JP2016078642A - Work vehicle steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両のステアリング制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device for a work vehicle.
操舵レバーの操作により作業車両のステアリング角速度が調整されるステアリング制御装置が知られている（特許文献１参照）。なお、特許文献１には、大きなレバー偏向がステアリング角の迅速な変更を付与し、小さなレバー偏向がステアリング角の緩慢な変更を付与することが記載されているが、レバー操作量に対するステアリング角速度の関係について具体的な記載はない。
A steering control device is known in which the steering angular speed of a work vehicle is adjusted by operating a steering lever (see Patent Document 1).
特許文献１には、車両速度に反比例するように規定ステアリング角速度を定め、所定時間内にステアリング角速度を変化させるためのランプ関数を複数備えたステアリング制御装置が記載されている。このステアリング制御装置は、遅い車両速度範囲の場合よりも速い車両速度範囲の場合において、規定ステアリング角速度に到達するまでの時間が短いランプ関数を使用する。
特許文献１に記載のステアリング制御装置では、車両速度が低いときには十分な最大角速度を確保することができ、車両速度が高いときには操舵レバーの操作量の変化に対するステアリング角速度の変化の割合を小さくして微操作性の向上を図ることができる。
In the steering control device described in
しかしながら、特許文献１の発明では、車両速度に応じて、規定ステアリング角速度を決定する特性や、操作されてから規定ステアリング角速度に至るまでの時間変化の特性が異なる。つまり、特許文献１の発明では、車両速度に応じて操舵レバーの操作性が変わるため、運転者が違和感を感じたり、操作性が悪いと感じたりしてしまうおそれがある。
However, in the invention of
請求項１に記載の作業車両のステアリング制御装置は、操舵レバーにより操作されるステアリング装置を備えた作業車両のステアリング制御装置であって、操舵レバーの操作量に応じてステアリング装置のステアリング角速度を決定するための一の特性にしたがって、ステアリング角速度を制御する制御手段を備え、一の特性は、操舵レバーの操作量が第１操作量よりも小さいときには、操舵レバーの操作量にかかわらずステアリング角速度を変更しない不感帯に対応する不感帯用設定規則と、操舵レバーの操作量が第１操作量よりも大きい操作帯において、ステアリング角速度を最大角速度まで増加させない第１設定規則と、操舵レバーの操作量が第１操作量よりも大きい操作帯において、ステアリング角速度を最大角速度まで増加させる第２設定規則とで定められている。
The steering control device for a work vehicle according to
本発明によれば、操舵レバーの操作性が車両速度に影響されることなく、微操作性の向上を図ることができ、かつ、十分な最大角速度を確保することができる。 According to the present invention, the operability of the steering lever is not affected by the vehicle speed, and the fine operability can be improved, and a sufficient maximum angular velocity can be ensured.
以下、図面を参照して、本発明による作業車両のステアリング制御装置の一実施の形態を説明する。説明の便宜上、本実施の形態では図１に記載したように前後方向および上下方向を規定する。
−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態に係るステアリング制御装置を備えた作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダは、前輪１１３を有する前部車体１１０と、後輪１２３を有する後部車体１２０と、前部車体１１０と後部車体１２０とを連結する連結軸１０１を有し、連結軸１０１を回転中心として左右に屈曲されるアーティキュレート式のホイールローダである。ホイールローダは、作業者（運転者）の操舵にともなってステアリングシリンダ１１８，１１９が伸縮すると、後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈曲する。
Hereinafter, an embodiment of a steering control device for a work vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, in this embodiment, the front-rear direction and the vertical direction are defined as described in FIG.
-First embodiment-
FIG. 1 is a side view of a wheel loader that is an example of a work vehicle including the steering control device according to the first embodiment. The wheel loader includes a
前部車体１１０には、アーム１１１やバケット１１２を含んで構成されるフロント作業装置が保持されている。アーム１１１は、前部車体１１０を構成する前側フレームに連結され、バケット１１２はアーム１１１の先端に連結されている。アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。
The
後部車体１２０を構成する後側フレームの前部には運転室１２１が設けられ、運転室１２１の後方にはエンジン１９０および油圧ポンプ、各種弁を備えた油圧回路等が収容される機械室１２２が設けられている。運転室１２１は、作業者（運転者）が着座する運転席（不図示）を内部に備えており、運転席の近傍には、ホイールローダのステアリング装置を操作するための操舵レバーおよびステアリングホイール（以下、ハンドルと記す）、ならびに、フロント作業装置を操作するための操作レバーが配設されている。
A
図２は、第１の実施の形態に係るステアリング制御装置を備えたホイールローダの概略構成を示す図である。なお、図２では、ステアリング装置を構成する油圧回路の最高圧力を規制するリリーフバルブや、ステアリングシリンダ１１８，１１９の過負荷を規制するオーバーロードリリーフバルブ等の図示を省略している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a wheel loader including the steering control device according to the first embodiment. In FIG. 2, illustrations of a relief valve that regulates the maximum pressure of the hydraulic circuit that constitutes the steering device, an overload relief valve that regulates the overload of the
ホイールローダは、フロント作業装置とステアリング装置とコントローラ１８０とを備えている。コントローラ１８０は、ステアリング装置やホイールローダの各部を制御する制御装置である。コントローラ１８０は、ＣＰＵ、ならびに、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置、時間を計測するタイマ１８９、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。
The wheel loader includes a front working device, a steering device, and a
フロント作業装置は、アーム１１１、アームシリンダ１１７、バケット１１２およびバケットシリンダ１１５、ならびに、アームシリンダ１１７およびバケットシリンダ１１５に供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ（不図示）を有している。
The front working device has an
ステアリング装置は、ステアリング駆動装置１０９と、ハンドル装置１４０と、レバー装置１６０と、設定スイッチ１７５と、電磁切換弁１７１とを備えている。ステアリング装置は、ハンドル装置１４０のハンドル１４５の回動操作と、レバー装置１６０の操舵レバー１６５の傾動操作とによる車両の操舵を選択的に行うことができる構成とされており、ハンドル装置１４０およびレバー装置１６０によってステアリング駆動装置１０９の動作が制御される。
The steering device includes a
ステアリング駆動装置１０９は、左右一対のステアリングシリンダ１１８，１１９と、ステアリングバルブ１５０とを備えている。左右一対のステアリングシリンダ１１８，１１９が伸縮されると、前部車体１１０が後部車体１２０に対して屈曲される。
The
ステアリングポンプ１３０およびパイロットポンプ１３１は、エンジン１９０（図２において不図示）により駆動されて、圧油を吐出する油圧ポンプである。ステアリングポンプ１３０から吐出された圧油は、ステアリングバルブ１５０を介してステアリングシリンダ１１８，１１９に供給される。パイロットポンプ１３１から吐出された圧油は、各種弁を介してステアリングバルブ１５０のパイロット受圧部（１５１Ｌ，１５１Ｒ）に供給される。
The
ステアリングバルブ１５０は、ハンドル１４５および操舵レバー１６５の操作方向や操作量に応じて、ステアリングポンプ１３０から一対のステアリングシリンダ１１８，１１９に供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の操舵用方向制御弁である。ステアリングバルブ１５０には、ステアリングシリンダ１１８，１１９のボトム室１１８ｂ，１１９ｂおよびロッド室１１８ｒ，１１９ｒが接続されている。
The
ステアリングバルブ１５０のパイロット受圧部である左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒは、それぞれ各種弁を介してパイロットポンプ１３１およびタンク１３９に接続されている。左側受圧部１５１Ｌがパイロットポンプ１３１に連通して左側受圧部１５１Ｌにパイロット圧が作用し、右側受圧部１５１Ｒがタンク１３９に連通すると、ステアリングバルブ１５０は位置（Ｌ０）に切り換えられる。ステアリングバルブ１５０が位置（Ｌ０）に切り換えられると、ステアリングポンプ１３０から吐出された圧油が右側のステアリングシリンダ１１９のボトム室１１９ｂに供給されるとともに、ロッド室１１９ｒの圧油がタンク１３９に排出される。これにより、右側のステアリングシリンダ１１９が伸長する。また、ステアリングバルブ１５０が位置（Ｌ０）に切り換えられると、ステアリングポンプ１３０から吐出された圧油が左側のステアリングシリンダ１１８のロッド室１１８ｒに供給されるとともに、ボトム室１１８ｂの圧油がタンク１３９に排出される。これにより、左側のステアリングシリンダ１１８が収縮する。右側のステアリングシリンダ１１９が伸長し、左側のステアリングシリンダ１１８が収縮することで、前部車体１１０が後部車体１２０に対して左方向に回動する。
The left
右側受圧部１５１Ｒがパイロットポンプ１３１に連通して右側受圧部１５１Ｒにパイロット圧が作用し、左側受圧部１５１Ｌがタンク１３９に連通すると、ステアリングバルブ１５０は位置（Ｒ０）に切り換えられる。ステアリングバルブ１５０が位置（Ｒ０）に切り換えられると、ステアリングポンプ１３０から吐出された圧油が左側のステアリングシリンダ１１８のボトム室１１８ｂに供給されるとともに、ロッド室１１８ｒの圧油がタンク１３９に排出される。これにより、左側のステアリングシリンダ１１８が伸長する。また、ステアリングバルブ１５０が位置（Ｒ０）に切り換えられると、ステアリングポンプ１３０から吐出された圧油が右側のステアリングシリンダ１１９のロッド室１１９ｒに供給されるとともに、ボトム室１１９ｂの圧油がタンク１３９に排出される。これにより、右側のステアリングシリンダ１１９が収縮する。左側のステアリングシリンダ１１８が伸長し、右側のステアリングシリンダ１１９が収縮することで、前部車体１１０が後部車体１２０に対して右方向に回動する。
When the right
ステアリングバルブ１５０は、左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒに作用するパイロット圧の大きさにより、開口量（すなわち、ステアリングシリンダ１１８，１１９へ圧油を供給する油路の流路断面積）が調節される。ステアリングバルブ１５０の開口量が調節されることで、ステアリングシリンダ１１８，１１９の伸縮する速度、すなわちステアリング角速度が制御される。本実施の形態において、ステアリング角速度とは、後部車体１２０に対する前部車体１１０の屈曲角（すなわち、ステアリング角（操舵角））の時間的変化のことをいう。
In the
ハンドル装置１４０は、運転室１２１内に配設され、作業者により操作されるハンドル１４５と、ハンドル用方向制御弁１４１と、ギアポンプ１４８とを備えている。ハンドル装置１４０は、ハンドル１４５の回転操作量に応じてハンドル用方向制御弁１４１の開口量を調節し、ハンドル装置１４０から出力され、ステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒに作用するパイロット圧の大きさを調節することで、ステアリングバルブ１５０の作動位置および開口量を調節する。
The
ハンドル用方向制御弁１４１は、パイロットポンプ１３１の吐出側に設けられ、パイロットポンプ１３１からステアリングバルブ１５０へ供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の方向制御弁である。ハンドル用方向制御弁１４１は、内部に嵌入孔を有する筒状の弁本体１４２と、弁本体１４２の嵌入孔に回転可能に嵌入されたロータリスプール１４３と、ロータリスプール１４３を中立位置（Ｎ１）に保持するためのバネ１４４とを備えている。ロータリスプール１４３には、ハンドル１４５が付設されている。ロータリスプール１４３は、ハンドル１４５の回転操作により回転する。なお、図２では、説明の便宜上、ロータリスプール形のハンドル用方向制御弁１４１を、模式的に、ロータリスプール１４３が弁本体１４２内を中立位置から左右の位置へ直線的に摺動するスライドスプール形の方向制御弁のように図示している。
