DE112013001210B4

DE112013001210B4 - Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112013001210B4
Application number: DE112013001210.3T
Authority: DE
Inventors: c/o Intellectual Property Dep Minoshima Toshikazu; c/o Intellectual Property Depa Shibue Yuusuke; c/o Intellectual Property Departm Nakate Yohei; c/o Intellectual Property Depa Ikari Takanobu
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: CN104144844B; CN104144844A; JP5941133B2; AU2013227684A1; US9272729B2; AU2013227684B2; WO2013129090A1; JPWO2013129090A1; US20140367189A1; DE112013001210T5

Abstract

Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, enthaltend: ein Lenkrad (27) für einen Fahrer zum Durchführen eines Lenkvorgangs eines gelenkten Rads (6L, 6R); ein Lenkventil (26) zum Steuern der Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl in Reaktion auf die Betätigung des Lenkrads (27); einen Lenkzylinder (22L, 22R) zum Lenken eines Fahrzeugs mittels des durch das Lenkventil (26) zugeführten/abgeführten, unter Druck stehenden Öls; eine Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28), welche so konfiguriert ist, dass sie einen Lenkwinkel θ des gelenkten Rads (6L, 6R) erfasst; und eine Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42), welche so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, ob das gelenkte Rad (6L, 6R) sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, vorausgesetzt, dass das Fahrzeug einen Geradeaus-Zustand annehmen kann; gekennzeichnet durch eine Abnormitätsermittlungseinheit (30), welche so konfiguriert ist, dass sie, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel (θ) vom Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) abweicht, ermittelt, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) oder beide abnorm sind, wobei die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) ermittelt, dass das gelenkte Rad (6L, 6R) sich im Geradeaus-Zustand befindet, wenn der Lenkwinkel (θ) des gelenkten Rads (6L, 6R) innerhalb eines Bereichs bis zu einem bestimmten vordefinierten Grenzwert (θ1) liegt, und die Abnormitätsermittlungseinheit (30) keine Abnormitätsermittlung durchführt, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist, dass der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche in ein Transportfahrzeug wie einen Muldenkipper eingebaut wird und in geeigneter Weise zum Lenken eines Fahrzeugs verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen ist ein als Muldenkipper bezeichnetes großes Transportfahrzeug mit einem anhebbaren Behälter (einer anhebbaren Ladeplattform) auf einem Rahmen einer Karosserie ausgestattet. Der Muldenkipper fährt in einem Zustand, in welchem zu transportierende Gegenstände, welche aus Schotter oder Sand und Erde bestehen, in einer großen Menge in den Behälter geladen sind ( JP 2009-262 750 A ).
Ein dem Stand der Technik entsprechendes Transportfahrzeug dieser Art enthält eine Kraftfahrzeugkarosserie, eine Ladeplattform, welche so auf der Karosserie angebracht ist, dass sie darauf kippbar (anhebbar) ist und auf welche zu transportierende Gegenstände geladen werden, und ein Führerhaus, welches vor der Ladeplattform angeordnet ist und in der Karosserie vorgesehen ist, um darin einen Raum für einen Fahrer zu bilden. Ein Lenkrad ist im Führerhaus des Transportfahrzeugs vorgesehen, welches ein Fahrer ergreift, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu bestimmen.
Das Transportfahrzeug nach dem Stand der Technik ist mit einer als eine Servolenkvorrichtung bezeichneten Lenkvorrichtung ausgestattet, welche so konfiguriert ist, dass sie einen Lenkvorgang eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Hydraulikkraft durchführt, um eine Lenkradbetätigung eines Fahrers unterstützen zu können. Diese Lenkvorrichtung umfasst ein Lenkrad, ein Lenkventil zum Steuern der Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl in Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads, und einen Lenkzylinder zum Lenken des Fahrzeugs mittels des über das Lenkventil zugeführten/abgeführten, unter Druck stehenden Öls ( JP H05-155 344 A ).
In jüngster Zeit werden zur Einführung eines Lagesteuerungssystems eines Fahrzeugs, eines Einparkhilfesystems zum automatischen Lenken eines Lenkrads und dergleichen Informationen über einen Lenkwinkel eines gelenkten Rads benötigt. Die Konfiguration zum Erfassen eines Arbeitswinkels einer Servolenkung zur Erfüllung dieser Anforderung ist bekannt ( JP H11-59 447 A ). Andererseits ist auch die Konfiguration zum Erfassen einer Stellung der Lenkung durch eine Vielzahl von Messfühlern bekannt ( JP H10-316 000 A ).
Die JP 2006-35 917 A betrifft eine gattungsgemäße Lenkvorrichtung für ein Vierradlenkfahrzeug. Die Lenkvorrichtung umfasst linke und rechte Lenkzylinder zum Lenken der Vorderräder und Hinterräder, ein Steuerungsventil zum Ändern des hydraulischen Drucks der Lenkzylinder einen Moduswählschalter um zwischen einem Zweirradlenkungs- und Vierradlenkungsmodus umzuschalten und einen Controller zur Steuerung des Steuerungsventils und des Moduswählschalter.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Übrigens ist ein Servolenkmechanismus für einen Personenkraftwagen so aufgebaut, dass gelenkte Räder über eine Zahnstange, ein Ritzel und dergleichen mechanisch mit einem Lenkrad verbunden sind. Andererseits ist in einem großen Muldenkipper ein Servolenkmechanismus durch ein Lenkventil und einen Lenkzylinder gebildet. Deshalb kann, selbst wenn ein Winkelsensor am Lenkrad angebracht ist, ein Lenkwinkel eines gelenkten Rads nicht erfasst werden. Deshalb ist es erforderlich, einen Lenkwinkelsensor zum Beispiel an einer Achse des gelenkten Rads anzubringen, um den Lenkwinkel des gelenkten Rads direkt zu erfassen.
Da der Sensor nahe dem gelenkten Rad angebracht ist, besteht in diesem Fall eine Tendenz, dass es gegenüber einem Fall, in welchem der Sensor in einem Fahrzeuginnenraum zum Beispiel nahe dem Lenkrad angebracht ist, schwieriger ist, Zuverlässigkeit sicherzustellen. Andererseits ist, was die Informationen über den Lenkwinkel des gelenkten Rads anbelangt, wegen der Verwendung der Informationen bei der Lagesteuerung des Fahrzeugs eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich.
Deshalb wird ein Verfahren in Betracht gezogen, bei welchem eine Vielzahl von Lenkwinkelsensoren zum Multiplexen vorgesehen ist, um einen Lenkwinkel zu erfassen. In einem Fall, in welchem das Multiplexen in einem Fahrzeug wie einem Muldenkipper, welches an Orten verwendet wird, wo klimatische Bedingungen wie Umgebungstemperaturen und Luftfeuchte oder Ladeumgebungen wie Erde und Sand und Staub sehr verschiedenartig sind, unter Verwendung der gleichen Lenkwinkelsensoren erfolgt, besteht jedoch ein Problem, dass Defekte der Lenkwinkelsensoren dazu neigen, infolge von Einflüssen dieser klimatischen Bedingungen oder Ladeumgebungen leicht gleichzeitig aufzutreten.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorerwähnten Probleme gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche Informationen bezüglich eines Lenkwinkels eines gelenkten Rads mit hoher Zuverlässigkeit gewinnen kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

(1) Die vorliegende Erfindung wird auf eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug angewendet, welche enthält: ein Lenkrad für einen Fahrer zum Durchführen eines Lenkvorgangs eines gelenkten Rads; ein Lenkventil zum Steuern der Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl in Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads; und einen Lenkzylinder zum Lenken des Fahrzeugs mittels des über das Lenkventil zugeführten/abgeführten, unter Druck stehenden Öls.

