JP2017035959A - Hydraulic steering device - Google Patents

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小木曽 好典
Yoshinori Ogiso
好典 小木曽
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic steering device which allows an operator to feel a reaction force according to a steering state from an operation member.SOLUTION: A hydraulic steering device includes: a hydraulic cylinder for oscillating a front vehicle body with respect to a rear vehicle body according to an operation amount of a steering wheel; a steering angle sensor 6 for acquiring a steering angle of a steering shaft connected to the steering wheel; and a reaction force application device for applying a reaction force with respect to the steering shaft in the opposite direction from the steering direction. The reaction force application device includes: an electric motor 31 for applying the reaction force to the steering shaft; and a target reaction force determination part 41 for determining a target current of the reaction force applied to the steering shaft, based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6. The electric motor 31 is controlled based on the target current.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、油圧式ステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to a hydraulic steering device.

特許文献1には、前部車体と後部車体とが連結ピンを介して回動自在に接続されたアーティキュレート式の建設機械に適用される油圧式ステアリング装置が記載されている。特許文献1に記載の油圧式ステアリング装置では、ユーザが操作レバーを左右に傾動させてパイロットバルブを介してステアリングバルブの位置を切り替えて、車体に取り付けられた2本のシリンダを伸縮させることで前部車体を後部車体に対して左右に回動させている。   Patent Document 1 describes a hydraulic steering device applied to an articulated construction machine in which a front vehicle body and a rear vehicle body are rotatably connected via a connecting pin. In the hydraulic steering device described in Patent Document 1, the user tilts the operation lever to the left and right, switches the position of the steering valve via the pilot valve, and expands and contracts the two cylinders attached to the vehicle body. The main body is rotated left and right with respect to the rear body.

特開2007−106308号公報JP 2007-106308 A

しかしながら、特許文献1に記載の油圧式ステアリング装置では、操作レバーと前部車体とが機械的につながっていないため、前部車体を後部車体に対して左右に回動させた際に前部車体のホイールが受ける反力を操作レバーから感じることができなかった。このように操作レバーから反力を感じられないと、操縦者は、操作レバーがどのような角度位置にあるのかといった操舵の状態を操作レバーから感覚的に認識することが難しい。   However, in the hydraulic steering device described in Patent Document 1, since the operation lever and the front vehicle body are not mechanically connected, the front vehicle body is rotated when the front vehicle body is rotated left and right with respect to the rear vehicle body. I could not feel the reaction force received by the wheel from the control lever. If the reaction force cannot be felt from the operation lever in this way, it is difficult for the operator to sensuously recognize the steering state such as the angular position of the operation lever from the operation lever.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、操縦者が操作部材から操舵状態に応じた反力を感じることができる油圧式ステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic steering device that allows a driver to feel a reaction force according to a steering state from an operation member.

第1発明は、前部車体と、連結機構によって前部車体と揺動自在に連結された後部車体と、を有する作業車両を操舵する油圧式ステアリング装置であって、ポンプから供給される作動流体によって駆動され、操舵部材の操作量に応じて前部車体を後部車体に対して揺動させる流体圧アクチュエータと、操舵部材に連結された操舵軸の操舵角を取得する操舵角取得部と、操舵軸に対して操舵方向とは反対の方向に反力を付与する反力付与装置と、を備え、反力付与装置は、操舵軸に反力を付与する電動モータと、操舵角取得部によって取得された操舵角に基づいて、操舵軸に付与する反力の目標値を決定する目標反力決定部と、を有し、電動モータは、目標反力決定部によって決定された目標値に基づいて制御されることを特徴とする。   A first aspect of the present invention is a hydraulic steering device that steers a work vehicle having a front vehicle body and a rear vehicle body that is swingably connected to the front vehicle body by a connection mechanism, and a working fluid supplied from a pump A fluid pressure actuator that is driven by and swings the front vehicle body relative to the rear vehicle body according to the operation amount of the steering member, a steering angle acquisition unit that acquires a steering angle of a steering shaft coupled to the steering member, and steering A reaction force applying device that applies a reaction force to the shaft in a direction opposite to the steering direction. The reaction force applying device is acquired by the electric motor that applies the reaction force to the steering shaft and the steering angle acquisition unit. A target reaction force determination unit that determines a target value of a reaction force to be applied to the steering shaft based on the steering angle, and the electric motor is based on the target value determined by the target reaction force determination unit It is controlled.

第1の発明では、操舵角取得部によって取得された操舵角に基づいて電動モータを制御することによって、操舵軸に反力が付与される。   In the first invention, a reaction force is applied to the steering shaft by controlling the electric motor based on the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit.

第2の発明は、操舵軸に付与される反力の目標値は、作業車両の車速に応じて決定されることを特徴とする。   The second invention is characterized in that the target value of the reaction force applied to the steering shaft is determined according to the vehicle speed of the work vehicle.

第2の発明では、操舵軸には、操舵部材の操舵角に加え、車速に応じた反力が付与されるので、操舵フィーリングが向上する。   In the second aspect of the invention, since the reaction force corresponding to the vehicle speed is given to the steering shaft in addition to the steering angle of the steering member, the steering feeling is improved.

第3の発明は、操舵軸における操舵部材と反力付与装置との間に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサをさらに備え、電動モータは、目標反力決定部によって決定された目標値と、トルクセンサによって検出された前記操舵トルクと、の差に基づいて制御されることを特徴とする。   The third invention further includes a torque sensor that detects a steering torque acting between the steering member and the reaction force applying device on the steering shaft, and the electric motor has a target value determined by the target reaction force determination unit, Control is performed based on a difference from the steering torque detected by a torque sensor.

第3の発明では、電動モータ31は、目標反力決定部によって決定された目標値と、トルクセンサによって検出された操舵トルクと、の差に基づいて制御されるので、操舵軸に作用する反力を精度良く付与することができる。   In the third aspect of the invention, the electric motor 31 is controlled based on the difference between the target value determined by the target reaction force determination unit and the steering torque detected by the torque sensor. The force can be applied with high accuracy.

第4の発明は、反力付与装置は、操舵部材の速度を演算する速度演算部をさらに備え、操舵軸に付与される反力の目標値は、速度演算部によって演算された速度によって補正されることを特徴とすることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the reaction force applying device further includes a speed calculating unit that calculates the speed of the steering member, and the target value of the reaction force applied to the steering shaft is corrected by the speed calculated by the speed calculating unit. It is characterized by that.

第4の発明では、操舵軸には、操舵部材の操舵角に加え、操舵部材の操舵速度に応じた反力が付与されるので、操舵フィーリングが向上する。   In the fourth aspect of the invention, since the reaction force corresponding to the steering speed of the steering member is applied to the steering shaft in addition to the steering angle of the steering member, the steering feeling is improved.

第5の発明は、目標反力決定部は、操舵角取得部によって取得された操舵角と、前部車体と後部車体との屈曲角と、の差に基づいて、操舵軸に付与する反力の目標値を決定することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the invention, the target reaction force determination unit applies the reaction force applied to the steering shaft based on the difference between the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit and the bending angle between the front vehicle body and the rear vehicle body. The target value is determined.

第5の発明では、操舵角と屈曲角との差に基づいて操舵軸に反力が付与されるため、操縦者は、操舵部材の操舵に対して前部車体が追従できていないことを操舵部材から感覚的に認識できる。   In the fifth aspect of the invention, since the reaction force is applied to the steering shaft based on the difference between the steering angle and the bending angle, the driver steers that the front vehicle body cannot follow the steering of the steering member. It can be recognized sensuously from the member.

第6の発明は、反力付与装置は、操舵角と屈曲角との差の変化率を演算する変化率演算部をさらに備え、操舵軸に付与される反力の目標値は、変化率演算部によって演算された変化率によって補正されることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the reaction force applying device further includes a change rate calculating unit that calculates a change rate of the difference between the steering angle and the bending angle, and the target value of the reaction force applied to the steering shaft is calculated as a change rate It is corrected by the rate of change calculated by the unit.

第6の発明では、操舵軸に付与される反力の目標値は、さらに操舵角と屈曲角との差の変化率によって補正されるので、操縦者は、前部車体の追従の遅れの変化を操舵部材から感覚的に認識できる。   In the sixth aspect of the invention, the target value of the reaction force applied to the steering shaft is further corrected by the change rate of the difference between the steering angle and the bending angle, so that the driver can change the follow-up delay of the front vehicle body. Can be recognized sensuously from the steering member.

第7の発明は、操作部材は、揺動レバーであって、揺動レバーには、揺動レバーを中立位置に付勢する付勢ばねが揺動方向の両側に設けられることを特徴とする。   In a seventh aspect of the invention, the operating member is a swing lever, and the swing lever is provided with biasing springs for biasing the swing lever to the neutral position on both sides in the swing direction. .

第7の発明では、付勢ばねが揺動レバーを中立位置に付勢する。これにより、反力付与装置が万が一故障して操舵軸に反力を付与することができなくなっても、付勢ばねの付勢力によって操舵状態を感覚的に認識することができる。   In the seventh invention, the biasing spring biases the swing lever to the neutral position. As a result, even if the reaction force applying device fails and cannot apply the reaction force to the steering shaft, the steering state can be sensibly recognized by the urging force of the urging spring.

本発明によれば、操縦者が操作部材から操舵状態に応じた反力を感じることができる油圧式ステアリング装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a hydraulic steering device in which a driver can feel a reaction force according to a steering state from an operation member.