The steering
ハンドル１４５が回転操作されると、ロータリスプール１４３が回転し、その位置が調節される。ロータリスプール１４３が回転することで、弁本体１４２に設けられた複数のポートが開閉し、パイロットポンプ１３１から吐出された圧油の流れの方向や流量が調節される。
When the
ギアポンプ１４８は、その回転軸がロータリスプール１４３と同軸になるように連結されている。ハンドル１４５が回転操作されることによってロータリスプール１４３が回転されると、ギアポンプ１４８の回転軸もロータリスプール１４３の回転と同期して回転する。このため、ハンドル用方向制御弁１４１がハンドル１４５の左右何れかの方向の回転操作により中立位置（Ｎ１）から切り換えられると、ギアポンプ１４８も、ハンドル１４５の回転操作に伴って手動で回転駆動されることになる。その結果、ギアポンプ１４８がいわゆるハンドポンプとしての働きをして、パイロットポンプ１３１からのパイロット油がハンドル用方向制御弁１４１の流路を通じて、ステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒのいずれかに導かれる。
The
ハンドル１４５を左方向に回転操作すると、ロータリスプール１４３が位置（Ｌ１）に切り換えられるとともに、ロータリスプール１４３の回転に同期してギアポンプ１４８が正方向に回転する。ハンドル１４５を右方向に回転操作すると、ロータリスプール１４３が位置（Ｒ１）に切り換えられるとともに、ロータリスプール１４３の回転に同期してギアポンプ１４８が逆方向に回転する。
When the
ハンドル１４５の回転操作が終了すると、ロータリスプール１４３がバネ１４４の付勢力によりハンドル１４５の回転操作の方向とは逆方向へ回転して中立位置（Ｎ１）に復帰する。その際、ロータリスプール１４３と同軸のギアポンプ１４８も逆方向へ回転する。
When the rotation operation of the
ロータリスプール１４３が独りでに中立位置（Ｎ１）に復帰する構成とされているため、ハンドル１４５の回転操作の都度、作業者が、逐一、ハンドル１４５の逆回転操作をしてロータリスプール１４３を中立位置（Ｎ１）に復帰させるような手間は要しない。
Since the
上述したようにハンドル装置１４０が構成されているので、ロータリスプール１４３の回転量に応じた所定容量のパイロット油が、ギアポンプ１４８を通じてステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌまたは右側受圧部１５１Ｒへ導かれ、ステアリングバルブ１５０の作動位置および開口量が調節される。
Since the
なお、ハンドル１４５を所定の操作量で保持しているときには、ギアポンプ１４８が停止しているので、ステアリングバルブ１５０が中立位置（Ｎ０）に切り換えられ、ステアリング角が維持される。
When the
コントローラ１８０には、レバー装置１６０の操作を有効にするか無効にするかを設定する設定スイッチ１７５が接続され、設定スイッチ１７５の有効／無効操作位置を表す操作情報がコントローラ１８０に入力される。
The
電磁切換弁１７１は、設定スイッチ１７５の操作位置に応じて、コントローラ１８０から出力される電気信号（オンオフ信号）によって、開位置または閉位置に切り換えられる。設定スイッチ１７５が有効操作位置に操作されると、コントローラ１８０によってレバー操作有効モードが設定される。レバー操作有効モードが設定されると、コントローラ１８０からオン信号が電磁切換弁１７１のソレノイドに出力され、電磁切換弁１７１が開位置に切り換えられる。これにより、レバー装置１６０が有効に機能する状態となる。この状態で、かつハンドル装置１４０のハンドル１４５が操作されていない状態では、レバー装置１６０の操舵レバー１６５の操作に応じてレバー装置１６０から出力されるパイロット圧によりステアリングバルブ１５０が動作する。
The
設定スイッチ１７５が無効操作位置に操作されると、コントローラ１８０によってレバー操作無効モードが設定される。レバー操作無効モードが設定されると、コントローラ１８０からオフ信号が電磁切換弁１７１のソレノイドに出力され、電磁切換弁１７１が閉位置に切り換えられる。これにより、レバー装置１６０が有効に機能しない状態、すなわちレバー装置１６０による操作が無効とされる状態となる。この状態では、パイロットポンプ１３１から後述のレバー用方向制御弁１６２を介してステアリングバルブ１５０に供給される圧油の流れが、電磁切換弁１７１によって遮断される。電磁切換弁１７１が閉位置に切り換えられることで、レバー装置１６０から出力されるパイロット圧がステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒに作用することが防止されるので、操舵レバー１６５の操作に応じてステアリングバルブ１５０が動作することが防止される。
When the setting
電磁切換弁１７１には、パイロット受圧部１７１ａが設けられている。パイロット受圧部１７１ａには、ハンドル用方向制御弁１４１が位置（Ｌ１）や位置（Ｒ１）に切り換えられたときに、パイロットポンプ１３１から吐出された圧油がハンドル用方向制御弁１４１を介して供給される。設定スイッチ１７５が有効操作位置に操作されている状態で、ハンドル１４５が回転操作された場合、電磁切換弁１７１のパイロット受圧部１７１ａに所定のパイロット圧が作用し、ソレノイドの電磁力に抗して電磁切換弁１７１が閉位置に切り換えられる。このため、設定スイッチ１７５が有効操作位置に操作されている場合であっても、ハンドル装置１４０とレバー装置１６０とが同時に操作されたときには、ハンドル装置１４０の操作が優先され、レバー装置１６０による操作が無効化されることになる。これにより、ステアリング操作の高度の信頼性を確保することができる。
The
レバー装置１６０は、運転室１２１内に配設され、作業者により操作される操舵レバー１６５と、操舵レバー１６５の操作量を検出する操作量検出装置１６５ａと、レバー用方向制御弁１６２と、レバー用方向制御弁１６２の動作を制御する電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂとを備えている。
The
レバー装置１６０は、操舵レバー１６５の操作方向および傾動操作量に応じてレバー用方向制御弁１６２の作動位置および開口量を調節し、レバー装置１６０から出力され、ステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒに作用するパイロット圧の大きさを調節することで、ステアリングバルブ１５０の作動位置および開口量を調節する。
The
コントローラ１８０には、ポテンショメータなどの操作量検出装置１６５ａが接続され、操作量検出装置１６５ａで検出された操舵レバー１６５の操作方向（左方向または右方向）および操作量（傾き角度）を表す電気信号がコントローラ１８０に入力される。コントローラ１８０は、操舵レバー１６５の操作方向および操作量に応じて、電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂのソレノイドに電気信号（制御電流）を出力する。操舵レバー１６５が右方向に操作された場合、操作量に応じて電磁比例弁１６１Ａの減圧度が設定される。操舵レバー１６５が左方向に操作された場合、操作量に応じて電磁比例弁１６１Ｂの減圧度が設定される。
An operation
電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂの減圧度は、コントローラ１８０からの電気信号（制御電流）により制御される。電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂの開口特性は、ソレノイドに入力される電気信号（制御電流）の増加に伴い減圧度が小さくなるように、すなわち２次圧力が大きくなるように設定されている。
The degree of pressure reduction of the electromagnetic
レバー用方向制御弁１６２は、パイロットポンプ１３１の吐出側に設けられ、パイロットポンプ１３１からステアリングバルブ１５０へ供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の方向制御弁である。レバー用方向制御弁１６２は、パイロット受圧部である左側受圧部１６３Ｌおよび右側受圧部１６３Ｒを有している。
The lever
レバー用方向制御弁１６２の左側受圧部１６３Ｌに電磁比例弁１６１Ｂから出力される２次圧力が作用すると、レバー用方向制御弁１６２は位置（Ｌ２）に切り換えられる。電磁切換弁１７１が開位置に切り換えられている状態で、レバー用方向制御弁１６２が位置（Ｌ２）に切り換えられると、パイロットポンプ１３１から吐出されたパイロット油が、ステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌに供給され、パイロット圧が作用する。なお、このとき右側受圧部１５１Ｒのパイロット管路はレバー用方向制御弁１６２を介してタンク１３９に連通されているため、右側受圧部１５１Ｒにはタンク圧が作用している。
When the secondary pressure output from the electromagnetic
レバー用方向制御弁１６２の右側受圧部１６３Ｒに電磁比例弁１６１Ａから出力される２次圧力が作用すると、レバー用方向制御弁１６２は位置（Ｒ２）に切り換えられる。電磁切換弁１７１が開位置に切り換えられている状態で、レバー用方向制御弁１６２が位置（Ｒ２）に切り換えられると、パイロットポンプ１３１から吐出されたパイロット油が、ステアリングバルブ１５０の右側受圧部１５１Ｒに供給され、パイロット圧が作用する。なお、このとき左側受圧部１５１Ｌのパイロット管路はレバー用方向制御弁１６２を介してタンク１３９に連通されているため、左側受圧部１５１Ｌにはタンク圧が作用している。
When the secondary pressure output from the electromagnetic
操舵レバー１６５を傾動操作させた後、中立操作位置に戻すと、レバー用方向制御弁１６２がバネの付勢力により、中立位置（Ｎ２）に復帰する。レバー用方向制御弁１６２が中立位置（Ｎ２）に復帰すると、パイロットポンプ１３１から電磁切換弁１７１を介してステアリングバルブ１５０へ供給される圧油の流れが遮断されるので、ステアリングバルブ１５０が中立位置（Ｎ０）に切り換えられ、ステアリング角が維持される。なお、操舵レバー１６５には戻しバネが設けられており、作業者が操舵レバー１６５を傾動操作した後、操舵レバー１６５から手を放すと、操舵レバー１６５は独りでに中立操作位置に戻る。
When the
このように、操舵レバー１６５の操作方向および操作量に応じて、電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂの減圧度が設定され、電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂから出力された２次圧力により、レバー用方向制御弁１６２の作動位置および開口量が調節される。その結果、ステアリングバルブ１５０の作動位置および開口量が調節される。
Thus, the degree of pressure reduction of the electromagnetic
コントローラ１８０は操舵レバー１６５の操作方向および操作量に応じて電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂへ出力する制御電流の大きさを調節して、電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂの動作を制御する。コントローラ１８０は、タイマ制御部１８１と、モード設定部１８２と、電流設定部１８３と、遅延部１８４とを機能的に備えている。
The
タイマ制御部１８１は、操作量検出装置１６５ａで検出された操舵レバー１６５の操作量（以下、レバー操作量Ｌとも記す）が最大操作量Ｌｍａｘであるか否かを判定する。なお、後述するタイマカウントとタイマリセットとが交互に繰り返されることを防止するために、設計上、タイマ制御部１８１は、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘよりもわずかに小さい所定の操作量よりも大きいことが判定されたときに、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘに操作されていると判定することが好ましい。
The
タイマ制御部１８１は、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであると判定されていないときには計測条件が成立していないと判定し、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであると判定されたときには計測条件が成立していると判定する。
The
タイマ制御部１８１は、計測条件が成立した場合、計測条件が成立した時点（すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであると判定された時点）からの時間をタイマ１８９により計測する。タイマ制御部１８１は、計測条件が非成立となると、タイマ１８９をリセット、すなわち計測された時間を０にする。
When the measurement condition is satisfied, the
モード設定部１８２は、タイマ１８９により計測された時間（以下、レバー保持時間Ｔとも記す）が所定時間ｔを経過したか否かを判定する。モード設定部１８２は、レバー保持時間Ｔが所定時間ｔを経過していないことが判定されている場合には最大角速度不能モードを設定し、レバー保持時間Ｔが所定時間ｔを経過したことが判定されている場合には最大角速度設定可能モードを設定する。 The mode setting unit 182 determines whether or not the time measured by the timer 189 (hereinafter also referred to as lever holding time T) has passed a predetermined time t. When it is determined that the lever holding time T has not passed the predetermined time t, the mode setting unit 182 sets the maximum angular velocity disable mode and determines that the lever holding time T has passed the predetermined time t. If it is, set the maximum angular velocity setting mode.
