CN1257456A - 转向助力装置中方向盘角度补偿装置及其车辆 - Google Patents

Abstract

一种方向盘角度补偿装置,在具有相应方向盘的旋转量排出油量的液压油供给装置和通过所述液压油供给装置排出的液压油所驱动、使转向轮转动的驱动器的转向助力装置中,补偿方向盘角度和转向轮的转向角的偏离。提供转向助力装置的方向盘角度补偿装置的目的是,补偿所述偏离时,根据来自基准位置的绝对角度补偿方向盘角度,能减少方向盘无效的空转,可降低无效的方向盘的操作量。通过方向盘角度检测机构以与基准位置的相对角度检测方向盘的实际位置,通过转动角检测机构检测转向轮的转向角。根据转向轮的转向角。作为方向盘正常位置的目标位置能通过目标位置演算机构用相对角度求出。方向盘的实际位置与目标位置的偏离量超过容许范围时,驱动补偿机构以补偿偏离量。

Description

转向助力装置中方向盘角度补偿装置及其车辆

技术领域

本发明涉及一种装在铲车等车辆上的油压式转向助力装置中，对方向盘角度与转向轮转向角的位置关系的偏离加以补偿的方向盘角度补偿装置及其装有该装置的车辆。“方向盘角度”是指将车辆直线前进状态下配置转向轮时方向盘的位置作为基准位置，方向盘离开基准位置的旋转角度。“转向角”是指车辆的直线前进方向和垂直于转向轮轴的面所形成的角度。

背景技术

以往，作为减轻方向盘操作力的转向助力装置，已知一种全油压式的转向助力装置。这种转向助力装置具有将转动力作用在车辆的转向轮上的动力缸(转向液压缸)。通过液压油供给装置(转向装置)对转向液压缸供给对应于方向盘操作量的油量。

在铲车等工业车辆中，方向盘上设有把手，以一边操作装卸杆一边易用单只手操作方向盘。操作者将把手位置作为判断转向轮是否处于直线前进位置的一个标志。但是，对应方向盘的操作量从转向装置向转向液压缸排出的油量并不一定原封不动地用于驱助力转向液压缸，在方向盘操作速度比较慢场合等，其效率(转向范围效率)下降。为此，把手位置(方向盘角度)与转向轮的转向角的位置关系发生偏离。另外，由于转向液压缸等中的油泄漏，也会发生这样的偏离。此外，转向范围效率表示方向盘操作量与液压油供给装置排出的油量的对应关系，用转向范围效率＝实际排出量/理论排出量加以表示。

为了解决这种方向盘角度与转向轮转向角的偏离，例如在特公平3-30544号公报或特公平4-24270号公报等中公开了对方向盘角度相对于转向轮转向角的偏离加以补偿的方向盘角度补偿装置。图34是示出特公平4-24270号公报所公开的方向盘角度补偿装置的模式图。

如图34所示，全油压式的转向助力装置81具有由方向盘82操作的转向装置83，使转向轮(图中未示出)转向的转向液压缸84，和连接转向装置83和转向液压缸84的液压油路85、86。液压油路85、86对应于方向盘82的操作方向，在转动时，一条线路成为输送液压泵87的液压油的输送油路，另一条线路成为将液压油返回液压油箱88的回流油路。电磁转换阀90设置在连接两液压线路85、86的排油线路89的中途。

由旋转角度传感器92输出的方向盘旋转角度信号和由液压缸位置传感器93输出的液压缸行程信号输入控制机构91。控制机构91使用图35所示的图象M，根据对应于方向盘旋转角度信号的方向盘旋转角度θabs求得目标液压缸行程xg。并且，控制机构91在由目标液压缸行程信号求得的实际的液压缸行程x和目标液压缸行程xg的偏差超过容许值时，使螺线管94励磁，开启电磁转换阀90。

通过打开电磁转换阀90，液压油的一部分通过排油回路89，从液压线路85、86中的一条输送线油路流入另一条回流油路，返回液压油箱88。并且，方向盘的位置从对应于转向轮转向角的正常位置或从正常位置直至补偿到容许值内偏离的位置，方向盘82处于空转状态，以实施方向盘82的位置补偿。因而，在以往装置中，由于是将方向盘旋转角度θ abs作为基准来确定目标液压缸行程xg的，所以不得不以考虑了方向盘从基准位置转了几圈的方向盘绝对角度来检测方向盘旋转角度θabs。

然而，当方向盘的位置补偿是根据方向盘绝对角度进行时，例如，如图36所示，检测出偏离量是360°或720°时，方向盘82不管把手82a的位置是处于与偏离量为0°时相同的位置(例如转向轮直线前进时的中立位置)上，仍实行方向盘的位置补偿。并且，方向盘82进行360°或720°程度的空转。也就是说，由于是基于方向盘绝对角度的检测值所进行的方向盘的位置补偿，所以尽管操作者看到把手82a的位置合适，方向盘仍被强行操作，使方向盘82进行1转或2转无效的空转。并且，存在随着方向盘82的无效空转的操作量增加带来操作方向盘82的操作者的负担增加的问题。

另外，即使偏离量不满360°，在偏离量超过180°时，比起将方向盘82经偏离路径返回原处，不如索性错开一圈，以使把手82a的位置补偿至正常位置，结果会减少补偿量。然而，在基于方向盘绝对角度的偏离量的补偿时，由于是经偏离路径返回到正常位置上的补偿方法，存在补偿方向盘位置的补偿量相对多的倾向。例如，280°偏离时，尽管所见的偏离量是80°，但也要进行280°的补偿。这也是操作方向盘82的操作者负担增加的原因。

另外，方向盘82被设置成可从转向轮处于直线前进状态时的基准位置(中立位置)朝左右分别旋转2～3转的程度。通过旋转角度传感器92，用方向盘绝对角度检测出方向盘82从基准位置的旋转角度时，必须用旋转角度传感器92检测出方向盘82的全部旋转区域(例如4-6转)。并且，为了使支承方向盘82的转向轴4-6转时传递至旋转角度传感器92的输入轴为1转，必须在转向轴与前述输入轴之间装有使用蜗轮之类的减速机构。结果，也存在检测方向盘82角度的分辨率恶化的问题。

此外，在日本实公平7-5364号公报中公开了一种图37所示的方向盘角度补偿装置。转向助力装置81具有带有由方向盘82操作的转向助力控制阀95的转向装置83，使转向轮(图中未示出)转向的转向液压缸84，和连接转向装置83与转向液压缸84的液压线路85、86。液压线路85、86对应于方向盘82的操作方向，在转动时，其中一条线路成为输送来自液压泵87的液压油的输送油路，另一条线路成为将油返回液压油箱88的回流油路。电磁控制阀96设置在两液压线路85、86的中途。

来自旋转角度传感器92的方向盘旋转角度信号和来自液压缸位置传感器93的液压缸行程信号输入控制器97。控制器97根据对应于方向盘旋转角度信号的方向盘旋转角度θabs求出目标液压缸行程xg。并且，控制器97在依据前述液压缸行程信号求出的实际的液压缸行程x与目标液压缸行程xg的偏差超过容许值时，开启电磁控制阀96。

通过开启电磁控制阀96，液压油的一部分从液压线路85、86中一条输送线油路流入另一条回流油路，返回液压油箱88。并且，方向盘的位置补偿到对应于转向轮转向角的正常位置为止，方向盘82处于空转状态，以实施方向盘82的位置补偿、即偏离补偿。

可是，转向装置(转向范围)具有标准型和低滑动型两种。图38示出相对两种类型的转向范围的方向盘旋转速度的转向范围效率的图表。标准型如线A所示，在方向盘旋转速度的低速区域，由于油泄漏，转向范围效率从100％急剧减小。另一方面，低滑动型如线B所示，在方向盘旋转速度的低速区域，由于外部流入的油泄漏，转向范围效率从100％急剧增大。

在以往装置中，由于使用标准型的转向范围，所以低速旋转方向盘时，转向轮以难转动。并且，为了防止因难转动使操作者操作方向盘的感觉恶化，在方向盘旋转速度低速时，不进行方向盘的位置补偿。例如，用微分电路对旋转角度传感器92的检测值进行微分、生成与方向盘旋转速度成比例的速度信号，当根据该速度信号判断出方向盘旋转速度比设定值要慢时，不进行方向盘的位置补偿。

可是，在使用低滑动型的转向装置时，由于在方向盘旋转速度的低速区域油量的排出比例超过100％，不会招致前述的方向盘操作上的感觉恶化。因而，即使低速操作方向盘时进行补偿，也期望事实上增加方向盘偏离补偿的机会。

然而，在车辆停止状态下操作方向盘时，由于转向轮与路面的摩擦阻力大，转向轮会扭转。在转向轮扭转状态下，因方向盘的位置补偿开启电磁阀时，一旦转向液压缸内的油压低到不能克服转向轮回旋力时，转向轮朝返扭的方向旋转。结果，具有位置补偿的进行相反会扩大方向盘偏离的现象。

图40(a)-图40(e)是说明这种现象的说明图。在图40(a)-图40(e)中，白圈表示当前把手位置，黑圈表示目标把手位置，划剖面线的圆圈表示转向轮不扭转时的目标把手位置。只在方向盘操作至把手82a从当前把手位置以较短路径接近由转向轮转向角确定的目标把手位置的方向时，为使方向盘出现空转状态而开启电磁阀的场合为例加以说明。

首先，如图40(a)所示，在车辆停止状态下，沿箭头方向操作方向盘时，转向轮发生扭转，在从转向轮不扭转时的目标把手位置向左方向只旋转转向轮扭转角度的位置为看到的目标把手位置。当从此状态向转向轮扭转方向(箭头方向)操作方向盘时，由于把手82a的当前把手位置接近目标把手位置的方向时，开启电磁阀。此时，因转向轮的扭转返回速度快，即使在偏离处于容许值内的时刻关闭电磁阀，如图40(b)所示，目标把手位置也会通过当前把手位置而发生偏离。如图40(c)所示，从该状态转动方向盘时，方向盘的操作方向是从把手82a的当前把手位置接近目标把手位置的方向时，开启电磁阀。结果，如图40(d)所示，转向轮朝返回扭转的方向旋转，目标把手位置离开当前把手位置，偏离扩大。如图40(e)所示，从偏离扩大的状态再次转动方向盘时，扩大的偏离保持原样地存在。在使用这种低滑动型的转向装置的结构中，进行补偿反而会产生把手82a的位置偏离扩大的现象。

因而，即使在使用低滑动型的转向装置的场合，方向盘操作速度是低速时，也存在与标准型同样的不得不停止把手位置补偿的问题。

另外，由于车辆旋转行走中，与支承转向轮的转向销连接的连杆的腕的成形角度在左右是不同的，因此在左右转向轮上作用着不同的力矩。为此，在旋转行走中低速操作方向盘时开启电磁阀，此时，在转向液压缸内不能确保有尽量克服作用在转向轮上的左右力矩差的油压，会发生转向轮切入现象。切入现象的原因在于，随着电磁阀的开启，相反，当前把手位置与目标把手位置的偏离也会扩大。“转向轮切入现象”意思为在不操作方向盘的状态下，转向轮的转向角变大的现象。

图39(a)-图39(c)是说明由于这种切入现象，随着电磁阀的开启，反而使把手的位置偏离扩大的现象的说明图。在旋转行走中，通过作用在左右转向轮上的力矩差，如图39(a)中空箭头所示，转向轮上产生切入方向的力。如图39(b)所示，从此状态，沿把手82a的当前把手位置接近目标把手位置的方向(同图箭头方向)低速操作方向盘时，打开电磁阀。此时，一旦转向液压缸内的油压低到不能克服作用在转向轮上的切入力时，如图39(c)所示，转向轮沿切入方向旋转，目标把手位置远离当前把手位置，把手82a的偏离扩大。作用在转向轮上的切入力尽管不是停车时扭转的转向轮的回复力，但由于电磁阀的开启，相反，成为偏离扩大的1个原因。

本发明的第1目的是提供一种转向助力装置中方向盘角度补偿装置，能够减少方向盘的位置补偿所致的无效空转，并且抑制因方向盘的位置补偿使方向盘的操作量无效增大。

本发明的第2目的是提供一种能够实行方向盘的偏离补偿的转向助力装置中方向盘角度补偿装置，在使用低滑动型的液压油供给装置之际，防止因停车时转向轮扭转所进行方向盘偏离补偿反而扩大方向盘偏离的现象，即使方向盘旋转速度低速时，也不会增加偏离补偿机会。

本发明的第3目的是提供一种具有前述效果的转向助力装置中方向盘角度补偿装置的车辆。

发明的公开

为实现前述第1目的，本发明为在具有排出与方向盘的旋转量对应的油量的液压油供给装置和由液压油供给装置排出的液压油所驱动、以驱动转向轮的驱动器的转向助力装置中，具有：用与基准位置的相对角度检测所述方向盘的实际位置的方向盘角度检测机构；检测所述转向轮转向角的转动角度检测机构；根据所述转向角，以所述方向盘的正常位置作为目标位置，由相对基准位置角度求得目标位置的演算机构；将所述驱动器的驱动量的变化比例相对所述方向盘的操作量减少的补偿机构；驱动控制所述补偿机构的控制机构，以便所述方向盘的实际位置与所述目标位置的偏离量处于容许范围内。

在这种结构中，用来自基准位置的相对角度检测方向盘的实际位置的同时，为使该实际位置接近根据转向轮的转向角用相对角度求出的目标位置，进行方向盘的位置补偿，与用来自基准位置的绝对角度进行方向盘的位置补偿的结构相比，减少了方向盘的位置补偿所致的无效空转，能够抑制因位置补偿而方向盘操作量白白增加的现象。