図1は、本発明の第1実施形態に係る作業車両及び油圧式ステアリング装置の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a work vehicle and a hydraulic steering device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1実施形態に係る油圧式ステアリング装置の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of the hydraulic steering device according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1実施形態に係るコントローラのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the controller according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第1実施形態に係るコントローラに記憶されたマップである。FIG. 4 is a map stored in the controller according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第2実施形態に係るコントローラのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a controller according to the second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第2実施形態に係るコントローラに記憶されたマップである。FIG. 6 is a map stored in the controller according to the second embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第3実施形態に係るコントローラのブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a controller according to the third embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第4実施形態に係るコントローラのブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a controller according to the fourth embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第4実施形態に係るコントローラに記憶されたマップである。FIG. 9 is a map stored in the controller according to the fourth embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第5実施形態に係るコントローラのブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of a controller according to the fifth embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第5実施形態に係るコントローラに記憶されたマップである。FIG. 11 is a map stored in the controller according to the fifth embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第5実施形態に係るコントローラに記憶されたマップである。FIG. 12 is a map stored in the controller according to the fifth embodiment of the present invention. 図13は、本発明の実施形態の変形例に係る油圧式ステアリング装置の操舵部材の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a steering member of a hydraulic steering device according to a modification of the embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1から図4を参照しながら本発明の第1実施形態の油圧式ステアリング装置100について説明する。
<First Embodiment>
A hydraulic steering device 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

油圧式ステアリング装置100は、例えば、前部車体と後部車体とが連結ピンを介して回動自在に接続された、いわゆるアーティキュレート式のホイールローダ等の作業車両に用いられる。   The hydraulic steering device 100 is used, for example, in a work vehicle such as a so-called articulated wheel loader in which a front vehicle body and a rear vehicle body are rotatably connected via a connecting pin.

図1に示すように、作業車両10は、ローダバケット15が取り付けられる前部車体11と、連結機構としてのピン13によって前部車体11と揺動自在に連結された後部車体12と、前部車体11を後部車体12に対して屈曲させる油圧式ステアリング装置100と、前部車体11と後部車体12との屈曲角θを取得する屈曲角取得部としての屈曲角センサ16と、を有する。後部車体12には、図示しない運転席を備えたキャビンが設けられる。前部車体11と後部車体12は、それぞれ一対のホイール14を備える。屈曲角センサ16は、ピン13の近傍に設けられる。   As shown in FIG. 1, the work vehicle 10 includes a front vehicle body 11 to which a loader bucket 15 is attached, a rear vehicle body 12 that is swingably connected to the front vehicle body 11 by a pin 13 as a connection mechanism, A hydraulic steering device 100 that bends the vehicle body 11 with respect to the rear vehicle body 12 and a bending angle sensor 16 as a bending angle acquisition unit that acquires the bending angle θ between the front vehicle body 11 and the rear vehicle body 12 are provided. The rear vehicle body 12 is provided with a cabin having a driver's seat (not shown). The front vehicle body 11 and the rear vehicle body 12 each include a pair of wheels 14. The bending angle sensor 16 is provided in the vicinity of the pin 13.

油圧式ステアリング装置100は、作動流体としての作動油を供給するポンプ21と、ポンプ21から供給される作動油によって駆動され、前部車体11を後部車体12に対して揺動させる一対の流体圧アクチュエータとしての油圧シリンダ22a、22bと、ポンプ21から油圧シリンダ22a、22bに供給される作動油の給排を制御するロータリー式の制御バルブ23と、を備える。制御バルブ23は、後部車体12に設けられる。   The hydraulic steering device 100 is driven by hydraulic pump 21 that supplies hydraulic fluid as a hydraulic fluid, and a pair of fluid pressures that are driven by the hydraulic fluid supplied from the pump 21 to swing the front vehicle body 11 with respect to the rear vehicle body 12. Hydraulic cylinders 22a and 22b as actuators, and a rotary control valve 23 that controls supply and discharge of hydraulic fluid supplied from the pump 21 to the hydraulic cylinders 22a and 22b are provided. The control valve 23 is provided on the rear vehicle body 12.

制御バルブ23は、ポンプ21に連通する供給ポート23aと、油圧シリンダ22aのピストン側室および油圧シリンダ22bのロッド側室に連通する第1シリンダポート23bと、油圧シリンダ22aのロッド側室および油圧シリンダ22bのピストン側室に連通する第2シリンダポート23cと、タンク24に連通する排出ポート23dと、を有する。   The control valve 23 includes a supply port 23a communicating with the pump 21, a first cylinder port 23b communicating with a piston side chamber of the hydraulic cylinder 22a and a rod side chamber of the hydraulic cylinder 22b, a rod side chamber of the hydraulic cylinder 22a, and a piston of the hydraulic cylinder 22b. A second cylinder port 23 c that communicates with the side chamber and a discharge port 23 d that communicates with the tank 24 are provided.

制御バルブ23は、図示しないバルブボディ内に回転自在に収容されるアウタースリーブ23Aと、アウタースリーブ23Aの内部に回転可能に収容されるインナースリーブ23Bと、を備える。制御バルブ23は、アウタースリーブ23Aの内周面とインナースリーブ23Bの外周面とが摺動するように構成される。アウタースリーブ23Aとインナースリーブ23Bとを相対回転させることによって、制御バルブ23は、供給ポート23aと排出ポート23dとが連通し、第1、第2シリンダポート23b、23cを遮断する中立位置Aと、供給ポート23aと第2シリンダポート23cとが連通し、第1シリンダポート23bと排出ポート23dとが連通する切換位置Bと、供給ポート23aと第1シリンダポート23bとが連通し、第2シリンダポート23cと排出ポート23dとが連通する切換位置Cと、に切り換えられる。   The control valve 23 includes an outer sleeve 23A that is rotatably accommodated in a valve body (not shown), and an inner sleeve 23B that is rotatably accommodated inside the outer sleeve 23A. The control valve 23 is configured such that the inner peripheral surface of the outer sleeve 23A and the outer peripheral surface of the inner sleeve 23B slide. By rotating the outer sleeve 23A and the inner sleeve 23B relative to each other, the control valve 23 has a neutral position A in which the supply port 23a and the discharge port 23d communicate with each other, and the first and second cylinder ports 23b and 23c are blocked. The switching position B where the supply port 23a and the second cylinder port 23c communicate with each other and the first cylinder port 23b and the discharge port 23d communicate with each other, the supply port 23a and the first cylinder port 23b communicate with each other, and the second cylinder port 23c and the discharge port 23d are switched to a switching position C.

インナースリーブ23Bは、操舵軸としてのステアリングシャフト2を介して、操舵部材としてのステアリングホイール1に連結される。アウタースリーブ23Aは、リンク機構20を介して前部車体11に連結される。   The inner sleeve 23B is connected to a steering wheel 1 as a steering member via a steering shaft 2 as a steering shaft. The outer sleeve 23 </ b> A is connected to the front vehicle body 11 via the link mechanism 20.

リンク機構20は、前部車体11と後部車体12との屈曲角θを制御バルブ23に対してフィードバックするための機構である。具体的には、リンク機構20は、前部車体11が後部車体12に対して屈曲した屈曲角θに応じてアウタースリーブ23Aを回転させる。   The link mechanism 20 is a mechanism for feeding back the bending angle θ between the front vehicle body 11 and the rear vehicle body 12 to the control valve 23. Specifically, the link mechanism 20 rotates the outer sleeve 23 </ b> A according to the bending angle θ that the front vehicle body 11 is bent with respect to the rear vehicle body 12.

図2に示すように、ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1に連係して操舵トルクが伝達される入力シャフト3と、下端がインナースリーブ23Bに連結される出力シャフト4と、入力シャフト3と出力シャフト4を連結するトーションバー5と、を有する。操縦者の操作によってステアリングホイール1に入力される操舵トルクが、入力シャフト3及びトーションバー5を介して出力シャフト4に伝達されて、出力シャフト4とともにインナースリーブ23Bが回転する。なお、出力シャフト4とインナースリーブ23Bとの間に減速機を設けてもよい。   As shown in FIG. 2, the steering shaft 2 includes an input shaft 3 to which steering torque is transmitted in conjunction with the steering wheel 1, an output shaft 4 having a lower end connected to the inner sleeve 23B, and the input shaft 3 and the output shaft. 4 and a torsion bar 5 connecting the four. Steering torque input to the steering wheel 1 by the operator's operation is transmitted to the output shaft 4 via the input shaft 3 and the torsion bar 5, and the inner sleeve 23B rotates together with the output shaft 4. A speed reducer may be provided between the output shaft 4 and the inner sleeve 23B.

油圧式ステアリング装置100は、入力シャフト3の操舵角を取得する操舵角取得部としての操舵角センサ6と、ステアリングホイール1を操舵したときにトーションバー5に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ7と、操舵角センサ6によって取得された操舵角に基づいて反力を付与する反力付与装置30と、をさらに備える。反力付与装置30は、ステアリングシャフト2の出力シャフト4に設けられる。   The hydraulic steering device 100 includes a steering angle sensor 6 as a steering angle acquisition unit that acquires the steering angle of the input shaft 3, and a steering torque sensor that detects a steering torque that acts on the torsion bar 5 when the steering wheel 1 is steered. 7 and a reaction force applying device 30 that applies a reaction force based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6. The reaction force applying device 30 is provided on the output shaft 4 of the steering shaft 2.