電流設定部１８３は、後述する一の特性Ｎ１にしたがって、制御電流の指示値（以下、指示制御電流Ｉｔと記す）を設定し、ステアリング装置のステアリング角速度ωを制御する。電流設定部１８３による指示制御電流Ｉｔの設定方法について説明する。なお、電流設定部１８３による指示制御電流Ｉｔの設定方法は、電磁比例弁１６１Ａおよび電磁比例弁１６１Ｂのそれぞれで同様である。図３は、レバー操作量Ｌと、電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂへ出力する指示制御電流Ｉｔの関係を示す図である。
The
なお、電磁比例弁１６１Ａに出力される制御電流に応じて、ステアリングバルブ１５０の作動位置（Ｒ０）における開口量が調節され、右方向のステアリング角速度ωが決定され、電磁比例弁１６１Ｂに出力される制御電流に応じて、ステアリングバルブ１５０の作動位置（Ｌ０）における開口量が調節され、左方向のステアリング角速度ωが決定される。このため、図３は、レバー操作量Ｌと、レバー操作量Ｌに応じて設定されるステアリング装置のステアリング角速度ωとの関係を表しているといえる。図３では、レバー操作量Ｌとステアリング角速度ωの関係の表記をかっこ書きで併記している。
Note that the opening amount at the operating position (R0) of the
図３に示すように、レバー操作量Ｌに対する指示制御電流Ｉｔの特性Ｎ１は、操舵レバー１６５の中立操作位置付近の操作無効領域（いわゆる不感帯）での指示制御電流Ｉｔを設定するための不感帯用設定規則Ｒ０と、操作有効領域において指示制御電流Ｉｔを設定するための第１設定規則Ｒ１および第２設定規則Ｒ２とで構成されている。この特性Ｎ１は、ホイールローダの走行速度など、車両の走行状態によって変化するものではない。また、本実施形態に係るステアリング制御装置は、走行速度などの車両の走行状態に応じて複数の特性を有しているものでもない。なお、不感帯は、操舵レバー１６５が中立操作位置からわずかに傾動されただけで鋭敏にステアリングシリンダ１１８，１１９が駆動されてしまうのを防止するため、レバー操作量Ｌを認識しないように設けられている。
As shown in FIG. 3, the characteristic N1 of the instruction control current It with respect to the lever operation amount L is a dead band for setting the instruction control current It in an operation invalid area (so-called dead band) near the neutral operation position of the
不感帯用設定規則Ｒ０は、操舵レバー１６５が中立操作位置にあるときのレバー操作量Ｌである最小操作量Ｌｍｉｎから中立操作位置近傍の第１操作量Ｌ１までの不感帯において指示制御電流Ｉｔを設定する規則である。不感帯用設定規則Ｒ０は、レバー操作量Ｌが最小操作量Ｌｍｉｎ以上かつ第１操作量Ｌ１未満のときには、指示制御電流Ｉｔを最小電流（待機電流）Ｉｍｉｎに設定するように定められている。レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１未満（不感帯）のときには、レバー操作量Ｌにかかわらずステアリング角速度ωは変更されない。
The dead zone setting rule R0 sets the instruction control current It in the dead zone from the minimum operation amount Lmin, which is the lever operation amount L when the
第１設定規則Ｒ１は、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１以上かつ最大操作量Ｌｍａｘ以下の操作帯において指示制御電流Ｉｔを設定する規則である。第１設定規則Ｒ１は、図示するように、レバー操作量Ｌの増加に伴い指示制御電流Ｉｔを直線的に増加させる規則である。第１設定規則Ｒ１におけるレバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの変化率は、微操作性の向上を目的として、低く設定されている。 The first setting rule R1 is a rule for setting the instruction control current It in an operation band in which the lever operation amount L is not less than the first operation amount L1 and not more than the maximum operation amount Lmax. As shown in the figure, the first setting rule R1 is a rule that linearly increases the command control current It as the lever operation amount L increases. The rate of change of the steering angular velocity ω with respect to the lever operation amount L in the first setting rule R1 is set low for the purpose of improving fine operability.
ステアリング角速度ωの変化率は、低くするほど、ステアリングバルブ１５０のメータリング性能が向上し、微操作性が向上する。一方、ステアリング角速度ωの変化率は、高くするほど、迅速に走行方向を変更することができる。しかしながら、ステアリング角速度ωの変化率が高すぎると、走行速度が高い状態で、操舵レバー１６５の操作がなされたときに、小さい操作量でも車両が転倒したり、傾いたりするおそれがある。したがって、本実施の形態では、車両が転倒したり傾いたりすることを防止することを考慮するとともに、ホイールローダによる各種作業における作業効率を考慮して、ステアリング角速度ωの変化率を定めている。
The lower the rate of change of the steering angular velocity ω, the better the metering performance of the
第２設定規則Ｒ２は、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘに維持された時間の経過に応じて、指示制御電流Ｉｔを設定する規則である。図４は、レバー保持時間Ｔに応じて選択される指示制御電流Ｉｔを示す表である。図３および図４に示すように、第２設定規則Ｒ２では、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘにある状態が所定時間ｔ経過するごとに、指示制御電流Ｉｔを電流値Ｉ１から電流値Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉｍａｘの順に最大電流Ｉｍａｘまで段階的に増加させる規則である（Ｉｍｉｎ＜Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４＜Ｉｍａｘ）。なお、コントローラ１８０から電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂのソレノイドに最大電流Ｉｍａｘが出力されると、ステアリング角速度ωが最大角速度ωｍａｘに制御される。指示制御電流Ｉｔを段階的に増加させる、すなわち徐々に増加させることで、急激にステアリング角速度ωが増加することが防止される。
The second setting rule R2 is a rule for setting the instruction control current It according to the elapse of time during which the lever operation amount L is maintained at the maximum operation amount Lmax. FIG. 4 is a table showing the instruction control current It selected according to the lever holding time T. As shown in FIGS. 3 and 4, according to the second setting rule R2, the instruction control current It is changed from the current value I1 to the current value I2 every time a predetermined time t elapses when the lever operation amount L is at the maximum operation amount Lmax. , I3, I4, Imax is a rule that gradually increases to the maximum current Imax (Imin <I1 <I2 <I3 <I4 <Imax). When the maximum current Imax is output from the
図３に示すように、第１設定規則Ｒ１により設定される指示制御電流Ｉｔの最大値は、最大操作量Ｌｍａｘにおいて設定される電流値Ｉ１である。換言すれば、第１設定規則Ｒ１では、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘ未満の場合には、時間経過にかかわらず、指示制御電流Ｉｔが最大電流Ｉｍａｘに設定されることはなく、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させない規則として定められている。 As shown in FIG. 3, the maximum value of the command control current It set by the first setting rule R1 is the current value I1 set at the maximum manipulated variable Lmax. In other words, in the first setting rule R1, when the lever operation amount L is less than the maximum operation amount Lmax, the command control current It is not set to the maximum current Imax regardless of the passage of time, and the steering angular velocity It is defined as a rule that does not increase ω to the maximum angular velocity ωmax.
本実施の形態では、不感帯用設定規則Ｒ０および第１設定規則Ｒ１がルックアップテーブル形式で記憶装置に記憶され、図４に示すように、第２設定規則Ｒ２で用いられる電流値Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉｍａｘならびに所定時間ｔの情報が記憶装置に記憶されている。所定時間ｔは、一定の値であり、ホイールローダの操作性を考慮して、実験等から定めることができ、たとえば１秒に設定される。 In the present embodiment, the dead zone setting rule R0 and the first setting rule R1 are stored in the storage device in a lookup table format, and as shown in FIG. 4, the current values I2, I3, and I3 used in the second setting rule R2 are used. Information on I4, Imax and a predetermined time t is stored in the storage device. The predetermined time t is a constant value and can be determined from experiments or the like in consideration of the operability of the wheel loader, and is set to 1 second, for example.
