JP4354890B2 - Steering device for work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車体を屈折して走行するアーティキュレート式車両などの作業車両の操向装置に関する。 The present invention relates to a steering device for a work vehicle such as an articulated vehicle that travels while bending a vehicle body.
ホイールローダなどのアーティキュレート式車両においては、ステアリング操作によりステアリングシリンダに圧油を供給することで車体を屈折させ、車両の進行方向を変更する。この種の車両では、例えば乗員の乗降の際に誤ってステアリング部材に触れると車体が不所望に屈折するおそれがある。これを防止するものとして、従来、運転席に設けられたスイッチの操作によりステアリングシリンダへの圧油の供給を阻止し、車両の操向動作を禁止するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 In an articulated vehicle such as a wheel loader, pressure oil is supplied to a steering cylinder by a steering operation to refract the vehicle body and change the traveling direction of the vehicle. In this type of vehicle, the vehicle body may be undesirably refracted if the steering member is accidentally touched when, for example, a passenger gets on or off. In order to prevent this, there has been conventionally known a device in which the supply of pressure oil to the steering cylinder is blocked by the operation of a switch provided in the driver's seat and the steering operation of the vehicle is prohibited (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記公報記載の装置では、操向動作を禁止する度にスイッチを操作する必要があり、煩雑である。また、スイッチ操作を忘れると操向動作を禁止することができず、安全上、改善の余地がある。 However, in the apparatus described in the above publication, it is necessary to operate the switch every time the steering operation is prohibited, which is complicated. Further, if the switch operation is forgotten, the steering operation cannot be prohibited, and there is room for improvement in terms of safety.
本発明による作業車両の操向装置は、車体を屈折させる操向用アクチュエータと、操向用アクチュエータを操作する操作部材と、乗員の車両走行意思の有無を判定する走行意思判定手段と、走行意思判定手段により車両走行意思がないと判定されると操作部材による操向用アクチュエータの操作を禁止し、車両走行意思があると判定されると操作部材による操向用アクチュエータの操作を許容する操向制御手段とを備え、走行意思判定手段は、停車検出手段により車両停止状態が検出されると車両走行意思がないと判定する。
操作部材を、乗員の乗車経路を開放する第1の位置と乗車経路に進入する第2の位置とに移動可能に設けるとともに、操作部材の位置を検出する位置検出手段をさらに備え、位置検出手段により第1の位置が検出され、かつ、走行意思判定手段により車両走行意思がないと判定されると操作部材による操向用アクチュエータの操作を禁止し、位置検出手段により第2の位置が検出されると走行意思判定手段による判定結果に拘わらず操作部材による操向用アクチュエータの操作を許容するようにしてもよい。
A steering device for a work vehicle according to the present invention includes a steering actuator that refracts a vehicle body, an operation member that operates the steering actuator, a travel intention determination unit that determines whether or not a passenger has a vehicle travel intention, a travel intention When the determination means determines that the vehicle does not intend to travel, the operation of the steering actuator is prohibited by the operation member, and when it is determined that the vehicle travel intention is determined, the operation allows the operation of the steering actuator by the operation member. And a travel intention determination unit that determines that there is no vehicle travel intention when the vehicle stop state is detected by the stop detection unit.
The operation member is provided movably between a first position where the passenger's boarding path is opened and a second position where the passenger enters the boarding path, and further includes position detection means for detecting the position of the operation member. If the first position is detected by the travel intention determination means and the travel intention determination means determines that the vehicle does not intend to travel, the operation of the steering actuator by the operating member is prohibited, and the second position is detected by the position detection means. Then, the operation of the steering actuator by the operation member may be allowed regardless of the determination result by the travel intention determination means .
本発明によれば、乗員の車両走行意思がないと判定されると操作部材による操向用アクチュエータの操作を禁止し、車両走行意思があると判定されると操作部材による操向用アクチュエータの操作を許容するようにしたので、スイッチ操作を行うことなく、操作部材の誤操作による車両の操向を防止できる。 According to the present invention, the operation of the steering actuator by the operating member is prohibited when it is determined that the occupant does not intend to travel the vehicle, and the steering actuator is operated by the operating member when it is determined that the vehicle is willing to travel. Therefore, it is possible to prevent the steering of the vehicle due to an erroneous operation of the operation member without performing a switch operation.