次に、油圧式ステアリング装置100における操舵について、図1を参照しながら説明する。図1は、前部車体11が右方向に回動した状態を示している。   Next, steering in the hydraulic steering device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a state in which the front vehicle body 11 is rotated rightward.

まず、作業車両10を右方向に所定の角度回動させる場合について説明する。操縦者は、ステアリングホイール1を中立状態(作業車両10の直進状態)から右方向に操舵させる。ステアリングホイール1の回転は、ステアリングシャフト2を介してインナースリーブ23Bに伝達される。これにより、インナースリーブ23Bはステアリングホイール1の操舵量に応じた角度アウタースリーブ23Aに対して相対回転し、制御バルブ23が中立位置Aから切換位置Bに切り換わる。   First, a case where the work vehicle 10 is rotated to the right by a predetermined angle will be described. The driver steers the steering wheel 1 from the neutral state (the straight traveling state of the work vehicle 10) to the right. The rotation of the steering wheel 1 is transmitted to the inner sleeve 23B via the steering shaft 2. As a result, the inner sleeve 23B rotates relative to the angle outer sleeve 23A corresponding to the steering amount of the steering wheel 1, and the control valve 23 switches from the neutral position A to the switching position B.

制御バルブ23が切換位置Bに切り換わると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給ポート23a及び第2シリンダポート23cを通じて、油圧シリンダ22aのピストン側室および油圧シリンダ22bのロッド側室に供給される。これと同時に、油圧シリンダ22aのロッド側室および油圧シリンダ22bのピストン側室の作動油が、第1シリンダポート23b及び排出ポート23dを通じてタンク24に排出される。これにより、油圧シリンダ22aは伸長動作する一方、油圧シリンダ22bは収縮動作するため、前部車体11が、後部車体12に対して右方向に屈曲するように移動する。   When the control valve 23 is switched to the switching position B, the hydraulic oil discharged from the pump 21 is supplied to the piston side chamber of the hydraulic cylinder 22a and the rod side chamber of the hydraulic cylinder 22b through the supply port 23a and the second cylinder port 23c. . At the same time, the hydraulic oil in the rod side chamber of the hydraulic cylinder 22a and the piston side chamber of the hydraulic cylinder 22b is discharged to the tank 24 through the first cylinder port 23b and the discharge port 23d. As a result, the hydraulic cylinder 22a extends and the hydraulic cylinder 22b contracts, so that the front vehicle body 11 moves so as to be bent in the right direction with respect to the rear vehicle body 12.

上述のように、アウタースリーブ23Aは、前部車体11が後部車体12に対して屈曲した角度(屈曲角θ)に応じて回転する。これにより、油圧シリンダ22aが伸長し、油圧シリンダ22bが収縮して屈曲角θがステアリングホイール1の操舵量に応じた角度に近づくにつれて、アウタースリーブ23Aとインナースリーブ23Bとの相対角度は徐々に小さくなる。そして、アウタースリーブ23Aとインナースリーブ23Bとの相対角度が0(ゼロ)になると、制御バルブ23は中立位置Aに戻る。このようにして、ステアリングホイール1の操舵量に応じて前部車体11は後部車体12に対して回動する。   As described above, the outer sleeve 23 </ b> A rotates according to the angle (bending angle θ) at which the front vehicle body 11 is bent with respect to the rear vehicle body 12. As a result, the relative angle between the outer sleeve 23A and the inner sleeve 23B gradually decreases as the hydraulic cylinder 22a expands, the hydraulic cylinder 22b contracts, and the bending angle θ approaches an angle corresponding to the steering amount of the steering wheel 1. Become. When the relative angle between the outer sleeve 23A and the inner sleeve 23B becomes 0 (zero), the control valve 23 returns to the neutral position A. In this way, the front vehicle body 11 rotates with respect to the rear vehicle body 12 in accordance with the steering amount of the steering wheel 1.

次に、作業車両10を左方向に所定の角度回動させる場合について説明する。操縦者は、ステアリングホイール1を中立状態(作業車両10の直進状態)から左方向に操舵させる。ステアリングホイール1の回転は、ステアリングシャフト2を介してインナースリーブ23Bに伝達される。これにより、インナースリーブ23Bはステアリングホイール1の操舵量に応じた角度アウタースリーブ23Aに対して相対回転し、制御バルブ23が中立位置Aから切換位置Cに切り換わる。   Next, a case where the work vehicle 10 is rotated to the left by a predetermined angle will be described. The driver steers the steering wheel 1 from the neutral state (the straight traveling state of the work vehicle 10) to the left. The rotation of the steering wheel 1 is transmitted to the inner sleeve 23B via the steering shaft 2. As a result, the inner sleeve 23B rotates relative to the angle outer sleeve 23A corresponding to the steering amount of the steering wheel 1, and the control valve 23 switches from the neutral position A to the switching position C.

制御バルブ23が切換位置Cに切り換わると、ポンプ21から吐出された作動油は、供給ポート23a及び第1シリンダポート23bを通じて、油圧シリンダ22aのロッド側室および油圧シリンダ22bのピストン側室に供給される。これと同時に、油圧シリンダ22aのピストン側室および油圧シリンダ22bのロッド側室の作動油が、第2シリンダポート23c及び排出ポート23dを通じてタンク24に排出される。これにより、油圧シリンダ22aは収縮動作を開始する一方、油圧シリンダ22bは伸長動作するため、前部車体11が、後部車体12に対して左方向に屈曲するように移動する。   When the control valve 23 is switched to the switching position C, the hydraulic oil discharged from the pump 21 is supplied to the rod side chamber of the hydraulic cylinder 22a and the piston side chamber of the hydraulic cylinder 22b through the supply port 23a and the first cylinder port 23b. . At the same time, the hydraulic oil in the piston side chamber of the hydraulic cylinder 22a and the rod side chamber of the hydraulic cylinder 22b is discharged to the tank 24 through the second cylinder port 23c and the discharge port 23d. As a result, the hydraulic cylinder 22a starts to contract, while the hydraulic cylinder 22b extends, so that the front vehicle body 11 moves to bend leftward with respect to the rear vehicle body 12.

上述のように、アウタースリーブ23Aは、前部車体11が後部車体12に対して屈曲した角度(屈曲角θ)に応じて回転する。これにより、油圧シリンダ22aが収縮し、油圧シリンダ22bが伸長して屈曲角θがステアリングホイール1の操舵量に応じた角度に近づくにつれて、アウタースリーブ23Aとインナースリーブ23Bとの相対角度は徐々に小さくなる。そして、アウタースリーブ23Aとインナースリーブ23Bとの相対角度が0(ゼロ)になると、制御バルブ23は中立位置Aに戻る。このようにして、ステアリングホイール1の操舵量に応じて前部車体11は後部車体12に対して回動する。   As described above, the outer sleeve 23 </ b> A rotates according to the angle (bending angle θ) at which the front vehicle body 11 is bent with respect to the rear vehicle body 12. As a result, the relative angle between the outer sleeve 23A and the inner sleeve 23B gradually decreases as the hydraulic cylinder 22a contracts, the hydraulic cylinder 22b extends, and the bending angle θ approaches an angle corresponding to the steering amount of the steering wheel 1. Become. When the relative angle between the outer sleeve 23A and the inner sleeve 23B becomes 0 (zero), the control valve 23 returns to the neutral position A. In this way, the front vehicle body 11 rotates with respect to the rear vehicle body 12 in accordance with the steering amount of the steering wheel 1.

ステアリングホイール1と前部車体11は機械的につながっていないため、前部車体11が後部車体12に対して回動するときに、操縦者は、前部車体11のホイール14が受ける反力をステアリングホイール1から感じることができない。このため、油圧式ステアリング装置100には、操縦者が操舵状態に応じた反力をステアリングホイール1から感じることができるように反力付与装置30が設けられる。以下に、反力付与装置30の構成について、図2から図4を参照しながら説明する。   Since the steering wheel 1 and the front vehicle body 11 are not mechanically connected, when the front vehicle body 11 rotates with respect to the rear vehicle body 12, the operator receives the reaction force received by the wheel 14 of the front vehicle body 11. I cannot feel it from the steering wheel 1. For this reason, the hydraulic steering device 100 is provided with the reaction force applying device 30 so that the operator can feel the reaction force according to the steering state from the steering wheel 1. Below, the structure of the reaction force provision apparatus 30 is demonstrated, referring FIGS. 2-4.

図2に示すように、反力付与装置30は、ステアリングシャフト2に反力を付与する電動モータ31と、電動モータ31の回転をステアリングシャフト2に減速して伝達する第1、第2減速機32、33と、電動モータ31を制御するコントローラ40と、を備える。電動モータ31は、操縦者によるステアリングホイール1の操舵に対して反力を付与するための動力源である。電動モータ31には、印加される電流を検出する電流センサ9が設けられる。電動モータ31が出力する回転トルクは、第1、第2減速機32、33によって減速されてステアリングシャフト2の出力シャフト4に反力として伝達される。第1減速機32は遊星歯車式の減速機であり、第2減速機33はウォーム減速機である。なお、減速機は、第2減速機33のみであってもよい。   As shown in FIG. 2, the reaction force applying device 30 includes an electric motor 31 that applies a reaction force to the steering shaft 2, and first and second speed reducers that reduce and transmit the rotation of the electric motor 31 to the steering shaft 2. 32 and 33 and a controller 40 for controlling the electric motor 31. The electric motor 31 is a power source for applying a reaction force to the steering of the steering wheel 1 by the operator. The electric motor 31 is provided with a current sensor 9 that detects an applied current. The rotational torque output from the electric motor 31 is decelerated by the first and second reducers 32 and 33 and transmitted to the output shaft 4 of the steering shaft 2 as a reaction force. The first reduction gear 32 is a planetary gear type reduction gear, and the second reduction gear 33 is a worm reduction gear. Note that the speed reducer may be only the second speed reducer 33.