図２に示す電流設定部１８３は、各設定規則（Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）にしたがって指示制御電流Ｉｔを設定し、記憶装置に記憶する。電流設定部１８３は、設定した指示制御電流Ｉｔを出力制御電流Ｉｏ（コントローラ１８０から電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂに出力する制御電流）として、操舵レバー１６５の操作方向に対応する電磁比例弁１６１Ａ，１６１Ｂに出力する。したがって、後述するように、操舵レバー１６５が戻し操作されていない状態では、指示制御電流Ｉｔと出力制御電流Ｉｏとは常にほぼ同じ値となる。
The
遅延部１８４は、操舵レバー１６５が戻し操作されたとき、電流設定部１８３により設定された指示制御電流Ｉｔを目標値として出力制御電流Ｉｏを後述する時間変化率（減少率）Ｒで減少させる。
When the
遅延部１８４は、以下の条件（ｉ）（ｉｉ）のいずれも満たされているときに、第１の遅延条件が成立していると判定し、条件（ｉ）が満たされ、かつ、条件（ｉｉ）が満たされていないときには、第２の遅延条件が成立していると判定し、条件（ｉ）が満たされていないときには、遅延条件が成立していないと判定する。
（ｉ）操舵レバー１６５が戻し操作されたこと。
（ｉｉ）作動油（圧油）が低温状態であること。
The delay unit 184 determines that the first delay condition is satisfied when any of the following conditions (i) and (ii) is satisfied, the condition (i) is satisfied, and the condition ( When ii) is not satisfied, it is determined that the second delay condition is satisfied, and when condition (i) is not satisfied, it is determined that the delay condition is not satisfied.
(I) The
(Ii) The hydraulic oil (pressure oil) is in a low temperature state.
遅延部１８４は、レバー操作量Ｌが減少したことが判定されたときに、条件（ｉ）が成立している、すなわち操舵レバー１６５が戻し操作されたと判定する。レバー操作量Ｌが減少したことを判定する方法としては、たとえば、現時点の制御周期でのレバー操作量Ｌｐと一制御周期前のレバー操作量Ｌｂとを比較して、その差ΔＬ（＝Ｌｐ−Ｌｂ）が負の値となるか否かを判定する方法を採用できる。なお、作業者が所定の操作位置で操舵レバー１６５を保持しているときに、戻し操作の判定が行われることを防止するために、レバー操作量Ｌの変化量ΔＬが所定の負の値よりも小さいことが判定されたときに、条件（ｉ）が成立していると判定することが好ましい。
When it is determined that the lever operation amount L has decreased, the delay unit 184 determines that the condition (i) is satisfied, that is, the steering
図２に示すように、コントローラ１８０には、パイロットポンプ１３１からレバー装置１６０やハンドル装置１４０等に供給される作動油（圧油）の温度（以下、作動油温Ｔｅとも記す）を検出する温度センサ１７９が接続されており、温度センサ１７９で検出された作動油温Ｔｅを表す電気信号がコントローラ１８０に入力される。なお、温度センサ１７９は、作動油が貯留されるタンク１３９等に設けられている。タンク１３９に温度センサ１７９を設けることで、タンク１３９から油圧回路に供給され、油圧回路内を循環する作動油（圧油）の温度状態を検出することができる。
As shown in FIG. 2, the
遅延部１８４は、温度センサ１７９で検出された作動油温Ｔｅが閾値Ｔｅ０以下であるか否かを判定し、作動油温Ｔｅが閾値Ｔｅ０以下のときに条件（ｉｉ）が成立している、すなわち作動油が低温状態であると判定する。遅延部１８４は、温度センサ１７９で検出された作動油温Ｔｅが閾値Ｔｅ０よりも高いときには条件（ｉｉ）が成立していない、すなわち作動油が高温状態であると判定する。なお、閾値Ｔｅ０は、予めコントローラ１８０の記憶装置に記憶されている。閾値Ｔｅ０は、後述する「流れ現象」が発生しやすい、あるいは「流れ現象」の影響を受けやすい作動油温を実験等で検証することで定めることができる。たとえば「流れ現象」が発生しやすい、あるいは「流れ現象」の影響を受けやすい作動油温よりも所定温度高い温度を閾値Ｔｅ０として定めることができる。
The delay unit 184 determines whether or not the hydraulic oil temperature Te detected by the
遅延部１８４は、第２の遅延条件が成立している場合には、出力制御電流Ｉｏの時間変化率ＲをＲａに設定する。遅延部１８４は、第１の遅延条件が成立している場合には、出力制御電流Ｉｏの時間変化率ＲをＲａよりも単位時間当たりの変化が大きいＲｂに設定する（|Ｒａ|＜|Ｒｂ|）。本実施形態において、出力制御電流Ｉｏの時間変化率Ｒとは、操舵レバー１６５の戻し操作開始時点から、電流設定部１８３により設定された指示制御電流Ｉｔ（目標値）に向けて減少させる出力制御電流Ｉｏの単位時間あたりの減少率のことをいう。
The delay unit 184 sets the time change rate R of the output control current Io to Ra when the second delay condition is satisfied. When the first delay condition is satisfied, the delay unit 184 sets the time change rate R of the output control current Io to Rb having a larger change per unit time than Ra (| Ra | <| Rb |). In the present embodiment, the time change rate R of the output control current Io is the output control that decreases from the start of the return operation of the
図５および図６は、第１の実施の形態に係るステアリング制御装置におけるコントローラ１８０による指示制御電流Ｉｔの設定制御、すなわちステアリング角速度ωの設定制御の処理内容を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、繰り返し実行される。なお、初期設定において、コントローラ１８０は、後述する最大角速度設定不能モードを設定する。
FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing the processing contents of the setting control of the command control current It, that is, the setting control of the steering angular velocity ω, by the
ステップＳ１００において、コントローラ１８０は、操作量検出装置１６５ａで検出されたレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであるか否かを判定する。ステップＳ１００で肯定判定されるとステップＳ１１０へ進み、否定判定されるとステップＳ１２５へ進む。
In step S100, the
ステップＳ１１０において、コントローラ１８０は、コントローラ１８０に内蔵されるタイマ１８９のカウントを開始してステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８において、コントローラ１８０は、ステップＳ１００と同様の処理、すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであるか否かを判定する。ステップＳ１１８で肯定判定されるとステップＳ１２０へ進み、否定判定されるとステップＳ１２５へ進む。
In step S110, the
ステップＳ１２０において、コントローラ１８０は、タイマ１８９による計測時間であるレバー保持時間Ｔが所定時間ｔを経過したか否か、すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘの状態が所定時間ｔ継続したか否かを判定する。ステップＳ１２０で肯定判定されるとステップＳ１３０へ進み、否定判定されるとステップＳ１１８へ戻る。
In step S120, the
ステップＳ１３０において、コントローラ１８０は、第２設定規則Ｒ２にしたがって指示制御電流Ｉｔを決定するモード（以下、最大角速度設定可能モードと記す）を設定し、後述する図６の処理にしたがって指示制御電流Ｉｔを設定する。
In step S130, the
一方、ステップＳ１００やステップＳ１１８で否定判定されるとステップＳ１２５へ進む。ステップＳ１２５において、コントローラ１８０は、タイマ１８９をリセットし、ステップＳ１３５へ進む。ステップＳ１３５において、コントローラ１８０は不感帯用設定規則Ｒ０および第１設定規則Ｒ１にしたがって指示制御電流Ｉｔを決定するモード（以下、最大角速度設定不能モードと記す）を設定する。
On the other hand, if a negative determination is made in step S100 or step S118, the process proceeds to step S125. In step S125, the
最大角速度設定不能モードが設定されると（ステップＳ１３５）、コントローラ１８０は不感帯用設定規則Ｒ０および第１設定規則Ｒ１に対応するテーブル（図３参照）を参照し、操作量検出装置１６５ａで検出されたレバー操作量Ｌに基づいて指示制御電流Ｉｔを設定する。
When the maximum angular velocity setting impossibility mode is set (step S135), the
最大角速度設定可能モードが設定されると（ステップＳ１３０）、図６に示す処理が開始される。図６は、図５の最大角速度設定可能モードにおける指示制御電流Ｉｔの設定制御の処理内容を示すフローチャートである。ステップＳ１４０において、コントローラ１８０は、第２設定規則Ｒ２に対応するテーブル（図４参照）を参照し、レバー保持時間Ｔに基づいて、指示制御電流Ｉｔを電流値Ｉ２に設定し（Ｉｔ＝Ｉ２）、ステップＳ１４５へ進む。
When the maximum angular velocity settable mode is set (step S130), the processing shown in FIG. 6 is started. FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the setting control of the instruction control current It in the maximum angular velocity setting possible mode of FIG. In step S140, the
ステップＳ１４５において、コントローラ１８０は、タイマ１８９による計測時間であるレバー保持時間Ｔが所定時間（２×ｔ）を経過したか否か、すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘの状態が所定時間（２×ｔ）継続したか否かを判定する。ステップＳ１４５で肯定判定されるとステップＳ１５０へ進み、否定判定されるとステップＳ１４０へ戻る。
In step S145, the
ステップＳ１５０において、コントローラ１８０は、第２設定規則Ｒ２に対応するテーブル（図４参照）を参照し、レバー保持時間Ｔに基づいて、指示制御電流Ｉｔを電流値Ｉ３に設定し（Ｉｔ＝Ｉ３）、ステップＳ１５５へ進む。
In step S150, the
ステップＳ１５５において、コントローラ１８０は、タイマ１８９による計測時間であるレバー保持時間Ｔが所定時間（３×ｔ）を経過したか否か、すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘの状態が所定時間（３×ｔ）継続したか否かを判定する。ステップＳ１５５で肯定判定されるとステップＳ１６０へ進み、否定判定されるとステップＳ１５０へ戻る。
In step S155, the
ステップＳ１６０において、コントローラ１８０は、第２設定規則Ｒ２に対応するテーブル（図４参照）を参照し、レバー保持時間Ｔに基づいて、指示制御電流Ｉｔを電流値Ｉ４に設定し（Ｉｔ＝Ｉ４）、ステップＳ１６５へ進む。
In step S160, the
ステップＳ１６５において、コントローラ１８０は、タイマ１８９による計測時間であるレバー保持時間Ｔが所定時間（４×ｔ）を経過したか否か、すなわちレバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘの状態が所定時間（４×ｔ）継続したか否かを判定する。ステップＳ１６５で肯定判定されるとステップＳ１７０へ進み、否定判定されるとステップＳ１６０へ戻る。
In step S165, the
ステップＳ１７０において、コントローラ１８０は、第２設定規則Ｒ２に対応するテーブル（図４参照）を参照し、レバー保持時間Ｔに基づいて、指示制御電流Ｉｔを最大電流Ｉｍａｘに設定する（Ｉｔ＝Ｉｍａｘ）。
In step S170, the
なお、図示しないが、最大角速度設定可能モードにおける指示制御電流Ｉｔの設定制御の処理が実行されている間、ステップＳ１１８（図５参照）と同様に、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘであるか否かの判定が行われている。最大角速度設定可能モードでの処理が実行されている間に、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘでないと判定された場合には、コントローラ１８０は、ステップＳ１２５へ進み、タイマ１８９をリセットし、ステップＳ１３５へ進み、最大角速度設定不能モードを設定し、ステップ１００へ戻る。