在其它结构中，所述控制机构具有对所述方向盘从所述实际位置至所述目标位置的、成为较短路径的目标方向加以检测的目标方向检测机构，检测所述方向盘的操作方向的操作方向检测机构，和只在所述方向盘的操作方向与所述目标方向一致时驱动所述补偿机构的第1补偿执行机构。

在这种结构中，限于方向盘操作至方向盘从实际位置至目标位置的成为较短路径的目标方向时，进行方向盘的位置补偿。因此，使方向盘错开1转使偏离量减少时，能错开1转补偿，实际上，能用比偏离量少的补偿量进行方向盘的位置补偿，随着方向盘的位置补偿，能够进一步减少空转量。

在其它结构中，所述控制机构具有判断在所述实际位置和所述目标位置的较短路径上的偏离量是否比规定值大的偏离量判断机构，和通过该偏离量判断机构判断出所述偏离量超过规定值时，即使所述方向盘的操作方向处于任一方向也能驱动所述补偿机构的第2补偿执行机构；所述第1补偿执行机构在通过所述偏离量判断机构判断出所述偏离量是在规定值以下、并且所述操作方向与所述目标方向一致时驱动所述补偿机构。

在这种结构中，方向盘的实际位置与目标位置的较短路径上的偏离量超过规定值时，由于不记方向盘的操作方向是向左或右均进行方向盘的位置补偿，所以能够极力回避偏离量的扩大并且能够增加方向盘的位置补偿的机会，进而，方向盘的角度偏离能够抑制得尽量小。

在其它结构中，所述第1补偿执行机构只在所述实际位置距所述目标位置的偏离量在相对角度下为180°以下、方向盘向返回该偏离量的方向操作时执行补偿，只在所述实际位置距所述目标位置的偏离量超过相对角度下的180°、方向盘向将该偏离量错开转1转的方向操作时执行补偿。

在这种结构中，由于方向盘的实际位置距离目标位置的偏离量在180度以下时，将目标方向确定为在返回其偏离的方向超过180度时错开1转的方向，所以能够在实行补偿之际缩小必要的偏离量。

在其它结构中，所述补偿机构是设置在由所述液压油供给装置排出的液压油的一部分供给到所述驱动器前为返回到泄油箱中的油路的中途、通过所述控制机构的指令开启关闭的电磁转换阀。采用这种结构，由控制机构进行的电磁转换阀的开关控制这种简单的控制，能够简单地制成方向盘的空转状态。

在其它结构中，所述目标位置演算机构具有存储图象的存储机构，该图象用于根据所述转向轮的转向角用所述相对角度求出所述方向盘的目标位置。

在这种结构中，由于使用了根据转向轮的转向角用相对角度求出方向盘的目标位置的图象，能够依据转向角用相对角度求出目标位置的处理这样不用计算处理的简单的处理。

在其它结构中，所述方向盘角度检测机构具有在方向盘从所述基准位置旋转1转的整个区域内可检测出方向盘实际位置的旋转检测器。在这种结构中，与使用电位计这样的有非检测区域的检测器的场合相比，能够用很少的方向盘操作就可近早结束补偿。

在其它结构中，所述操作方向检测机构根据所述方向盘角度检测机构在经过规定时间前后将检测出的所述方向盘的实际位置的旧检测值与新检测值比较，求得所述方向盘的操作方向，在所述旧检测值与所述新检测值的偏差大于方向盘物理上不能操作的规定值以上时，作为在所述的规定时间内通过该方向盘角度检测机构的检测区域的边界，将与通过上述两个检测值的比较所导出的操作方向相反的方向确定为所述方向盘的操作方向。在这种结构中，即使进行通过所述方向盘角度检测机构的检测区域的边界的方向盘操作时，也能正确检测出方向盘的操作方向。

在其它结构中，所述方向盘角度检测机构设置成在所述方向盘角度检测机构的检测区域的中央附近检测作为所述转向轮处于直线前进状态时的所述方向盘正常位置的中立位置。

在这种结构中，方向盘角度检测机构有非检测区域时，在补偿执行频率高的中立位置附近能可靠地实施补偿，在方向盘角度检测机构旋转1转的整个区域内可检测方向盘角度时，能够极力回避补偿执行频率高的中立位置附近复杂的处理。

另外，为实现第2目的，所述液压油供给装置是在方向盘旋转速度的低速区域增大其排出比例的低滑动型液压油供给装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：将所述液压油供给装置排出的液压油的一部分返回泄油箱使方向盘成为空转状态的补偿机构；检测出所述方向盘旋转速度是小于规定值的低速的低速转动检测机构；所述转向轮转动时路面摩擦阻力大于规定值的车辆视作停止状态、并检测这一状态的停车状态检测机构；和通过所述低速转动检测机构检测出方向盘旋转速度是低速并且通过所述停车状态检测机构检测出车辆视作停止状态的状态时，禁止所述补偿机构驱动的第1补偿禁止机构。

在这种结构中，由于方向盘低速操作下并且车辆处于视作停止状态的之际不驱动补偿机构，所以，能够防止方向盘偏离补偿中因停车时转向轮轮胎扭转反而扩大方向盘偏离的现象。

在其它结构中，所述低速转动检测机构根据所述转向轮的转向角在规定时间内的变化量间接地检测出方向盘旋转速度是低速。在这种结构中，能将转向角的检测数据用于方向盘的低速操作的检测。

另外，为实现第2目的，在其它结构中，所述液压油供给装置是在方向盘旋转速度的低速区域增大其排出比例的低滑动型液压油供给装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：检测出所述补偿机构驱动时，视作方向盘的实际位置与转向轮的转向角的对应关系的偏离会扩大的转向轮举动的转向轮举动检测机构；检测出方向盘的实际位置与转向轮的转向角的对应关系的偏离，在方向盘向补偿该偏离的方向操作时驱动所述补偿机构，同时在该补偿机构驱动时，所述转向轮举动检测机构检测出转向轮的所述举动时停止该补偿机构驱动的补偿执行停止机构。

在这种结构中，由于在补偿机构驱动时，检测出会扩大偏离的转向轮的举动时，停止补偿机构的驱动，不仅能够防止停车时的转向轮轮胎扭转，还可防止由于旋转行走中转向轮切入现象导致的方向盘偏离补偿时偏离扩大。

在其它结构中，所述补偿执行停止机构只限于向方向盘以较短路径从实际位置接近目标位置的方向操作方向盘时驱动所述补偿机构。在这种结构中，在方向盘错开1转即可使偏离量减少时，进行错开1转的补偿，能够以比实际偏离量要少的补偿量进行方向盘的位置补偿，能够进一步减少随着方向盘的位置补偿而产生的空转量。

在其它结构中，所述转向轮举动检测机构检测出所述转向轮转向与方向盘的操作方向相反方向的第1举动和所述转向轮的转动量大于对应于方向盘的操作量的第2举动中至少第2举动。在这种结构中，能够防止方向盘偏离补偿所致的偏离扩大现象。

在其它结构中，所述转向轮举动检测机构检测出所述第1举动和所述的第2举动两者。在这种结构中，能够防止转向轮的切入现象所致的方向盘操作的感觉恶化现象。

在其它结构中，所述转向轮举动检测机构通过所述目标位置接近实际位置检测出所述第1举动，保持所述偏离扩大地检测出所述第2举动。在这种结构中，能够利用方向盘偏离补偿所用的数据检测转向轮的举动。

在其它结构中，所述方向盘角度补偿装置还具有判断转动角度检测机构检测出的转向轮的转向角是否在边缘附近的限制角以上的转向角判断机构，和通过该转向角判断机构判断出所述转向角处于所述限制角以上时禁止所述补偿机构驱动的第2补偿禁止机构。

在这种结构中，由于转向轮的转向角至边缘前禁止方向盘的位置补偿，所以操作者确实能够通过操作方向盘感知转向轮已到达边缘。

在其它结构中，所述方向盘角度补偿装置还具有：直接或间接地检测出方向盘的操作速度的方向盘操作速度检测机构；所述方向盘操作速度处于设定值以下禁止所述补偿机构驱动的第3补偿禁止机构；判断所述转向轮的转向角是否处于直线前进范围的直线前进判断机构；和所述转向角处于直线前进范围时，即使所述方向盘操作速度在设定值以下，也通过所述补偿机构的驱动、执行方向盘的位置补偿的直线前进区域补偿执行机构。在这种结构中，能够防止在直线前进时，因用于转向轮的转向角微调整的方向盘操作方向盘位置慢慢偏离的现象。

另外，为实现第3目的车辆具有前述转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

附图的简要说明

图1为第1实施例的转向助力装置的模式图。

图2为把手位置的补偿控制说明图。

图3为与图2相同的说明图。

图4为说明方向盘角度的非检测区域的说明图。

图5为示出图象的图表。

图6为示出右转动时图象的图表。

图7为示出把手位置的补偿控制处理前半部分的流程图。

图8为示出把手位置的补偿控制处理后半部分的流程图。

图9为第2实施例的转向助力装置的模式图。

图10为方向盘角度补偿装置的电气部分框图。

图11为构成编码器的圆盘局部的俯视图。

图12为来自编码器的输出信号的时序图。

图13为示出图象的图表。

图14为示出右转动时图象的图表。

图15为把手位置的补偿控制说明图。

图16为与图15相同的说明图。

图17为示出把手位置的补偿控制处理前半部分的流程图。

图18为示出把手位置的补偿控制处理后半部分的流程图。

图19为中断程序的流程图。

图20为第3实施例的把手位置的补偿控制说明图。

图21为与图20相同的说明图。

图22为示出右转动时图象的图表。

图23为示出把手位置的补偿控制处理前半部分的流程图。

图24为示出把手位置的补偿控制处理后半部分的流程图。

图25为示出第4实施例的图象的图表。

图26为说明第4实施例的把手位置补偿的说明图。

图27为示出第4实施例的把手位置的补偿控制处理前半部分的流程图。

图28为示出第4实施例的把手位置的补偿控制处理后半部分的流程图。

图29为说明停车时把手位置补偿的说明图。

图30为示出第5实施例的把手位置的补偿控制处理前半部分的流程图。

图31为示出第5实施例的把手位置的补偿控制处理后半部分的流程图。

图32为说明旋转行走中把手位置补偿的说明图。

图33为与图32相同的说明图。

图34为以往技术中转向装置的模式图。

图35为示出以往技术的图象的图表。

图36为说明以往技术中方向盘角度的方向盘模式图。

图37为其它以往技术中转向装置的模式图。

图38为示出转向范围类型的其它效率特性的图表。

图39为说明旋转行走中方向盘偏离补偿的说明图。

图40为说明停车时方向盘偏离补偿的说明图。

实施发明的最佳形态

(第1实施例)

下面，根据图1-图8说明本发明的第1实施例。

图1示出装在铲车F车辆上的转向助力装置1。由操作者转动的方向盘(转向轮)2上设有改进操作性的把手2a。支承方向盘2的转向轴3与作为液压油供给装置的转向机构(转向范围)4连接。

转向范围4具有阀件5。供给液压泵6泵出的液压油的供给管7和将液压油排到为油箱的泄油箱8中的排出管9与阀件5连接。液压泵6由图中未示出的发动机驱动。连接供给管7和排出管9的管路10上设有减压阀11，以将从液压泵6压送到阀件5的液压油的压力保持在规定的设定压力。

阀件5是由转向轴3直接驱动的，具有将与方向盘2的旋转量成比例的油量供给到作为驱动器的转向液压缸(动力缸)12的功能。阀件5和转向液压缸12由2条液压油路13、14连接。方向盘2向右旋转时，液压油路13作为输送液压泵6泵出的液压油的输送油路，而液压油路14作为将液压油返回泄油箱8的回流油路。在方向盘2向左旋转时，液压油路14作为输送油路，而液压油路13作为回流油路。

转向液压缸12具有固定到车体上的缸体15，配置在其内部可往复移动的活塞16和固定在活塞16两侧并从缸体15处伸出的左右一对活塞杆17a、17b。缸体15由活塞16划分成两个室15a、15b，液压油路13与室15a连通，而液压油路14与室15b连通。

各活塞杆17a、17b的前端通过连杆机构18a、18b与左右转向轮19、19连接。后轮起转向轮19的作用。两转向轮19根据转向液压缸12的动作可以中心销20为中心左右转动(回转)。两液压油路13、14由旁通油路21连接，设有在旁通油路21中间的节流阀23和作为补偿机构的电磁转换阀22。电磁转换阀22一旦打开，要供给转向液压缸12的液压油的一部分就通过旁通油路21返回泄油箱8。结果，通过转向液压缸12相对方向盘2的操作量的动作量的变化比例减少、方向盘2空转(即相对方向盘操作量转向轮19的转动迟)，进行方向盘2的位置补偿。

电磁转换阀22为两位转换阀，在图1所示的切断旁通油路21的切断位置和连通旁通油路21的连通位置这两位置间转换。构成电磁转换阀22的线轴(图中未示出)由弹簧24施力朝向断开位置一侧，螺线管25励磁时配置在连通位置，而螺线管25退磁时配置在切断位置。即，电磁转换阀22在螺线管25励磁时开启，而在螺线管25退磁时关闭。螺线管25与控制器26电连通，使螺线管25根据控制器26发出的控制信号，控制成励磁状态或退磁状态。此外，由于节流阀23对旁通油路21的流量节流，即使电磁转换阀22因故障等成为开启状态，也可以由方向盘操作带动转向轮19转动。