次に、図3及び図4を参照して、コントローラ40について説明する。図3は、コントローラ40のブロック図である。   Next, the controller 40 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a block diagram of the controller 40.

コントローラ40は、電動モータ31の動作を制御するCPUと、CPUの処理動作に必要な制御プログラムやマップ等が記憶されたROMと、操舵角センサ6などの各種センサが取得した情報を一時的に記憶するRAMと、を備える。   The controller 40 temporarily stores a CPU that controls the operation of the electric motor 31, a ROM that stores a control program and a map necessary for the processing operation of the CPU, and information acquired by various sensors such as the steering angle sensor 6. RAM for storing.

コントローラ40は、操舵角センサ6によって取得された操舵角に基づいて、ステアリングシャフト2に付与する反力の目標値としての目標電流Iを決定する目標反力決定部41と、目標反力決定部41によって決定された目標値に基づいて電動モータ31に印加する電流を制御するモータ制御部42と、を有する。目標反力決定部41には、図4に示すマップがあらかじめ記憶されている。   The controller 40 includes a target reaction force determination unit 41 that determines a target current I as a target value of the reaction force applied to the steering shaft 2 based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6, and a target reaction force determination unit. And a motor control unit 42 that controls the current applied to the electric motor 31 based on the target value determined by 41. The target reaction force determination unit 41 stores a map shown in FIG. 4 in advance.

目標反力決定部41には、操舵角センサ6によって取得された操舵角が入力される。目標反力決定部41は、図4に示すマップを基に、入力された操舵角に応じた目標電流Iを決定してモータ制御部42に出力する。   A steering angle acquired by the steering angle sensor 6 is input to the target reaction force determination unit 41. The target reaction force determination unit 41 determines a target current I corresponding to the input steering angle based on the map shown in FIG. 4 and outputs the target current I to the motor control unit 42.

図4に示すマップは、操舵角センサ6によって取得された操舵角と目標電流Iとの関係を示している。図4に示すマップでは、目標電流Iは操舵角の大きさに応じて比例的に変化する。具体的には、操舵角が右方向に大きくなるにつれて、目標電流Iは負側に大きくなる。逆に、操舵角が左方向に大きくなるにつれて、目標電流Iは正側に大きくなる。目標電流Iが負側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を左方向に回転させる反力を発生し、目標電流Iが正側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を右方向に回転させる反力を発生する。   The map shown in FIG. 4 shows the relationship between the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the target current I. In the map shown in FIG. 4, the target current I changes proportionally according to the magnitude of the steering angle. Specifically, the target current I increases to the negative side as the steering angle increases in the right direction. Conversely, the target current I increases to the positive side as the steering angle increases in the left direction. When the target current I is negative, the electric motor 31 generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the left direction. When the target current I is positive, the electric motor 31 moves the steering shaft 2 to the right. A reaction force that rotates in the direction is generated.

モータ制御部42は、PI制御を実施するための比例・積分部43と、電動モータ31に印加する電流を制御する駆動制御部44と、を備える。比例・積分部43は、目標電流Iと電流センサ9によって検出された電流との偏差に対してPI制御を実施して駆動目標電流を演算する。駆動制御部44は、演算された駆動目標電流に基づいて電動モータ31に印加する電流を制御する。   The motor control unit 42 includes a proportional / integration unit 43 for performing PI control, and a drive control unit 44 for controlling a current applied to the electric motor 31. The proportional / integral unit 43 calculates the driving target current by performing PI control on the deviation between the target current I and the current detected by the current sensor 9. The drive control unit 44 controls the current applied to the electric motor 31 based on the calculated drive target current.

次に、反力付与装置30の具体的な作用について説明する。   Next, a specific operation of the reaction force applying device 30 will be described.

操縦者が、ステアリングホイール1を操舵すると、ステアリングホイール1に連結されたステアリングシャフト2が回転する。このとき、操舵角センサ6は、ステアリングシャフト2の回転角、つまり、ステアリングホイール1の操舵角を取得し、取得した操舵角の信号をコントローラ40に出力する(図2及び図3参照)。   When the operator steers the steering wheel 1, the steering shaft 2 connected to the steering wheel 1 rotates. At this time, the steering angle sensor 6 acquires the rotation angle of the steering shaft 2, that is, the steering angle of the steering wheel 1, and outputs the acquired steering angle signal to the controller 40 (see FIGS. 2 and 3).

コントローラ40は、目標反力決定部41において、図4に示すマップを参照して、入力された操舵角から目標電流Iを決定する。コントローラ40は、モータ制御部42によって目標電流Iに応じた反力を発生させるように電動モータ31を制御する。電動モータ31が出力する回転トルクは、第1、第2減速機32、33によって減速されてステアリングシャフト2の出力シャフト4に反力として伝達される。さらに、この反力は、ステアリングシャフト2に連結されたステアリングホイール1に伝達される。その後は、電流センサ9によって電動モータ31に流れる電流を取得してフィードバック制御を行う。   In the target reaction force determination unit 41, the controller 40 determines the target current I from the input steering angle with reference to the map shown in FIG. The controller 40 controls the electric motor 31 so that the motor control unit 42 generates a reaction force corresponding to the target current I. The rotational torque output from the electric motor 31 is decelerated by the first and second reducers 32 and 33 and transmitted to the output shaft 4 of the steering shaft 2 as a reaction force. Further, this reaction force is transmitted to the steering wheel 1 connected to the steering shaft 2. Thereafter, the current flowing through the electric motor 31 is acquired by the current sensor 9 to perform feedback control.

油圧式ステアリング装置100では、ステアリングホイール1の操舵角が大きいほど、目標電流Iは大きくなる。つまり、ステアリングホイール1の操舵角が大きいほど、反力は大きくなる。これにより、操縦者がステアリングホイール1を操舵したときに、操舵角に応じた反力がステアリングホイール1に作用するので、ステアリングホイール1がどのような操舵角にあるのかを感覚的に認識することができる。   In the hydraulic steering device 100, the target current I increases as the steering angle of the steering wheel 1 increases. That is, the reaction force increases as the steering angle of the steering wheel 1 increases. As a result, when the operator steers the steering wheel 1, a reaction force corresponding to the steering angle acts on the steering wheel 1, so that the steering angle of the steering wheel 1 is sensibly recognized. Can do.

以上の第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。   According to the above 1st Embodiment, there exist the following effects.

油圧式ステアリング装置100では、反力付与装置30が操舵角センサ6によって取得された操舵角に基づいてステアリングシャフト2に反力が付与される。これにより、操縦者がステアリングホイール1から操舵状態に応じた反力を感じることができる。つまり、操舵フィーリングが向上する。また、反力を操舵角に応じて比例的に変化させることで、ステアリングホイール1の操舵角の大きさを感覚的に認識することができる。   In the hydraulic steering device 100, the reaction force applying device 30 applies a reaction force to the steering shaft 2 based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6. As a result, the operator can feel a reaction force according to the steering state from the steering wheel 1. That is, the steering feeling is improved. Moreover, the magnitude of the steering angle of the steering wheel 1 can be sensibly recognized by changing the reaction force in proportion to the steering angle.

油圧式ステアリング装置100では、反力付与装置30によってステアリングホイール1が中立位置以外の場合に常に反力が発生する。つまり、反力付与装置30は、ステアリングホイール1を常に中立位置に向かって付勢する。したがって、ステアリングホイール1を操舵した後に、中立状態に戻す操作を小さな力で行うことができる。また、ステアリングホイール1の中立状態が維持されやすくなるので、作業車両10の直進性を確保することができる。   In the hydraulic steering device 100, the reaction force is always generated by the reaction force applying device 30 when the steering wheel 1 is in a position other than the neutral position. That is, the reaction force applying device 30 always urges the steering wheel 1 toward the neutral position. Therefore, after steering the steering wheel 1, the operation of returning to the neutral state can be performed with a small force. Further, since the neutral state of the steering wheel 1 is easily maintained, the straight traveling performance of the work vehicle 10 can be ensured.

<第2実施形態>
図5及び図6を参照して、本発明の第2実施形態に係る油圧式ステアリング装置について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態の油圧式ステアリングと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
A hydraulic steering device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the hydraulic steering of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

第1実施形態では、操舵角センサ6によって取得された操舵角に基づいて目標電流Iを決定しているが、第2実施形態では、これに加えて、車速センサ8によって取得された車速に応じて目標電流Iが決定される点で、上記第1実施形態と相違する。   In the first embodiment, the target current I is determined based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6, but in the second embodiment, in addition to this, the target current I is determined according to the vehicle speed acquired by the vehicle speed sensor 8. Thus, the target current I is determined, which is different from the first embodiment.

作業車両10には、作業車両10の速度を取得する車速取得部としての車速センサ8が設けられる。コントローラ140には、車速センサ8が取得した作業車両10の速度が入力される。コントローラ140は、操舵角センサ6によって取得された操舵角と車速センサ8によって取得された車速とに応じてステアリングシャフト2に付与する反力の目標電流Iを決定する目標反力決定部141を備える。目標反力決定部141には、図6に示すマップがあらかじめ記憶されている。   The work vehicle 10 is provided with a vehicle speed sensor 8 as a vehicle speed acquisition unit that acquires the speed of the work vehicle 10. The speed of the work vehicle 10 acquired by the vehicle speed sensor 8 is input to the controller 140. The controller 140 includes a target reaction force determination unit 141 that determines a target current I of reaction force applied to the steering shaft 2 according to the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the vehicle speed acquired by the vehicle speed sensor 8. . In the target reaction force determination unit 141, a map shown in FIG. 6 is stored in advance.