以下、図1〜図4を参照して本発明による作業車両の操向装置の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態に係る操向装置の構成を示す図である。この操向装置は、車体を屈折させて走行するホイールローダ等のアーティキュレート式車両に適用される。
Hereinafter, an embodiment of a steering device for a work vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the steering apparatus according to the present embodiment. This steering device is applied to an articulated vehicle such as a wheel loader that travels by bending a vehicle body.
図2(a)はホイールローダ1の側面図であり、図2(b)は平面図である。ホイールローダ1は、アーム2やバケット3および前側車輪4を有する前部車体5と、運転室6,エンジン10および後側車輪7等を有する後部車体8とから構成されている。前部車体5と後部車体8とは不図示のセンタピンにより互いに回動自在に連結され、このセンタピンの左右側方には両端部が車両5,8にそれぞれ連結された左右一対のステアリングシリンダ9L,9Rが設けられている。ステアリングシリンダ9L,9Rを伸縮させることにより、図2(b)に示すように後部車体8に対して前部車体6を屈折させ、車両を操向する。
2A is a side view of the
運転室6の内部の構成を図3に示す。運転席11の前方にはステアリングホイール12(以降、ステアリング12)が配置されている。乗員は運転席11とステアリング12との間の前方スペースを通り、運転席11への乗り降りを行う。ステアリング12は回動軸12aを支点に上下方向に回動可能に支持され、通常運転時にはステアリング12を下方に回動し(A位置)、運転席11の手前にステアリング12を移動させて、運転席11から近い位置(運転席の前方スペース小)でステアリング12を回転操作する。運転終了後はステアリングホイール12を最大に跳ね上げ(B位置)、運転席前方のスペースを開放して乗員の乗り降りを容易にする。すなわちステアリング12は乗員の乗車経路を開放するB位置と乗車経路に進入するA位置とに移動可能である。
The internal structure of the
図1に示すようにエンジン15によって駆動される油圧ポンプ16からの圧油は、電磁切換弁17および方向制御弁18を介してステアリングシリンダ9L,9Rに供給され、ステアリングシリンダ9L,9Rからの圧油は方向制御弁18および電磁切換弁17を介してタンクに戻される。方向制御弁18は例えばオービットロールのようにステアリング12の操作量に応じた油をステアリングシリンダ9L.9Rに供給するものであり、ステアリング12の操作量に応じてステアリングシリンダ9L,9Rが伸縮し、車体が屈折する。
As shown in FIG. 1, the pressure oil from the hydraulic pump 16 driven by the engine 15 is supplied to the
ステアリング12を例えば右方向に回転操作すると、油圧ポンプ16からの圧油がステアリングシリンダ9Lのボトム室9bおよびステアリングシリンダ9Rのロッド室9aにそれぞれ供給され、ステアリングシリンダ9Lのロッド室9aおよびステアリングシリンダ9Rのボトム室9bの油はそれぞれタンクに戻される。これによりステアリングシリンダ9Lが伸長するとともにステアリングシリンダ9Rが縮退し、車体が右方向に屈折する。ステアリング12の操作をやめると、ステアリングシリンダ9L,9Rへの圧油の供給が停止し、車体が屈折した状態で操向動作が停止する。
When the steering 12 is rotated, for example, to the right, the pressure oil from the hydraulic pump 16 is supplied to the bottom chamber 9b of the
電磁切換弁17はコントローラ20からの制御信号により切り換えられる。図示のように電磁切換弁17が位置イに切り換えられた状態では油圧ポンプ16から方向制御弁17へと圧油が導かれ、ステアリングシリンダ9L,9Rの伸縮による操向動作が許容される(ステアリングロック解除)。電磁切換弁17が位置ロに切り換えられると油圧ポンプ16から方向制御弁18への圧油の流れが阻止され、操向動作が禁止される(ステアリングロック作動)。
The
運転室6には車両の前後進切換指令を出力する前後進切換スイッチ22が設けられている。前後進切換スイッチ22は前進(F位置)、後進(R位置)、中立(N位置)に切換操作され、このスイッチ操作により図示しない前後進切換バルブが切り換えられ、走行モータが駆動される。すなわち前後進切換スイッチ22がF位置またはR位置に操作されると走行モータに走行ペダルの操作量に応じた駆動圧が供給され、車両が前進または後進走行する。一方、前後進切換スイッチ22がN位置に操作されると車両がニュートラル状態となって、走行モータへの駆動圧の供給が阻止される。
The
コントローラ20にはステアリング12の位置(図3のA,B位置)を検出する位置検出スイッチ21と、前後進切換スイッチ22と、車速を検出する車速センサ23と、ヒューズ24とが接続されている。コントローラ20はスイッチ21,22およびセンサ23からの信号に応じて以下のような処理を実行し、電磁切換弁17を制御する。
Connected to the