控制器26与作为方向盘角度检测机构的电位计27和作为转动角度检测机构的电位计28电连通。电位计27的输入轴经齿轮比为“1”的齿轮组29与转向轴3连接。从而，通过电位计27，方向盘2的实际角度不考虑从基准状态旋转多少，而是用示出1转范围内的任意角度的方向盘相对角度检测。从电位计27向控制器26输出用方向盘相对角度表示的方向盘2当前角度的方向盘角度信号θ。

电位计28配置于支承右侧转向轮19的中心销20上，通过检测中心销20的转动量，检测转向轮19的转向角。从电位计28向控制器26输出相当于转向轮19转向角的转向角信号R。下面，将转向轮19的转向角仅表示为转向角。

电位计27设定成以方向盘2处于中立位置时的方向盘角度θ作为“0°”，检测把手2a的当前位置。中立位置为转向轮19的转向角处于0°状态时的正常的方向盘位置。通常，在电位计中，在其输入轴1转的旋转区域必有位置不能检测的非检测区域。在本实施例中采用可检测区域例如为300°的电位计。为此，如图4所示，把手2a位于点划线所示的60°范围的非检测区域内时，把手2a的位置不能检测。因此，在本实施例中，将方向盘2处于中立位置时、检测把手2a位置的电位计27的检测值设定成与非检测区域正相反的位置，即检测区域内的中央，在把手2a处于中立位置附近时，能够可靠地进行把手位置的补偿。

控制器26具有中央处理装置(CPU)30，作为存储机构的只读存储器(ROM)31，随机存取的存储器(RAM)32，时钟回路33，计数器34，AD转换回路35、36和励磁退磁驱动回路37。CPU30构成目标位置演算机构和控制机构的同时具有操作方向检测机构、目标方向检测机构、第1补偿实行机构、偏离量判断机构和第2补偿实行机构的功能。ROM31构成目标位置演算机构。励磁退磁驱动回路37构成控制机构。各电位计27、28输出的各信号θ、R通过AD转换回路35、36，作为8位的AD值(0-255)分别输入CPU30。CPU30将各AD值作为方向盘角度θ和转向角R读入。AD值是指将10进位数用2进位数表示的数值。例如，0表示为(00000000)，255表示为(11111111)。

ROM31中存储CPU30所执行的各种程序数据，其中一个是图7和图8的流程图所示的把手位置的补偿控制处理用的程序数据。此外，在该流程图中，步骤S20实现目标位置检测机构的功能，步骤S50-S110实现操作方向检测机构的功能。步骤S120-S140和S180-S200实现目标方向检测机构的功能，步骤S180实现偏离量判断机构的功能。另外，步骤S180-S220实现第1补偿实行机构的功能，步骤S180及S220实现第2补偿实行机构的功能。

ROM31存储图5和图6所示的图象M1，用于根据转向角R由方向盘相对角度算出作为正常的方向盘角度的方向盘目标角度θg。但是，图6仅仅示出向右转动时的转向角R。图5，图6所示的图象M1中，设定成转向角R的AD值＝128对应于“转向角0°”，向右转动时的转向角为“正”值，向左转动时的转向角为“负”值。另外，目标方向盘角度θ g的AD值＝128对应于目标方向盘角度θ g的“0°”，用电位计27检测区域的“-150°～150°”的范围设定目标线L。该目标线L是转向范围效率(实际流出量/理论流出量)为100％时的理想控制线。相当于转向角R中非检测区域部分中，目标方向盘角度θg设定成-150°，即AD值＝0。此外，由于用电位计28只检测出可检测区域的转向角R，所以转向角R能在全部的转动角度范围检测。

RAM32暂时存储CPU30的演算结果等。另外，CPU30根据时钟回路33发出的时钟信号，每间隔规定时间to(例如数10毫秒)，就进行图7和图8所示的把手位置的补偿控制处理。CPU30每当进行该处理时，就在计数器34中设置方向盘角度θ。计数器34保存规定转数后方向盘角度θ的数据。此外，CPU30将对螺线管25励磁或退磁的控制信号输入励磁退磁驱动回路37。

在把手位置的补偿控制处理中，CPU30算出方向盘角度θ与根据转向角R求得的目标方向盘角度θg的偏差Δθ，该偏差Δθ未达到容许值(例如约5°)时，进行把手位置的补偿。把手位置的补偿仅仅在如下时刻进行，即，图2所示的当前把手位置和目标位置的偏离量在规定值A°以下时，也就是约5°≤Δθ≤A°或者Δθ≥(360-A)°时，方向盘2的操作方向与当前把手位置通过并接近较短路径至目标把手位置的方向一致时进行。下面，将当前把手位置通过并接近较短路径至目标把手位置的方向称为目标方向。另外，当前把手位置与目标把手位置的偏离量超过规定值A°时，即A°＜Δθ＜(360-A)°时，即使方向盘2朝左右任一方向操作情况下，通常也能正常进行把手位置的补偿。

另外，规定值A°为即使在方向盘2向与目标方向相反的方向操作时进行补偿，偏离量成为规定值A°以上时，期望偏离量扩大不如缩小而设定的临界值。期望有一定效果的规定值A°的范围为40°～180°，较好的范围是60°～160°，最适用的范围为80°～120°。规定值A°不足60°时，偏离量会扩大，规定值A°超过160°时，难以增大补偿频率。规定值A°在80°～120°的范围内，避免偏离量扩大的同时能有效地增加补偿频率。

下面，说明转向助力装置1的作用。

铲车F运行时，操作者握持把手2a操作方向盘2。随着方向盘2的操作，转向轴3转动时，油量对应于方向盘2操作量的液压油通过阀件5供给转向液压缸12，转向轮19转动至对应于方向盘2的操作位置的转向角。起因于方向盘2的操作速度滞后的转向范围效率的降低和由转向液压缸12中油泄漏等原因，转向轮19即使朝向直线前进方向(转向角“0°”)，把手2a的位置也会偏离中立位置。为了将这种偏离抑制在容许范围内，操作者能够以把手2a的位置作为判断转向轮19转向角的标准，实施把手位置的补偿控制，将把手2a的位置补偿到对应于转向角的正常位置上。

下面，根据图7、8所示的流程图说明CPU30进行的把手位置的补偿控制。此外，在初期状态，电磁转换阀22位于断开位置。

在铲车F的发动机启动期间，通过电位计27用方向盘相对角度检测出的方向盘角度信号θ经AD转换回路35输入CPU30中，同时，由电位计28检测出的转向轮19的转向角信号R经AD转换回路36也输入CPU中。

首先，CPU30在步骤10中读入方向盘角度θ和转向角R。接着，在步骤20中，CPU30使用图5和图6所示的图象M1，由转向角R求出目标方向盘角度θg。

其次，在步骤30中，CPU30判断目标方向盘角度θg的值是否在检测外，即判断是否为非检测区域的值。此时，判断θg值是否为检测外的“-150°”。如果不是θg＝-150°，CPU30进入下面的步骤40，判断方向盘角度θ是否是检测外。此时，判断方向盘角度θ的AD值是否为“0”。

在步骤30和步骤40的判断处理中满足检测外的条件时，CPU30进入步骤210，执行阀关闭指令。通过执行阀关闭指令，使电磁转换阀22的螺线管25退磁的退磁信号输入励磁退磁驱动回路37中。因此，方向盘角度θ和目标方向盘角度θg中任一方处于检测外时，电磁转换阀22配置于断开位置，不进行把手位置的补偿。CPU30在各步骤30和步骤40中，方向盘角度θ和目标方向盘角度θg如果不是共同在检测外，则进入步骤50。

在步骤50中，CPU30从计数器34读出规定时间n·to前的方向盘角度θ的数据(以下记为θ1)。to表示为该把手位置的补偿控制处理的执行时间间隔，该值例如为数10毫秒。n为自然数。接着，CPU30在步骤60中，比较当前的方向盘角度θ与规定时间n·to前的方向盘角度θ1的大小。当θ＝θ1时，CPU进入步骤70，进行方向盘操作停止判定，其要点存储在RAM32的规定存储区域。而在θ＜θ1时进入步骤80，在θ＞θ1时进入步骤90。在步骤80、90中，判断是否共同满足|θ-θ1|≥θB。此外，θB为设定值，该值是超过规定时间n·to内操作者能操作方向盘2的临界量。

在此，规定时间n·to中的方向盘角度θ的变化若在检测区域内，如θ＞θ1成立，能够得出方向盘2的操作方向为“向右方向”，如θ＜θ1成立，则为“向左方向”。下面，将操作方向记为转动方向。然而，由规定时间n·to前的方向盘角度θ1至当前的方向盘角度θ途中通过了方向盘角度θ的非检测区域时，θ＞θ1成立时，方向盘2的转动方向为“向左方向”，θ＜θ1成立时，为“向右方向”。即，θ、θ1值的大小关系与转动方向的关系是相反的。为此，方向盘2的操作量(＝|θ-θ1|)为θB(例如50°)以上时，进行通过方向盘角度θ的非检测区域的方向盘操作，以决定方向盘2的转动方向。

于是，CPU30在θ＜θ1成立后的步骤80中，如果|θ-θ1|≥θB不成立，则在步骤100中将转动方向判定为“向左方向”，如果|θ-θ1|≥θB成立，则在步骤110中将转动方向判定为“向右方向”。另外，CPU30在θ＞θ1成立后的步骤90中，如果|θ-θ1|≥θB不成立，则在步骤110中将转动方向判定为“向右方向”，如果|θ-θ1|≥θB成立，则在步骤100中将转动方向判定为“向左方向”。各步骤100、110中转动方向的判定结果保存在RAM32的规定的存储区域。

接着，CPU30在步骤120中进行当前的方向盘角度θ与目标方向盘角度θ g的大小比较。θ＜θg成立时，CPU30在步骤130中将目标方向判定为“向右方向”，θ＞θg成立时，在步骤140中将目标方向判定为“向左方向”。该目标方向为根据方向盘角度θ和目标方向盘角度θg的大小关系求出的假想的目标方向，并不必须与前述的、通过较短路径的方向的目标方向相一致，其中，较短路径是从前述的当前把手位置至目标把手位置的路径。总之，与后述的偏差Δθ＝|θ-θg|的值相对应，在Δθ≤A°时，与目标方向相一致，但在Δθ≥(360-A)°时，与目标方向不一致。

之后，CPU30在步骤150中算出当前方向盘角度θ与目标方向盘角度θg的偏差Δθ＝|θ-θg|。在至此的各处理中，求出方向盘2的转动方向、假想的目标方向和偏差Δθ的各数据。并且，CPU30在接着的步骤160以后的处理中，用前述各数据进行使电磁转换阀22的螺线管25励磁和退磁任一种的判定处理。

首先，CPU30在步骤160中判断是否在方向盘操作停止状态。即，CPU30调查RAM32的规定存储区域的存储内容，在先前的步骤70中判断作为方向盘操作停止状态的主要的判定结果是否出来。如处于方向盘操作停止状态，CPU30进入步骤210，进行使电磁转换阀22的螺线管25退磁的阀关闭指令。就是说，在不操作方向盘2时，即使开启电磁转换阀22，由于方向盘2自身不可能空转，所以在停止方向盘2操作时也能断开电磁转换阀22。另外，如果不是方向盘操作停止状态，CPU30进入随后的步骤170。

CPU30在步骤170中判断偏差Δθ是否不到容许值5°。如果Δθ＜5°成立，则CPU30在步骤210中进行阀关闭指令，如果Δθ＜5°不成立，则进入步骤180。

在步骤180中，CPU30判断偏差Δθ的值，判断当前把手位置与目标把手位置的偏离量是否在规定值A°以下或者超过规定值A°。Δθ≤A°成立时，CPU30进入步骤190，判断转动方向与目标方向是否一致，转动方向＝目标方向成立时，在步骤220中进行阀开启指令。转动方向＝目标方向不成立时，CPU30在步骤210中进行阀关闭指令。因而，把手2a位于图2实线所示的位置上时，如图2和图6所示的将方向盘操作至把手2a接近目标位置的a1方向、即目标方向时的执行把手位置的补偿。另外，在将方向盘2操作至把手2a离开目标位置的x1方向时，不执行把手位置的补偿。此外，把手2a处于图2中点划线所示位置上时，如图2和图6所示，把方向盘操作至把手2a接近目标位置的a2方向、即目标方向上时，执行把手位置的补偿。而在方向盘2操作至把手2a离开目标位置的x2方向时，不执行把手位置的补偿。

在步骤180中，Δθ≥(360-A)°成立时，CPU30在步骤200中，一旦判断出转动方向＝目标方向不成立时，在步骤220中进行阀开启指令。CPU30在步骤200中判断出转动方向＝目标方向时，在步骤210中进行阀关闭指令。例如，事实上偏离量即使在A°以内，当前把手位置与目标把手位置对置地夹持着60°的非检测区域时，也能根据如图4设定的方向盘角度θ的检测值获得偏差Δθ为(360-A)°以上的数值。此时，因比较方向盘角度θ与目标方向盘角度θg的大小所获得的(假想的)目标方向成为(360-A)°以上的较长的路径。为此，仅仅在Δθ≥(360-A)°成立，而转动方向＝目标方向不成立时执行了把手位置的补偿。结果，当前把手位置与目标把手位置的偏离量在A°以下、执行了把手位置的补偿时，进行通过必要的较短路径的补偿，始终缩小该偏离量。