図6に示すマップは、操舵角センサ6によって取得された操舵角と目標電流Iとの関係を示している。さらに、図6に示すマップは、低速、中速、高速に対応した特性を有している。低速、中速、高速に対応した各特性は、目標電流Iが操舵角の大きさに応じて比例的に変化する。具体的には、操舵角が右方向に大きくなるにつれて、目標電流Iは負側に大きくなる。逆に、操舵角が左方向に大きくなるにつれて、目標電流Iは正側に大きくなる。目標電流Iが負側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を左方向に回転させる反力を発生し、目標電流Iが正側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を右方向に回転させる反力を発生する。   The map shown in FIG. 6 shows the relationship between the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the target current I. Furthermore, the map shown in FIG. 6 has characteristics corresponding to low speed, medium speed, and high speed. For each characteristic corresponding to low speed, medium speed, and high speed, the target current I changes proportionally according to the magnitude of the steering angle. Specifically, the target current I increases to the negative side as the steering angle increases in the right direction. Conversely, the target current I increases to the positive side as the steering angle increases in the left direction. When the target current I is negative, the electric motor 31 generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the left direction. When the target current I is positive, the electric motor 31 moves the steering shaft 2 to the right. A reaction force that rotates in the direction is generated.

中速に対応する特性は、低速に対応する特性よりも操舵角の変化に対する目標電流Iの変化の割合が小さくなるように設定される。このため、操舵角が同じであっても、中速時には低速時に比べて小さな反力が付与されることになる。高速に対応する特性は、中速に対応する特性よりも操舵角の変化に対する目標電流Iの変化の割合がさらに小さくなるように設定される。このため、操舵角が同じであっても、高速時には中速時に比べてさらに小さな反力が付与されることになる。   The characteristic corresponding to the medium speed is set such that the ratio of the change in the target current I to the change in the steering angle is smaller than that corresponding to the low speed. For this reason, even if the steering angle is the same, a smaller reaction force is applied at a medium speed than at a low speed. The characteristic corresponding to the high speed is set so that the ratio of the change in the target current I to the change in the steering angle is further smaller than the characteristic corresponding to the medium speed. For this reason, even if the steering angle is the same, a smaller reaction force is applied at high speed than at medium speed.

目標反力決定部141は、車速センサ8によって取得された車速に応じて低速、中速、高速のいずれかの特性を選択する。さらに、目標反力決定部141は、選択された特性を参照して操舵角センサ6によって取得された操舵角から目標電流Iを決定する。なお、図6では、低圧、中圧、及び高圧の特性は段階的なものを示しているが、連続的に特性を変化させてもよい。   The target reaction force determination unit 141 selects one of the characteristics of low speed, medium speed, and high speed according to the vehicle speed acquired by the vehicle speed sensor 8. Further, the target reaction force determination unit 141 determines the target current I from the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 with reference to the selected characteristic. In FIG. 6, the characteristics of low pressure, medium pressure, and high pressure are stepwise, but the characteristics may be continuously changed.

このようにして決定された目標電流Iは、モータ制御部42に入力される。モータ制御部42による電動モータ31の制御は、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   The target current I determined in this way is input to the motor control unit 42. Since the control of the electric motor 31 by the motor control unit 42 is the same as in the first embodiment, description thereof is omitted.

以上の第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。   According to the second embodiment described above, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment.

反力付与装置30は、操舵角センサ6によって取得された操舵角と車速センサ8によって取得された作業車両10の車速とに基づいた反力をステアリングシャフト2に付与する。これにより、ステアリングシャフト2には、ステアリングホイール1の操舵角に加え、車速に応じた反力が付与されるので、操舵フィーリングが向上する。   The reaction force applying device 30 applies a reaction force based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the vehicle speed of the work vehicle 10 acquired by the vehicle speed sensor 8 to the steering shaft 2. Thereby, in addition to the steering angle of the steering wheel 1, a reaction force corresponding to the vehicle speed is applied to the steering shaft 2, so that the steering feeling is improved.

<第3実施形態>
図7を参照して、本発明の第3実施形態に係る油圧式ステアリング装置について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態の油圧式ステアリングと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
<Third Embodiment>
A hydraulic steering device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the hydraulic steering of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

第3実施形態では、ステアリングシャフト2におけるステアリングホイール1と反力付与装置30との間に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ7を備え、電動モータ31が目標電流Iと操舵トルクとの差に基づいて制御される点で、上記第1実施形態と相違する。   In the third embodiment, a steering torque sensor 7 that detects a steering torque that acts between the steering wheel 1 and the reaction force applying device 30 in the steering shaft 2 is provided, and the electric motor 31 has a difference between the target current I and the steering torque. It is different from the said 1st Embodiment by the point controlled based on.

上述のように、ステアリングホイール1に連係して操舵トルクが伝達される入力シャフト3と、下端がインナースリーブ23Bに連結される出力シャフト4と、の間にはトーションバー5が設けられている(図2参照)。操縦者がステアリングホイール1を操舵しているときに、電動モータ31によってステアリングシャフト2に反力が付与されると、トーションバー5にトルク(ねじれ)が生じる。このトルク(以下では、「操舵トルク」と称する。)は、操舵トルクセンサ7によって検出される。操舵トルクは、操縦者がステアリングホイール1を操舵した際に実際に感じる反力に相当する。目標電流Iに基づいて電動モータ31がステアリングシャフト2に付与した反力は、ステアリングホイール1に伝達されるまでに機械的なロスなどによって小さくなってしまうことがある。つまり、操縦者がステアリングホイール1から感じる反力は、目標とする反力よりも小さくなってしまうことがある。そこで、コントローラ240は、操縦者がステアリングホイール1から感じる反力を、目標とする反力に一致させるように、目標電流Iと操舵トルクとの差に基づいて電動モータ31をフィードバック制御する。これにより、操縦者がステアリングホイール1から感じる反力を、目標とする反力に一致させることができる。以下に、具体的な構成について説明する。   As described above, the torsion bar 5 is provided between the input shaft 3 to which the steering torque is transmitted in cooperation with the steering wheel 1 and the output shaft 4 whose lower end is coupled to the inner sleeve 23B ( (See FIG. 2). When a reaction force is applied to the steering shaft 2 by the electric motor 31 while the operator is steering the steering wheel 1, torque (twist) is generated in the torsion bar 5. This torque (hereinafter referred to as “steering torque”) is detected by the steering torque sensor 7. The steering torque corresponds to the reaction force actually felt when the operator steers the steering wheel 1. The reaction force applied to the steering shaft 2 by the electric motor 31 based on the target current I may be reduced due to mechanical loss before being transmitted to the steering wheel 1. That is, the reaction force that the operator feels from the steering wheel 1 may be smaller than the target reaction force. Therefore, the controller 240 feedback-controls the electric motor 31 based on the difference between the target current I and the steering torque so that the reaction force felt by the operator from the steering wheel 1 matches the target reaction force. Thereby, the reaction force felt by the operator from the steering wheel 1 can be matched with the target reaction force. A specific configuration will be described below.

図7に示すように、コントローラ240は、目標電流Iから操舵トルクセンサ7によって検出された操舵トルクを減算する。つまり、コントローラ240は、目標電流Iと操舵トルク操舵トルクとの差を演算する。コントローラ240は、目標電流Iと操舵トルクとの差に対して比例部246においてP制御を実施しモータ制御部42に最終的な目標値を入力する。なお、モータ制御部42による電動モータ31の制御は、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。なお、比例部246においてP制御を実施したが、PI制御やPID制御であってもよい。   As shown in FIG. 7, the controller 240 subtracts the steering torque detected by the steering torque sensor 7 from the target current I. That is, the controller 240 calculates the difference between the target current I and the steering torque. The controller 240 performs P control in the proportional unit 246 on the difference between the target current I and the steering torque, and inputs the final target value to the motor control unit 42. Note that the control of the electric motor 31 by the motor control unit 42 is the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. In addition, although P control was implemented in the proportional part 246, PI control and PID control may be sufficient.

以上の第3実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加えて、以下の効果を奏する。   According to the above 3rd Embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment, there exist the following effects.

電動モータ31は、目標反力決定部41によって決定された目標電流Iと操舵トルクセンサ7によって検出された操舵トルクとの差に基づいて、操縦者がステアリングホイール1から感じる反力が目標とする反力に一致するように制御される。これにより、ステアリングシャフト2に対して目標とする反力を確実に付与することができる。   The electric motor 31 targets the reaction force that the driver feels from the steering wheel 1 based on the difference between the target current I determined by the target reaction force determination unit 41 and the steering torque detected by the steering torque sensor 7. Controlled to match the reaction force. Thereby, the target reaction force can be reliably applied to the steering shaft 2.

<第4実施形態>
図8及び図9を参照して、本発明の第4実施形態に係る油圧式ステアリング装置について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態の油圧式ステアリングと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
<Fourth embodiment>
A hydraulic steering device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the hydraulic steering of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

第4実施形態では、コントローラ340が速度演算部345を備える点で、上記第1実施形態と相違する。   The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the controller 340 includes a speed calculation unit 345.