Die durch die vorliegende Erfindung eingeführte Konfiguration umfasst: eine Lenkwinkel-Erfassungseinheit, welche so konfiguriert ist, dass sie einen Lenkwinkel des gelenkten Rads erfasst; eine Geradeauszustands-Erfassungseinheit, welche so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, ob das gelenkte Rad sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, vorausgesetzt, dass das Fahrzeug einen Geradeaus-Zustand annehmen kann; und eine Abnormitätsermittlungseinheit, welche so konfiguriert ist, dass sie, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel vom Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit abweicht, ermittelt, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder beide abnorm sind.
Bei dieser Anordnung wird der Lenkwinkel des gelenkten Rads durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasst und wird durch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit ermittelt, ob das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet. Hier kann man den Lenkwinkel, bei welchem das gelenkte Rad den Geradeaus-Zustand annimmt, im Voraus erhalten. Deshalb wird, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel innerhalb eines Bereichs des Geradeaus-Zustands liegt und durch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit erkannt wird, dass das Fahrzeug sich im Geradeaus-Zustand befindet, geschätzt, dass sowohl die Lenkwinkel-Erfassungseinheit als auch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit normal arbeitet. Außerdem wird auch, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel außerhalb eines Bereichs des Geradeaus-Zustands liegt und durch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit erkannt wird, dass das Fahrzeug sich in einem Nicht-Geradeaus-Zustand befindet, geschätzt, dass sowohl die Lenkwinkel-Erfassungseinheit als auch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit normal arbeitet. Das heißt, in diesem Fall wird geschätzt, dass ein Fahrzeug auf einer nicht geraden Straße eine Kurve entlangfährt.
Andererseits besteht, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel außerhalb des Bereichs des Geradeaus-Zustands liegt und durch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit erkannt wird, dass das Fahrzeug sich im Geradeaus-Zustand befindet, eine Möglichkeit, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder beide in einem abnormen Zustand sind, in welchem sie nicht normal arbeiten. Darüber hinaus besteht, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel im Bereich des Geradeaus-Zustands liegt und durch die Geradeauszustands-Erfassungseinheit erkannt wird, dass das Fahrzeug sich im Nicht-Geradeaus-Zustand befindet, eine Möglichkeit, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder beide im abnormen Zustand sind.
Deshalb ermittelt die Abnormitätsermittlungseinheit, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder beide abnorm sind, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel vom Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit abweicht. Wenn die Abnormitätsermittlungseinheit ermittelt, dass eine davon abnorm ist, kann eine Einheit wie eine Warneinrichtung oder eine Leuchte verwendet werden, um einen Fahrer über das Ermittlungsergebnis zu informieren, und ist es möglich, eine Aufzeichnung verschiedener Schutzvorgänge oder Abnormitätsvorgänge durchzuführen. Infolgedessen können die Lenkwinkel-Erfassungseinheit und die Geradeauszustands-Erfassungseinheit, welche in ihrer Art voneinander verschieden sind, verwendet werden, um die Abnormität voneinander zu ermitteln und mit hoher Zuverlässigkeit Informationen über den Lenkwinkel des gelenkten Rads zu gewinnen.

(2) Gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelt die Geradeauszustands-Erfassungseinheit, dass das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, wenn der Lenkwinkel des gelenkten Rads innerhalb eines Bereichs bis zu einem bestimmten vordefinierten Grenzwert liegt; und führt die Abnormitätsermittlungseinheit keine Abnormitätsermittlung durch, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel innerhalb eines Bereichs einer den Grenzwert enthaltenden toten Zone liegt, und führt sie die Abnormitätsermittlung durch, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel außerhalb des Bereichs der toten Zone liegt.

Bei dieser Anordnung weicht das Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit infolge eines Erfassungsfehlers zueinander vom Ermittlungsergebnis der Lenkwinkel-Erfassungseinheit ab, wenn der Lenkwinkel des gelenkten Rads in der Nähe des Grenzwerts liegt. Deshalb besteht eine Möglichkeit, dass eine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, falsch erfolgt. Andererseits führt die Abnormitätsermittlungseinheit die Abnormitätsermittlung nicht durch, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel innerhalb des Bereichs der den Grenzwert enthaltenden, bestimmten toten Zone liegt, und führt sie die Abnormitätsermittlung durch, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel außerhalb des Bereichs der toten Zone liegt. Deshalb kann die auf der Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder der Lenkwinkel-Erfassungseinheit beruhende falsche Ermittlung verhindert werden und kann die Abnormität der Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder der Lenkwinkel-Erfassungseinheit genau ermittelt werden.

(3) Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug mit den gelenkten Rädern links und rechts ausgestattet, besteht die Lenkwinkel-Erfassungseinheit aus einem Drehwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines der gelenkten Räder links und rechts und besteht die Geradeauszustands-Erfassungseinheit aus einem Näherungsschalter zum Erfassen, ob das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, wobei der Näherungsschalter am gelenkten Rad derselben Seite wie der Drehwinkelsensor angebracht ist.

Da bei dieser Anordnung der Drehwinkelsensor, welcher die Lenkwinkel-Erfassungseinheit ist, und der Näherungsschalter, welcher die Geradeauszustands-Erfassungseinheit ist, beide am selben gelenkten Rad des linken und des rechten gelenkten Rads angebracht sind, führen der Drehwinkelsensor und der Näherungsschalter die Erfassung des Lenkwinkels des gelenkten Rads und die Ermittlung, ob dasselbe gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, durch. Deshalb ist es möglich, einen Erfassungsfehler zwischen dem Drehwinkelsensor und dem Näherungsschalter klein zu machen, um die auf dem Erfassungsfehler beruhende falsche Ermittlung zu verhindern.

(4) Gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelt die Abnormitätsermittlungseinheit, dass die Abnormität vorliegt, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel und das Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit über eine vordefinierte Zeit weiter voneinander abweichen.

Bei dieser Anordnung können in einem Fall, in welchem ein Zustand, in welchem der Lenkwinkel, welcher durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasst wird und einem gegenwärtigen Fahrzustand entspricht, und das Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit, ob das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, voneinander abweichen, über die vordefinierte Zeit andauert, oder in einem Fall, in welchem ein Zustand, in welchem der Lenkwinkel, welcher durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasst wird, und das Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit, ob das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet und welches dem gegenwärtigen Fahrzustand entspricht, voneinander abweichen, über die vordefinierte Zeit andauert, die Lenkwinkel-Erfassungseinheit oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit oder beide als abnorm ermittelt werden.

(5) Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug links und rechts mit den gelenkten Rädern ausgestattet, besteht die Lenkwinkel-Erfassungseinheit aus einem Drehwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels eines des linken und des rechten gelenkten Rads und besteht die Geradeauszustands-Erfassungseinheit aus einem Näherungsschalter zum Erfassen, ob das andere der gelenkten Räder sich im Geradeaus-Zustand befindet, wobei der Näherungsschalter an einem gelenkten Rad einer anderen Seite als der Drehwinkelsensor angebracht ist.

Da bei dieser Anordnung der Drehwinkelsensor, welcher die Lenkwinkel-Erfassungseinheit ist, und der Näherungsschalter, welcher die Geradeauszustands-Erfassungseinheit ist, jeweils an den voneinander verschiedenen gelenkten Rädern des linken und des rechten gelenkten Rads angebracht sind, führen der Drehwinkelsensor und der Näherungsschalter jeweils an den voneinander verschiedenen gelenkten Rädern die Erfassung des Lenkwinkels des einen gelenkten Rads und die Ermittlung, ob das andere gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, durch. Da es möglich ist, den Drehwinkelsensor und den Näherungsschalter so anzuordnen, dass sie voneinander entfernt sind, ist es deshalb, selbst wenn zum Beispiel herumfliegende Steine, Sand und Erde und dergleichen auf die Umgebung des gelenkten Rads aufprallen, möglich, zu verhindern, dass der Drehwinkelsensor und der Näherungsschalter zugleich abnorm sind, wodurch die Zuverlässigkeit der Abnormitätsermittlung verbessert wird. Außerdem ist es, da der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erfasste Lenkwinkel und das Ermittlungsergebnis des Näherungssensors voneinander abweichen, auch wenn ein Gelenkmechanismus zum Verbinden des linken und des rechten gelenkten Rads defekt ist, möglich, den Defekt des Gelenkmechanismus zu erkennen.

(6) Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Lenkmechanismus zum Lenken des gelenkten Rads aus einem Längslenker mit einer an einer Karosserie des Fahrzeugs befestigten Basisseite, einer Achse, welche so an einer Spitzenseite des Längslenkers befestigt ist, dass sie in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung drehbar ist, um das gelenkte Rad drehbar zu halten, einem Spurhebel, welcher an der Achse vorgesehen ist, und dem Lenkzylinder, welcher zwischen dem Spurhebel und dem Längslenker vorgesehen ist, um die Achse am Längslenker zu drehen, wobei die Lenkwinkel-Erfassungseinheit aus einem sich drehenden Teil, welcher sich zusammen mit der Achse dreht, und einem feststehenden Teil, welcher an der Seite des Längslenkers befestigt ist, besteht, um eine Verdrehung zwischen dem sich drehenden Teil und dem feststehenden Teil zu erfassen.

Bei dieser Anordnung ist es möglich, den Drehwinkel der Achse am Längslenker durch die Verdrehung zwischen dem sich drehenden Teil und dem feststehenden Teil der Lenkwinkel-Erfassungseinheit zu erfassen, und ist es möglich, den Lenkwinkel des gelenkten Rads, welches durch die Achse drehbar gehalten wird, zu erfassen.

(7) Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die Geradeauszustands-Erfassungseinheit aus einem Erkennungsteil, welcher an der Seite des Längslenkers befestigt ist, und einer Erkennungsplatte, welche sich zusammen mit der Achse dreht und eine einem Winkelbereich des Lenkwinkels, in welchem das gelenkte Rad im Geradeaus-Zustand ist, entsprechende Länge hat, wobei die Erkennungsplatte dem Erkennungsteil gegenüberliegt, wenn das gelenkte Rad den Geradeaus-Zustand annimmt, und von einer dem Erkennungsteil gegenüberliegenden Position entfernt ist, wenn das gelenkte Rad einen Nicht-Geradeaus-Zustand annimmt.