在此，即使图2和图3所示的状态实际上也是当前把手位置相对目标把手位置、方向盘2转1转或2转以上、方向盘角度θ或滞后或超前的状态，实际补偿的偏离量仅仅是在方向盘相对角度上的偏离量。因此，与用方向盘绝对角度管理方向盘角度的以往技术不同，即使初看当前把手位置和目标把手位置的偏离量很小，也不会进行360°以上的方向盘空转补偿，或者不进行根据方向盘绝对角度而通过较长路径的补偿。结果，消除了方向盘2无效空转的现象。

另外，在步骤180中，A°＜Δθ＜(360-A)°成立时，CPU30在步骤220中进行阀开启指令。即，如图3所示，当前把手位置与目标把手位置的偏离量超过A°时，即使方向盘2的转动方向朝左右任一方向，也能正常地进行把手位置的补偿。例如，把手2a处于图3所示位置时，方向盘2或朝b方向(向左方向)操作，或朝c方向(向右方向)操作，同时进行把手位置的补偿。

然后，如图6的图表中的b箭头或c箭头所示，把手2a从当前位置向目标位置接近。此时，将方向盘2操作至图3所示的c方向时，由于方向盘2的操作量，偏离量相反也会扩大。但是，偏离量超过A°的区域中把手位置的补偿中期望偏离量不扩大而缩小。因而，把手位置补偿所实施的机会事实上增加了，能极力避免超过A°的偏离量的原样放置。此外，方向盘角度θ或转向角R处于检测外(非检测区域)时，中断把手位置的补偿。但是，只在通过非检测区域时暂时中断补偿，如方向盘角度通过非检测区域则再次开始补偿，因而没有什么问题。

本实施例具有如下效果。

(1)由于用方向盘角度的相对角度对方向盘2的把手位置进行补偿，方向盘2的偏离量在绝对角度为360°以上时，为了将把手2a返回到正常的位置，能够将必要的补偿量用比实际的偏离量少360度的补偿量实现。例如，在存在360°或720°的偏离量情况下，在本实施例中，操作者看到方向盘位置一看就合适时，就不进行补偿。因而，不会进行无效的把手位置的补偿，方向盘2不会进行无用的空转。

(2)是将当前把手位置至目标把手位置的较短路径所在方向作为目标方向，仅仅在方向盘2的操作方向与该目标方向一致时进行把手位置的补偿的。因而，即使实际上偏离的角度为300°，用60°左右的补偿量就可以了。另外，即使实际的偏离量不足360°时，因把手位置的补偿，能够相对减少方向盘2的空转量。因此，除了(1)的效果，还能防止操作者过多无效地操作方向盘。

(3)当前把手位置与目标把手位置的较短路径中的偏离量超过规定值A°时，方向盘2的操作方向即使朝向左右任一方，也能正常地进行把手位置补偿，偏离量在规定值A°以下时，只限于方向盘2的操作方向与目标方向一致时，进行把手位置的补偿。因而，方向盘2的偏离量超过规定值A°程度大时，也能将把手2a的位置偏离抑制得非常小。

(4)由于使用存储在ROM31中的图象M1，根据转向角R，由方向盘相对角度求出目标位置(目标方向盘角度θg)，所以不用进行算出目标方向盘角度θg的多余的计算处理就能简单地求出目标位置。

(5)将检测把手2a处于中立位置的电位计27中的检测位置设定在成为与非检测区域正相反的检测区域的中央。因而，将方向盘2操作至中立位置(直线前进位置)附近时，如有必要，能不受非检测区域妨碍地进行把手位置的补偿，在方向盘返回到中立位置时，确实提高了正确配置在中立位置附近的概率。

(6)通过由表示方向盘2的操作量的方向盘角度θ1、θ的偏差|θ-θ1|是否在物理上比方向盘操作不可能达到的规定值θB大来判定转动方向。因而，即使通过电位计27的非检测区域方式操作方向盘2，也能正确检测出方向盘2的转动方向。

(7)由于转向轴3的旋转不是采用以往技术所述的有蜗轮等的减速齿轮、而是通过齿轮比“1”的齿轮组29输入到电位计27的输入轴，所以提高了方向盘角度θ的检测精度。

(第2实施例)

下面根据图9-图19说明本发明的第2实施例。

图9示出本实施例中的转向助力装置1。在本实施例中，作为检测方向盘角度的检测器用旋转编码器代替电位计。另外，把手位置的补偿控制内容与第1实施例有一部分不同。与第1实施例相同的结构标以相同的符号，在此省略对其说明，仅仅对不同的结构和控制内容加以详细地说明。

控制器26与旋转编码器38和电位计28电连接。旋转编码器38构成方向盘角度检测机构和转动方向检测机构，同时还作为旋转检测器。旋转编码器38具有可一体旋转地设置在转向轴3上的圆盘39和检测圆盘39上形成的缝隙39a、39b的传感器40。传感器40具有检测缝隙39a、39b用的三组光电耦合器，其检测信号输入控制器26。

如图9和图11所示，在圆盘39的圆周方向等间隔地设置40个缝隙39a，而在其周缘部的1处形成位置补偿用的缝隙39b(只在图11中示出)。传感器40内藏有第1晶体三极管41，第2晶体三极管42和补偿用晶体三极管43(每个均在图10示出)。各晶体三极管41-43由光电晶体三极管构成，以组成前述的光电耦合器。

第1晶体三极管41和第2晶体三极管42一同检测穿过缝隙39a的光。两晶体三极管41、42将方向盘2每1转中反复进行40次接通、断开的检测信号SS1、SS2作为图12所示的数字信号输出。来自各晶体三极管41、42的输出信号SS1、SS2如图12所示错开90°相位输出。因而，通过检测两信号SS1、SS2的边缘，将方向盘2每转分成160的分辨率就可检测方向盘角度。

补偿用晶体三极管43检测穿过位置补偿用缝隙39b的光。方向盘2处于中立位置时，补偿用晶体三极管43检测穿过缝隙39b的光，将成为接通的检测信号SSC作为图12所示的数字信号输出。来自补偿用晶体三极管43的输出信号SSC用于校正后述的转动计数器54(参照图10)的计数值C，其中，转动计数器54用于计算信号SS1、SS2的边缘。

将发动机的转动传递给驱动轮(图中未示出)的前差速环形齿轮44附近设有车速传感器45。从车速传感器45输出的、频率与车速成比例的车速信号v输入控制器26。

如图10所示，控制器26具有微机46，构成方向盘角度检测机构的边缘检测回路47，AD转换回路48、49和构成控制机构的励磁退磁驱动回路50等。微机46具有中央处理装置(CPU)51，作为存储机构的只读存储器(ROM)52，随机存取存储器(RAM)53，转动计数器54，控制周期计数器55，时钟回路56，输入接口57和输出接口58。CPU51构成目标位置演算机构、控制机构和操作方向检测机构，同时具有偏离量判断机构、目标方向检测机构、第1补偿执行机构和第2补偿执行机构的功能。ROM52构成目标位置演算机构。转动计数器54构成方向盘角度检测机构。

CPU51根据存储在ROM52中的各种程序数据执行各种演算处理，将该演算结果等存储在RAM53中。在ROM52中存储图17-图19流程图所示的把手位置的补偿控制处理的程序数据。在这些流程图中，步骤S330完成目标位置演算机构的功能，S340完成目标方向检测机构的功能，S350完成方向盘操作速度检测机构的功能，S390完成转向角判断机构的功能，S400和S460完成第3补偿禁止机构的功能。S410完成直线前进判断机构的功能，S430完成偏离量判断机构的功能，S440和S450完成第1补偿执行机构和直线前进补偿执行机构的功能。另外，S460完成第2补偿禁止机构的功能，S510-S590完成操作方向检测机构的功能，S610和S620完成方向盘操作停止判定机构的功能。

如图10所示，来自第1晶体三极管41、第2晶体三极管42和补偿用晶体三极管43的各检测信号SS1、SS2、SSC通过输入接口57输入到CPU51，同时也输入到边缘检测回路47。由于边缘检测回路47检测各检测信号SS1、SS2、SSC的上升沿和下降沿，一旦检测出边缘，就输出边缘信号SE1、SE2和SEC。因而，CPU51在方向盘2每旋转1/160转、即2.25°时，就相互交叉地输入边缘信号SE1、SE2。

转动计数器54计算方向盘2的方向盘角度θ。CPU51每次输入边缘信号SE1、SE2时，就是说，方向盘2每旋转1/160转时，转动计数器54的计数值C就变更为“1”。因而，转动计数器54中计算方向盘角度θ为“0～159”的计数值C，其中，方向盘角度θ是与方向盘相对角度所表示的把手2a位置相对应的角度。转动计数器54将把手2a配置在中立位置时的计数值C设定为“80”。每当输入边缘信号SEC，转动计数器54的计数值C就被补偿使把手2a的中立位置成为“80”。

CPU51根据时钟回路56来的时钟信号，以间隔规定时间to(例如10毫秒)执行图17、图18所示的把手位置的补偿控制处理。但是，CPU51在输入边缘信号SE1、SE2时，优先执行图19所示的中断程序，输入边缘信号SEC时，用中断处理进行转动计数器54的计数值C的校正。

控制周期计数器55是对把手位置的补偿控制处理的执行次数加以计数，每当转动计数器54的计数值C变更，即，每当方向盘2转动1/160转就清除。控制周期计数器55的计数值C1用于判断是否停止方向盘的操作。

图19所示的中断程序用于求得方向盘2的旋转方向(以下称作转动方向)，转动计数器54的计数处理、控制周期计数器55的清除处理和方向盘操作停止判定也在该程序中进行。方向盘2的转动方向是通过使用各信号SS1、SS2、SE1和SE2求出，依据检测出的边缘信号SE1、SE2的上升和下降的种类和不是该边缘信号的输出元素一方的晶体三极管的输出值判定转动方向。即，如图12所示的信号SS1的边缘为“上升”时，若信号SS2为H值则成为“向右转动”，若为L值则成为“向左转动”。信号SS1的边缘为“下降”时，输出值和转动方向的关系与上升时相反。另外，信号SS2的边缘为“上升”时，若信号SS1为L值则成为“向右转动”，若为H值则为“向左转动”。信号SS2的边缘为“下降”时，输出值和转动方向的关系与上升时相反。

来自电位计28的转向角信号R通过AD转换回路48，作为8位的AD值(0-255)输入到CPU51，CPU51将输入的AD值作为转向角R读入。来自电位计28的输入值将AD值＝“128”与转向角R＝“0°”相对应。CPU51将AD值＜128，即转向角R的值为“负”时，认定为向左转动，AD值＞128，即转向角R的值为“正”时，认定为向右转动。

来自车速传感器45的车速信号v通过AD转换回路49输入CPU51。该信号是具有与车速成比例的频率的脉冲信号，CPU51计算相当于脉冲信号的单位时间的脉冲数，得到对应于车速的8位的AD值(0-255)。另外，对螺线管25励磁退磁的控制信号由CPU51通过输出接口58输入到励磁退磁驱动回路50。

ROM52中存储图13和图14所示的图象M2。但是，图14只示出转向角R向右转动时的状态。图象M2根据转向角R求得目标方向盘角度θg，该目标方向盘角度成为对把手2a进行位置补偿的目标位置。将转向角R和目标方向盘角度θg相关联的控制目标线L是将转向范围效率100％为前提的控制理想线。控制目标线L在把手2a处于中立位置时设定成方向盘角度θ＝0°，检测出方向盘角度θ为“-180°～180°”的范围值。在本实施例中，由于方向盘角度θ是从转动计数器54的计数值C看到的，目标方向盘角度θ g的“-180°～180°”被设定对应于目标转动计数值Cg的“0～159”。

在把手位置的补偿控制处理中，CPU51算出方向盘角度θ与根据转向角R求出的目标方向盘角度θ g的偏离量δ，执行把手位置的补偿使该偏离量δ在容许值δo以下。在此该偏离量δ表示为当前把手位置与目标把手位置的较短路径中的偏离量。于是，把手2a的实际偏离量Δθs超过180°时，偏离量δ用“360°-Δθs”表示。正如后述，偏离量δ用方向盘角度θ和目标方向盘角度θg的数据算出。

把手位置的补偿如图15、图16所示，偏离量δ是否在规定值A°以下，补偿执行的条件是不同的。偏离量δ在A°以下时，即实际的偏离量Δθs为Δθs≤A°或Δθs≥(360-A)°时，限于方向盘2的转动方向与通过并接近当前把手位置至目标把手位置的较短路径的方向相一致时执行把手位置的补偿。另外，偏离量δ超过规定值A°时，即，实际的偏离量Δθs为A°＜Δθs＜(360-A)°时，通常与方向盘2的转动方向无关地进行把手位置的补偿。

在此，规定值A°为偏离量δ在规定值以上时，即使方向盘2向与目标方向相反的方向操作时进行补偿，期望偏离量扩大不如缩小的概率高而设定的临界值。规定值A°的范围与前述实施例相同。

由转向液压缸12左右的行程LE、RE，在全部转动范围的约10％的面前位置设定限制角RK、LK。而且，有转向轮19的转向角R的绝对值|R|的规定角度以上，即转向角R满足下面条件的禁止补偿区域中禁止对把手位置进行补偿。RK≤R≤RE或LE≤R≤LK。

在本实施例中，通过转向角当前的检测值R与规定时间前的检测值R1的偏差ΔR(＝|R-R1|)，判断方向盘操作速度VH。转向角的偏差ΔR未达到相当于规定的操作速度VHL(例如＝0.3rps)的设定值(判定值)ΔRS时，原则上禁止把手位置的补偿，其中，规定的操作速度VHL是判断方向盘操作速度VH为低速的标志。但是，车速超过“5km/h”时，转向角R处于直线前进范围例如方向盘角度换算中处于以中立位置为基准的±110°范围时，作为例外，不禁止把手位置的补偿。