Although not shown, the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax, as in step S118 (see FIG. 5), while the processing for setting the command control current It in the maximum angular velocity settable mode is being executed. Whether or not is determined. If it is determined that the lever operation amount L is not the maximum operation amount Lmax while the processing in the maximum angular velocity settable mode is being executed, the
図７は、第１の実施の形態に係るステアリング制御装置におけるコントローラ１８０による出力制御電流Ｉｏの遅延制御の処理内容を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、繰り返し実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing content of the delay control of the output control current Io by the
ステップＳ１８０において、コントローラ１８０は、操舵レバー１６５が戻し操作されたか否かを判定する。ステップＳ１８０は肯定判定されるまで繰り返され、肯定判定されるとステップＳ１８５へ進む。
In step S180, the
ステップＳ１８５において、コントローラ１８０は、作動油が低温状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１８５で肯定判定されるとステップＳ１９０へ進み、ステップＳ１８５で否定判定されるとステップＳ１９５へ進む。
In step S185, the
ステップＳ１９０において、コントローラ１８０は、出力制御電流Ｉｏの時間変化率ＲをＲｂに設定してステップＳ１９８へ進む。ステップＳ１９５において、コントローラ１８０は、出力制御電流Ｉｏの時間変化率ＲをＲａに設定してステップＳ１９８へ進む。
In step S190, the
ステップＳ１９８において、コントローラ１８０は、制御電流を遅延させて出力する遅延処理を実行する。この遅延処理では、ステップＳ１９０またはステップＳ１９５で設定された時間変化率Ｒにしたがって、出力制御電流Ｉｏが指示制御電流Ｉｔ（目標値）に向かって減少する。
In step S198, the
図８は、指示制御電流Ｉｔおよび出力制御電流Ｉｏの時間変化を示す模式図である。たとえば、操舵レバー１６５が最大操作量Ｌｍａｘに操作されている状態が所定時間（４×ｔ）経過して、指示制御電流Ｉｔおよび出力制御電流Ｉｏが最大電流Ｉｍａｘとされているときに、図８（ａ）に示すように、所定の時点（ｔｔ０）で操舵レバー１６５が素早く中立操作位置へ戻し操作されると、指示制御電流Ｉｔが最小電流Ｉｍｉｎに設定される。
FIG. 8 is a schematic diagram showing temporal changes in the instruction control current It and the output control current Io. For example, when the
ここで、作動油の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ０よりも高い場合（ステップＳ１８５で否定判定）、図８（ｂ）において実線で示されるように、最大電流Ｉｍａｘに制御されていた出力制御電流Ｉｏが、戻し操作時点（ｔｔ０）から緩やかに最小電流Ｉｍｉｎまで減少する。これに対して、作動油の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ０以下の場合（ステップＳ１８５で肯定判定）、図８（ｂ）において破線で示されるように、最大電流Ｉｍａｘに制御されていた出力制御電流Ｉｏが、戻し操作時点（ｔｔ０）から速やかに最小電流Ｉｍｉｎまで減少する。 Here, when the temperature Te of the hydraulic oil is higher than the threshold value Te0 (negative determination in step S185), as indicated by the solid line in FIG. 8B, the output control current Io controlled to the maximum current Imax is It gradually decreases from the return operation time (tt0) to the minimum current Imin. On the other hand, when the temperature Te of the hydraulic oil is equal to or lower than the threshold value Te0 (Yes in step S185), the output control current Io that has been controlled to the maximum current Imax is, as indicated by the broken line in FIG. From the return operation time (tt0), the current rapidly decreases to the minimum current Imin.
つまり、操舵レバー１６５が戻し操作されたときに、出力制御電流Ｉｏが最大電流Ｉｍａｘから最小電流Ｉｍｉｎまでに変化する時間、すなわち制御電流を遅延させて出力する時間（遅延時間）は、作動油の温度Ｔｅが高い場合（時点ｔｔ０〜時点ｔｔ２）に比べて、低い場合（時点ｔｔ０〜時点ｔｔ１）の方が短くなる。
That is, when the
なお、中立操作位置への戻し操作に限らず、所定の操作位置への戻し操作においても、同様に、制御電流が遅延されて出力される。 Note that the control current is delayed and output not only in the return operation to the neutral operation position but also in the return operation to the predetermined operation position.
以下、第１の実施の形態に係るステアリング装置の動作例について説明する。
作業者が、車両の操舵方法を選択するために、図２に示す設定スイッチ１７５を有効操作位置に操作すると、レバー操作有効モードが設定される。レバー操作有効モードでは、電磁切換弁１７１が開位置に切り換えられる。
Hereinafter, an operation example of the steering apparatus according to the first embodiment will be described.
When the operator operates the setting
作業現場において、ホイールローダの走行中に、ホイールローダと障害物との距離が縮まった場合など、ホイールローダに回避動作を行わせたい場合、作業者は、操舵レバー１６５を最大に操作する。
In the work site, when the wheel loader wants to perform an avoidance operation, for example, when the distance between the wheel loader and the obstacle is reduced while the wheel loader is traveling, the operator operates the
作業者が操舵レバー１６５を最大操作した状態を維持すると、ステアリング角速度ωが時間の経過とともに徐々に増加し、所定時間（４×ｔ）、最大操作した状態が保持されることでステアリング角速度ωが最大角速度ωｍａｘに至る。これにより、ホイールローダの走行方向が大きく変更されて、すなわち大きく曲がって、障害物を回避することができる。
If the operator maintains the state in which the
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ステアリング制御装置は、操舵レバー１６５の操作量に応じてステアリング装置のステアリング角速度ωを決定するための一の特性Ｎ１にしたがって、ステアリング角速度ωを制御するコントローラ１８０を備えている。一の特性Ｎ１は、不感帯用設定規則Ｒ０と、第１設定規則Ｒ１と、第２設定規則Ｒ２とで定められている。不感帯用設定規則Ｒ０は、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１よりも小さいときには、レバー操作量Ｌにかかわらずステアリング角速度ωを変更しない不感帯に対応する規則である。第１設定規則Ｒ１は、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１よりも大きい操作帯において、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させない規則である。第２設定規則Ｒ２は、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１よりも大きい操作帯において、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させる規則である。
According to the first embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) The steering control device includes a
第１設定規則Ｒ１にしたがってステアリング角速度ωが制御されるときには、微操作性が向上するため、車両の走行速度が高い状態で操舵レバー１６５が操作されることに起因して車両が転倒したり傾いたりすることを防止できる。第２設定規則Ｒ２にしたがってステアリング角速度ωが制御されるときには、十分な最大角速度ωｍａｘを確保することができるため、車両の回避動作や方向転換を迅速に行うことができる。
When the steering angular speed ω is controlled in accordance with the first setting rule R1, the fine operability is improved, so that the vehicle falls or tilts due to the
（２）先行技術文献（国際公開ＷＯ２００４／０２４５３７号公報）に記載の技術（以下、先行技術と記す）では、車両の走行速度に応じて規定ステアリング角速度を決定する特性や、操作されてから規定ステアリング角速度に至るまでの時間変化の特性が異なっている。このため、作業者が違和感を感じたり、操作性が悪いと感じたりしてしまうおそれがある。たとえば、図１２に示すように、レバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの特性が、車両の走行速度が高い場合には、レバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの変化率が小さい特性Ｂ（実線で示す特性）を採用して、微操作性を向上させ、車両の走行速度が低い場合には、特性Ｂに比べて、レバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの変化率が大きい特性Ａ（破線で示す特性）を採用して、十分な最大角速度ωｍａｘを得ることができる。しかしながら、図１２に示すように、車両の走行速度に応じて、操作特性（レバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの変化率）を変更すると、作業者が違和感を感じたり、操作性が悪いと感じたりしてしまうおそれがある。 (2) In the technique described in the prior art document (International Publication WO 2004/024537) (hereinafter referred to as the prior art), the characteristic that determines the prescribed steering angular speed according to the traveling speed of the vehicle, and the regulation after operation The characteristics of the time change until the steering angular speed is different. For this reason, an operator may feel uncomfortable or feel that operability is poor. For example, as shown in FIG. 12, when the characteristic of the steering angular speed ω with respect to the lever operation amount L is high, the change rate of the steering angular speed ω with respect to the lever operation amount L is small. Characteristics) to improve the fine operability and the vehicle traveling speed is low, the characteristic A (characteristic indicated by the broken line) has a larger change rate of the steering angular speed ω with respect to the lever operation amount L than the characteristic B. ) To obtain a sufficient maximum angular velocity ωmax. However, as shown in FIG. 12, when the operation characteristic (change rate of the steering angular velocity ω with respect to the lever operation amount L) is changed according to the traveling speed of the vehicle, the operator feels uncomfortable or feels operability is poor. There is a risk that.
