作轉(zhuǎn)向盤11的位置的情況下，通過相對于轉(zhuǎn)向盤11朝向 以車體2為基準(zhǔn)的左右方向操作手柄12,能夠?qū)Σ孳?進(jìn)行微操舵。具體而言，在通過第 一檢測器91檢測出朝向以車體2為基準(zhǔn)的左方（以下，僅稱為左方)操作了手柄12時，目標(biāo) 轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61將目標(biāo)轉(zhuǎn)向角Θ t *朝向+方向變大規(guī)定值。在通過第二檢測器92檢測 出朝向以車體2為基準(zhǔn)的右方（以下，僅稱為右方）操作了手柄12時，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角Θ t *朝 向-方向變小規(guī)定值。由此，能夠通過對手柄12向左右方向的操作來進(jìn)行左右方向的微操 舵。
[0075] 圖9是用于對目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61的動作進(jìn)行說明的流程圖。圖9的處理以每 個規(guī)定的運(yùn)算周期為單位反復(fù)進(jìn)行。
[0076] 首先，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61獲得由操舵角傳感器34檢測出的檢測操舵角0h(步 驟 SI)。
[0077] 接下來，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61基于第一檢測器91的輸出信號si辨別手柄12是 否朝向左方被操作了（傾轉(zhuǎn)）（步驟S2)。在辨別出手柄12沒有朝向左方操作時(步驟S2: "否")，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61基于第二檢測器92的輸出信號s2辨別手柄12是否朝向右方 操作(傾轉(zhuǎn)）（步驟S3)。在辨別出手柄12沒有朝向右方操作時(步驟S3:"否")，目標(biāo)轉(zhuǎn)向 角設(shè)定部61基于下式（1)，運(yùn)算出控制用操舵角0h'（步驟S6)。
[0078] Θ h' = ( Θ h 十 A) (1)
[0079] 在上式（1)中，A為在后述的步驟S4或者S5中變更的變量，且初始值為零。保持 變更了的A的值，并在下次運(yùn)算周期中使用。
[0080] 控制用操舵角9h'是為了運(yùn)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *而使用的操舵角。在A為零 的情況下控制用操舵角eh'與通過操舵角傳感器34檢測出的檢測操舵角0h-致，在A 為零以外的值的情況下，控制用操舵角9h'成為與檢測操舵角0h不同的值。在控制用操 舵角9h'與檢測操舵角0h為不同的值的情況下，在基于控制用操舵角0h'運(yùn)算出目標(biāo) 轉(zhuǎn)向角Θ t *時，與后輪5的中立位置（Θ t=0)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)傳動軸21 (轉(zhuǎn)向盤11)的旋轉(zhuǎn) 角度成為與旋轉(zhuǎn)傳動軸21的基準(zhǔn)角度不同的旋轉(zhuǎn)角度。
[0081] 此后，基于下式（2)，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61運(yùn)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *(步驟S7)。然 后，結(jié)束在當(dāng)前運(yùn)算周期中的處理。
[0082] Θ t * = ( α/360) X Θ h， (2)
[0083] 在上式（2)中，α為預(yù)先設(shè)定的值，且為正值。例如，將α設(shè)定為35。將控制用 操舵角9h'為正值時的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *設(shè)定為正值，將控制用操舵角0h'為負(fù)值時的 目標(biāo)轉(zhuǎn)向角et*設(shè)定為負(fù)值。目標(biāo)轉(zhuǎn)向角et*與控制用操舵角0h'成比例。
[0084] 在上述步驟S2中，在辨別出手柄12朝向左方被操作了時(步驟S2 :"是")，目標(biāo)轉(zhuǎn) 向角設(shè)定部61將變量A變更為大了規(guī)定值β的值(步驟S4)。β為正值，例如設(shè)定為5度。 而且，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61基于上式（1)運(yùn)算出控制用操舵角0h'（步驟S6)。由此，控制 用操舵角9h'變更為相對于上次的控制用操舵角0h'大了 β的值。此后，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè) 定部61基于上式（2)運(yùn)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角(步驟S7)。由此，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角變更為 比上次的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角大規(guī)定值的值。因此，后輪5朝向左轉(zhuǎn)向方向被轉(zhuǎn)向。由此，使 車體2向左方進(jìn)行微操舵。然后，結(jié)束在當(dāng)前運(yùn)算周期中的處理。