由于电磁转换阀22的开关状态不同，方向盘2的操作速度与转向轮19的转动速度关系是不同的。因而，方向盘操作速度VH作为从偏差ΔR判断其是否未达到规定的操作速度VHL(例如0.3rps)的设定值，在把手位置的补偿进行时和不进行时，设定不同判定值r1、r2。但是，r1＞r2。各判定值r1、r2是与转向角速度相当的数值，转向角速度是分别考虑方向盘操作速度VH＝VHL中的转向范围效率和返回泄油箱8的油量的比例而设定的。

下面，根据图17-图19所示的流程图说明CPU51进行的把手位置的补偿控制。此外，在初期状态，电磁转换阀22配置于断开位置。

启动铲车F的发动机，CPU51输入来自各晶体三极管41、42和43的检测信号SS1、SS2、SSC，来自边缘检测回路47的边缘信号SE1、SE2、SEC、来自电位计28的转向角信号R和来自车速传感器45的车速信号v。

CPU51在每个规定时间to(例如10毫秒)内执行图17、图18所示的把手位置的补偿控制处理，把手2a从对应于转向轮19的转向角R的正常位置，一旦超过容许值δo而偏离时，要对其偏离加以补偿。CPU51在把手位置的补偿控制处理的执行中，一旦输入边缘信号SE1、SE2，优先执行图19所示的中断程序。而且，在执行把手位置的补偿时，执行作为必要数据的转动计数器54的计算处理，判定方向盘2的转动方向的演算处理，方向盘操作停止判定处理和控制周期计数器55的清除处理。此外，在图17、图18所示的把手位置的补偿控制处理的执行开始时的步骤310中进行增大控制周期计数器55的计数值C的计算处理，控制周期计数器55的计数值C1在每个控制周期to要加“1”。

首先，说明图19所示的中断程序。CPU51一旦输入边缘信号SE1、SE2，优先执行中断程序。

CPU51在步骤510中判断输入的边缘信号的输出元素是第1晶体三极管41和第2晶体三极管42中哪一个。若输出元素是第1晶体三极管41则进入步骤520，若是第2晶体三极管42则进入步骤530。CPU51在步骤520中判断检测出的边缘是否是上升边缘。该判断能通过看见在按边缘信号的输出元素准备的边缘标志得以判断。在边缘标志中，直到前次的中断程序中，此时检测出的边缘信号的输出元素的信号值为“H值”时，设定为“0”，示出下次的检测边缘是“下降”。另外，此时检测出的边缘信号的输出元素的信号值为“L值”时，设定为“1”，示出下次检测信号为“上升”。CPU51在这次程序中，如看到的对应于检测出的边缘信号的输出元素的边缘标志为“0”，则判断出此次检测出的边缘为“下降边缘”，如为“1”，则此次检测出的边缘为“上升边缘”。CPU51如判断出上升边缘，则进入步骤540，如判断出下降边缘，则进入步骤550。

CPU51在步骤540、550中共同判断第2晶体三极管42的输出值是H值还是L值。如图12所示，第1晶体三极管41的输出信号SS1的边缘是“上升边缘”时，在步骤540中，如第2晶体三极管42的输出信号SS2为H值，则CPU51在步骤580中判定转动方向为“向右方向”。在步骤540中，第2晶体三极管42的输出信号SS2如为L值，则CPU51在步骤590中判定转动方向为“向左方向”。另外，第1晶体三极管41的输出信号SS1的边缘是“下降边缘”时，在步骤550中，第2晶体三极管42的输出信号SS2如为L值，则CPU51在步骤580中判定转动方向为“向右方向”。在步骤550中，第2晶体三极管42的输出信号SS2如为H值，则CPU51在步骤590中判定转动方向为“向左方向”。

另外，在步骤510中，所检测出的边缘信号的输出元素是第2晶体三极管42时，CPU51根据S530、S560、S570的判断，由边缘的种类与不是边缘信号的输出元素的第1晶体三极管41的输出值的关系，用同样的方法，在步骤580、590中判定方向盘2的转动方向。该转动方向的判定结果被设置成转动方向标志，在转动方向标志中，将转动方向为向左方向设置成“0”，将向右方向设置成“1”。

在步骤600中，转动计数器54根据转动方向的判定结果进行计数处理。即，转动方向为“向右方向”时，增大计数值C，转动方向为“向左方向”时，减小计数值C。但是，增大前的计数值C为“159”时，将计数值C作为“0”，减小前的计数值C为“0”时，将计数值C作为“159”。这样，在转动计数器54中，计算与方向盘角度θ相对应的计数值C，其中，方向盘角度θ是用方向盘相对角度表示的。

在步骤610中，CPU51判断控制周期计数器55的计数值C1是否在可将方向盘操作视为停止的设定值Co以上。控制周期计数器55的计数值C1每当执行中断程序时，即方向盘2旋转1/160转(2.25°)时就被清除，而在把手位置的补偿控制处理的每个执行周期to(例如10毫秒)就增大。因而，控制周期计数器55的计数值C1表示相当于方向盘2旋转至1/160转的经过时间的数值，若计数值C1为设定值Co以上，则可将方向盘操作视为停止。

控制周期计数器55的计数值C1如果是设定值Co以上的数值，CPU51在步骤620中下达“方向盘操作停止判定”，将转动停止判定标志设置成“1”后，进入步骤630。若计数值C1为小于设定值Co，则CPU进入步骤630。并且，CPU51在步骤630中控制周期计数器55归零。

因而，在把手位置的补偿控制处理的执行期间，通过看到转动计数器54的计数值可知当前的方向盘角度θ，通过看到转动方向标志可知当前的方向盘转动方向。另外，通过看到转动停止判定标志可知方向盘操作是否是停止状态。

下面，对图17、图18的流程图所示的把手位置的补偿控制处理加以说明。首先，CPU51在步骤310中增加控制周期计数器55，在接着的步骤320中读入方向盘角度θ和转向角R、R1。作为方向盘角度θ，读出转动计数器54的计数值C。转向角R1是规定时间n·to前检测出的转向角数据，读出存储在RAM53的规定区域中的数据。另外，当前的转向角R由于在规定时间n·to后的处理中作为转向角R1使用，而存储在RAM53的规定区域。

接着，CPU51在步骤330中，用图13和图14所示的图象M2，根据转向角R算出目标方向盘角度θg。该目标方向盘角度θg是作为对应于转动计数器54的计数值C的目标转动计数值Cg而求出的。

之后，CPU51在步骤340中演算执行把手偏离补偿的目标方向。即，判断从当前把手位置至目标把手位置的左右哪一方向成为较短的路径。CPU51算出当前转动计数器54的计数值C与目标转动计数值Cg的偏差ΔC＝|C-Cg|。并且，CPU51在偏差ΔC在“80”以下时，即用方向盘角度换算、偏差|θ-θg|≤180°时，在C＜Cg成立时，判定目标方向为“向右方向”，C＞Cg成立时，判定目标方向为“向左方向”。而在偏差ΔC超过“80”时，即用方向盘角度换算、偏差|θ-θg|＞180°时，在C＜Cg成立时，判定目标方向为“向左方向”，C＞Cg成立时，判定目标方向为“向右方向”。该目标方向的判定结果设置于目标方向标志中，目标方向为“向左方向”时设置为“0”，“向右方向”时设置为“1”。

CPU51在步骤350中算出转向角的偏差ΔR＝|R-R1|，在步骤360中算出当前把手位置与目标把手位置的偏离量δ。CPU51用方向盘角度换算的偏差Δθ＝|θ-θg|为180°以下时，δ＝Δθ，偏差Δθ超过180°时，δ＝(360°-Δθ)。这样，求出在当前把手位置与目标把手位置的较短路径中的偏离量δ。该偏离量δ处理时用计数值C、Cg算出。接着CPU51在步骤370中判断方向盘操作是否停止。即，看转动停止判定标志，检查是否设置为“1”，如设置为“1”，则判断为方向盘操作停止。如转动停止判定标志为“1”，则CPU51进入步骤460，执行阀关闭指令。因而，在方向盘操作停止期间，不执行把手位置的补偿。

在步骤370若方向盘操作未停止，CPU51进入步骤380，判断偏离量δ是否在容许值δo以下。CPU51在偏离量δ是在容许值δo以下时转到步骤460，执行阀关闭指令。因而，偏离量δ在容许值δo以下时，不执行把手位置的补偿。偏离量δ超过容许值δo时，CPU51进入步骤390。

在步骤390中，CPU51判断转向角R是否在补偿禁止区域内。即，判断转向角R是否满足补偿禁止区域的条件LE≤R≤LK或者RK≤R≤RE。转向角R处于补偿禁止区域内，即转向轮19转动至成为限制角LK以下或限制角RK以上的转向角R的端附近时刻，CPU51进入步骤460，执行阀关闭指令。由于在转向轮19位于端附近时把手位置的补偿停止，所以在转动方向盘2至转向轮19到达端时，即使把手2a位置有偏离，方向盘2也不会空转。结果，操作者根据传递到方向盘2上的阻力，能够确实认知转向轮19到达端。另外，若转向角R不在补偿禁止区域内，则CPU51进入步骤400。

在步骤400中，判断转向角的偏差ΔR是否小于设定值(判定值)。退磁信号输出时，阀标志设定为“0”，励磁信号输出时，阀标志设定为“1”。CPU51在阀标志为“0”时，用把手位置的补偿的不执行中的判定值ΔRs＝r1判断ΔR＜rl是否成立，在阀标志为“1”时，用把手位置的补偿执行中的判定值ΔRs＝r2，判断ΔR＜r2是否成立。若判断出转向角的偏差ΔR在设定值ΔRs以上，则CPU51转至步骤430，若判断出转向角的偏差ΔR小于设定值ΔRs，则进入步骤410。

CPU51在步骤410中判断转向角R是否在直线前进范围内。若CPU51判断出转向角R不在直线前进范围内，例如用方向盘角度换算、方向盘角度θ不满足-110°≤θ≤110°，则进入步骤460，执行阀关闭指令。另外，若判断出转向角R处于直线前进范围内，则CPU51进入步骤420。

CPU51在步骤420中判断车速是否在“5km/h”以下。即，采用对来自车速传感器45的车速信号v进行数字转换并输入的脉冲信号的频率数求出的车速数据判断车速是否在“5km/h”以下。若车速超过“5km/h”，则CPU51进入步骤430。若车速在“5km/h”以下，则CPU51进入步骤460，执行阀关闭指令。

这样，在转向角的偏差ΔR小于设定值ΔRs和延迟时，除了满足车速超过“5km/h”并且转向角R处于直线前进范围内这两个条件的部分例外，原则上中止把手位置的补偿。因而，方向盘操作速度慢并且转向范围效率下降的状态下，由于不开启电磁转换阀22，尽管操作方向盘2，但转向轮19的转向角几乎不变化，不会招致方向盘操作上触觉不佳。

CPU51在步骤430中判断偏离量δ是否在规定值A°以下。若偏离量δ超过规定值A°，则CPU51进入步骤450，执行对电磁转换阀22的螺线管25输出励磁信号的阀开启指令。因而，如图16所示，在当前把手位置与目标把手位置的偏离量δ超过规定值A°时，不论方向盘2的转动方向是向左方向(箭头b方向)或是向右方向(箭头c方向)，都执行把手位置的补偿。并且，把手2a如图14的图表中箭头b或箭头c所示，从当前把手位置接近目标把手位置。

方向盘2朝c方向操作时，是通过较长路径的补偿。但是，由于原有的偏离量δ超过A°较大，在很多场合下偏离量δ与其扩大不如缩小。因而，把手位置补偿实施的机会事实上增加了，极力避免超过A°的偏离量照原样放置。

另外，δ≤A°成立时，CPU51进入步骤440，判断转动方向与目标方向是否一致。这种判断是判断转动方向标志与目标方向标志的两个标志值是否一致。转动方向＝目标方向成立时，进入步骤450，执行阀开启指令，转动方向＝目标方向不成立时，进入步骤460，执行阀关闭指令。为此，把手2a处于图15实线所示位置时，如图14和图15所示，将方向盘2操作至把手2a以较短路径接近目标位置的a1方向时，执行把手位置的补偿。并且，朝把手2a离开目标位置的x1方向，即以较长路径接近的方向操作方向盘2时，不执行把手位置的补偿。

把手2a从正常位置错移(360-A)°以上处于图15点划线所示的位置时，将方向盘2操作至把手2a以较短路径接近目标把手位置的a2方向时，执行把手位置的补偿。并且，方向盘2操作至把手2a离开目标位置的x2方向时，不进行把手位置的补偿。

另外，与前述实施例同样，实际的偏离量即使在360°以上，补偿量也是比实际的偏离量少1转或2转的小于360°的补偿量。例如，把手2a即使实际偏离1转或2转，从操作者看去，如与把手2a的位置相一致，则不执行把手位置的补偿。

在本实施例中，除了第1实施例的效果外还能获得如下效果。

(1)由于使用旋转编码器38来检测方向盘角度θ，能够检测出遍布方向盘2的1转(360°)整个区域的检测值，该检测值是用相当于把手2a位置的方向盘角度的相对角度的计数值C。结果，方向盘2即使处于任意位置，也能进行把手位置的补偿。在第1实施例中，在电位计27的输入轴1转之间必有位置不能检测的非检测区域，事实上，不得不中断方向盘的位置补偿，但在本实施例中能够避免这样的补偿中断现象。因而，能够减少要补偿的方向盘操作量，使补偿提早结束，并且在将转向轮19返回直线前进位置时，朝把手2a的中立位置的收敛性比第1实施例要高。