Bei dieser Anordnung ist es, während die Erkennungsplatte der Geradeauszustands-Erfassungseinheit dem Erkennungsteil gegenüberliegt, möglich, zu erfassen, dass das gelenkte Rad sich im Geradeaus-Zustand befindet, und ist es, während die Erkennungsplatte der Geradeauszustands-Erfassungseinheit dem Erkennungsteil nicht gegenüberliegt, möglich, zu erfassen, dass das gelenkte Rad sich nicht im Geradeaus-Zustand befindet.

(8) Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug aus einer mit Vorderrädern und Hinterrädern ausgestatteten Kraftfahrzeugkarosserie, einer Ladeplattform, welche so an der Karosserie angebracht ist, dass sie unter Verwendung einer Rückseite derselben als Drehpunkt darauf kippbar ist und auf welche zu transportierende Gegenstände geladen werden, einem Führerhaus, welches vor der Ladeplattform angeordnet ist und in der Karosserie vorgesehen ist, um darin einen Raum für einen Fahrer zu umgrenzen, und einem Hebezylinder, welcher zwischen der Ladeplattform und der Karosserie angebracht ist, um die Ladeplattform zur Zeit des Abladens des zu transportierenden Gegenstands von der Ladeplattform nach hinten zu neigen, wobei das Lenkrad im Führerhaus angebracht ist, das Vorderrad als das gelenkte Rad fungiert, dessen Lenkwinkel sich durch den Lenkzylinder ändert, und das Lenkventil in der Karosserie angebracht ist.