[0085] 在上述步驟S3中，在辨別出手柄12朝向右方被操作了時(步驟S3 :"是")，目標(biāo)轉(zhuǎn) 向角設(shè)定部61將變量A變更為小了規(guī)定值β的值(步驟S5)。然后，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61 基于上式（1)運(yùn)算出控制用操舵角0h'（步驟S6)。由此，控制用操舵角0h'變更為相對 于上次的控制用操舵角9h'小了 β的值。此后，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61基于上式（2)運(yùn)算 出目標(biāo)轉(zhuǎn)向角Qt*(步驟S7)。由此，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t*變更為比上次的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *小規(guī)定值的值。因此，后輪5朝向右轉(zhuǎn)向方向被轉(zhuǎn)向。由此，使車體2朝向右方微操舵。 然后，結(jié)束在當(dāng)前運(yùn)算周期中的處理。
[0086] 在變量A為初始值零的情況下，駕駛員在從與后輪5的中立位置對應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤11 的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)角度將轉(zhuǎn)向盤11朝向相反方向（右轉(zhuǎn)向方向）旋轉(zhuǎn)例如180度的狀態(tài)下，朝向 左方操作手柄12。此時，步驟S1中所獲得的檢測操舵角Θ h為-180度。步驟S2判定為 "是"，則進(jìn)入步驟S4,將變量A的值更新為大了 β的值。若β為5,則變量A的值為5。此 后，進(jìn)入步驟S6,控制用操舵角0h'變更。此時，由于變量A的值更新為5,所以控制用操 舵角9h'成為0h' = 0h + 5=-175。因此，步驟S7所運(yùn)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *為0t *= (α/360)Χ (-175)。換句話說，該情況下的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角變得比手柄12沒有朝 向左方操作時的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角Θ t *=( α/360) X (-180)更大。
[0087] 由此，即使駕駛員沒有操作轉(zhuǎn)向盤11，也向轉(zhuǎn)向角Θ t變大的方向控制轉(zhuǎn)向用馬 達(dá)14。因此，后輪5向左轉(zhuǎn)向方向被轉(zhuǎn)向。由此，使車體2朝向左方微操舵。
[0088] 在下一次的運(yùn)算周期中，步驟S1獲得檢測操舵角Θ h。若在此期間沒有對轉(zhuǎn)向盤 11進(jìn)行操作，則檢測操舵角0h繼續(xù)保持為-180度。在手柄12繼續(xù)朝向左方操作的情 況下，從步驟S2進(jìn)入步驟S4,使變量A進(jìn)一步更新為大了 β的值"10"。而且，進(jìn)入步驟 S6,運(yùn)算控制用操舵角0h'。在該情況下，由于變量Α變?yōu)?0,所以控制用操舵角0h'成 為-170度。此后，進(jìn)入步驟S9,運(yùn)算目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *。此時，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角0t *為0t * = (α/360)Χ (-170)。由此，車體2進(jìn)一步朝向左方進(jìn)行微操舵。
[0089] 在下一次的運(yùn)算周期中，在步驟S1中獲得檢測操舵角0h。若在此期間沒有對轉(zhuǎn) 向盤11進(jìn)行操作，則檢測操舵角9h繼續(xù)保持-180度。若手柄12返回至中立位置，則步 驟S2變?yōu)?否"，步驟S3變?yōu)?否"，進(jìn)入步驟S6而運(yùn)算控制用操舵角0h'。在該情況下， 由于變量A變?yōu)?0,所以控制用操舵角0h'變?yōu)?170度。此后，進(jìn)入步驟S9,運(yùn)算目標(biāo)轉(zhuǎn) 向角Θ t *。此時，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角為0t*=(a /360)X (-170)。因此，目標(biāo)轉(zhuǎn)向角 *成為與上次運(yùn)算周期相同的值。