図8に示すように、コントローラ340は、操舵角センサ6によって検出された操舵角に基づいてステアリングホイール1の操舵速度を演算する速度演算部345をさらに備える。   As shown in FIG. 8, the controller 340 further includes a speed calculation unit 345 that calculates the steering speed of the steering wheel 1 based on the steering angle detected by the steering angle sensor 6.

速度演算部345は、単位時間当たりの操舵角の変化からステアリングホイール1の操舵速度を演算する。   The speed calculation unit 345 calculates the steering speed of the steering wheel 1 from the change in the steering angle per unit time.

速度演算部345には、図9に示すマップがあらかじめ記憶されている。速度演算部345は、図9に示すマップを基に、演算されたステアリングホイール1の操舵速度に応じた速度補償電流Isを決定する。   The speed calculation unit 345 stores a map shown in FIG. 9 in advance. The speed calculation unit 345 determines a speed compensation current Is according to the calculated steering speed of the steering wheel 1 based on the map shown in FIG.

図9に示すマップは、演算されたステアリングホイール1の操舵速度と速度補償電流Isとの関係を示している。図9に示すマップでは、速度補償電流Isは操舵速度の大きさに応じて比例的に変化する。具体的には、ステアリングホイール1が右方向に操舵されている状態では、操舵速度が大きくなるにつれて、速度補償電流Isは負側に大きくなる。逆に、ステアリングホイール1が左方向に操舵されている状態では、操舵速度が大きくなるにつれて、速度補償電流Isは正側に大きくなる。速度補償電流Isが負側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を左方向に回転させる反力を発生し、速度補償電流Isが正側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を右方向に回転させる反力を発生する。   The map shown in FIG. 9 shows the relationship between the calculated steering speed of the steering wheel 1 and the speed compensation current Is. In the map shown in FIG. 9, the speed compensation current Is changes in proportion to the steering speed. Specifically, in a state where the steering wheel 1 is steered rightward, the speed compensation current Is increases to the negative side as the steering speed increases. Conversely, in a state where the steering wheel 1 is steered leftward, the speed compensation current Is increases to the positive side as the steering speed increases. When the speed compensation current Is is negative, the electric motor 31 generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the left direction. When the speed compensation current Is is positive, the electric motor 31 Generates a reaction force that rotates the to the right.

目標電流Iには、このようにして決定された速度補償電流Isが加算されて、モータ制御部42に入力される。言い換えると、目標電流Iは、速度補償電流Isによって補正されてモータ制御部42に入力される。これにより、ステアリングシャフト2には、ステアリングホイール1の操舵角に加え、ステアリングホイール1の操舵速度に応じた反力が付与される。なお、モータ制御部42による電動モータ31の制御は、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   The speed compensation current Is determined in this way is added to the target current I and input to the motor control unit 42. In other words, the target current I is corrected by the speed compensation current Is and input to the motor control unit 42. Thereby, in addition to the steering angle of the steering wheel 1, a reaction force corresponding to the steering speed of the steering wheel 1 is applied to the steering shaft 2. Note that the control of the electric motor 31 by the motor control unit 42 is the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上の第4実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加えて、以下の効果を奏する。   According to the above 4th Embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment, there exist the following effects.

ステアリングシャフト2に付与される反力の目標電流Iは、速度演算部345によって演算された速度補償電流Isによって補正される。したがって、ステアリングシャフト2には、ステアリングホイール1の操舵角に加え、ステアリングホイール1の操舵速度に応じた反力が付与されるので、操舵速度をステアリングホイール1から感覚的に認識することができる。具体的には、例えば、ステアリングホイール1の操舵速度が速い場合に、ステアリングホイール1の操舵に対して、前部車体11の回動が追従しないことがある。このような場合には、ステアリングシャフト2に付与される反力を大きくすることで、操縦者に操舵速度が速いことを認識させ、前部車体11の回動が追従しない可能性のある操舵であることを認識させることができる。   The target current I of the reaction force applied to the steering shaft 2 is corrected by the speed compensation current Is calculated by the speed calculation unit 345. Therefore, in addition to the steering angle of the steering wheel 1, a reaction force corresponding to the steering speed of the steering wheel 1 is applied to the steering shaft 2, so that the steering speed can be recognized from the steering wheel 1 sensuously. Specifically, for example, when the steering speed of the steering wheel 1 is high, the rotation of the front vehicle body 11 may not follow the steering of the steering wheel 1. In such a case, the reaction force applied to the steering shaft 2 is increased so that the driver can recognize that the steering speed is fast, and the steering of the front vehicle body 11 may not follow. It can be recognized.

<第5実施形態>
図10〜図12を参照して、本発明の第5実施形態に係る油圧式ステアリング装置について説明する。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態の油圧式ステアリング装置100と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
A hydraulic steering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Below, it demonstrates centering on a different point from the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the hydraulic steering apparatus 100 of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.

第1実施形態では、操舵角センサ6によって取得された操舵角に基づいて目標電流Iを決定しているが、第5実施形態では、操舵角センサ6によって取得された操舵角と屈曲角センサ16によって取得された屈曲角との角度差に基づいて目標電流Iを決定する点、及び角度差の変化率に基づいて目標電流Iを補正する点で、上記第1実施形態と相違する。   In the first embodiment, the target current I is determined based on the steering angle acquired by the steering angle sensor 6. However, in the fifth embodiment, the steering angle and bending angle sensor 16 acquired by the steering angle sensor 6. The second embodiment is different from the first embodiment in that the target current I is determined based on the angle difference from the bending angle obtained by the above and the target current I is corrected based on the rate of change of the angle difference.

図10に示すように、コントローラ440には、屈曲角センサ16によって取得された屈曲角が入力される。コントローラ440は、操舵角センサ6によって取得された操舵角と屈曲角センサ16によって取得された屈曲角との角度差に基づいて、ステアリングシャフト2に付与する反力の目標電流Iを決定する目標反力決定部441と、を備える。目標反力決定部441には、図11に示すマップがあらかじめ記憶されている。   As shown in FIG. 10, the bending angle acquired by the bending angle sensor 16 is input to the controller 440. The controller 440 determines the target reaction I for determining the target current I of the reaction force applied to the steering shaft 2 based on the angle difference between the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the bending angle acquired by the bending angle sensor 16. A force determination unit 441. The target reaction force determination unit 441 stores a map shown in FIG. 11 in advance.

目標反力決定部441には、操舵角センサ6によって取得された操舵角と屈曲角センサ16によって取得された屈曲角との角度差が入力される。目標反力決定部441は、図11に示すマップを基に、入力された角度差に応じた目標電流Iを決定する。   The target reaction force determination unit 441 receives an angle difference between the steering angle acquired by the steering angle sensor 6 and the bending angle acquired by the bending angle sensor 16. The target reaction force determination unit 441 determines a target current I corresponding to the input angle difference based on the map shown in FIG.

図11に示すマップは、操舵角と屈曲角との角度差と、目標電流Iとの関係を示している。図11に示すマップでは、目標電流Iは角度差の大きさに応じて比例的に変化する。具体的には、ステアリングホイール1が右方向に操舵されている状態では、操舵角と屈曲角との角度差が大きくなるにつれて、目標電流Iは負側に大きくなる。逆に、ステアリングホイール1が左方向に操舵されている状態では、操舵角と屈曲角との角度差が大きくなるにつれて、目標電流Iは正側に大きくなる。目標電流Iが負側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を左方向に回転させる反力を発生し、目標電流Iが正側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を右方向に回転させる反力を発生する。   The map shown in FIG. 11 shows the relationship between the angle difference between the steering angle and the bending angle and the target current I. In the map shown in FIG. 11, the target current I changes proportionally according to the magnitude of the angle difference. Specifically, in a state where the steering wheel 1 is steered rightward, the target current I increases toward the negative side as the angle difference between the steering angle and the bending angle increases. Conversely, in a state where the steering wheel 1 is steered leftward, the target current I increases to the positive side as the angle difference between the steering angle and the bending angle increases. When the target current I is negative, the electric motor 31 generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the left direction. When the target current I is positive, the electric motor 31 moves the steering shaft 2 to the right. A reaction force that rotates in the direction is generated.

コントローラ440は、操舵角と屈曲角との角度差の変化率を演算する変化率演算部442をさらに備える。変化率演算部442は、単位時間当たりの角度差の変化から角度差の変化率を演算する。   The controller 440 further includes a change rate calculation unit 442 that calculates the change rate of the angle difference between the steering angle and the bending angle. The change rate calculation unit 442 calculates the change rate of the angle difference from the change of the angle difference per unit time.

変化率演算部442には、図12に示すマップがあらかじめ記憶されている。変化率演算部442は、図12に示すマップを基に、演算されたステアリングホイール1の角度差の変化率に応じた変化率補償電流Irを決定する。   The change rate calculation unit 442 stores a map shown in FIG. The change rate calculation unit 442 determines a change rate compensation current Ir according to the calculated change rate of the angular difference of the steering wheel 1 based on the map shown in FIG.