Bei dieser Anordnung kann die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zum Beispiel für einen großen Muldenkipper verwendet werden, in welchem das Lenkrad und das gelenkte Rad nicht mechanisch verbunden sind, und ist es, selbst wenn der Lenkwinkel des Lenkrads nicht unbedingt dem Lenkwinkel des gelenkten Rads entspricht, möglich, mit hoher Zuverlässigkeit die Informationen über den Lenkwinkel des gelenkten Rads zu gewinnen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht, welche einen Muldenkipper zeigt, an welchem eine Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
2 ist eine Konfigurationszeichnung, welche die Lenkvorrichtung im Muldenkipper zeigt.
3 ist eine vergrößerte Konfigurationszeichnung, welche ein linkes Vorderrad, einen Drehwinkelsensor, einen Näherungsschalter und dergleichen in 2 zeigt.
4 ist eine Vorderansicht, welche eine Karosserie, Vorderräder, einen Lenkmechanismus und dergleichen, von einer Vorderseite her gesehen, zeigt.
5 ist eine Draufsicht, welche den Lenkmechanismus, den Drehwinkelsensor, den Näherungsschalter und dergleichen, in einer Richtung von Pfeilen V-V in 4 gesehen, zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Anbringungszustand des Drehwinkelsensors und des Näherungsschalters zeigt.
7 ist eine erläuternde Zeichnung, welche Bereiche, in welchen der Näherungsschalter Ermittlungen über einen Geradeaus-Zustand und einen Nicht-Geradeaus-Zustand durchführt, und eine tote Zone einer Abnormitätsermittlung zeigt.
8 ist ein Ablaufplan, welcher ein Abnormitätsermittlungsprogramm einer Steuerung zeigt.
9 ist eine Konfigurationszeichnung ähnlich 2, welche eine Lenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich erläutert, indem ein Beispiel herangezogen wird, in welchem die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug als ein Beispiel an einem Muldenkipper angebracht ist, der in einer Grube ausgebaggerten Schotter und dergleichen transportiert.
1 bis 8 zeigen eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform. Man sollte beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Fall als Beispiel dient, in welchem ein Drehwinkelsensor 28 und ein Näherungsschalter 29, welche später noch beschrieben werden, auf der Seite eines linken Vorderrads 6L als demselben gelenkten Rad angebracht sind.
In der Figur ist ein Muldenkipper mit 1 bezeichnet, in welchem eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird, und der Muldenkipper 1 ist ein großes Transportfahrzeug, welches schematisch durch eine Karosserie 2, einen Behälter 3, ein Führerhaus 5, Vorderräder 6L und 6R, Hinterräder 7L und 7R und dergleichen gebildet ist.
Die Karosserie 2 bildet eine Rahmenkonstruktion. Der als eine Ladeplattform verwendete Behälter 3 ist so an einer Oberseite der Karosserie 2 angebracht, dass er unter Verwendung einer Rückseite der Karosserie 2 als Drehpunkt gekippt (angehoben) werden kann.
Der Behälter 3 ist als ein großer Behälter gebildet, dessen Gesamtlänge bis zu 10 bis 13 Meter erreicht, um ein großes Volumen zu transportierender Gegenstände wie Schotter (im Folgenden als Schotter R bezeichnet) zu laden. Ein rückseitiger Unterteil des Behälters 3 ist mittels eines Verbindungsbolzens 3A kippbar mit einem rückseitigen Ende der Karosserie 2 verbunden. Außerdem ist ein Schutzelement 3B in einem Stück so an einem Vorderseiten-Oberteil des Behälters 3 angebracht, dass es das später noch zu beschreibende Führerhaus 5 von einer Oberseite desselben her bedeckt. Die Seite des vorderen Teils (Seite des Schutzelements 3B) des Behälters 3 wird unter Verwendung des Verbindungsbolzens 3A als Drehpunkt durch Ausfahren oder Einziehen eines später noch zu beschreibenden Hebezylinders 4 in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung geschwenkt (angehoben oder abgesenkt).
Der Hebezylinder 4 ist in einem Zustand, in welchem er fähig ist, ausgefahren/eingezogen zu werden, zwischen der Karosserie 2 und dem Behälter 3 angebracht. Der Hebezylinder 4 ist sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Karosserie 2 angebracht (in 1 ist nur einer davon gezeigt).
Das Führerhaus 5 ist an einer Oberseite eines vorderen Teils der Karosserie 2 so angebracht, dass es sich an der Vorderseite des Behälters 3 befindet. Das Führerhaus 5 bildet darin einen Raum für einen Fahrer, wo ein Fahrer des Muldenkippers 1 ein-/aussteigt. Ein Fahrersitz, ein Verbrennungsmotor-Schalter, ein Gaspedal, ein Bremspedal (alle nicht gezeigt), ein später noch zu beschreibendes Lenkrad 27 und dergleichen sind im Führerhaus 5 angebracht.
Die Vorderräder 6L und 6R sind an einer Unterseite des vorderen Teils der Karosserie 2 drehbar angebracht. Das Vorderrad 6L ist an einer linken Seite der Karosserie 2 angeordnet, und das Vorderrad 6R ist an einer rechten Seite der Karosserie 2 angeordnet. Die Vorderräder links und rechts 6L und 6R bilden einen Teil der gelenkten Räder, deren Lenkwinkel sich durch später noch zu beschreibende Lenkzylinder 22L und 22R ändern. Jedes der Vorderräder links und rechts 6L und 6R ist, genauso wie später noch zu beschreibende Hinterräder 7L und 7R, zum Beispiel mit einem Reifendurchmesser (Außendurchmesser-Maß) von bis zu 2 bis 4 Metern gebildet. Die Vorderräder links und rechts 6L und 6R werden durch die Ausfahr- und Einziehvorgänge der Lenkzylinder 22L und 22R gelenkt, wenn ein Fahrer des Muldenkippers 1 das später noch zu beschreibende Lenkrad 27 betätigt.
Die Hinterräder 7L und 7R sind an der Seite des hinteren Teils der Karosserie 2 drehbar angebracht. Das Hinterrad 7L ist an einer linken Seite der Karosserie 2 angeordnet, und das Hinterrad 7R ist an einer rechten Seite der Karosserie 2 angeordnet. Die Hinterräder links und rechts 7L und 7R bilden Antriebsräder des Muldenkippers 1 und werden durch später noch zu beschreibende Radantriebsmotoren 9L und 9R angetrieben. Durch Antreiben und Drehen der Hinterräder links und rechts 7L und 7R fährt der Muldenkipper 1 auf einer Straße.
Der Verbrennungsmotor 8 ist so in der Karosserie 2 angeordnet, dass er sich unter dem Führerhaus 5 befindet. Der Verbrennungsmotor 8 ist zum Beispiel durch einen großen Dieselmotor gebildet. Der Verbrennungsmotor 8 treibt einen Hauptgenerator (nicht gezeigt) an und treibt eine später noch zu beschreibende Hydraulikpumpe 24 und dergleichen an und dreht diese.
Die Radantriebsmotoren 9L und 9R sind über ein Beschleunigergehäuse (nicht gezeigt) in der Karosserie 2 angebracht. Der Radantriebsmotor 9L treibt das linke Hinterrad 7L an, und der Radantriebsmotor 9R treibt das rechte Hinterrad 7R an. Die Radantriebsmotoren 9L und 9R werden mittels über eine Motorsteuereinrichtung 10 aus dem Hauptgenerator zugeführter Leistung angetrieben und gedreht, und jeder davon besteht aus einem großen Elektromotor.
Die Radantriebsmotoren 9L und 9R werden jeweils durch die Motorsteuereinrichtung 10 gesteuert und werden jeweils unabhängig angetrieben und gedreht. Auf der Grundlage eines Steuersignals aus einer später noch zu beschreibenden Steuerung 30 steuert die Motorsteuereinrichtung 10 die Drehzahlen der Hinterräder links und rechts 7L und 7R so, dass sie zu einer Zeit des Geradeausfahrens des Fahrzeugs gleich sind und bei einem Wendemanöver entsprechend einer Wenderichtung voneinander verschieden sind.
Nun wird die Konfiguration einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug 11, welche ein bedeutender Teil der ersten Ausführungsform ist, anhand 2 bis 6 erläutert.
Die Lenkvorrichtung für das Fahrzeug 11 bildet einen Teil einer Servolenkvorrichtung, welche in Reaktion auf eine Betätigung eines Lenkrads 27 durch einen Fahrer mit einer geringen Betätigungskraft die jeweilige Richtung der Vorderräder 6L und 6R, welche die gelenkten Räder sind, unter Verwendung einer Hydraulikkraft ändern kann. Hier ist die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug 11 mit einem Lenkmechanismus 12, einem Hydraulikkreis 23 zum Ansteuern der Lenkzylinder 22L und 22R im Lenkmechanismus 12 und dem Lenkrad 27 zum Betätigen eines Lenkventils 26 des Hydraulikkreises 23, welches später noch beschrieben wird, ausgestattet.
Der Lenkmechanismus 12 ist mit Längslenkern 13L und 13R, Federbeinen 17L und 17R, Achsen 18L und 18R sowie den Lenkzylindern 22L und 22R gebildet.
Wie in 4 und 5 gezeigt, sind die Längslenker 13L und 13R über ein Querrohr 14 als eine Drehachse an der Karosserie 2 befestigt. Das Querrohr 14 ist durch einen zylindrischen Körper, welcher sich in einer Links-Rechts-Richtung durch die Karosserie 2 erstreckt, gebildet. Der linke Längslenker 13L erstreckt sich vom Querrohr 14 nach hinten links außen. Ein Basisende-Teil des linken Längslenkers 13L wird durch das Querrohr 14 gehalten. Dadurch ist ein Spitzenteil des Längslenkers 13L in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung verschiebbar. Die Achse 18L ist am Spitzenteil des Längslenkers 13L befestigt.
Ein Zylinderhalter 15 zur Befestigung des Lenkzylinders 22L ist in der mittigen Position des Längslenkers 13L in der Längsrichtung angebracht. Ein Federbeinhalter 16 zur Befestigung des Federbeins 17L ist nahe dem Spitzenende des Längslenkers 13L vorgesehen.