(2)由于在偏离量δ小于A°时，只限于方向盘2朝通过较短路径的方向操作时执行补偿，即使采用根据相对角度的补偿方法，也能进行缩小偏离量δ的补偿。另外，即使实际的偏离量如为280°，用75°(考虑容许值δo＝5°时)的补偿量就可，即使实际的偏离量小于360°时，也能用比实际的偏离量小的补偿量进行。结果，在把手位置补偿时，能够更进一步地减少必要的方向盘2的空转量。

(3)由于旋转编码器38具有旋转方向检测功能，用来自旋转编码器38的检测信号，求得方向盘的操作方向(转动方向)，因此不用设置用于检测转动方向的其它检测器。

(4)由于用控制周期计数器55的计数值C1进行方向盘操作停止的判定，其中控制周期计数器55计算方向盘2转至规定角度(2.25°)的控制执行次数，所以即使对于方向盘操作停止的判定，也能利用来自旋转编码器38的检测信号。

(5)由于传感器40设有2个光电晶体三极管41、42，以输出相位差为90°的信号SS1、SS2，所以，旋转编码器38比较小型，能够提高方向盘角度θ的检测分辨率。

(6)由于根据补偿用晶体三极管43输出的信号校正转动计数器54的计数值C，所以在把手2a通过中立位置时，能够校正方向盘角度θ的检测值。

(7)由于构成旋转编码器38的圆盘39可与转向轴3成一体旋转方式安装到转向轴上，所以能够高精度地检测出方向盘2从中立位置左右各旋转2转以上的方向盘角度θ。

(8)由于在转向角R处于补偿禁止区域的行程端附近禁止把手位置的补偿，操作者总能通过自方向盘2传递的阻力可靠地感知转向轮19到达端缘RE、LE。

(9)由于转向角R处于直线前进范围时，即使转向角R的偏差ΔR小于设定值ΔRs，也不会禁止把手位置的补偿，所以，通过用于转向角R微调整的方向盘的直线行走操作，能够防止把手2a的位置慢慢地偏离。

(10)由于车速在5km/h以下的低速时，即使转向角R处于直线前进范围，若转向角的偏差ΔR小于ΔRs并延迟，禁止把手位置的补偿，所以，能够防止轮胎反作用力增大的低速行走时或停止时因电磁转换阀22的开启引起的方向盘操作的感觉不佳现象。

(第3实施例)

下面，根据图20-图24说明第3实施例。本实施例是第2实施例的变形例，是即使偏离量δ超过规定A°时，当前位置也只以较短路径接近目标把手位置时执行把手位置补偿的例子。

仅仅是把手位置的补偿控制处理的程序数据一部分与第2实施例的不同，其它结构与第2实施例是相同的，为此，只对程序数据不同部分加以详细说明。

ROM52存储图23和图24所示的把手位置的补偿控制处理的程序数据。中断程序采用第2实施例中采用的图19所示的程序。

在本实施例中，根据当前把手位置只经较短路径接近目标把手位置时执行补偿的关系，如图20和图21所示，事实上，与第2实施例中设定的规定值A°设定成180°是相同的。即，只在当前把手位置在180°内接近目标把手位置时，开启电磁转换阀22。

图23的流程图实质上与第2实施例中图17的流程图是相同的。图23的流程图中，步骤342-步骤347是对第2实施例中步骤340的求得目标方向的处理细化表示，所以实质上是与步骤340相同的。

在图24的流程图中，由于没有必要根据偏离量δ是否在规定值A°以下来区别是进行补偿还是不进行，所以取消第2实施例的步骤430。另外，依据转向角的偏差ΔR间接调整方向盘2的操作速度的设定值ΔRs，在第2实施例中在阀关闭时和阀开启时是有区别的，设定成不同的判定值r1、r2。而在本实施例中，作为设定值ΔRs，只采用第2实施例中的设定阀关闭时所用的判定值r2。即，图24的流程图取消了步骤430，在设定值ΔRs＝r2点以外，与第2实施例中的图18的流程图没有什么不同。

下面，对本实施例中的把手位置的补偿控制加以说明。

启动铲车F的发动机，通过CPU51，例如每10毫秒执行图23和图24的把手位置的补偿控制处理。控制周期计数器55对相当于方向盘2在1/160转变化、即转动计数器54的计数值变化为“1”的经过时间内的计数值C1加以计数。CPU51每当方向盘2旋转1/160转，即输入边缘信号SE1、SE2时执行图19的中断程序。通过该中断程序的执行，转动计数器54的计数值变化为“1”(S600)，求得方向盘2的转动方向(S510-S590)。另外，控制周期计数器55的计数值C1如未到达视作方向盘操作停止状态的设定值Co，则进行方向盘操作停止判定(S610、S620)。

CPU51每隔10毫秒进行的图23和图24的把手位置的补偿控制处理中，读入方向盘角度θ和转向角R、R1(S320)，由转向角R算出目标方向盘角度θg(S330)。

接着，CPU51如下方式演算对把手偏离进行补偿的目标方向。首先，在步骤342中，CPU51计算偏差Δθ＝|θ-θg|。接着，CPU51在步骤343中判断偏差Δθ在180°以下还是以上。若Δθ≤180°，则CPU51进入步骤344，比较方向盘角度θ和目标方向盘角度θg。若θ＜θg，则CPU51就进入步骤345，将目标方向设定为向右方向，若不是θ＜θg，则进入步骤347，将目标方向设定为向左方向。另外，在步骤343中，如果Δθ＞180°，CPU51进入步骤346，比较方向盘角度θ和目标方向盘角度θg。若θ＜θg，则CPU51就进入步骤347，将目标方向设定为向左方向，如不是θ＜θg，则进入步骤345，将目标方向设定为向右方向。这样，通过从当前把手位置至目标把手位置的较短路径，就能决定目标方向。

之后，CPU51在步骤350中，将转向角的偏差ΔR根据这次转向角R和前次转向角R1，依据ΔR＝|R-R1|加以计算。使用该偏差ΔR能间接地调整方向盘2的操作速度。

然后，CPU51在步骤360算出偏离量δ。偏离量δ由偏差Δθ求得，Δθ≤180°时，δ＝Δθ，Δθ＞180°时，算出δ＝360°-Δθ。偏离量δ成为由操作者所看到的偏离量。

至此的处理中，决定阀关闭或阀开启的必要的数据或标志值全部齐全。CPU51使用这些数据等，通过步骤370-步骤440的判断处理，确定阀关闭或阀开启。与第2实施例同样，在步骤370-步骤390的判断中，若是在方向盘操作停止状态、偏离量δ处于容许值δo以下、转向角在补偿禁止区域内(R＜LK或R＞RK)任一情况下，则关闭电磁转换阀22。另外，在步骤400-步骤420的判断中，偏差ΔR小于设定值ΔRs、方向盘操作速度为低速(小于0.3rps)时，车速超过5km/h而且转向角R处于直线前进范围时以外，则关闭电磁转换阀22。不满足这些阀关闭条件时，CPU51进入步骤440。

CPU51在步骤440中判断转动方向与目标方向是否一致，转动方向与目标方向一致时，在步骤450中进行阀开启指令。另外，转动方向与目标方向不一致时，CPU51在步骤460中进行阀关闭指令。

因而，如图20及图22所示，把手2a处于偏离量δ在规定值A°以下时，与第2实施例同样，方向盘操作至当前把手位置经较短路径接近目标把手位置的a1、a2方向时，开启电磁转换阀22，在方向盘操作至不经较短路径的x1、x2方向，关闭电磁转换阀22。另外，如图21和图22所示，把手2a处于偏离量δ超过规定值A°的位置时，与第2实施例不同，方向盘操作至当前把手位置接近目标把手位置b1、b2方向时，开启电磁转换阀22，方向盘操作至不经较短路径的y1、y2方向时，关闭电磁转换阀22。

在第2实施例中，偏离量δ超过规定值A°时，即使方向盘操作至成为绕远的路径的图16的c方向时，由于开启电磁转换阀22，方向盘操作量少时电磁转换阀22的开启，相反使偏离量δ扩大。对此，在本实施例中，即使偏离量δ超过规定值A°，方向盘操作至不是较短路径的图21的y1、y2方向时，电磁转换阀22也不开启。这样，与第2实施例不同，电磁转换阀22开启时，通常偏离量δ是缩小的。

另外，在本实施例中，将设定值ΔRs设定成不用区分阀关闭时和阀开启时的共用的判定值r2。这样，即使在方向盘2以0.3rps以上速度操作时，因ΔR≥ΔRs，电磁转换阀22开启，该电磁转换阀22的开启是为了方向盘2的空转，造成转向角的偏差ΔR下降，成为ΔR＜ΔRs，电磁转换阀22立即被锁定。但是，即使在这种场合，由于电磁转换阀22是断续开启的，与第2实施例相比，补偿所需的时间变长，但能补偿偏离量δ。另外，这种现象的发生由于只限于方向盘2是以小于0.3rps速度的比较低速下操作时，所以不会产生更多的问题。

采用以上所详细说明的实施例，在偏离量超过A°时补偿的机会得以减少。但是，由于仅仅在方向盘操作至当前把手位置接近目标把手位置的方向上才进行补偿，不会发生方向盘操作量少时反而补偿而扩大偏离量δ的情况。即，能必然在电磁转换阀22开启时缩小偏离量δ。此外，能够获得与第2实施例所述的(1)-(10)同样的效果。

(第4实施例)

下面，根据图19和图25-图29说明第4实施例。本实施例是第3实施例的变形例，除了作为转向范围4，使用在方向盘旋转速度为低速区域转向范围效率超过100％的低滑动型的转向范围外，硬件的构成与第3实施例是相同的。软件中只是从转向轮19的转向角R求得目标方向盘角度θg的图象和把手位置的补偿控制处理的程序数据的一部分与第3实施例不同。因而，与第3实施例相同的部分标以相同的序号，省略了对其详细说明，只对程序数据不同的部分加以详细说明。

在本实施例中，由于使用低滑动型的转向范围4，即使方向盘的操作速度为低速时开启电磁转换阀22，也不会有损方向盘操作上的感觉。因而，即使方向盘的操作速度是低速，原则上，设定成允许电磁转换阀22的开启。但是，在中断转向轮19时，因与路面的摩擦阻力，不能无视轮胎发生扭转的给定车速以下的视作车辆停止状态的状态下，若方向盘操作速度是低速，则禁止电磁转换阀22开启。

CPU51构成控制机构、低速转动检测机构、转向角速度检测机构和轮举动检测机构。另外，电位计28构成低速转动检测机构、转向角速度检测机构和轮举动检测机构。

ROM52存储替代图13所示的图象M2的图25所示的图象M3。ROM52存储图19、图27和图28所示的把手位置的补偿控制处理的程序数据。在这些流程图中，步骤400实现低速转动检测机构的功能，步骤420实现停车状态检测机构的功能。另外，步骤400和步骤420还实现禁止补偿机构(电磁转换阀22)驱动的第1补偿禁止机构的功能。

图27的流程图与图23的流程图相同。在本实施例中，由于不设置转向角R的补偿禁止区域，并且不禁止转向角R在直线前进范围内的把手位置的补偿，所以在图28中，取消了图24流程中的步骤390和步骤410。另外，在本实施例中，将车速为“2km/h”以下设定成视作车辆停止状态的状态，在步骤420中用于判定的设定值用“2km/h”代替“5km/h”。

确定视作车辆停止状态的状态的车速可以是，使转向轮19转动时，把手位置的补偿处理中轮胎上可以发生不能无视的扭转、与路面的摩擦阻力不能大的车速。因而，并不限于“2km/h”，根据需要，也能设定成如0-5km/h。

将方向盘操作速度VH小于0.3rps时设定成方向盘操作速度的低速状态。并且，转向角的偏差ΔR小于相当于方向盘操作速度VH＝0.3rps的设定值ΔRs时判断为方向盘操作速度的低速状态。将方向盘操作速度视作低速的旋转速度在视作车辆的停止状态的状态中，能克服转向轮19上所产生的扭转回力的油压可以是转向液压缸12内所确保获得的数值，并不限于“0.3rps”，也能是例如1/5-1/3rps范围内的数值。

下面，对CPU51执行的把手位置的补偿控制加以说明。

启动铲车F的发动机，CPU51每隔规定时间(例如每隔10毫秒)就执行图27和图28所示的把手位置的补偿控制处理。

CPU51在把手位置的补偿控制处理中，一旦输入边缘信号SE1、SE2，就优先执行图19所示的中断程序。并且，CPU51与第3实施例同样，执行方向盘2的转动方向的判定、转动计数器54的计算处理、方向盘操作停止判定、控制周期计数器55的归零处理。

CPU51执行与第3实施例同样的直到图27和图28所示的流程图中的步骤310-380。CPU51在步骤380中，若偏离量δ为容许值δo以下时，则进入步骤460，执行阀关闭指令。若偏离量δ超过δo时，则CPU51进入步骤400。并且，CPU51在步骤400中判断偏差ΔR是否小于设定值ΔRs。即，CPU51通过偏差ΔR间接地判定转向范围4的转向范围效率超过100％并且成为规定值以上的低速(在本实施例中为小于0.3rps)时，是否操作方向盘2。如果ΔR＜ΔRs不成立，CPU51则进入步骤440，如ΔR＜ΔRs成立，CPU51则进入步骤420。