図12に示すマップは、演算された角度差の変化率と変化率補償電流Irとの関係を示している。図12に示すマップでは、変化率補償電流Irは操舵速度の大きさに応じて比例的に変化する。具体的には、ステアリングホイール1が右方向に操舵されている状態では、変化率が大きくなるにつれて、変化率補償電流Irは負側に大きくなる。逆に、ステアリングホイール1が左方向に操舵されている状態では、変化率が大きくなるにつれて、変化率補償電流Irは正側に大きくなる。変化率補償電流Irはが負側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を左方向に回転させる反力を発生し、変化率補償電流Irはが正側の場合には、電動モータ31はステアリングシャフト2を右方向に回転させる反力を発生する。   The map shown in FIG. 12 shows the relationship between the calculated change rate of the angle difference and the change rate compensation current Ir. In the map shown in FIG. 12, the change rate compensation current Ir changes proportionally according to the magnitude of the steering speed. Specifically, in a state where the steering wheel 1 is steered in the right direction, the change rate compensation current Ir increases toward the negative side as the change rate increases. Conversely, in a state where the steering wheel 1 is steered leftward, the change rate compensation current Ir increases to the positive side as the change rate increases. When the change rate compensation current Ir is negative, the electric motor 31 generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the left direction. When the change rate compensation current Ir is positive, the electric motor 31 is rotated. Generates a reaction force that rotates the steering shaft 2 in the right direction.

目標反力決定部441によって決定された目標電流Iは、変化率演算部442にて決定された変化率補償電流Irが加算されて、モータ制御部42に入力される。言い換えると、目標電流Iは、変化率補償電流Irによって補正されてモータ制御部42に入力される。補正された目標電流Iは、モータ制御部42に入力される。モータ制御部42による電動モータ31の制御は、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。   The target current I determined by the target reaction force determination unit 441 is added to the change rate compensation current Ir determined by the change rate calculation unit 442 and is input to the motor control unit 42. In other words, the target current I is corrected by the change rate compensation current Ir and input to the motor control unit 42. The corrected target current I is input to the motor control unit 42. Since the control of the electric motor 31 by the motor control unit 42 is the same as in the first embodiment, description thereof is omitted.

このように、操舵角と屈曲角との角度差に基づいて電動モータ31を制御することにより、操縦者はステアリングホイール1から角度差に応じた反力を感じることができる。具体的には、例えば、作業車両10がぬかるみなど走行している場合に、ステアリングホイール1の操舵に対して前部車体11が追従しないことがある。このような場合には、操舵角と屈曲角との角度差が大きい状態が持続されるので、ステアリングシャフト2に付与される反力も大きい状態に維持される。これにより、操縦者は、ステアリングホイール1の操舵に対して前部車体11が追従できていないことを、ステアリングホイール1から感覚的に認識できる。   Thus, by controlling the electric motor 31 based on the angle difference between the steering angle and the bending angle, the operator can feel a reaction force according to the angle difference from the steering wheel 1. Specifically, for example, when the work vehicle 10 is traveling in a muddy state, the front vehicle body 11 may not follow the steering of the steering wheel 1. In such a case, since the state where the angle difference between the steering angle and the bending angle is large is maintained, the reaction force applied to the steering shaft 2 is also maintained large. Accordingly, the operator can sensuously recognize from the steering wheel 1 that the front vehicle body 11 cannot follow the steering of the steering wheel 1.

また、目標電流Iを変化率補償電流Irによって補正することで、ステアリングホイール1の操舵に対して前部車体11の追従がさらに遅れてしまうような場合に、ステアリングシャフト2に付与される反力が大きくなる。これにより、操縦者は、追従の更なる遅れをステアリングホイール1から感覚的に認識できる。   Further, when the target current I is corrected by the change rate compensation current Ir, the reaction force applied to the steering shaft 2 in the case where the follow-up of the front vehicle body 11 is further delayed with respect to the steering of the steering wheel 1. Becomes larger. Thereby, the operator can recognize from the steering wheel 1 sensibly a further delay in following.

以上の第5実施形態によれば、以下の効果を奏する。   According to the above 5th Embodiment, there exist the following effects.

ステアリングシャフト2に付与される反力の目標電流Iは、操舵角と屈曲角との角度差に基づいて決定される。これにより、操縦者はステアリングホイール1から角度差に応じた反力を感じることができ、ステアリングホイール1を操舵したときに、前部車体11が追従しているかどうかを感覚的に認識できる。   The target current I of the reaction force applied to the steering shaft 2 is determined based on the angle difference between the steering angle and the bending angle. Thereby, the operator can feel a reaction force according to the angle difference from the steering wheel 1 and can sensuously recognize whether or not the front vehicle body 11 is following when the steering wheel 1 is steered.

また、ステアリングシャフト2に付与される反力の目標電流Iは、操舵角と屈曲角との角度差の変化率によって補正される。これにより、操縦者は、追従の遅れの変化をステアリングホイール1から感覚的に認識できる。   Further, the reaction force target current I applied to the steering shaft 2 is corrected by the rate of change of the angle difference between the steering angle and the bending angle. As a result, the operator can sensuously recognize the change in the tracking delay from the steering wheel 1.

変化率演算部442は、反力の精度をより向上させるものであって、必須の構成ではない。   The change rate calculation unit 442 further improves the accuracy of the reaction force and is not an essential configuration.

なお、第5実施形態における目標電流Iを、第2実施形態の如く、作業車両10の車速に基づいて決定してもよい。また、第5実施形態における目標電流Iを、第3実施形態の如く、目標電流Iと操舵トルクセンサ7によって検出された操舵トルクとの差に基づいて、電動モータ31を制御するように構成してもよい。   Note that the target current I in the fifth embodiment may be determined based on the vehicle speed of the work vehicle 10 as in the second embodiment. Further, the target current I in the fifth embodiment is configured to control the electric motor 31 based on the difference between the target current I and the steering torque detected by the steering torque sensor 7 as in the third embodiment. May be.

上記第1〜第5実施形態では、操舵部材が回転型であるステアリングホイール1を例にして説明したが、操舵部材は、図13に示すような揺動レバーであってもよい。以下に、揺動レバー51を用いた変形例について説明する。   In the first to fifth embodiments, the steering wheel 1 in which the steering member is a rotary type has been described as an example. However, the steering member may be a swing lever as shown in FIG. Below, the modification using the rocking lever 51 is demonstrated.

図13に示す変形例では、揺動レバー51を中立位置に付勢する付勢ばね52が揺動方向の両側に設けられる。これにより、揺動レバー51を操舵したときには、付勢ばね52によって反力が揺動レバー51に作用する。したがって、反力付与装置30が万が一故障してステアリングシャフト2に反力を付与することができなくなっても、付勢ばね52の付勢力によって反力が付与されているので揺動レバー51の操舵状態を感覚的に認識することができる。   In the modification shown in FIG. 13, biasing springs 52 that bias the swing lever 51 to the neutral position are provided on both sides in the swing direction. Thereby, when the swing lever 51 is steered, a reaction force acts on the swing lever 51 by the biasing spring 52. Therefore, even if the reaction force applying device 30 breaks down and cannot apply the reaction force to the steering shaft 2, the reaction force is applied by the urging force of the urging spring 52. The state can be recognized sensuously.

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。   The configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention configured as described above will be described together.

油圧式ステアリング装置100は、ポンプ21から供給される作動流体によって駆動され、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の操作量に応じて前部車体11を後部車体12に対して揺動させる流体圧アクチュエータ(油圧シリンダ22a、22b)と、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)に連結された操舵軸(ステアリングシャフト2)の操舵角を取得する操舵角取得部(操舵角センサ6)と、操舵軸(ステアリングシャフト2)に対して操舵方向とは反対の方向に反力を付与する反力付与装置30と、を備え、反力付与装置30は、操舵軸(ステアリングシャフト2)に反力を付与する電動モータ31と、操舵角取得部(操舵角センサ6)によって取得された操舵角に基づいて、操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与する反力の目標値(目標電流I)を決定する目標反力決定部41、141、441と、を有し、電動モータ31は、目標反力決定部41、141、441によって決定された目標値(目標電流I)に基づいて制御されることを特徴とする。   The hydraulic steering device 100 is driven by the working fluid supplied from the pump 21, and swings the front vehicle body 11 with respect to the rear vehicle body 12 in accordance with the operation amount of the steering member (the steering wheel 1 and the swing lever 51). A steering angle acquisition unit (steering angle sensor) for acquiring a steering angle of a steering shaft (steering shaft 2) coupled to a fluid pressure actuator (hydraulic cylinders 22a, 22b) and a steering member (steering wheel 1, swing lever 51) 6) and a reaction force applying device 30 that applies a reaction force to the steering shaft (steering shaft 2) in a direction opposite to the steering direction. The reaction force applying device 30 includes the steering shaft (steering shaft 2). ) And a steering shaft (steering shaft) based on the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit (steering angle sensor 6). Target reaction force determination units 41, 141, 441 for determining a target value (target current I) of reaction force to be applied to the shaft 2), and the electric motor 31 has target reaction force determination units 41, 141, 441. Control is performed based on the target value (target current I) determined by the above.

この構成によれば、操舵角取得部(操舵角センサ6)によって取得された操舵角に基づいて電動モータ31を制御することによって、操舵軸(ステアリングシャフト2)に反力が付与される。これにより、操縦者が操舵軸(ステアリングシャフト2)から操舵状態に応じた反力を感じることができるので、操舵フィーリングが向上する。   According to this configuration, a reaction force is applied to the steering shaft (steering shaft 2) by controlling the electric motor 31 based on the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit (the steering angle sensor 6). As a result, the operator can feel a reaction force according to the steering state from the steering shaft (steering shaft 2), so that the steering feeling is improved.