Der rechte Längslenker 13R ist spiegelsymmetrisch zum linken Längslenker 13L gebildet. Deshalb sind der Zylinderhalter 15 und der Federbeinhalter 16 am rechten Längslenker 13R ähnlich wie am linken Längslenker 13L angebracht und wird ein Basisteil desselben durch das Querrohr 14 gehalten und ist die Achse 18R an einem Spitzenteil desselben befestigt.
Die Federbeine 17L und 17R sind jeweils durch einen zum Beispiel mit Hydraulikdrücken oder Luftdrücken arbeitenden Stoßdämpfer gebildet und sind so an der linken beziehungsweise rechten Seite der Karosserie 2 befestigt, dass sie an einer Vorderseite derselben angeordnet sind. Das linke Federbein 17L hat einen an der Karosserie 2 befestigten oberen Endteil und einen am Federbeinhalter 16 des Längslenkers 13L befestigten unteren Endteil. Entsprechend hat das rechte Federbein 17R einen an der Karosserie 2 befestigten oberen Endteil und einen am Federbeinhalter 16 des Längslenkers 13R befestigten unteren Endteil.
Die Achsen 18L und 18R sind jeweils an den Spitzenenden der Längslenker 13L und 13R befestigt und halten die Vorderräder 6L und 6R drehbar. Ein Achsschenkelbolzen 19, welcher sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt, ist in einem Stück mit der linken Achse 18L vorgesehen, und die linke Achse 18L wird so am Längslenker 13L gehalten, dass sie in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung um den Achsschenkelbolzen 19 drehbar ist. Ein Spurhebel 20L, welcher sich nach hinten erstreckt, ist in einem Stück mit der Achse 18L vorgesehen.
Die rechte Achse 18R ist spiegelsymmetrisch zur linken Achse 18L gebildet. Deshalb ist der Achsschenkelbolzen 19, welcher sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt, in einem Stück mit der rechten Achse 18R, ähnlich wie bei der linken Achse 18L, vorgesehen und wird die rechte Achse 18R so am Längslenker 13R gehalten, dass sie in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung um den Achsschenkelbolzen 19 drehbar ist. Ein Spurhebel 20R ist in einem Stück mit der Achse 18R vorgesehen.
Spitzenteile der Spurhebel 20L und 20R sind durch eine Spurstange 21 miteinander verbunden. Die Spurstange 21 und die Spurhebel 20L und 20R bilden einen Teil eines Gelenkmechanismus. Bei diesem Gelenkmechanismus drehen und verschieben sich die Achsen 18L und 18R so, dass die Vorderräder 6L und 6R in der gleichen Richtung zueinander nach links und rechts schräggestellt werden.
Die Lenkzylinder 22L und 22R sind mit Hydraulikzylindern, welche durch Zufuhr/Abfuhr von unter Druck stehendem Öl aus einer später noch zu beschreibenden Hydraulikpumpe 24 ausgefahren/eingezogen werden, gebildet. Der linke Lenkzylinder 22L hat einen Basisteil, welcher am Zylinderhalter 15 des Längslenkers 13L befestigt ist, und hat einen Spitzenteil, welcher mit der mittigen Position des Spurhebels 20L in der Längsrichtung verbunden ist. Entsprechend hat der rechte Lenkzylinder 22R einen Basisteil, welcher am Zylinderhalter 15 des Längslenkers 13R befestigt ist, und hat er einen Spitzenteil, welcher mit der mittigen Position des Spurhebels 20R in der Längsrichtung verbunden ist.
Wenn einer der Lenkzylinder 22L und 22R ausgefahren wird, wird der andere derselben eingezogen. Deshalb bewegen die Lenkzylinder 22L und 22R die Vorderräder links und rechts 6L und 6R in der Lenkrichtung, um einen Lenkvorgang des Fahrzeugs durchzuführen.
Wie in 2 gezeigt, ist der Hydraulikkreis 23 mit der Hydraulikpumpe 24 und dem Lenkventil 26 gebildet und steuert er in Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads 27 die Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl zu bzw. von den Lenkzylindern 22L und 22R.
Die Hydraulikpumpe 24 ist nahe dem Verbrennungsmotor 8 angeordnet und wird durch den Verbrennungsmotor 8 angetrieben/gedreht. Die Hydraulikpumpe 24 ist mit einem Betriebsölbehälter 25 verbunden, welcher an einer Seitenfläche der Karosserie 2 befestigt ist, und fördert unter Druck stehendes Öl zu den Lenkzylindern 22L und 22R und dergleichen.
Das Lenkventil 26 führt in Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrads 27 eine Umschaltsteuerung der Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl zu bzw. von den Lenkzylindern 22L und 22R durch. Das Lenkventil 26 ist unter Verwendung zum Beispiel eines Schiebers und dergleichen gebildet. Das Lenkventil 26 ist mit einer Lenkwelle 27A des Lenkrads 27 verbunden, schaltet entsprechend einer Drehrichtung des Lenkrads 27 die Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl um und steuert eine Durchflussmenge unter Druck stehenden Öls entsprechend einem Drehwinkel des Lenkrads 27.
Das Lenkrad 27, dessen Lenkbetätigung durch einen Fahrer erfolgt, ist im Führerhaus 5 angeordnet. Das Lenkrad 27 wird vom Fahrer ergriffen, um die Lenkwelle 27A nach links und rechts zu drehen und so einen Lenkvorgang eines Fahrzeugs durchzuführen.
Mit 28 ist der Drehwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels θ des linken Vorderrads 6L bezeichnet, und der Drehwinkelsensor 28 bildet einen Teil einer Lenkwinkel-Erfassungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 bis 6 gezeigt, ist der Drehwinkelsensor 28 auf der Seite des oberern Endes des Achsschenkelbolzens 19 der Achse 18L angeordnet und ist er zum Beispiel durch einen aus einem Hall-Element und einem Magnet bestehenden elektromagnetischen Drehwinkelgeber vom Aufnehmertyp oder einen aus einem Lichtstrahler und einem Lichtempfänger bestehenden optischen Drehwinkelgeber gebildet. Der Drehwinkelsensor 28 ist mit einem sich drehenden Teil 28A, welcher am Achsschenkelbolzen 19 befestigt ist und sich beim Lenken des Vorderrads 6L zusammen mit der Achse 18L dreht, und einem feststehenden Teil 28B, welcher am Längslenker 13L befestigt ist, ausgestattet, wodurch eine Verdrehung zwischen dem sich drehenden Teil 28A und dem feststehenden Teil 28B erfasst wird. Hier ist der feststehende Teil 28B über einen Befestigungsarm 28C am Längslenker 13L befestigt.
Hier beträgt der Lenkwinkel θ null (θ = 0 Grad), wenn das Vorderrad 6L in eine Geradeaus-Fahrtrichtung eines Fahrzeugs gerichtet ist, das heißt, wenn das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung befindet. Wenn das Vorderrad 6L in einer Richtung, in welcher ein Fahrzeug eine Linkskurve fährt, schräggestellt ist, nimmt der Lenkwinkel θ einen positiven Wert (θ > 0 Grad) an, und wenn das Vorderrad 6L in einer Richtung, in welcher ein Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, schräggestellt ist, nimmt der Lenkwinkel θ einen negativen Wert (θ < 0 Grad) an. Deshalb gibt der Drehwinkelsensor 28 folglich ein dem Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L entsprechendes Lenkwinkelsignal Sa aus. Man sollte beachten, dass der Drehwinkelsensor 28 auch so angeordnet sein kann, dass er einen Lenkwinkel des rechten Vorderrads 6R erfasst.
Mit 29 ist der Näherungsschalter zum Erfassen, ob ein Fahrzeug sich in einem für Geradeausfahrt möglichen Zustand befindet, bezeichnet, und der Näherungsschalter 29 bildet einen Teil einer Geradeauszustands-Erfassungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Näherungsschalter 29 ist nahe dem Achsschenkelbolzen 19 der linken Achse 18L angeordnet und besteht zum Beispiel aus einem einen berührungslosen elektromagnetischen Aufnehmer oder ein Hall-Element verwendenden Näherungsschalter. Hier besteht der Näherungsschalter 29 aus einem am Längslenker 13L befestigten Erkennungsteil 29A und einer am Achsschenkelbolzen 19, welcher sich zusammen mit der Achse 18L dreht, befestigten Erkennungsplatte 29B. Deshalb unterliegt der Näherungsschalter 29 keiner verschleißbedingten Verschlechterung und ist er leicht zu positionieren und zu befestigen.
Hier enthält der Erkennungsteil 29A des Näherungsschalters 29 den oben erwähnten elektromagnetischen Aufnehmer oder das oben erwähnte Hall-Element oder dergleichen. Der Erkennungsteil 29A ist am Befestigungsarm 28C, welcher den Drehwinkelsensor 28 bildet, nahe dem Federbeinhalter 16 am Längslenker 13L befestigt und ist in einer Position angeordnet, welche der Achse 18L waagerecht gegenüberliegt. Man sollte beachten, dass der Erkennungsteil 29A zum Beispiel näher an der Rückseite als der Federbeinhalter 16 angeordnet ist, um eine Kollision mit dem Federbeinhalter 16 oder dem Federbein 17L zu verhindern.
Andererseits ist die Erkennungsplatte 29B aus einer bogenförmigen oder ebenen magnetischen Metallplatte gebildet, welche sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt. Die Erkennungsplatte 29B ist am Achsschenkelbolzen 19, welcher sich zusammen mit der Achse 18L dreht, befestigt und dreht sich durch Lenken des Vorderrads 6L zusammen mit der Achse 18L. Zu dieser Zeit ist die Erkennungsplatte 29B in einer dem Erkennungsteil 29A gegenüberliegenden Position so angeordnet, dass sie zu diesem in einer Radialrichtung um den Achsschenkelbolzen 19 ein sehr kleines Spiel hat. Das heißt, die Erkennungsplatte 29B ist in einer waagerechten Richtung näher an der Außenseite angeordnet als die Achse 18L um den Achsschenkelbolzen 19.