CPU51在步骤420中判断车速是否在“2km/h”以下，如果车速是超过“2km/h”的车速，则进入步骤440。另外，如车速在“2km/h”以下，则CPU51进入步骤460，执行阀关闭指令。CPU51在步骤440中判断转动方向与目标方向是否一致，转动方向与目标方向一致时，进入步骤450，执行阀开启指令，转动方向与目标方向不一致时，进入步骤460，进行阀关闭指令。

因而，除了把手2a从正常位置偏离到容许值以上时，同时成立方向盘旋转速度是低速和车辆处于视作停止状态的状态的2个条件时，方向盘2操作至把手2a以较短路径从当前位置接近正常的目标位置的方向上时，进行把手位置的补偿。即，将偏差ΔR获得ΔRs以上的中速以上的旋转速度下操作方向盘2时，不管车辆的停止状态或行走状态，即使方向盘操作至所发生的偏离较小的目标方向时，也执行把手位置的补偿。在视作车辆的停止状态的状态下，即使开启电磁转换阀22，如方向盘2的操作速度是0.3rps以上的旋转速度，由于转向液压缸12内确保只克服轮胎扭转回力的油压，因而通过此时方向盘操作的空转，也能可靠地缩小把手2a的偏离。

另外，即使在偏差ΔR小于ΔRs的低速下操作方向盘2，车速在2km/h以上行走时，方向盘操作至所发生的偏离小的目标方向上时，能执行把手位置的补偿。因而，即使在直线前进行走中，微调整方向盘2的运行时，把手位置慢慢地偏离，这种偏离一旦超过容许值，就执行把手位置的补偿，使把手2a正确配置在大致中立位置。

车速在2km/h以下的车辆的视作停止状态时，方向盘2以小于0.3rps的旋转速度慢慢操作并且ΔR＜ΔRs成立时，即使方向盘2操作至要对发生的偏离补偿的目标方向上也不会开启电磁转换阀22。

在车辆停止状态下操作方向盘2时，由于转向轮19接触地面的摩擦阻力加大，图29(a)所示的转向轮19发生角度α的扭转。从发生这种扭转的状态沿箭头方向操作方向盘时，方向盘的操作是朝当前把手位置接近目标把手位置方向的操作，但是，禁止开启电磁转换阀22。因而，如图29(b)所示，保持该偏离量的状态进行方向盘2的操作。另外，由该状态返回方向盘2时，由于当前把手位置远离目标把手位置的方向，如图29(c)和图29(d)所示，偏离量保持其原样。

即使在车辆的停止状态下也以超过0.3rps的旋转速度操作方向盘2时，如图29(a)所示，即使轮胎处于扭转的状态，电磁转换阀22也开启。此时，由于即使开启电磁转换阀22，转向液压缸12也能确保仅仅克服轮胎扭转的油压，所以，如图29(e)所示，把手2a被补偿至目标把手位置上。

把手位置的补偿如图26所示，仅仅在方向盘2操作至把手2a以较短路径接近目标位置的目标方向、即当前把手位置用实线表示的位置时的箭头a1方向和点划线所示位置时的箭头a2方向才进行补偿。并且，方向盘2操作至把手2a以较长路径接近目标位置的方向、即当前把手位置用实线表示的位置时的箭头a1方向和点划线所示位置时的箭头a2方向不进行把手位置的补偿。因当前把手位置位于从目标把手位置起将边界对半分成180°的位置的任一区域，目标方向不同，仅仅在将方向盘2操作至偏离量δ小的方向时才执行把手位置的补偿，在电磁转换阀22开启时必然缩小偏离。

再有，由于采用了低滑动型的转向范围4，在车辆停止状态下，即使低速操作方向盘2，也能确保排出油量多，能使转向轮19转动必要的量。因而，在车辆的停止状态下，即使执行把手位置的补偿，也能确保有良好的方向盘操作感。另外，由于是低滑动型的转向范围4，转向轮19到达端缘时，即使把手位置的补偿在进行中，由于与标准型的相比，也能由方向盘2传递大的阻力感，操作者能立即认知转向轮19到达端缘。

采用本实施例，能获得第3实施例所没有的如下效果。

(1)车速处于视作为2km/h以下的车辆的停止状态时，由于低速旋转操作方向盘2时禁止开启电磁转换阀22，所以能够确实地防止轮胎扭转状态下开启电磁转换阀22之际，轮胎回扭引起的把手2a偏离扩大。因而，即使在以往装置中禁止方向盘偏离补偿的方向盘操作速度的低速区域，也能在视作车辆停止状态以外进行把手位置的补偿，与以往装置相比，也能增加把手位置的补偿机会。

(2)采用低滑动型的转向范围4，在车速超过2km/h行走时，即使方向盘操作速度是低速，也能进行把手位置的补偿。因而，由于在直线前进中，即使向左右微调整方向盘2时，若把手2a位置偏离也能进行补偿，在直线前进中，也能将把手2a正确配置于大致中立位置。

(3)由于采用低滑动型的转向范围4，在车辆的停止状态下低速操作方向盘2，也能基本可靠地将转向轮19转动与之相适的角度。

(4)通过采用低滑动型的转向范围4，即使进行把手位置的补偿，操作者也能可靠地把握转向轮19到达端缘而从方向盘2传递出的重的阻力感。

(5)判断来自转向范围4的液压油的排出量是否能确保转向液压缸12内有电磁转换阀22开启时只克服转向轮19的轮胎回扭力的油压的量的判断，是通过不直接检测出方向盘的操作速度而是从转向角的偏差ΔR检测出实现的。因而，该判断也能利用电位计28的检测值。

(第5实施例)

下面，根据图30-图33说明第5实施例。

本实施例是因轮胎回扭力检测出转向轮19的举动时停止把手位置的补偿，防止偏离扩大的例子。与第4实施例的构成完全相同，由于仅仅是把手位置控制处理的程序数据不同，所以对于相同部分标以相同序号，在此省略对其说明，只对不同部分加以详述。

ROM52存储图30、图31所示的把手位置控制处理的程序数据，和与图19所示相同的中断程序的程序数据。在图31中，步骤393和步骤394实现转向轮举动检测机构的功能。

在本实施例的把手位置控制处理中，发生转向轮19扭转状态下，开启电磁转换阀22时检测出转向轮19的举动，这样，检测出转向轮19的举动时，通过关闭电磁转换阀22，可防止把手位置偏离的扩大。为此，不用进行第4实施例中进行的转向角偏差ΔR的计算。

在图30所示的流程图中，步骤310-步骤360分别对应于图27中的步骤310-步骤360。但是，省略了第4实施例中计算转向角偏差ΔR的处理步骤350。在步骤320中，不用进行与该处理相对应的、在第4实施例的步骤320中读入转向角R1数据的读入。其它相对应的各步骤的处理内容是完全相同的。

另外，在图31所示的流程图中，步骤370、步骤380、步骤440-步骤460分别对应于图28中的步骤370、步骤380、步骤440-步骤460，各自的处理内容完全相同。

步骤391是判断是否是阀开启禁止中的处理。即，通过检测出转向轮19的扭转返回之际的举动，判断是否是仅仅在规定时间(例如每隔数10-数100毫秒)内禁止电磁转换阀22开启的禁止中的处理。CPU51将检测出转向轮19回扭之际的举动时设定成禁止标志设置为“1”，判断禁止标志在“1”之间是阀开启禁止中。

步骤392是判断当前是否是阀开启指令中的处理。即使设定在第4实施例中所述的阀标志设置为“1”，也判断是在阀开启指令中。

步骤393和步骤394是检测出转向轮19回扭之际的举动的处理。这些处理只在电磁转换阀22开启时进行。转向轮19回扭之际的举动是由转向轮19在与方向盘操作方向相反的方向上任意转动的举动(称作第1举动)和转向轮19的转向角比方向盘操作量大的举动(称作第2举动)任一种所表现的。利用这种现象，在步骤393中，通过检测出目标方向盘角度θg在与方向盘操作方向相反的方向变化，间接地检测出转向轮19的第1举动。另外，在步骤394中，通过检测出偏离量δ的扩大，间接地检测出转向轮19的第2举动。

这种把手位置补偿处理由CPU51执行，以进行如下的把手位置的补偿。在中断程序执行时，将转动方向标志设定成对应于方向盘操作方向的标志值，方向盘的操作停止期间，将转动停止判定标志设置为“1”。此外，执行把手位置控制处理时(每隔10毫秒)，目标方向标志成为对应于目标方向的标志值。另外，电磁转换阀22的开启禁止以外的通常的锁定时，禁止标志成为重新设置状态。

例如，把手2a偏离，在偏离量δ超过容许值δo的状态下，方向盘2操作至与目标方向一致的方向时，开启电磁转换阀22，开始把手位置的补偿。此时，根据电磁转换阀22的开启，阀标志设置为“1”。为此，CPU51在下次的把手位置控制处理中，由于阀标志为“1”，在步骤392中判断为阀开启指令，进入步骤393。

在步骤393中判断目标方向盘角度θg是否变化至与转动方向相反的方向。在本实施例中，从RAM53读入例如规定时间n·to前的目标方向盘角度θg的数据(置于θg1)。并且，根据规定时间n·to的经过前后中的目标方向盘角度的差Δθg、即(θg-θg1)的符号的正负为原则，判定目标方向盘角度θg的变化方向是否与转动方向相反。也就是，Δθg＞0时，转向轮19的转动方向为向右方向，Δθg＜0时，转向轮19的转动方向为向左方向。但是，Δθg的绝对值(＝|θg-θg1|)为在规定时间n·to之间的物理上相当于方向盘的操作不可能变化的数值时，计数值C在通过“0”和“159”边界变化时，根据Δθg的符号，将与前述相反的符号的方向作为转向轮19的转动方向。

例如，由图29(a)的状态将方向盘2沿箭头方向操作，开启电磁转换阀22时，因转向轮19回扭示出了转向轮19转向与操作方向相反的方向上的第1举动。此时，CPU51在步骤393中，如判断目标方向盘角度θg变化至与转动方向相反的方向，则禁止标志设置为“1”，进入步骤460，执行阀关闭指令。之后，由于在规定时间(例如数10～数100毫秒)之间将禁止标志保持为“1”，在步骤391中判断是在阀开启禁止中，则被指令，继续阀关闭的指令。并且，经过规定时间，将禁止标志重新设置为“0”时，从步骤392进入步骤393，再次进行转向轮19的第1举动的检测处理。以下，在步骤393中，每隔规定时间(例如100毫秒)进行转向轮19的第1举动有无的确认，直到检测不出转向轮19回扭引起的举动。并且，无转向轮19的扭转，在步骤393中，在检测不出转向轮19的第1举动之间，电磁转换阀22成为开启禁止状态，除了确认第1举动有无的开启外，大致保持在阀关闭状态。

另外，电磁转换阀22开启后，在步骤393中，如没有检测出第1举动，则进行下个步骤394的处理。在步骤394中，判断偏离量δ是否扩大。即，CPU51首先从RAM53读入规定时间n·to前的偏离量δ的数据δ1，将规定时间n·to的经过前后中偏离量的差Δδ(＝δ-δ1)的符号为正时，判定为偏离量δ扩大。

例如，把手2a的当前位置与目标位置处于与图40(c)相同状态之际，使方向盘2沿图中箭头方向(向右方向)操作时，开启电磁转换阀22。此时，由于扭转的转向轮19的回动，转向轮19的转动要比方向盘操作量多，移动至目标把手位置比当前把手位置快的转动方向，示出偏离量δ扩大的第2举动。在步骤394中，通过判断偏离量δ扩大，如检测出第2举动，CPU51在将禁止标志设置为“1”后，进入步骤460，执行阀关闭指令。之后，由于规定时间(例如数10～数100毫秒)内在步骤391中，判断出是在阀开启禁止中，所以继续阀关闭指令。并且，经过规定时间，禁止标志再次重新设置时，再次进行步骤394的处理。以下，在步骤394中，每隔规定时间，确认转向轮19的第2举动有无，直到检测不出因转向轮19的回扭力所致的转向轮19的第2举动。并且，转向轮19没有扭转，在步骤394中，在直到检测不出转向轮19的第2举动之前，电磁转换阀22的开启事实上是被禁止的。因而，偏离量δ保持一定，几乎不会扩大。

另外，根据旋转行走中使左右转向轮19动作的力矩差，切入方向的外力使转向轮19动作。例如，转向轮19上作用着如图32(a)所示的中空箭头方向的切入力的状态下，方向盘2慢慢地操作至图32(b)所示的当前把手位置接近目标把手位置的目标方向，使电磁转换阀22开启。此时，如转向液压缸12内不能确保仅仅克服转向轮19动作的切入力的油压，则电磁转换阀22开启后，马上检测出转向轮19朝与转动方向同向动作的第2举动，立即使电磁转换阀22锁定。这样，如图32(c)所示，即使方向盘2操作至目标方向，偏离量δ几乎保持不扩大。

另外，作用图33(a)所示的中空箭头的切入力状态下，由于方向盘2慢慢地操作至图33(b)实线箭头所示的目标方向，电磁转换阀22开启之际，如果转向液压缸12内没有确保克服切入力的油压，则电磁转换阀22开启后，立即检测出转向轮19朝与转动方向相反方向动作的第1举动，立即锁定电磁转换阀22。这样，如图33(c)所示，即使将方向盘2操作至目标方向，偏离量δ也几乎保持不扩大。