これに対して、本実施の形態では、一の特性Ｎ１が、微操作性の向上を図ることができるようにレバー操作量Ｌに対するステアリング角速度ωの変化率を低く設定した第１設定規則Ｒ１と、十分な最大角速度ωｍａｘを確保することのできる第２設定規則Ｒ２とで定められている。一の特性Ｎ１は、車両の走行速度などの走行状態に応じて変化するものではない、すなわち車両の走行速度に依存しない。このため、操舵レバー１６５の操作性が車両の走行速度に影響されることがなく、先行技術に比べて、操作性を向上できる。
On the other hand, in the present embodiment, the first setting rule R1 in which the change rate of the steering angular velocity ω with respect to the lever operation amount L is set low so that the one characteristic N1 can improve the fine operability. The second setting rule R2 can ensure a sufficient maximum angular velocity ωmax. The one characteristic N1 does not change according to the traveling state such as the traveling speed of the vehicle, that is, does not depend on the traveling speed of the vehicle. For this reason, the operability of the
（３）第１設定規則Ｒ１は、時間経過にかかわらず、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させない規則であり、第２設定規則Ｒ２は、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘである状態が所定時間ｔを経過した場合には、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させる規則である。最大操作量Ｌｍａｘであることを、最大角速度ωｍａｘまで増加させる条件とすることで、作業者がステアリング角速度を大きくしたいという意思を操舵レバー１６５の操作状態で反映させることができ、作業者の意思に適合した動作を車両に行わせることができる。
(3) The first setting rule R1 is a rule that does not increase the steering angular velocity ω to the maximum angular velocity ωmax regardless of the passage of time, and the second setting rule R2 is a state in which the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax. This is a rule for increasing the steering angular velocity ω to the maximum angular velocity ωmax when the predetermined time t has elapsed. By setting the maximum operation amount Lmax as a condition for increasing to the maximum angular velocity ωmax, the operator's intention to increase the steering angular velocity can be reflected in the operation state of the
（４）操舵レバー１６５を所定時間ｔだけ保持しなければ、ステアリング角速度ωが最大角速度ωｍａｘまで増加することはない。このため、たとえば、車両の走行速度が速い状態において、作業者が誤って操舵レバー１６５を最大操作量Ｌｍａｘに操作した場合におけるステアリング角速度ωの急激な増加を防止して、車両が転倒することや傾いてしまうことなどを防止できる。
(4) Unless the
（５）第２設定規則Ｒ２は、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘである状態が所定時間ｔを経過した場合には、時間の経過に応じて徐々にステアリング角速度ωを増加させる規則である。このため、急激にステアリング角速度ωが増加することが防止され、車両が転倒することや傾いてしまうことなどを防止できる。 (5) The second setting rule R2 is a rule for gradually increasing the steering angular velocity ω as time elapses when the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax when the predetermined time t has elapsed. . For this reason, it is possible to prevent the steering angular velocity ω from rapidly increasing, and to prevent the vehicle from falling or tilting.
（６）ステアリング制御装置は、レバー装置１６０から出力されるパイロット圧をステアリングバルブ１５０の左側受圧部１５１Ｌおよび右側受圧部１５１Ｒに作用させないように、パイロットポンプ１３１からステアリングバルブ１５０に供給される圧油の流れを遮断する遮断装置としての電磁切換弁１７１を備えている。これにより、レバー装置１６０の操作の有効／無効を作業者が選択できる。
(6) The steering control device is pressure oil supplied from the
（７）ステアリング制御装置は、ハンドル１４５が回転操作された場合に、パイロットポンプ１３１からのパイロット圧が電磁切換弁１７１のパイロット受圧部１７１ａに作用し、電磁切換弁１７１が閉位置に切り換えられるように構成されている。このため、ハンドル装置１４０とレバー装置１６０とが同時に操作されたときには、ハンドル装置１４０の操作が優先され、レバー装置１６０による操作は無効化されることになる。その結果、ステアリング操作の高度の信頼性を確保することができる。
(7) In the steering control device, when the
（８）ステアリング制御装置は、操舵レバー１６５が戻し操作された場合に、制御電流を遅延させて出力する遅延部１８４を備えている。このため、戻し操作した際に発生する止めショックを防止できる。
(8) The steering control device includes a delay unit 184 that delays and outputs the control current when the
（９）圧油の温度Ｔｅが低い場合、温度Ｔｅが高い場合に比べて粘性率が高くなる。このため、制御電流を遅延させて出力する時間を、圧油の温度Ｔｅが低い場合と高い場合とで、同じように設定すると、圧油の温度Ｔｅが低いときに、油圧回路内の圧油の流れ、バルブ等の油圧機器の応答性が悪くなり、操舵レバー１６５を中立操作位置に戻し操作した時点からしばらくの間、ステアリング装置が動作し続ける「流れ現象」が生じてしまうおそれがある。
(9) When the temperature Te of the pressure oil is low, the viscosity is higher than when the temperature Te is high. For this reason, when the time for outputting the control current with a delay is set in the same way when the pressure oil temperature Te is low and when the pressure oil temperature Te is low, the pressure oil in the hydraulic circuit is set when the pressure oil temperature Te is low. The responsiveness of hydraulic equipment such as a valve becomes poor, and a “flow phenomenon” in which the steering device continues to operate for a while from when the
これに対して、本実施の形態では、遅延部１８４は、パイロットポンプ１３１からレバー装置１６０に供給される圧油の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ０よりも低いときには、圧油の温度が閾値Ｔｅ０よりも高いときに比べて、制御電流を遅延させて出力する時間を短くするように構成されている。このため、上述の「流れ現象」を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the temperature Te of the pressure oil supplied from the
―第２の実施の形態―
図９を参照して第２の実施の形態に係るステアリング制御装置について説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係るステアリング制御装置で用いられる特性Ｎ２について説明する図である。図中、第１の実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付し、相違点について主に説明する。
-Second embodiment-
A steering control device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the characteristic N2 used in the steering control device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described.
第１の実施の形態では、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘである状態が所定時間ｔを経過した場合にステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させるように第２設定規則Ｒ２を定めた例について説明した。 In the first embodiment, an example in which the second setting rule R2 is determined so that the steering angular velocity ω is increased to the maximum angular velocity ωmax when the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax after a predetermined time t has elapsed. Explained.
これに対して、第２の実施の形態では、レバー操作量Ｌが第２操作量Ｌ２よりも大きい状態が所定時間ｔを経過した場合に、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させるように第２設定規則Ｒ２２が定められている。なお、第２操作量Ｌ２は、第１操作量Ｌ１よりも大きく最大操作量Ｌｍａｘよりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌｍａｘ）。第２操作量Ｌ２は、少なくとも１／２操作量（５０％）よりも大きい操作量に設定することが好ましく、最大操作量Ｌｍａｘ近傍の操作量（たとえば、８０％〜９５％程度）に設定することがより好ましい。 On the other hand, in the second embodiment, when the lever operation amount L is greater than the second operation amount L2, when the predetermined time t has elapsed, the steering angular velocity ω is increased to the maximum angular velocity ωmax. Two setting rules R22 are defined. The second operation amount L2 is larger than the first operation amount L1 and smaller than the maximum operation amount Lmax (L1 <L2 <Lmax). The second operation amount L2 is preferably set to an operation amount larger than at least a half operation amount (50%), and is set to an operation amount in the vicinity of the maximum operation amount Lmax (for example, about 80% to 95%). It is more preferable.
なお、第１の実施の形態では、図４に示すように、レバー保持時間Ｔに応じた指示制御電流Ｉｔの電流値Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉｍａｘがコントローラ１８０の記憶装置に記憶されていた。これに対して、第２の実施の形態では、指示制御電流Ｉｔの増加値ΔＩがコントローラ１８０の記憶装置に記憶されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the current values I2, I3, I4, and Imax of the instruction control current It corresponding to the lever holding time T are stored in the storage device of the
コントローラ１８０は、第２操作量Ｌ２以上のレバー操作量Ｌが検出されている状態が所定時間ｔを経過すると、その時点における指示制御電流Ｉｔに増加値ΔＩを加算して、新たな指示制御電流Ｉｔとして設定する。コントローラ１８０は、その後、所定時間ｔが経過する度に、増加値ΔＩを加算し、上限値として最大電流Ｉｍａｘまで指示制御電流Ｉｔを増加させる。
When the state in which the lever operation amount L greater than or equal to the second operation amount L2 is detected passes the predetermined time t, the
なお、新たな指示制御電流Ｉｔが設定された後、さらに所定時間ｔが経過して増加値ΔＩが指示制御電流Ｉｔに加算されるまでの間に、操舵レバー１６５が操作されてレバー操作量Ｌが変化すると、指示制御電流Ｉｔがレバー操作量Ｌに応じて変化する。本実施の形態において、増加値ΔＩが加算された後のレバー操作量Ｌに対する指示制御電流Ｉｔの変化率（傾き）は、第１設定規則Ｒ１における変化率と同じである。つまり、本実施の形態では、第２操作量Ｌ２よりもレバー操作量Ｌが大きい状態で、その状態が所定時間ｔを経過した場合に指示制御電流ＩｔをΔＩ増加させ、その状態で操舵レバー１６５をさらに大きく傾けていくと、レバー操作量Ｌの増加に伴い指示制御電流Ｉｔが増加しつつ、所定時間ｔの経過とともに段階的にΔＩずつ指示制御電流Ｉｔが増加する。
It should be noted that after the new command control current It is set, the steering
このように、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させることができるレバー操作量Ｌにある程度の幅を持たせてもよい。このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。 In this way, the lever operation amount L that can increase the steering angular velocity ω to the maximum angular velocity ωmax may have a certain range. According to such 2nd Embodiment, there exists an effect similar to 1st Embodiment.
―第３の実施の形態―
図１０を参照して第３の実施の形態に係るステアリング制御装置について説明する。図１０は本発明の第３の実施の形態に係るステアリング制御装置で用いられる特性Ｎ３について説明する図である。図中、第２の実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付し、相違点について主に説明する。
-Third embodiment-
A steering control device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the characteristic N3 used in the steering control device according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will mainly be described.
第３の実施の形態では、レバー操作量Ｌが第２操作量Ｌ２である状態が所定時間ｔを経過した場合に、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させるように第２設定規則Ｒ３２が定められている。第３の実施の形態における第２設定規則Ｒ３２では、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘである場合には、時間経過にかかわらず、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させないように定められている。なお、タイマカウントとタイマリセットとが交互に繰り返されることを防止するために、第２操作量Ｌ２である状態を判定する際、設計上は、第２操作量Ｌ２にある程度幅を持たせることが好ましい。 In the third embodiment, the second setting rule R32 is determined so that the steering angular velocity ω is increased to the maximum angular velocity ωmax when the lever operation amount L is the second operation amount L2 when the predetermined time t has elapsed. It has been. In the second setting rule R32 in the third embodiment, when the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax, it is determined that the steering angular velocity ω is not increased to the maximum angular velocity ωmax regardless of the passage of time. Yes. In order to prevent the timer count and the timer reset from being alternately repeated, when determining the state of the second operation amount L2, the second operation amount L2 may have a certain range in design. preferable.