図4はコントローラ20における処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートはエンジンキースイッチのオンによりエンジン15が稼働するとスタートする。まず、ステップS1で位置検出スイッチ21からの信号によりステアリング12の位置を検出する。ステアリング12が通常運転時のA位置と判定されるとステップS4に進み、電磁切換弁17を位置イに切り換えて、ステアリングロックを解除する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing in the
ステップS1でステアリング12がB位置と判定されるとステップS2に進み、車速センサ23により検出された車速がゼロか否か、すなわち車両が停止状態か否かを判定する。ステップS2が肯定されるとステップS5に進み、電磁切換弁17を位置ロに切り換えて、ステアリングロックを作動する。ステップS2が否定されるとステップS3に進み、前後進切換スイッチ22の操作位置を判定する。ステップS3で前後進切換スイッチ22がN位置と判定されるとステップS5に進み、F位置またはR位置と判定されるとステップS4に進む。
If it is determined in step S1 that the steering wheel 12 is in the B position, the process proceeds to step S2, and it is determined whether or not the vehicle speed detected by the
次に、本実施の形態に係る操向装置の主要な動作を説明する。
走行時には、ステアリング12を、操作しやすいA位置にセットする。この状態では、車速および前後進切換スイッチ22の位置等の車両状態に拘わらずステアリングロックが解除され、ステアリング12の操作による車両の操向動作が可能となる(ステップS1→ステップS4)。この場合、ステアリング12はA位置にあるため、ステアリング操作するという乗員の意思の下でステアリング12が操作されたと推定される。したがって、不所望なステアリング操作による車両の操向を防止する必要はない。
Next, main operations of the steering apparatus according to the present embodiment will be described.
When traveling, the steering wheel 12 is set at the position A that is easy to operate. In this state, the steering lock is released regardless of the vehicle state such as the vehicle speed and the position of the forward / reverse selector switch 22, and the steering operation of the vehicle by the operation of the steering wheel 12 becomes possible (step S1 → step S4). In this case, since the steering wheel 12 is at the A position, it is estimated that the steering wheel 12 is operated with the intention of the occupant to perform the steering operation. Therefore, it is not necessary to prevent the steering of the vehicle due to an undesired steering operation.
通常走行時には、ステアリング12をA位置にセットするが、場合によってはステアリング12をB位置にセットして走行することがある。この場合、ステアリング12をB位置にセットしたとしても、前後進切換スイッチ22がN位置以外に操作され、かつ、車速がゼロより大きい場合には、ステアリングロックが解除される(ステップS2→ステップS3→ステップS4)。これにより車両走行時にはステアリング位置によらずに操向動作が可能となり、使い勝手がよい。 During normal driving, the steering wheel 12 is set to the A position, but in some cases, the steering wheel 12 may be set to the B position for driving. In this case, even if the steering wheel 12 is set to the B position, if the forward / reverse selector switch 22 is operated to a position other than the N position and the vehicle speed is greater than zero, the steering lock is released (step S2 → step S3). → Step S4). As a result, the steering operation can be performed regardless of the steering position when the vehicle is running, which is easy to use.