[0090] 經(jīng)由車內(nèi)LAN43,對反作用力用E⑶41給予通過目標(biāo)轉(zhuǎn)向角設(shè)定部61運(yùn)算出的控 制用操舵角9h'。具體而言，每次在圖9的步驟S6中運(yùn)算出控制用操舵角0h'，則運(yùn)算出 的控制用操舵角Θ h'從轉(zhuǎn)向用E⑶42經(jīng)由車內(nèi)LAN43被給予反作用力用E⑶41。反作用力 用ECU41例如，基于從轉(zhuǎn)向用ECU42給予的控制用操舵角0h'來運(yùn)算目標(biāo)反作用力扭矩， 以使所得的目標(biāo)反作用力扭矩從反作用力馬達(dá)22產(chǎn)生的方式對反作用力馬達(dá)22進(jìn)行驅(qū)動 控制。
[0091] 以上，對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明還能夠通過其他的方式來實(shí) 施。例如，在上述的實(shí)施方式中，作為手柄12的支承機(jī)構(gòu)80使用了如圖2?圖5所示的機(jī) 構(gòu)，但只要是能夠與轉(zhuǎn)向盤11的旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地將手柄12的傾轉(zhuǎn)方向保持為以車體2為 基準(zhǔn)的左方以及右方并且能夠支承手柄12的部件，也可以使用圖2?圖5所示的機(jī)構(gòu)以外 的機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1. 一種車輛用操舵裝置，其特征在于，具備： 操舵部件，其被操作用于進(jìn)行車輛的操舵； 操作部，其設(shè)置于所述操舵部件上用于操作所述操舵部件； 支承機(jī)構(gòu)，其與所述操舵部件的操作狀態(tài)無關(guān)地、以能夠使所述操作部朝向以車體為 基準(zhǔn)的規(guī)定的兩個方向移動的方式，使所述操作部相對于所述操舵部件旋轉(zhuǎn)，并且對所述 操作部進(jìn)行支承； 第一檢測器，其用于檢測所述操作部朝向所述兩個方向中的第一方向被操作了的情 況；以及 第二檢測器，其用于檢測所述操作部朝向所述兩個方向中的第二方向被操作了的情 況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用操舵裝置，其特征在于， 所述兩個方向是以車體為基準(zhǔn)的左方和以車體為基準(zhǔn)的右方，所述第一方向是以車體 為基準(zhǔn)的左方，所述第二方向是以車體為基準(zhǔn)的右方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用操舵裝置，其特征在于，還具備： 在通過所述第一檢測器而檢測出所述操作部朝向所述第一方向被操作了時，使車體朝 向左方進(jìn)行微操舵的裝置；和 在通過所述第二檢測器而檢測出所述操作部朝向所述第二方向被操作了時，使車體朝 向右方進(jìn)行微操舵的裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用操舵裝置，其特征在于， 所述操作部是能夠傾轉(zhuǎn)的手柄機(jī)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛用操舵裝置，其特征在于， 在所述操作部設(shè)置有始終將操作部向中立位置推壓的推壓部件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛用操舵裝置，其特征在于， 所述操舵部件是能夠旋轉(zhuǎn)的圓形的轉(zhuǎn)向盤。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛用操舵裝置，其特征在于， 所述車輛用操舵裝置是線控轉(zhuǎn)向裝置，作為操舵部件的轉(zhuǎn)向盤與用于使轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向 角變化的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)之間的機(jī)械式的連結(jié)被切斷。
8. -種叉車，其特征在于，具備： 權(quán)利要求7所述的車輛用操舵裝置。
【文檔編號】B62D3/02GK104097680SQ201410114068
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月1日
【發(fā)明者】田代崇, 高里明洋 申請人:株式會社捷太格特