このような第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した（１）（２）（４）〜（９）と同様の作用効果を奏する。 According to such 3rd Embodiment, there exists an effect similar to (1) (2) (4)-(9) demonstrated in 1st Embodiment.
―第４の実施の形態―
図１１を参照して第４の実施の形態に係るステアリング制御装置について説明する。図１１は本発明の第４の実施の形態に係るステアリング制御装置で用いられる特性Ｎ４について説明する図である。図中、第１の実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付し、相違点について主に説明する。
-Fourth embodiment-
A steering control device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a characteristic N4 used in the steering control device according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described.
第１の実施の形態では、レバー保持時間Ｔが所定時間ｔを経過したときに、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させる例について説明した。これに対して、第４の実施の形態では、レバー保持時間Ｔを考慮しないで、ステアリング角速度ωを最大角速度ωｍａｘまで増加させるように第２設定規則Ｒ４２が定められている。 In the first embodiment, the example in which the steering angular velocity ω is increased to the maximum angular velocity ωmax when the lever holding time T has passed the predetermined time t has been described. On the other hand, in the fourth embodiment, the second setting rule R42 is defined so as to increase the steering angular velocity ω to the maximum angular velocity ωmax without considering the lever holding time T.
第４の実施の形態では、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１以上かつ第４操作量Ｌ４未満の操作帯では、微操作性の向上を目的として、レバー操作量Ｌの増加に対してステアリング角速度ωの増加の割合が小さい第１設定規則Ｒ４１にしたがって指示制御電流Ｉｔが設定される。レバー操作量Ｌが第４操作量Ｌ４以上の操作帯では、レバー操作量Ｌの増加に対するステアリング角速度ωの増加の割合が第１設定規則Ｒ４１に比べて大きい第２設定規則Ｒ４２にしたがって指示制御電流Ｉｔが設定される。 In the fourth embodiment, in an operation zone where the lever operation amount L is equal to or greater than the first operation amount L1 and less than the fourth operation amount L4, steering is performed with respect to an increase in the lever operation amount L for the purpose of improving fine operability. The command control current It is set according to the first setting rule R41 in which the rate of increase of the angular velocity ω is small. In the operation band where the lever operation amount L is equal to or greater than the fourth operation amount L4, the instruction control current is increased according to the second setting rule R42 in which the increase rate of the steering angular velocity ω with respect to the increase in the lever operation amount L is larger than the first setting rule R41. It is set.
なお、第４操作量Ｌ４は、第１操作量Ｌ１よりも大きく最大操作量Ｌｍａｘよりも小さい（Ｌ１＜Ｌ４＜Ｌｍａｘ）。第４操作量Ｌ４は、少なくとも１／２操作量（５０％）よりも大きい操作量に設定することが好ましく、最大操作量Ｌｍａｘ近傍の操作量（たとえば、８０％〜９５％程度）に設定することがより好ましい。 The fourth operation amount L4 is larger than the first operation amount L1 and smaller than the maximum operation amount Lmax (L1 <L4 <Lmax). The fourth operation amount L4 is preferably set to an operation amount greater than at least a half operation amount (50%), and is set to an operation amount in the vicinity of the maximum operation amount Lmax (for example, about 80% to 95%). It is more preferable.
このような第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した（１）〜（３）（６）〜（９）と同様の作用効果を奏する。 According to such 4th Embodiment, there exists an effect similar to (1)-(3) (6)-(9) demonstrated in 1st Embodiment.
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
第１〜第３の実施の形態では、第２設定規則Ｒ２，Ｒ２２，Ｒ３２により、一定の所定時間ｔが経過するごとに指示制御電流Ｉｔを増加させて設定する例について説明したが本発明はこれに限定されない。所定時間ｔは、各段階で異なる値に設定してもよい。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 1)
In the first to third embodiments, the example has been described in which the instruction control current It is increased and set every time a predetermined time t elapses according to the second setting rules R2, R22, and R32. It is not limited to this. The predetermined time t may be set to a different value at each stage.
（変形例２）
第１〜第３の実施の形態では、時間の経過に応じて段階的にステアリング角速度ωを増加させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。時間の経過に応じて徐々にステアリング角速度を増加させる特性であればよく、時間の経過に応じて連続的に指示制御電流Ｉｔを設定してもよい。
(Modification 2)
In the first to third embodiments, the example in which the steering angular velocity ω is increased stepwise as time passes has been described, but the present invention is not limited to this. Any characteristic may be used as long as the steering angular velocity is gradually increased as time elapses, and the instruction control current It may be set continuously as time elapses.
（変形例３）
上述した実施の形態では、レバー操作量Ｌが減少したことが判定されたときに、遅延部１８４が、遅延条件を構成する条件（ｉ）である「操舵レバー１６５が戻し操作されたこと」が成立したことを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、指示制御電流Ｉｔが出力制御電流Ｉｏよりも小さい場合（Ｉｔ＜Ｉｏ）に、条件（ｉ）が成立したことを判定してもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, when it is determined that the lever operation amount L has decreased, the delay unit 184 indicates that “the
（変形例４）
上述した実施の形態では、遅延条件を構成する条件（ｉ）を「操舵レバー１６５が戻し操作されたこと」とした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。条件（ｉ）を「操舵レバー１６５が中立操作位置へ戻し操作されたこと」としてもよい。中立操作位置への戻し操作がなされたときに制御電流を遅延させて出力することで、大きな止めショックが発生することを防止できる。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the example in which the condition (i) constituting the delay condition is “the
この場合、遅延部１８４は、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１以上であることが判定されると操舵レバー１６５が傾動操作されていると判定する。また、遅延部１８４は、傾動操作されていることが判定されている状態からレバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１未満であることが判定されると、条件（ｉ）が成立した、すなわち操舵レバー１６５が中立操作位置へ戻し操作されたと判定する。なお、遅延部１８４は、単純に、レバー操作量Ｌが第１操作量Ｌ１未満となったときに、条件（ｉ）が成立したと判定してもよい。
In this case, when it is determined that the lever operation amount L is equal to or greater than the first operation amount L1, the delay unit 184 determines that the
（変形例５）
第４の実施の形態では、一の特性Ｎ４に、不感帯用設定規則Ｒ０、第１設定規則Ｒ４１および第２設定規則Ｒ４２が一つずつ定められている例（図１１（ａ）参照）について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１１（ｂ）に示すように、不感帯用設定規則Ｒ０、２つの第１設定規則Ｒ５１−１，Ｒ５１−２および２つの第２設定規則Ｒ５２−１，Ｒ５２−２によって一の特性Ｎ５を定めてもよい。
(Modification 5)
In the fourth embodiment, an example (see FIG. 11A) in which one dead band setting rule R0, one first setting rule R41, and two second setting rules R42 are defined for one characteristic N4. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11B, one characteristic N5 is defined by the dead zone setting rule R0, the two first setting rules R51-1, R51-2, and the two second setting rules R52-1, R52-2. May be determined.
（変形例６）
上述した実施の形態では、遅延部１８４が、圧油の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ０よりも低い場合には、単位時間当たりの変化が大きい時間変化率Ｒ（＝Ｒｂ）にしたがって制御電流を遅延させて出力し、圧油の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ０よりも高い場合には単位時間当たりの変化が小さい時間変化率Ｒ（＝Ｒａ）にしたがって制御電流を遅延させて出力する構成とされている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。出力制御電流Ｉｏの時間変化率Ｒは、圧油の温度Ｔｅに応じて３つ以上としてもよい。また、時間に対する出力制御電流Ｉｏの減少特性は直線的に変化させることに限定されるものでもなく、段階的、あるいは、曲線的に変化させてもよい。
(Modification 6)
In the above-described embodiment, when the pressure oil temperature Te is lower than the threshold Te0, the delay unit 184 delays the control current according to the time change rate R (= Rb) having a large change per unit time. A description will be given of an example in which, when the pressure oil temperature Te is higher than the threshold value Te0, the control current is delayed and output according to a time change rate R (= Ra) with a small change per unit time. However, the present invention is not limited to this. The time change rate R of the output control current Io may be three or more according to the pressure oil temperature Te. Further, the decrease characteristic of the output control current Io with respect to time is not limited to changing linearly, but may be changed stepwise or curvedly.
（変形例７）
第２〜第４の実施の形態において、操舵レバー１６５の操作量が増加して、第１設定規則Ｒ１，Ｒ４１のみを定める操作帯から第２設定規則Ｒ２２，Ｒ３２，Ｒ４２を定める操作帯に操舵レバー１６５が位置したときに、操舵レバー１６５の操作感を変更する操作感変更装置（不図示）を備えてもよい。これにより、作業者に第２設定規則Ｒ２にしたがってステアリング角速度ωを増加させることができる状態であることを知らせることができる。操作感変更装置としては、たとえば、クリック感（抵抗感）を持たせるための周知のラッチを操舵レバー１６５に設ける構成とすることができる。
(Modification 7)
In the second to fourth embodiments, the operation amount of the
（変形例８）
第１の実施の形態において、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘである状態が所定時間ｔ経過することで、ステアリング角速度ωを増加させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。レバー保持時間Ｔが所定時間ｔを経過することを、最大角速度設定可能モードへ移行する条件から外してもよい。この場合、コントローラ１８０は、操舵レバー１６５が傾動操作され、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘとなったときに、指示制御電流Ｉを最大電流Ｉｍａｘに設定する。なお、レバー操作量Ｌが最大操作量Ｌｍａｘとなったときに、急激にステアリング角速度ωが増加するのを抑制するために、遅延部１８４により制御電流を遅延させて出力させることが好ましい。
(Modification 8)
In the first embodiment, the example in which the steering angular velocity ω is increased when the lever operation amount L is the maximum operation amount Lmax and the predetermined time t has elapsed has been described. However, the present invention is not limited to this. The fact that the lever holding time T has passed the predetermined time t may be excluded from the condition for shifting to the maximum angular velocity setting mode. In this case, the
（変形例９）
上述した実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、タイヤローラやロードローラといった道路の締固めを目的とした道路機械等、アーティキュレート式の種々の作業車両であってもよい。また、アーティキュレート式であることに限定されるものでもなく、ホイールショベルやフォークリフト等の作業車両に本発明を適用することもできる。
(Modification 9)
In the above-described embodiment, the wheel loader has been described as an example of the work vehicle, but the present invention is not limited to this. For example, it may be various articulated work vehicles such as road machines for the purpose of compacting roads such as tire rollers and road rollers. Further, the present invention is not limited to the articulate type, and the present invention can also be applied to work vehicles such as wheel excavators and forklifts.