乗員が車両走行を停止して降車する場合には、誤って車両が走行することがないように前後進切換スイッチ22をN位置に操作し、車両をニュートラル状態とした上で、ステアリング12をB位置にセットする。これによりステアリングロックが作動し、車両の操向動作が禁止される(ステップS3→ステップS5)。この場合、ステアリング12がB位置にあると乗り降りの際にステアリング12に触れてステアリング12を誤操作するおそれがあるが、ステアリングロックが作動しているため、車体が屈折することはなく、車外で安全に作業を行うことができる。 When the occupant stops traveling and gets off the vehicle, the forward / reverse selector switch 22 is operated to the N position so that the vehicle does not travel accidentally, the vehicle is set in the neutral state, and the steering wheel 12 is moved to B. Set to position. As a result, the steering lock is activated, and the steering operation of the vehicle is prohibited (step S3 → step S5). In this case, if the steering wheel 12 is in the B position, there is a risk that the steering wheel 12 may be touched and erroneously operated when getting on or off. However, since the steering lock is activated, the vehicle body is not refracted and is safe outside the vehicle. Can work on.
降車時に前後進切換スイッチ22をN位置に操作しない場合でも、ステアリング12をB位置にセットした状態で車速が0であれば、ステアリングロックが作動し、車両の操向が禁止される(ステップS2→ステップS5)。すなわち少なくとも車両が停止状態あるいはニュートラル状態にあると、乗員の車両走行する意思がないものと推定され、ステアリングロックが作動する。これによりステアリング12の誤操作により乗員の意に反して車体が不所望に屈折することを防止できる。 Even when the forward / reverse selector switch 22 is not operated to the N position when getting off the vehicle, if the vehicle speed is 0 with the steering wheel 12 set to the B position, the steering lock is activated and the steering of the vehicle is prohibited (step S2). → Step S5). That is, if at least the vehicle is in a stopped state or a neutral state, it is estimated that the occupant does not intend to travel on the vehicle, and the steering lock is activated. Accordingly, it is possible to prevent the vehicle body from being undesirably refracted against an occupant's will due to an erroneous operation of the steering wheel 12.
以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)ステアリング12がB位置に跳ね上げられた状態で、少なくとも車速0または前後進切換スイッチ22がN位置にあるとき、つまり走行する意思がないことが検出されると、電磁切換弁17を位置ロに切り換え、ステアリングロックを作動するようにした。これにより車両の乗降時にステアリング12に誤って触れた場合に、乗員の意に反して車体が屈折することを防止できる。その結果、車両の周囲で作業員は安全に作業を行うことができる。
(2)車両走行の意思がないことを検出してステアリングロックを作動するので、スイッチ操作等によりステアリングロックを作動する必要がない。その結果、煩雑な操作が不要となり、スイッチの操作忘れの問題も解消できる。
(3)ステアリング12がB位置に跳ね上げられたとき、すなわち乗員が車両に乗降する状態でのみステアリングロックを作動するようにしたので、必要以上にステアリングロックが作動することがなく、良好な車両の操向性を得ることができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When at least the
(2) Since the steering lock is activated by detecting that there is no intention to travel the vehicle, it is not necessary to activate the steering lock by a switch operation or the like. As a result, a complicated operation is unnecessary, and the problem of forgetting to operate the switch can be solved.
(3) Since the steering lock is operated only when the steering wheel 12 is moved up to the B position, that is, when the occupant gets on and off the vehicle, the steering lock does not operate more than necessary, and the vehicle is good. Can be obtained.
以上では、ステアリングホイール12を操作部材として、操向用アクチュエータとしてのステアリングシリンダ9L,9Rを操作するようにしたが、レバー式の操作部材(ステアリングレバー)によりステアリングシリンダ9L,9Rを操作するようにしてもよい。この場合、例えば運転室6にステアリングロックの作動を解除する解除スイッチを設け、車速が0または前後進切換スイッチ22がN位置のときにステアリングロックを作動し、解除スイッチがオンされるとステアリングロックを解除するようにすればよい。
In the above description, the
車速が0または前後進切換スイッチ22がN位置のときに乗員は車両走行意思がないと判定したが、走行意思判定手段はこれに限らない。例えば車速が0かつ前後進切換スイッチ22がN位置のときに車両走行意思がないと判定してもよい。また、マルチディスプレイを有する車両において、例えばメンテナンスモードが選択されると車両走行しないことが明らかであるため、エンジン始動後、メンテナンスモードの選択操作により車両走行意思がないと判定してもよい。 When the vehicle speed is 0 or the forward / reverse selector switch 22 is at the N position, the occupant determines that the vehicle does not intend to travel, but the travel intention determination means is not limited to this. For example, it may be determined that the vehicle does not intend to travel when the vehicle speed is 0 and the forward / reverse selector switch 22 is in the N position. Further, in a vehicle having a multi-display, for example, it is clear that the vehicle does not travel when the maintenance mode is selected. Therefore, after the engine is started, it may be determined that there is no intention to travel the vehicle by selecting the maintenance mode.
