JP2006069458A - 作業車両の操向装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングの誤操作による車両の不所望な操向を禁止する。
【解決手段】車体１を屈折させる操向用アクチュエータ９Ｌ，９Ｒと、操向用アクチュエータ９Ｌ，９Ｒを操作する操作部材１２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２２，２３と、走行意思判定手段２２，２３により車両走行意思がないと判定されると操作部材１２による操向用アクチュエータ９Ｌ，９Ｒ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１２による操向用アクチュエータ９Ｌ，９Ｒの操作を許容する操向制御手段１７，２０とを備える。
【選択図】図１

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。

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）。

特開平６−３１３４０８号公報

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。

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ることを特徴とする。
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。
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もできる。また、ニュートラル検出手段によりニュートラル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もできる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施の形態に係る操向装置の構成を示す図。 （ａ）は本発明が適用されるホイールローダの側面図、（ｂ）は同平面図。 図２のホイールローダの運転室の内部構成を示す図。 図１のコントローラにおける処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

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

Claims (4)

1. 車体を屈折させる操向用アクチュエータと、
   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ることを特徴とする作業車両の操向装置。
2. 請求項１に記載の作業車両の操向装置において、
   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。
3. 請求項１または２に記載の作業車両の操向装置において、
   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。
4. 請求項１または２に記載の作業車両の操向装置において、
   前記走行意思判定手段は、車両のニュートラル状態を検出するニュートラル検出手段を有し、該ニュートラル検出手段によりニュートラル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。

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