由于在旋转行走中，低速操作方向盘2，即使开启电磁转换阀22，在转向轮19的切入现象开始时刻，立即锁定电磁转换阀22，所以不会招致旋转行走中方向盘操作的感觉不佳。

另外，即使在旋转行走中，也以适当程度的操作速度操作方向盘2，如即使开启电磁转换阀22，转向液压缸12内有确保克服转向轮19的切入力的油压，则不能检测出转向轮19的第1举动和第2举动。因而，电磁转换阀22能保持在开启状态，方向盘操作的同时偏离量δ得以缩小。

在第5实施例中，检测出电磁转换阀22开启时，转向轮19回扭之际的举动，检测出该举动时，立即关闭电磁转换阀22。因而，能够防止在转向轮19处于扭转状态的车辆停止状态下，把手位置的补偿处理相反会扩大把手2a的位置偏离量的现象。并且，即使方向盘操作处于低速时，在无前述举动的状态下实施把手位置的补偿，能够增加补偿机会。

能够不仅防止了停车时把手位置的补偿所引起的偏离量的扩大，也基本上防止了旋转行走中，使转向轮19动作的切入力所致的把手位置的补偿执行时的偏离量δ的扩大。检测出切入现象之间所呈现的第1举动和第2举动中任一种时，由于关闭电磁转换阀22，事实上阻止了切入现象。因而，能够防止旋转行走中方向盘操作的感觉不佳、即操作者在方向盘操作和车体旋转变化之间所感觉的不适感。另外，由于是使用求得偏离量的方向盘角度和目标方向盘角度的各数据检测出第1举动和第2举动的，所以在方向盘2的偏离补偿中使用的数据也能利用于转向轮19的举动的检测。此外，同样能够获得第4实施例所述的其它效果。

另外，本发明并不限于上述各实施例，例如可以是如下具体化。

(1)可以采用通常所进行的补偿方法，即将把手2a的实际位置保持原样地返回走向错离目标位置的路径。采用这种构成，实际的偏离量在360°以上时，能够使补偿量比实际的偏离量少360°。

(2)可以是如下构成，即采用带有蜗轮等的减速齿轮代替装在转向轴3与电位计27之间的齿轮比为“1”的齿轮组29，用电位计27检测出方向盘角度的绝对角度。并且，进行将该检测值转换为相对角度的演算处理，根据方向盘角度θ和由转向角R求得的目标方向盘角度θg的比较，实行把手位置的补偿。此时，由绝对角度的方向盘角度θ求得相对角度的方向盘角度θ的演算机构(例如实施计算处理或图象演算的机构)构成方向盘角度检测机构。采用这种构成，尽管必须有根据绝对角度的方向盘角度θ求得相对角度的方向盘角度θ的演算机构，但即使使用电位计27，也能够消除方向盘角度的非检测区域。

(3)可以是将控制目标线L的转向角R与目标方向盘角度θg的比设定成比转向范围效率100％的控制理想线的要小，例如特公平3-30544号公报所示的装置那样，增加补偿的执行频率。采用这种构成，通过相对增加补偿的执行频率，能够提高把手2a朝中立位置的收敛性。

(4)在第1实施例中，也可以将检测把手2a的中立位置的电位计27的检测值的设定不限定在该可检测区域(检测区域)的正确的中间位置，而是从电位计27的非检测区域离开规定量(例如100°以上)的检测范围。采用这种构成，在中立位置附近操作方向盘2时，由于难以处于非检测区域，能够提高将把手2a极力配置在中立位置的有效的补偿频率。

(5)在第2-第5实施例中，检测把手2a的中立位置的转动计数器54的计数值的设定在不限定在相对计数值的设定区域(检测区域)的中间位置、即相对计数值的边界(在第2实施例中是“0”和“159”)与相反180°的计数值。可以从计数值的边界离开规定量(例如100°以上)的设定区域的中央附近。采用这种构成，在中立位置附近操作把手2a时，难以处于计数值的边界。

(6)在第2-第5实施例中，可以是根据第1实施例的目标方向盘角度θg与当前的方向盘角度θ的大小关系，确定假想的目标方向，偏差Δθ(＝|θ-θg|)超过180°时，假想的目标方向与转动方向不一致时，进行阀开启指令的控制方法。

(7)在第1实施例中，尽管是通过在规定时间n·to的经过前后比较方向盘角度θ的新旧各检测值θ、θ1，检测出方向盘2的操作方向的，但是也可以设置检测方向盘2的操作方向的专用的旋转方向检测传感器。

(8)在第2-第5实施例中，旋转检测器不限定于编码器。可以使用遍布方向盘2的1转的整个区域可输出可用相对角度检测出方向盘角度的检测信号的其它旋转检测器。

(9)在第2-第5实施例中，也可以使用逻辑电路进行用信号SS1、SS2、SSC、SE1和SE2，SEC的转动方向的检测。采用这种构成，CPU51由于能够根据逻辑电路来的输入值判断转动方向，能够不需要进行判定转动方向的演算处理。

(10)在第3-第5实施例中，为判断方向盘2的操作速度是否是低速，所用于与转向角的偏差ΔR比较的设定值ΔRs可以与第2实施例同样分别使用阀开启时(ΔRs＝r2)和阀关闭时(ΔRs＝r1)的数值。

(11)在第4实施例中，根据相当于转动计数器54的计数值C的单位时间的变化求得方向盘旋转速度，用控制周期计数器55的计数值C1检测出方向盘旋转速度。并且，可以是根据检测出方向盘2的旋转角的旋转编码器38的检测值直接检测出方向盘旋转速度是小于规定值的低速的结构。在根据转向角的偏差ΔR间接地检测出方向盘旋转速度是低速的结构中，在方向盘2空转时，误检测出方向盘操作是低速时，会间隙地停止电磁转换阀22。但是，采用这种构成，即使方向盘处于空转中，也能正确地检测出方向盘操作是低速。

(12)在第5实施例中，可以是方向盘直到下次返回之前禁止电磁转换阀22开启的结构。采用这种构成，不必每隔规定时间确认转向轮19的举动有无，能够防止检查转向轮19举动的电磁转换阀22的开启时偏离量逐渐扩大现象。

(13)在第5实施例中，可以是只在检测目标把手位置离开当前把手位置的第2举动时锁定电磁转换阀22。采用这种构成，虽不能避免转向轮19为第1举动时方向盘操作的感觉不佳，但至少能够防止偏离扩大。

(14)用于转向助力装置中的驱动器并不限于液压缸。

(15)可以是将无把手2a的方向盘的位置补偿作为目的实施本发明。即使在无把手的方向盘中，通过采用本发明，也能将方向盘角度补偿到对应转向轮19的转向角的正常位置上。

(16)本发明能广泛地适用于具有转向助力装置的铲车以外的工业车辆、以及汽车(轿车)等车辆中。

Claims (24)

1.一种转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，其中，转向助力装置具有排出与方向盘的旋转量对应的油量的液压油供给装置和由液压油供给装置排出的液压油所驱动、以驱动转向轮的驱动器，具有：

用与基准位置的相对角度检测所述方向盘(2)的实际位置的方向盘角度检测机构(27、38)，

检测所述转向轮(19)转向角的转动角度检测机构(28)；根据所述转向角，以所述方向盘(2)的正常位置作为目标位置，由相对基准位置角度求得目标位置的演算机构(30、51)，

使所述驱动器(12)的驱动量的变化比例相对所述方向盘(2)的操作量减少的补偿机构(22)，

驱动控制所述补偿机构(22)的控制机构(30、37、50、51)，以便所述方向盘(2)的实际位置与所述目标位置的偏离量处于容许范围内。

2.根据权利要求1所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述控制机构具有对所述方向盘(2)从所述实际位置至所述目标位置的、成为较短路径的目标方向加以检测的目标方向检测机构，检测所述方向盘的操作方向的操作方向检测机构，和只在所述方向盘(2)的操作方向与所述目标方向一致时驱动所述补偿机构(22)的第1补偿执行机构。

3.根据权利要求2所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述控制机构具有判断在所述实际位置和所述目标位置的较短路径上的偏离量是否比规定值大的偏离量判断机构，和通过该偏离量判断机构判断出所述偏离量超过规定值时，即使所述方向盘(2)的操作方向处于任一方向也能驱动所述补偿机构(22)的第2补偿执行机构；所述第1补偿执行机构在通过所述偏离量判断机构判断出所述偏离量是在规定值以下、并且所述操作方向与所述目标方向一致时驱动所述补偿机构(22)。

4.根据权利要求3所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述第1补偿执行机构只在所述实际位置距所述目标位置的偏离量在相对角度下为180°以下、方向盘(2)向返回该偏离量的方向操作时执行补偿，只在所述实际位置距所述目标位置的偏离量超过相对角度下的180°时、方向盘(2)向将该偏离量转1转的方向操作时执行补偿。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述补偿机构(22)是设置在由所述液压油供给装置(4)排出的液压油的一部分供给到所述驱动器(12)前为返回到泄油箱(8)中的油路(21)的中途、通过所述控制机构(30、37、50、51)的指令开启关闭的电磁转换阀(22)。

6.根据权利要求1所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述目标位置演算机构具有存储图象的存储机构(31、52)，该图象用于根据所述转向轮(19)的转向角用所述相对角度求出所述方向盘(2)的目标位置。

7.根据权利要求1所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述方向盘角度检测机构(27、38)具有在方向盘(2)从所述基准位置旋转1转的整个区域内可检测出方向盘(2)实际位置的旋转检测器(38)。

8.根据权利要求2所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述操作方向检测机构根据所述方向盘角度检测机构(27、38)在经过规定时间前后将检测出的所述方向盘(2)的实际位置的旧检测值与新检测值比较，求得所述方向盘(2)的操作方向，在所述旧检测值与所述新检测值的偏差大于方向盘(2)物理上不能操作的规定值以上时，作为在所述的规定时间内通过该方向盘角度检测机构(27、38)的检测区域的边界，将与通过上述两个检测值的比较所导出的操作方向相反的方向确定为所述方向盘(2)的操作方向。

9.根据权利要求1、7和8中任一项所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述方向盘角度检测机构(27、38)设置成在所述方向盘角度检测机构(27、38)的检测区域的中央附近检测作为所述转向轮(19)处于直线前进状态时的所述方向盘(2)正常位置的中立位置。

10.根据权利要求1所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述液压油供给装置是在方向盘旋转速度的低速区域增大其排出比例的低滑动型液压油供给装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：

将所述液压油供给装置排出的液压油的一部分返回泄油箱(8)、使方向盘(2)成为空转状态的补偿机构(22)，

检测出所述方向盘旋转速度是小于规定值的低速的低速转动检测机构，

所述转向轮(19)转动时路面摩擦阻力大于规定值的车辆(F)视作停止状态、并检测这一状态的停车状态检测机构，

通过所述低速转动检测机构检测出方向盘旋转速度是低速并且通过所述停车状态检测机构检测出车辆视作停止状态的状态时，禁止所述补偿机构驱动的第1补偿禁止机构。

11.根据权利要求10所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述低速转动检测机构根据所述转向轮(19)的转向角在规定时间内的变化量间接地检测出方向盘旋转速度是低速。

12.根据权利要求1所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述液压油供给装置是在方向盘旋转速度的低速区域增大其排出比例的低滑动型液压油供给装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：

检测出所述补偿机构(22)驱动时，视作方向盘(2)的实际位置与转向轮(19)的转向角的对应关系的偏离会扩大的转向轮(19)举动的转向轮举动检测机构，

检测出方向盘(2)的实际位置与转向轮(19)的转向角的对应关系的偏离，在方向盘(2)向补偿该偏离的方向操作时驱动所述补偿机构(22)，同时在该补偿机构(22)驱动时，所述转向轮举动检测机构检测出转向轮(19)的所述举动时停止该补偿机构(22)驱动的补偿执行停止机构。

13.根据权利要求12所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述补偿执行停止机构只限于向方向盘(2)以较短路径从实际位置接近目标位置的方向操作方向盘时驱动所述补偿机构。

14.根据权利要求12所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述转向轮举动检测机构检测出所述转向轮(19)转向与方向盘(2)的操作方向相反方向的第1举动、和所述转向轮(19)的转动量大于对应于方向盘(2)的操作量的第2举动中至少第2举动。

15.根据权利要求14所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述转向轮举动检测机构检测出所述第1举动和所述的第2举动两者。

16.根据权利要求14或15所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述转向轮举动检测机构通过所述目标位置接近实际位置检测出所述第1举动，保持所述偏离扩大地检测出所述第2举动。

17.根据权利要求1-4、6-8和10-15中任一项所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：

判断转动角度检测机构检测出的转向轮的转向角是否在边缘附近的限制角以上的转向角判断机构，

通过该转向角判断机构判断出所述转向角处于所述限制角以上时禁止所述补偿机构(22)驱动的第2补偿禁止机构。

18.根据权利要求1-4、6-8和10-15中任一项所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置，所述方向盘角度补偿装置还具有：

直接或间接地检测出方向盘(2)的操作速度的方向盘操作速度检测机构，

所述方向盘操作速度处于设定值以下时禁止所述补偿机构(22)驱动的第3补偿禁止机构，

判断所述转向轮(19)的转向角是否处于直线前进范围的直线前进判断机构，

所述转向角处于直线前进范围时，即使所述方向盘操作速度在设定值以下，也通过所述补偿机构(22)的驱动、执行方向盘的位置补偿的直线前进区域补偿执行机构。

19.一种车辆，具有权利要求1-4、6-8和10-15中任一项所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

20.一种车辆，具有权利要求5所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

21.一种车辆，具有权利要求9所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

22.一种车辆，具有权利要求16所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

23.一种车辆，具有权利要求17所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

24.一种车辆，具有权利要求18所述的转向助力装置中的方向盘角度补偿装置。

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