上記実施の形態では、乗車経路を開放するB位置(第1の位置)と乗車経路に進入するA位置(第2の位置)にステアリング12を移動可能に設け、ステアリング12がB位置にあることをステアリングロック作動の一条件としたが、少なくとも車両走行意思がないことを判定してステアリングロックを作動するのであれば、操向制御手段としてのコントローラ20の処理は図4のものに限らない。また、電磁切換弁17の切換によりステアリングシリンダ9L,9Rへの圧油の供給を停止してステアリングロックを作動するようにしたが、他の構成によりステアリングロックを作動/解除するようにしてもよい。
In the above embodiment, the steering wheel 12 is movably provided at the B position (first position) for opening the boarding route and the A position (second position) entering the boarding route, and the steering wheel 12 is at the B position. Is a condition of the steering lock operation. However, the processing of the
位置検出スイッチ21によりステアリング12の位置を検出するようにしたが、位置検出手段の構成はこれに限らない。車速センサ23により車両停止状態を検出したが、停車検出手段の構成はこれに限らない。前後進切換スイッチ22により車両のニュートラル状態を検出したが、ニュートラル検出手段の構成はこれに限らない。
Although the position of the steering wheel 12 is detected by the
本発明は、ホイールローダ1に適用したが、ダンプトラック等、他のアーティキュレート式車両にも同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の操向装置に限定されない。
Although the present invention is applied to the
1 ホイールローダ
9L,9R ステアリングシリンダ
12 ステアリングホイール
17 電磁切換弁
20 コントローラ
21 位置検出スイッチ
22 前後進切換スイッチ
23 車速センサ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記操向用アクチュエータを操作する操作部材と、
乗員の車両走行意思の有無を判定する走行意思判定手段と、
前記走行意思判定手段により車両走行意思がないと判定されると前記操作部材による操向用アクチュエータの操作を禁止し、車両走行意思があると判定されると前記操作部材による操向用アクチュエータの操作を許容する操向制御手段とを備え、
前記走行意思判定手段は、車両の停止状態を検出する停車検出手段を有し、該停車検出手段により車両停止状態が検出されると車両走行意思がないと判定することを特徴とする作業車両の操向装置。 A steering actuator that refracts the vehicle body;
An operating member for operating the steering actuator;
Travel intention determination means for determining presence or absence of an occupant's vehicle travel intention;
When it is determined by the travel intention determination means that there is no vehicle travel intention, operation of the steering actuator by the operation member is prohibited, and when it is determined that there is a vehicle travel intention, operation of the steering actuator by the operation member is prohibited. and a steering control means for permitting,
The travel intention determination unit includes a stop detection unit that detects a stop state of the vehicle, and determines that there is no vehicle travel intention when the vehicle stop state is detected by the stop detection unit . Steering device.
前記操作部材は、乗員の乗車経路を開放する第1の位置と乗車経路に進入する第2の位置とに移動可能であり、
前記操作部材の位置を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記操向制御手段は、
前記位置検出手段により前記第1の位置が検出され、かつ、前記走行意思判定手段により車両走行意思がないと判定されると前記操作部材による操向用アクチュエータの操作を禁止し、前記位置検出手段により前記第2の位置が検出されると前記走行意思判定手段による判定結果に拘わらず前記操作部材による操向用アクチュエータの操作を許容することを特徴とする作業車両の操向装置。 In the steering device for a work vehicle according to claim 1,
The operation member is movable between a first position for opening a boarding route for the occupant and a second position for entering the boarding route,
Further comprising position detecting means for detecting the position of the operating member;
The steering control means includes
When the position detection means detects the first position and the travel intention determination means determines that there is no vehicle travel intention, the operation member prohibits operation of the steering actuator, and the position detection means When the second position is detected, the steering device for a work vehicle allows operation of the steering actuator by the operation member regardless of the determination result by the travel intention determination means.
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