Hier hat die Erkennungsplatte 29B eine bestimmte Länge, welche im Voraus in der Umfangsrichtung um den Achsschenkelbolzen 19 ermittelt wird. Die Länge der Erkennungsplatte 29B in der Umfangsrichtung wird auf der Grundlage eines Winkelbereichs eines Lenkwinkels θ, in welchem das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, ermittelt. Das heißt, wie in 7 gezeigt, wenn ermittelt wird, dass das Vorderrad 6L sich im Geradeaus-Zustand befindet, in welchem der Lenkwinkel θ in einem Bereich von ±θ (–θ1 < 0 < θ1) liegt, wird die Länge der Erkennungsplatte 29B in der Umfangsrichtung auf der Grundlage des Bereichs des Lenkwinkels θ (–θ1 < 0 < θ1) ermittelt. Hier wird ein Grenzwert θ1 des Lenkwinkels θ zum Beispiel auf einen Wert im Bereich von 10 Grad bis 20 Grad eingestellt (θ1 = 10 bis 20 Grad). Außerdem liegt die Erkennungsplatte 29B dem Erkennungsteil 29A gegenüber, wenn das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, und ist die Erkennungsplatte 29B von der dem Erkennungsteil 29A gegenüberliegenden Position entfernt, wenn das Vorderrad 6L schräggestellt ist, so dass es sich in einem Nicht-Geradeaus-Zustand befindet.
Deshalb erfasst der Näherungsschalter 29, ob das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, als ein auf einer Magnetfeldänderung, wenn die Erkennungsplatte 29B dem Erkennungsteil 29A nahekommt oder diesem fern ist, beruhendes EIN/AUS-Signal. Demgemäß gibt der Näherungsschalter 29 ein aus dem EIN/AUS-Signal bestehendes Geradeaus-Erfassungssignal Sb an die Steuerung 30 aus. Das heißt, der Näherungsschalter 29 gibt das EIN-Signal in einem Fall aus, in welchem das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, und gibt das AUS-Signal in einem Fall aus, in welchem das Vorderrad 6L schräggestellt ist, so dass es sich in einem Nicht-Geradeaus-Zustand befindet.
Man sollte beachten, dass der Näherungsschalter 29 nicht auf einen Schalter beschränkt ist, welcher die Magnetfeldänderung erfasst, sondern auch ein Schalter sein kann, welcher eine Änderung einer elektrostatischen Kapazität, eines Lichts, einer Ultraschallwelle oder dergleichen erfasst.
Mit 30 ist die Steuerung bezeichnet, welche eine Abnormität des Drehwinkelsensors 28 und des Näherungsschalters 29 ermittelt, und die Steuerung 30 bildet eine Abnormitätsermittlungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuerung 30 ist mit einem Mikrocomputer konfiguriert und führt ein später noch zu beschreibendes Abnormitätsermittlungsprogramm aus. Wie in 2 gezeigt, ist eine Eingangsseite der Steuerung 30 mit dem Drehwinkelsensor 28 und dem Näherungsschalter 29 verbunden. Andererseits ist eine Ausgangsseite der Steuerung 30 mit der Motorsteuereinrichtung 10 verbunden und außerdem mit einer Anzeige 31, einem Summer 32 und dergleichen als einer im Führerhaus 5 vorgesehenen Alarmeinheit verbunden.
Die Steuerung 30 führt auf der Grundlage zum Beispiel eines durch den Drehwinkelsensor 28 erfassten Lenkwinkels θ eine Lagesteuerung eines Fahrzeugs durch. Als ein Beispiel gibt die Steuerung 30 auf der Grundlage des Lenkwinkels θ ein Steuersignal zum Steuern der Radantriebsmotoren links und rechts 9L und 9R an die Motorsteuereinrichtung 10 aus. Dadurch steuert die Motorsteuereinrichtung 10 auf der Grundlage des Steuersignals der Steuerung 30 zum Beispiel zu einer Zeit des Geradeausfahrens eines Fahrzeugs eine Drehzahl des linken Hinterrads 7L so, dass sie gleich einer Drehzahl des rechten Hinterrads 7R ist, und macht sie andererseits die Drehzahl des linken Hinterrads 7L bei einem Wendemanöver entsprechend einer Wenderichtung von der Drehzahl des rechten Hinterrads 7R verschieden.
Darüber hinaus enthält die Steuerung 30 einen Speicher 30A als eine aus einem ROM, einem RAM und dergleichen bestehende Speichereinheit. Ein in 8 gezeigtes, später noch zu beschreibendes Abnormitätsermittlungsprogramm und dergleichen sind im Speicher 30A gespeichert. Die Steuerung 30 führt das Abnormitätsermittlungsprogramm aus, wodurch sie ermittelt, ob der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 oder beide abnorm sind.
Speziell wenn der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ vom Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 29, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, abweicht, ermittelt die Steuerung 30, dass der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 oder beide abnorm sind. Andererseits, wenn der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ dem Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 29, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, entspricht, ermittelt die Steuerung 30, dass der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 29 beide normal sind.
Der Muldenkipper 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat die obige Konfiguration, und nun wird eine Funktionsweise desselben erläutert.
An einem Brechwerk wie in einer Grube wird Schotter R als zu transportierender Gegenstand durch einen Hydraulikbagger in den Behälter 3 (nicht gezeigt) geladen. Der Muldenkipper 1 fährt in einem Zustand, in welchem eine große Menge Schotter R in den Behälter 3 geladen ist, mit Eigenantrieb zu einem bestimmten Abladeort. Wenn der Muldenkipper 1 am Abladeort ankommt, betätigt ein Fahrer im Führerhaus 5 von Hand einen Bedienhebel (nicht gezeigt), wodurch der Hebezylinder 4 ausfährt, um den Behälter 3 schräg nach hinten zu neigen. Deshalb wird der Schotter R im Behälter 3 so aus dem Behälter 3 entladen, dass er nach unten rutscht und fällt. Wenn die Abladung des Schotters R abgeschlossen ist, wird der Hebezylinder 4 eingezogen, um den Behälter 3 abzulassen.
Wenn der Muldenkipper 1 auf einer Straße fährt, dreht ein Fahrer im Führerhaus 5 das Lenkrad 27 nach links oder rechts, um das Lenkventil 26 umzuschalten, wodurch den Lenkzylindern links und rechts 22L und 22R unter Druck stehendes Öl zugeführt wird. Infolgedessen werden die Lenkzylinder 22L und 22R ausgefahren oder eingezogen, um die Vorderräder links und rechts 6L und 6R in der Lenkrichtung zu bewegen.
Beim Fahren auf einer Straße werden die jeweiligen Drehzahlen der die Hinterräder links und rechts 7L und 7R drehenden Radantriebsmotoren links und rechts 9L und 9R durch die Steuerung 30 unabhängig gesteuert. Speziell wenn ein Lenkwinkelsignal Sa des Drehwinkelsensors 28 in die Steuerung 30 eingegeben wird, dreht die Steuerung 30 die Hinterräder links und rechts 7L und 7R mit in einem dem Lenkwinkel θ entsprechenden Verhältnis voneinander verschiedenen Drehzahlen.
Hier ist es zum Durchführen der Lagesteuerung eines Fahrzeugs erforderlich, Informationen über den Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L mit hoher Zuverlässigkeit zu gewinnen. Deshalb verwendet die Steuerung 30 das Lenkwinkelsignal Sa vom Drehwinkelsensor 28 und das Geradeaus-Erfassungssignal Sb vom Näherungsschalter 29, um zu ermitteln, ob der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 29 abnorm sind.
Nun wird das Abnormitätsermittlungsprogramm, welches durch die Steuerung 30 ausgeführt wird, anhand von 8 erläutert.
Die Steuerung 30 startet durch Einschalten eines Verbrennungsmotor-Schalters (nicht gezeigt) zum Starten des Verbrennungsmotors 8. Zu dieser Zeit führt die Steuerung 30 das Abnormitätsermittlungsprogramm zum Ermitteln einer Abnormität des Drehwinkelsensors 28 und des Näherungsschalters 29 aus.
In Schritt 1 wird ein Lenkwinkelsignal Sa vom Drehwinkelsensor 28 eingelesen, um einen Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L zu erfassen. In Schritt 2 wird ein Geradeaus-Erfassungssignal Sb vom Näherungsschalter 29 eingelesen, um zu erfassen, ob das Vorderrad 6L sich in einem Geradeaus-Zustand befindet.
Im anschließenden Schritt 3 werden der Lenkwinkel θ und das Ermittlungsergebnis, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, miteinander verglichen und wird ermittelt, ob der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 oder beide abnorm sind. Hier gibt der Näherungsschalter 29 in einem Bereich, in welchem ein Betrag |θ| des Lenkwinkels θ kleiner als ein Grenzwert θ1 (|θ| < θ1) ist, entsprechend dem Geradeaus-Zustand ein EIN-Signal aus. Andererseits gibt der Näherungsschalter 29 in einem Bereich, in welchem der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ größer als der Grenzwert θ1 (|θ| > θ1) ist, entsprechend dem Nicht-Geradeaus-Zustand ein AUS-Signal aus. Deshalb besteht, wenn der Lenkwinkel θ ein Wert nahe dem Grenzwert θ1 ist, eine Möglichkeit, dass das Geradeaus-Erfassungssignal Sb dazu neigt, deshalb bei der Fehlerermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, infolge eines Messfehlers leicht umzuschalten.
Deshalb ist, wie in 7 gezeigt, in einem Bereich, in welchem der Lenkwinkel θ ein Wert nahe dem positiven oder negativen Grenzwert θ1 ist, eine tote Zone vorgesehen. Ein Winkelbereich der toten Zone ist zum Beispiel ein Bereich (θ1 ± Δ) einer bestimmten Totzonenbreite Δ über den Grenzwert θ1. Deshalb nimmt die Steuerung 30, wenn der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ innerhalb eines in der folgenden Formel 1 gezeigten Bereichs liegt, keine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, vor. Andererseits nimmt die Steuerung 30, wenn der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ außerhalb des in der folgenden Formel 1 gezeigten Bereichs liegt, eine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, vor.
[Formel 1]