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .
１０１ 連結軸、１０９ ステアリング駆動装置、１１０ 前部車体、１１１ アーム、１１２ バケット、１１３ 前輪、１１５ バケットシリンダ、１１７ アームシリンダ、１１８ ステアリングシリンダ、１１８ｂ ボトム室、１１８ｒ ロッド室、１１９ ステアリングシリンダ、１１９ｂ ボトム室、１１９ｒ ロッド室、１２０ 後部車体、１２１ 運転室、１２２ 機械室、１２３ 後輪、１３０ ステアリングポンプ、１３１ パイロットポンプ、１３９ タンク、１４０ ハンドル装置、１４１ ハンドル用方向制御弁、１４２ 弁本体、１４３ ロータリスプール、１４４ バネ、１４５ ハンドル、１４８ ギアポンプ、１５０ ステアリングバルブ、１５１Ｌ 左側受圧部、１５１Ｒ 右側受圧部、１６０ レバー装置、１６１Ａ 電磁比例弁、１６１Ｂ 電磁比例弁、１６２ レバー用方向制御弁、１６３Ｌ 左側受圧部、１６３Ｒ 右側受圧部、１６５ 操舵レバー、１６５ａ 操作量検出装置、１７１ 電磁切換弁、１７１ａ パイロット受圧部、１７５ 設定スイッチ、１７９ 温度センサ、１８０ コントローラ、１８１ タイマ制御部、１８２ モード設定部、１８３ 電流設定部、１８４ 遅延部、１８９ タイマ、１９０ エンジン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Connection shaft, 109 Steering drive device, 110 Front vehicle body, 111 Arm, 112 Bucket, 113 Front wheel, 115 Bucket cylinder, 117 Arm cylinder, 118 Steering cylinder, 118b Bottom chamber, 118r Rod chamber, 119 Steering cylinder,
Claims (8)
前記操舵レバーの操作量に応じて前記ステアリング装置のステアリング角速度を決定するための一の特性にしたがって、前記ステアリング角速度を制御する制御手段を備え、
前記一の特性は、
前記操舵レバーの操作量が第１操作量よりも小さいときには、前記操舵レバーの操作量にかかわらず前記ステアリング角速度を変更しない不感帯に対応する不感帯用設定規則と、
前記操舵レバーの操作量が前記第１操作量よりも大きい操作帯において、前記ステアリング角速度を最大角速度まで増加させない第１設定規則と、
前記操舵レバーの操作量が前記第１操作量よりも大きい操作帯において、前記ステアリング角速度を前記最大角速度まで増加させる第２設定規則とで定められている作業車両のステアリング制御装置。 A steering control device for a work vehicle including a steering device operated by a steering lever,
Control means for controlling the steering angular velocity according to one characteristic for determining a steering angular velocity of the steering device according to an operation amount of the steering lever;
The one characteristic is:
When the operation amount of the steering lever is smaller than the first operation amount, a dead zone setting rule corresponding to a dead zone that does not change the steering angular velocity regardless of the operation amount of the steering lever;
A first setting rule that does not increase the steering angular velocity to a maximum angular velocity in an operation zone in which an operation amount of the steering lever is larger than the first operation amount;
A steering control device for a work vehicle defined by a second setting rule for increasing the steering angular velocity to the maximum angular velocity in an operation band in which an operation amount of the steering lever is larger than the first operation amount.
前記第１設定規則は、前記操舵レバーの操作量が第２操作量よりも小さい場合には、時間経過にかかわらず、前記ステアリング角速度を前記最大角速度まで増加させない規則であり、
前記第２設定規則は、前記操舵レバーの操作量が前記第２操作量よりも大きい状態が所定時間を経過した場合には、前記ステアリング角速度を前記最大角速度まで増加させる規則である作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to claim 1,
The first setting rule is a rule that, when the operation amount of the steering lever is smaller than the second operation amount, does not increase the steering angular velocity to the maximum angular velocity regardless of the passage of time.
The second setting rule is a rule for increasing the steering angular velocity to the maximum angular velocity when a predetermined time has passed after the steering lever has a larger operation amount than the second operation amount. Control device.
前記第２設定規則は、前記操舵レバーの操作量が前記第２操作量よりも大きい状態が前記所定時間を経過した場合に、時間の経過に応じて徐々に前記ステアリング角速度を増加させる規則である作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to claim 2,
The second setting rule is a rule for gradually increasing the steering angular velocity with the passage of time when the operation amount of the steering lever is greater than the second operation amount after the predetermined time has elapsed. A steering control device for a work vehicle.
前記第２設定規則は、前記操舵レバーの操作量の増加に対する前記ステアリング角速度の増加の割合が、前記第１設定規則に比べて大きい作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to claim 1,
The second setting rule is a steering control device for a work vehicle in which a ratio of an increase in the steering angular velocity to an increase in an operation amount of the steering lever is larger than that in the first setting rule.
前記第２設定規則は、前記操舵レバーの操作量が最大値であるときに、前記ステアリング角速度を前記最大角速度まで増加させる規則である作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The steering control device for a work vehicle, wherein the second setting rule is a rule for increasing the steering angular velocity to the maximum angular velocity when an operation amount of the steering lever is a maximum value.
前記作業車両は、前輪を有する前部車体、後輪を有する後部車体、および、前記前部車体と前記後部車体とを連結する連結部を有し、前記連結部を回転中心として屈曲されるアーティキュレート式の作業車両であり、
前記ステアリング角速度とは、前記後部車体に対する前記前部車体の屈曲角の時間的変化であり、
前記ステアリング装置は、ステアリング駆動装置と、前記ステアリング駆動装置の動作を制御する操舵レバー装置とを備え、
前記ステアリング駆動装置は、
伸縮させることにより前記前部車体を前記後部車体に対して屈曲させるステアリングシリンダと、
受圧部に作用するパイロット圧によって、油圧源から前記ステアリングシリンダへ供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の操舵用方向制御弁とを有し、
前記操舵レバー装置は、前記操舵用方向制御弁の受圧部にパイロット圧を出力して、前記操舵用方向制御弁の作動位置および開口量を調節するものであり、
前記操舵レバー装置は、
パイロット油圧源から前記操舵用方向制御弁へ供給される圧油の流れを制御し、前記操舵用方向制御弁の受圧部に作用するパイロット圧の大きさを調節するレバー用方向制御弁と、
前記レバー用方向制御弁の動作を制御する電磁比例弁と、
前記操舵レバーと、
前記操舵レバーの操作量に応じて、前記電磁比例弁へ出力する制御電流の大きさを調節して前記電磁比例弁の動作を制御する電流制御手段とを有している作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The work vehicle includes a front vehicle body having a front wheel, a rear vehicle body having a rear wheel, and a connecting portion that connects the front vehicle body and the rear vehicle body, and is bent around the connecting portion as a center of rotation. Curated work vehicle,
The steering angular velocity is a temporal change in the bending angle of the front vehicle body with respect to the rear vehicle body,
The steering device includes a steering drive device and a steering lever device that controls the operation of the steering drive device,
The steering drive device includes:
A steering cylinder for bending the front vehicle body with respect to the rear vehicle body by extending and contracting;
A hydraulic pilot-type steering directional control valve that controls the flow of pressure oil supplied from a hydraulic pressure source to the steering cylinder by a pilot pressure acting on the pressure receiving portion;
The steering lever device is configured to output a pilot pressure to a pressure receiving portion of the steering direction control valve to adjust an operating position and an opening amount of the steering direction control valve,
The steering lever device is
A lever direction control valve that controls the flow of pressure oil supplied from a pilot hydraulic power source to the steering direction control valve and adjusts the magnitude of the pilot pressure acting on the pressure receiving portion of the steering direction control valve;
An electromagnetic proportional valve for controlling the operation of the lever direction control valve;
The steering lever;
A steering control device for a work vehicle having current control means for controlling the operation of the electromagnetic proportional valve by adjusting a magnitude of a control current output to the electromagnetic proportional valve in accordance with an operation amount of the steering lever. .
前記ステアリング装置は、パイロット油圧源から前記レバー用方向制御弁を介して前記操舵用方向制御弁に供給される圧油の流れを遮断する遮断装置と、ハンドル装置とをさらに備え、
前記ハンドル装置は、前記操舵用方向制御弁の受圧部にパイロット圧を出力して、前記操舵用方向制御弁の作動位置および開口量を調節するものであり、
前記ハンドル装置は、
パイロット油圧源から前記操舵用方向制御弁へ供給される圧油の流れを制御し、前記操舵用方向制御弁の受圧部に作用するパイロット圧の大きさを調節するハンドル用制御弁と、
前記ハンドル用制御弁を操作するハンドルとを備える作業車両のステアリング制御装置。 The steering control device for a work vehicle according to claim 6,
The steering device further includes a shut-off device that shuts off a flow of pressure oil supplied from a pilot hydraulic power source to the steering directional control valve via the lever directional control valve, and a handle device.
The handle device is configured to output a pilot pressure to a pressure receiving portion of the steering directional control valve to adjust an operating position and an opening amount of the steering directional control valve,
The handle device is
A steering control valve that controls the flow of pressure oil supplied from a pilot hydraulic power source to the steering directional control valve and adjusts the magnitude of pilot pressure acting on the pressure receiving portion of the steering directional control valve;
A steering control device for a work vehicle, comprising a handle for operating the handle control valve.
前記電流制御手段は、前記操舵レバーが戻し操作された場合に、前記制御電流を遅延させて出力する遅延手段を備え、
前記遅延手段は、パイロット油圧源から前記操舵レバー装置に供給される圧油の温度が所定温度よりも低いときには、前記圧油の温度が前記所定温度よりも高いときに比べて、前記制御電流を遅延させて出力する時間を短くする作業車両のステアリング制御装置。 The work vehicle steering control device according to claim 6 or 7,
The current control means includes delay means for delaying and outputting the control current when the steering lever is operated to return.
The delay means is configured to reduce the control current when the temperature of the pressure oil supplied from the pilot hydraulic power source to the steering lever device is lower than a predetermined temperature, compared to when the temperature of the pressure oil is higher than the predetermined temperature. A steering control device for a work vehicle that shortens the output time by delaying.
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