(θ1 – Δ) < |θ| < (θ1 + Δ)

Die Totzonenbreite Δ wird unter Berücksichtigung der Erfassungsgenauigkeit des Drehwinkelsensors 28 oder des Näherungsschalters 29, der Montagegenauigkeit der Achse 18L und dergleichen eingestellt und wird nach Bedarf in einem unter dem Grenzwert θ1 liegenden Bereich (Δ < θ1) eingestellt. Als ein Beispiel wird die Totzonenbreite Δ auf den Bereich von 3 bis 7 Grad eingestellt. Zum Beispiel nimmt die Steuerung 30 in einem Fall, in welchem der Grenzwert θ1 auf 11 Grad eingestellt ist und die Totzonenbreite Δ auf 5 Grad eingestellt ist, keine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, vor, wenn der Lenkwinkel θ in einem Bereich von –6 bis –16 Grad oder in einem Bereich von 6 bis 16 Grad liegt.
Andererseits nimmt die Steuerung 30 eine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, vor, wenn der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ kleiner als 6 Grad ist oder wenn der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ größer als 16 Grad ist. Zum Beispiel in einem Fall, in welchem der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ kleiner als 6 Grad ist, ermittelt die Steuerung 30, dass der Näherungsschalter 29 normal ist, wenn der Näherungsschalter 29 entsprechend einem Geradeaus-Zustand ein EIN-Signal ausgibt. Wenn der Näherungsschalter 29 über eine vordefinierte Zeit T weiter entsprechend einem Nicht-Geradeaus-Zustand ein AUS-Signal ausgibt, ermittelt die Steuerung 30, dass der Näherungsschalter 29 abnorm ist.
Andererseits in einem Fall, in welchem der Betrag |θ| des Lenkwinkels θ größer als 16 Grad ist, ermittelt die Steuerung 30, wenn der Näherungsschalter 29 entsprechend einem Nicht-Geradeaus-Zustand ein AUS-Signal ausgibt, dass der Näherungsschalter 29 normal ist, und ermittelt die Steuerung 30, wenn der Näherungsschalter 29 über eine vordefinierte Zeit T weiter entsprechend einem Geradeaus-Zustand ein EIN-Signal ausgibt, dass der Näherungsschalter 29 abnorm ist.
Das heißt, in einem Fall, in welchem ein Zustand, in welchem der bei Geradeausfahrt durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ vom Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 29, ob die Geradeausfahrt vorliegt, abweicht, über eine vordefinierte Zeit T andauert, oder in einem Fall, in welchem ein Zustand, in welchem der bei Nicht-Geradeausfahrt durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ vom Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 29, ob die Nicht-Geradeausfahrt vorliegt, abweicht, über eine vordefinierte Zeit T andauert, ermittelt die Steuerung 30, dass der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 oder beide abnorm sind.
Man sollte beachten, dass die vordefinierte Zeit T unter Berücksichtigung eines Falls, in welchem der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 zum Beispiel wegen Sand und Erde oder Staub vorübergehend ein Fehlersignal ausgibt, bestimmt wird. Zum Beispiel wird die vordefinierte Zeit T nach Bedarf auf einen Wert im Bereich von mehreren Sekunden eingestellt. Als ein Beispiel wird die vordefinierte Zeit T auf den Bereich von drei Sekunden eingestellt.
Wenn in Schritt 3 ermittelt wird, dass eine Abnormität vorliegt, das heißt, wenn in Schritt 3 ”JA” ermittelt wird, fährt die Routine mit Schritt 4 fort, wobei die Anzeige 31 verwendet wird, um einen Fehler auszugeben, welcher besagt, dass die Abnormität im Drehwinkelsensor 28 oder im Näherungsschalter 29 oder in beiden auftritt, und wird in Schritt 5 der Summer 32 verwendet, um einen Warnton (Summton) auszugeben und dadurch einen Fahrer aufzuwecken. Danach fährt die Routine mit Schritt 6 fort, wobei Prozesse wie das Verzögern oder Anhalten der Radantriebsmotoren 9L und 9R als Schutzmaßnahme ausgeführt werden und die Abnormität des Drehwinkelsensors 28 oder des Näherungsschalters 29 als ein Aufzeichnungsvorgang im Speicher 30A aufgezeichnet wird, und fährt die Routine mit Schritt 7 fort.
Andererseits, wenn in Schritt 3 keine Abnormität ermittelt wird, das heißt, wenn in Schritt 3 ”NEIN” ermittelt wird, fährt die Routine mit Schritt 7 fort. Man sollte beachten, dass ”wenn in Schritt 3 keine Abnormität ermittelt wird” gleichbedeutend mit ”wenn die Steuerung 30 Normalität ermittelt” oder ”wenn die Steuerung 30 keine Ermittlung, ob eine Abnormität vorliegt, vornimmt, da der Lenkwinkel θ innerhalb eines Bereichs der toten Zone liegt” ist.
In Schritt 7 wird ermittelt, ob der Verbrennungsmotor-Schalter (nicht gezeigt) ausgeschaltet ist. In einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor-Schalter eingeschaltet ist, wird in Schritt 7 ”NEIN” ermittelt und werden die Prozesse, mit Schritt 1 beginnend, wiederholt. Andererseits wird in einem Fall, in welchem der Verbrennungsmotor-Schalter auf AUS steht, in Schritt 7 ”JA” ermittelt und endet eine Reihe der oben erwähnten Abnormitätsermittlungsprozesse.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, der Drehwinkelsensor 28, welcher den Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L erfasst, vorgesehen und ist der Näherungsschalter 29, welcher ermittelt, ob das Vorderrad 6L sich im Geradeaus-Zustand befindet, vorgesehen. Andererseits ermittelt die Steuerung 30, wenn der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ vom Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 29 abweicht, dass der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 29 abnorm ist. Wenn die Steuerung 30 die Abnormität ermittelt, kann deshalb die Abnormität des Drehwinkelsensors 28 und/oder des Näherungsschalters 29 mittels der Anzeige 31, des Summers 32 oder dergleichen einem Fahrer mitgeteilt werden. Infolgedessen kann eine Untersuchung, eine Instandsetzung, ein Austausch oder dergleichen des Drehwinkelsensors 28 und des Näherungsschalters 29, in welchen die Abnormität auftritt, durchgeführt werden, um eine auf dem falschen Ermittlungsergebnis beruhende Steuerung zu verhindern.
Die erste Ausführungsform ermittelt die Abnormität mittels der verschiedenartigen Sensoren voneinander verschiedener Arten, wie des Drehwinkelsensors 28 und des Näherungsschalters 29. Deshalb ist es, gegenüber einem Fall des Multiplexens gleichartiger Sensoren, selbst in einem Fall des Einsatzes in einer Umgebung, wo Sand und Erde, Staub und Klima sehr verschiedenartig sind, wie im Fall des Muldenkippers 1, möglich, eine Möglichkeit zu verringern, dass der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 29 zugleich den abnormen Zustand annehmen, wodurch es möglich wird, die Informationen über den Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L mit hoher Zuverlässigkeit zu gewinnen.
Darüber hinaus erkennt der Näherungsschalter 29, dass das Vorderrad 6L sich im Geradeaus-Zustand befindet, wenn der Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L innerhalb eines Bereichs eines bestimmten Grenzwerts ±θ liegt. Zu dieser Zeit führt die Steuerung 30 die Abnormitätsermittlung nicht durch, wenn der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ innerhalb eines Bereichs einer den Grenzwert ±θ enthaltenden, konstanten toten Zone liegt, und führt sie die Abnormitätsermittlung durch, wenn der Lenkwinkel θ außerhalb des Bereichs der toten Zone liegt. Deshalb ist es möglich, die auf dem Erfassungsfehler des Drehwinkelsensors 28 oder des Näherungsschalters 29 beruhende falsche Ermittlung zu verhindern und so die Abnormität des Drehwinkelsensors 28 oder des Näherungsschalters 29 mit Genauigkeit zu ermitteln.
Ferner, da der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 29 am selben Vorderrad 6L des linken und des rechten Vorderrads 6L und 6R angeordnet sind, führen der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 29 die Erfassung des Lenkwinkels θ und die Erfassung, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, am selben Vorderrad 6L durch. Deshalb kann der wechselseitige Erfassungsfehler zwischen dem Drehwinkelsensor 28 und dem Näherungsschalter 29 klein gemacht werden, um die auf dem Erfassungsfehler beruhende falsche Ermittlung einzuschränken. Ferner können die Kabel vom Drehwinkelsensor 28 und vom Näherungsschalter 29 gemeinsam zur Steuerung 30 geführt werden, was es erleichtert, die Kabel zu verlegen oder zu befestigen.
Ferner kann die Information über den Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L mit hoher Zuverlässigkeit gewonnen werden, selbst wenn der Lenkwinkel des Lenkrads 27 nicht unbedingt gleich dem Lenkwinkel θ des Vorderrads 6L ist, da die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug 11 für den großen Muldenkipper 1 verwendet wird, in welchem das Lenkrad 27 nicht mechanisch mit den Vorderrädern 6L und 6R verbunden ist.
Nun zeigt 9 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkelsensor und ein Näherungsschalter jeweils an voneinander verschiedenen gelenkten Rädern am linken und rechten gelenkten Rad vorgesehen sind. Man sollte beachten, dass Bauelemente in der zweiten Ausführungsform, welche denjenigen in der vorerwähnten ersten Ausführungsform genau gleichen, einfach mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, um Wiederholungen entsprechender Erläuterungen zu vermeiden.
Eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug 41 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich der Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug 11 gemäß der ersten Ausführungsform konfiguriert. Jedoch unterscheidet sich die zweite Ausführungsform in einem Punkt, wo ein Drehwinkelsensor 28 einen Lenkwinkel θ des linken Vorderrads 6L erfasst und ein Näherungsschalter 42 erfasst, ob das rechte Vorderrad 6R sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, von der ersten Ausführungsform. Man sollte beachten, dass der Näherungsschalter 42 an einer zum Näherungsschalter 29 gemäß der ersten Ausführungsform spiegelsymmetrischen Position angeordnet ist und ein Erkennungsteil einer Erkennungsplatte (alle nicht gezeigt), welche sich bei einem Lenkvorgang des Vorderrads 6R dreht/verschiebt, gegenüberliegt. Wenn der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ von dem Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 42, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, abweicht, ermittelt die Steuerung 30, dass der Drehwinkelsensor 28 oder der Näherungsschalter 42 oder beide abnorm sind.
Folglich können der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 42 auch in der zweiten Ausführungsform verwendet werden, um die Abnormität dieser Einrichtungen zueinander zu ermitteln und eine funktionale Wirkung ähnlich der ersten Ausführungsform zu erzielen.
Andererseits führen der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 42 die Erfassung des Lenkwinkels θ und die Ermittlung, ob der Geradeaus-Zustand vorliegt, jeweils an den voneinander verschiedenen Vorderrädern 6L und 6R durch, da der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 42 jeweils an den voneinander verschiedenen Vorderrädern 6L und 6R angebracht sind. Da der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 42 voneinander entfernt angeordnet werden können, ist es deshalb, selbst wenn herumfliegende Steine, Sand und Erde oder dergleichen auf die Umgebung der Vorderräder 6L und 6R aufprallen, möglich, zu verhindern, dass der Drehwinkelsensor 28 und der Näherungsschalter 42 zugleich den abnormen Zustand annehmen, wodurch die Zuverlässigkeit der Abnormitätsermittlung verbessert wird. Außerdem kann, selbst wenn an der die Vorderräder links und rechts 6L und 6R verbindenden Spurstange oder dergleichen ein Defekt auftritt, ein Defekt eines aus der Spurstange und dergleichen bestehenden Gelenkmechanismus erkannt werden, da der durch den Drehwinkelsensor 28 erfasste Lenkwinkel θ vom Ermittlungsergebnis des Näherungsschalters 42 abweicht.
Man sollte beachten, dass in der zweiten Ausführungsform der Drehwinkelsensor 28 im linken Vorderrad 6L angeordnet ist und der Näherungsschalter 42 im rechten Vorderrad 6R angeordnet ist, aber ein Näherungsschalter auch im linken Vorderrad 6L angeordnet sein kann und ein Drehwinkelsensor auch im rechten Vorderrad 6R angeordnet sein kann.
In der ersten Ausführungsform wird ein Fall, in welchem der sich drehende Teil 28A des Drehwinkelsensors 28 und die Erkennungsplatte 29B des Näherungsschalters 29 jeweils am Achsschenkelbolzen 19 befestigt sind, als ein Beispiel gezeigt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und können der sich drehende Teil 28A des Drehwinkelsensors 28 und die Erkennungsplatte 29B des Näherungsschalters 29 jeweils an der Achse 18L befestigt sein.
In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird beispielhaft ein Fall des Verwendens des Drehwinkelsensors 28 als die Lenkwinkel-Erfassungseinheit erläutert, aber zum Beispiel kann auch ein Hubsensor, welcher einen Hubbetrag eines Lenkzylinders erfasst, als die Lenkwinkel-Erfassungseinheit verwendet werden, und können verschiedene Sensoren, welche einen Lenkwinkel eines Vorderrads erfassen können, verwendet werden.
In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird beispielhaft ein Fall, in welchem der berührungslose Näherungsschalter 29, 42 als die Geradeauszustands-Erfassungseinheit verwendet wird, erläutert, aber es kann auch ein Berührungsschalter, welcher entsprechend einem Lenkwinkel eines Vorderrads ein-/ausschaltet, verwendet werden und können auch verschiedenartige Schalter oder Sensoren, welche ermitteln können, ob das Vorderrad sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, verwendet werden.
Jede der oben erwähnten Ausführungsformen wird beispielhaft anhand eines Falls, in welchem die gelenkten Räder die Vorderräder 6L und 6R sind, erläutert, kann aber auch auf einen Fall, in welchem das gelenkte Rad ein Hinterrad ist, angewendet werden.
Jede der oben erwähnten Ausführungsformen wird beispielhaft unter Verwendung des Muldenkippers, welcher das große Transportfahrzeug ist, als das Fahrzeug erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch in andere Fahrzeuge wie ein kleines Transportfahrzeug oder einen Personenkraftwagen eingebaut werden.
Bezugszeichenliste

1: Muldenkipper (Transportfahrzeug)
2: Karosserie
3: Behälter (Ladeplattform)
4: Hebezylinder
5: Führerhaus
6L, 6R: Vorderrad (gelenktes Rad)
7L, 7R: Hinterrad
11, 41: Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
12: Lenkmechanismus
13L, 13R: Längslenker
18L, 18R: Achse
19: Achsschenkelbolzen
20L, 20R: Spurhebel
21: Spurstange
22L, 22R: Lenkzylinder
24: Hydraulikpumpe
26: Lenkventil
27: Lenkrad
28: Drehwinkelsensor (Lenkwinkel-Erfassungseinheit)
28A: Sich drehender Teil
28B: Feststehender Teil
29, 42: Näherungsschalter (Geradeauszustands-Erfassungseinheit)
29A: Erkennungsteil
29B: Erkennungsplatte
30: Steuerung (Abnormitätsermittlungseinheit)

Claims

Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, enthaltend: ein Lenkrad (27) für einen Fahrer zum Durchführen eines Lenkvorgangs eines gelenkten Rads (6L, 6R); ein Lenkventil (26) zum Steuern der Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehendem Öl in Reaktion auf die Betätigung des Lenkrads (27); einen Lenkzylinder (22L, 22R) zum Lenken eines Fahrzeugs mittels des durch das Lenkventil (26) zugeführten/abgeführten, unter Druck stehenden Öls; eine Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28), welche so konfiguriert ist, dass sie einen Lenkwinkel θ des gelenkten Rads (6L, 6R) erfasst; und eine Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42), welche so konfiguriert ist, dass sie ermittelt, ob das gelenkte Rad (6L, 6R) sich in einem Geradeaus-Zustand befindet, vorausgesetzt, dass das Fahrzeug einen Geradeaus-Zustand annehmen kann; gekennzeichnet durch eine Abnormitätsermittlungseinheit (30), welche so konfiguriert ist, dass sie, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel (θ) vom Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) abweicht, ermittelt, dass die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) oder die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) oder beide abnorm sind, wobei die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) ermittelt, dass das gelenkte Rad (6L, 6R) sich im Geradeaus-Zustand befindet, wenn der Lenkwinkel (θ) des gelenkten Rads (6L, 6R) innerhalb eines Bereichs bis zu einem bestimmten vordefinierten Grenzwert (θ1) liegt, und die Abnormitätsermittlungseinheit (30) keine Abnormitätsermittlung durchführt, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist, dass der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel (θ) innerhalb eines Bereichs (θ1 ± Δ) einer den Grenzwert (θ1) enthaltenden Totzonenbreite Δ liegt, gemäß (θ1 – Δ) < |θ| < (θ1 + Δ), und die Abnormitätsermittlung durchführt, wenn Bedingung nicht erfüllt ist, sodass durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel (θ) außerhalb des Bereichs (θ1 ± Δ) der Totzonenbreite (Δ) liegt.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug links und rechts mit den gelenkten Rädern (6L, 6R) ausgestattet ist, die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) aus einem Drehwinkelsensor (28) zum Erfassen eines Lenkwinkels (θ) eines des linken und des rechten gelenkten Rads (6L, 6R) besteht, und die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29) aus einem Näherungsschalter (29) zum Erfassen, ob das gelenkte Rad (6L, 6R) sich im Geradeaus-Zustand befindet, besteht, wobei der Näherungsschalter (29) am gelenkten Rad derselben Seite wie der Drehwinkelsensor (28) angebracht ist.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnormitätsermittlungseinheit (30) ermittelt, dass die Abnormität vorliegt, wenn der durch die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) erfasste Lenkwinkel (θ) und das Ermittlungsergebnis der Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) mindestens über eine vordefinierte Zeit (T) voneinander abweichen.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug links und rechts mit den gelenkten Rädern (6L, 6R) ausgestattet ist, die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) aus einem Drehwinkelsensor (28) zum Erfassen eines Lenkwinkels (θ) eines der gelenkten Räder links und rechts (6L, 6R) besteht, und die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (42) aus einem Näherungsschalter (42) zum Erfassen, ob das andere der gelenkten Räder (6L, 6R) sich im Geradeaus-Zustand befindet, besteht, wobei der Näherungsschalter (42) an einem gelenkten Rad einer anderen Seite als der Drehwinkelsensor (28) angebracht ist.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkmechanismus (12) zum Lenken des gelenkten Rads (6L, 6R) aus einem Längslenker (13L, 13R) mit einer an einer Karosserie (2) des Fahrzeugs befestigten Basisseite, einer Achse (18L, 18R), welche so an einer Spitzenseite des Längslenkers (13L, 13R) befestigt ist, dass sie in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung drehbar ist, um das gelenkte Rad (6L, 6R) drehbar zu halten, einem Spurhebel (20L, 20R), welcher an der Achse (18L, 18R) vorgesehen ist, und dem Lenkzylinder (22L, 22R), welcher zwischen dem Spurhebel (20L, 20R) und dem Längslenker (13L, 13R) vorgesehen ist, um die Achse (18L, 18R) am Längslenker (13L, 13R) zu drehen, besteht, wobei die Lenkwinkel-Erfassungseinheit (28) aus einem sich drehenden Teil (28A), welcher sich zusammen mit der Achse (18L, 18R) dreht, und einem feststehenden Teil (28B), welcher an der Seite des Längslenkers (13L, 13R) befestigt ist, besteht, um eine Verdrehung zwischen dem sich drehenden Teil (28A) und dem feststehenden Teil (28B) zu erfassen.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geradeauszustands-Erfassungseinheit (29, 42) aus einem Erkennungsteil (29A), welcher an der Seite des Längslenkers (13L, 13R) befestigt ist, und einer Erkennungsplatte (29B), welche sich zusammen mit der Achse (18L, 18R) dreht und eine einem Winkelbereich des Lenkwinkels (θ), in welchem das gelenkte Rad (6L, 6R) sich im Geradeaus-Zustand befindet, entsprechende Länge hat, besteht, wobei die Erkennungsplatte (29B) dem Erkennungsteil (29A) gegenüberliegt, wenn das gelenkte Rad (6L, 6R) den Geradeaus-Zustand annimmt, und von einer dem Erkennungsteil (29A) gegenüberliegenden Position entfernt ist, wenn das gelenkte Rad (6L, 6R) einen Nicht-Geradeaus-Zustand annimmt.
Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug aus einer mit Vorderrädern (6L, 6R) und Hinterrädern (7L, 7R) ausgestatteten Kraftfahrzeugkarosserie (2), einer Ladeplattform (3), welche so an der Karosserie (2) angebracht ist, dass sie unter Verwendung einer Rückseite derselben als Drehpunkt darauf kippbar ist, und auf welche zu transportierende Gegenstände geladen werden, einem Führerhaus (5), welches vor der Ladeplattform (3) angeordnet ist und in der Karosserie (2) vorgesehen ist, um darin einen Raum für einen Fahrer zu bilden, und einem Hebezylinder (4), welcher zwischen der Ladeplattform (3) und der Karosserie (2) vorgesehen ist, um die Ladeplattform (3) zur Zeit des Abladens des zu transportierenden Gegenstands von der Ladeplattform (3) nach hinten zu neigen, besteht, wobei das Lenkrad (27) im Führerhaus (5) angebracht ist, das Vorderrad (6L, 6R) als das gelenkte Rad (6L, 6R) fungiert, dessen Lenkwinkel (θ) sich durch den Lenkzylinder (22L, 22R) ändert, und das Lenkventil (26) in der Karosserie (2) angebracht ist.