また、油圧式ステアリング装置100では、操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与される反力の目標値(目標電流I)は、作業車両10の車速に応じて決定されることを特徴とする。   Further, the hydraulic steering apparatus 100 is characterized in that the target value (target current I) of the reaction force applied to the steering shaft (steering shaft 2) is determined according to the vehicle speed of the work vehicle 10.

この構成によれば、操舵軸(ステアリングシャフト2)には、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の操舵角に加え、車速に応じた反力が付与されるので、操舵フィーリングが向上する。   According to this configuration, the steering shaft (steering shaft 2) is provided with a reaction force corresponding to the vehicle speed in addition to the steering angle of the steering member (steering wheel 1, swing lever 51). improves.

また、油圧式ステアリング装置100は、操舵軸(ステアリングシャフト2)における操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)と反力付与装置30との間に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ7をさらに備え、電動モータ31は、目標反力決定部41、141、441によって決定された目標値(目標電流I)と、操舵トルクセンサ7によって検出された操舵トルクと、の差に基づいて制御されることを特徴とする。   The hydraulic steering device 100 also detects a steering torque 7 that detects a steering torque that acts between the steering member (the steering wheel 1 and the swing lever 51) and the reaction force applying device 30 on the steering shaft (the steering shaft 2). The electric motor 31 is controlled based on the difference between the target value (target current I) determined by the target reaction force determination units 41, 141, 441 and the steering torque detected by the steering torque sensor 7. It is characterized by being.

この構成では、電動モータ31は、目標反力決定部41、141、441によって決定された目標値(目標電流I)と、操舵トルクセンサ7によって検出された操舵トルクと、の差に基づいて制御されるので、操舵軸(ステアリングシャフト2)に作用する反力を精度良く付与することができる。   In this configuration, the electric motor 31 is controlled based on the difference between the target value (target current I) determined by the target reaction force determination units 41, 141, 441 and the steering torque detected by the steering torque sensor 7. Thus, the reaction force acting on the steering shaft (steering shaft 2) can be applied with high accuracy.

また、油圧式ステアリング装置100は、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の速度を演算する速度演算部345をさらに備え、操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与される反力の目標値(目標電流I)は、速度演算部345によって演算された速度によって補正されることを特徴とする。   The hydraulic steering device 100 further includes a speed calculation unit 345 that calculates the speed of the steering member (the steering wheel 1 and the swing lever 51), and the target value of the reaction force applied to the steering shaft (the steering shaft 2). The (target current I) is corrected by the speed calculated by the speed calculation unit 345.

この構成によれば、操舵軸(ステアリングシャフト2)には、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の操舵角に加え、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の操舵速度に応じた反力が付与されるので、操舵フィーリングが向上する。   According to this configuration, the steering shaft (steering shaft 2) has a steering speed of the steering member (steering wheel 1, swing lever 51) in addition to the steering angle of the steering member (steering wheel 1, swing lever 51). Since the corresponding reaction force is applied, the steering feeling is improved.

また、油圧式ステアリング装置100では、目標反力決定部441は、操舵角取得部(操舵角センサ6)によって取得された操舵角と、前部車体11と後部車体12との屈曲角θと、の差に基づいて、操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与する反力の目標値(目標電流I)を決定することを特徴とする。   In the hydraulic steering device 100, the target reaction force determination unit 441 includes the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit (the steering angle sensor 6), the bending angle θ between the front vehicle body 11 and the rear vehicle body 12, and The target value (target current I) of the reaction force applied to the steering shaft (steering shaft 2) is determined based on the difference between the two.

この構成によれば、操舵角と屈曲角θとの差に基づいて、操舵軸(ステアリングシャフト2)に反力が付与されるため、操縦者は、操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)の操舵に対して前部車体11が追従できていないことを操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)から感覚的に認識できる。   According to this configuration, since the reaction force is applied to the steering shaft (the steering shaft 2) based on the difference between the steering angle and the bending angle θ, the driver can operate the steering member (the steering wheel 1, the swing lever 51). ) That the front vehicle body 11 cannot follow the steering of the steering wheel (steering wheel 1, swing lever 51).

また、油圧式ステアリング装置100では、反力付与装置30は、操舵角と屈曲角との差の変化率を演算する変化率演算部442をさらに備え、操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与される反力の目標値(目標電流I)は、変化率演算部442によって演算された変化率によって補正されることを特徴とする。   In the hydraulic steering device 100, the reaction force applying device 30 further includes a change rate calculating unit 442 that calculates the change rate of the difference between the steering angle and the bending angle, and is applied to the steering shaft (steering shaft 2). The reaction force target value (target current I) is corrected by the change rate calculated by the change rate calculation unit 442.

操舵軸(ステアリングシャフト2)に付与される反力の目標値は、操舵角と屈曲角との差の変化率によって補正されるので、操縦者は、追従の遅れの変化を操舵部材(ステアリングホイール1、揺動レバー51)から感覚的に認識できる。   Since the target value of the reaction force applied to the steering shaft (steering shaft 2) is corrected by the rate of change of the difference between the steering angle and the bending angle, the driver can detect the change in the tracking delay by the steering member (steering wheel). 1. It can be recognized sensuously from the swing lever 51).

また、操作部材は、揺動レバー51であって、揺動レバー51には、揺動レバー51を中立位置に付勢する付勢ばね52が揺動方向の両側に設けられることを特徴とする。   The operating member is a swing lever 51, and the swing lever 51 is provided with biasing springs 52 for biasing the swing lever 51 to the neutral position on both sides in the swing direction. .

この構成によれば、反力付与装置30が万が一故障して操舵軸(ステアリングシャフト2)に反力を付与することができなくなっても、付勢ばね52の付勢力によって操舵状態を感覚的に認識することができる。   According to this configuration, even if the reaction force applying device 30 breaks down and cannot apply the reaction force to the steering shaft (steering shaft 2), the steering state can be sensed sensuously by the urging force of the urging spring 52. Can be recognized.

第1実施形態から第5実施形態における制御は、適宜組み合わせることができる。また、上記実施形態では、制御バルブ23をロータリー式として説明したが、制御バルブ23に対して屈曲角θをフィードバックできる構成を備えていれば、スプール式やポペット式など他の形式のものであってもよい。また、制御バルブ23をパイロットバルブとして使用してもよい。この場合には、油圧シリンダ22a、22bを制御するための制御バルブを別途設け、この制御バルブのパイロット圧力を制御バルブ23によって制御する。さらに、制御バルブ23をパイロットバルブとして使用する場合には、ポンプ21の他に、制御バルブ23に作動油を供給するパイロットポンプを別途設けてもよい。   The controls in the first to fifth embodiments can be combined as appropriate. In the above embodiment, the control valve 23 is described as a rotary type. However, as long as the control valve 23 has a configuration capable of feeding back the bending angle θ, the control valve 23 may be of other types such as a spool type or a poppet type. May be. Further, the control valve 23 may be used as a pilot valve. In this case, a control valve for controlling the hydraulic cylinders 22 a and 22 b is separately provided, and the pilot pressure of the control valve is controlled by the control valve 23. Further, when the control valve 23 is used as a pilot valve, a pilot pump that supplies hydraulic oil to the control valve 23 may be separately provided in addition to the pump 21.

各実施形態におけるマップにおいて、目標電流Iに上限を設けてもよい。これにより、反力が過剰に付与されることがない。各実施形態において、マップを使用せずに目標電流Iを演算によって決定してもよい。   In the map in each embodiment, an upper limit may be provided for the target current I. Thereby, reaction force is not provided excessively. In each embodiment, the target current I may be determined by calculation without using a map.

また、図4、図6などに示すマップは、操舵方向が右方向と左方向で同じ反力が発生するような特性になっているが、右方向と左方向で特性を異ならせてもよい。例えば、揺動レバー51は通常片手で操作するので、操縦者が手に感じる反力は、感覚的に右方向と左方向(押す方向と引く方向)とで異なる。したがって、上述のように、右方向と左方向で特性を異ならせることにより、右方向と左方向(押す方向と引く方向)とで反力を同じ程度のものとして感じることができる。   Further, the maps shown in FIGS. 4 and 6 have such characteristics that the same reaction force is generated when the steering direction is the right direction and the left direction, but the characteristics may be different between the right direction and the left direction. . For example, since the swing lever 51 is normally operated with one hand, the reaction force felt by the operator is sensuously different between the right direction and the left direction (the pushing direction and the pulling direction). Therefore, as described above, by making the characteristics different between the right direction and the left direction, the reaction force can be felt as having the same level in the right direction and the left direction (the pushing direction and the pulling direction).

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

100・・・油圧式ステアリング装置、1・・・ステアリングホイール(操舵部材)、2・・・ステアリングシャフト(操舵軸)、5・・・トーションバー、6・・・操舵角センサ(操舵角取得部)、7・・・操舵トルクセンサ、8・・・車速センサ(車速取得部)、9・・・電流センサ、10・・・作業車両、11・・・前部車体、12・・・後部車体、13・・・ピン(連結機構)、16・・・屈曲角センサ、21・・・ポンプ、22a,22b・・・油圧シリンダ(流体圧アクチュエータ)、23・・・制御バルブ、30・・・反力付与装置、31・・・電動モータ、40,140,240,340,440・・・コントローラ 、41、141,441・・・目標反力決定部、42・・・モータ制御部、51・・・揺動レバー(操舵部材)、52・・・付勢ばね、345・・・速度演算部 、442・・・変化率演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Hydraulic steering device, 1 ... Steering wheel (steering member), 2 ... Steering shaft (steering shaft), 5 ... Torsion bar, 6 ... Steering angle sensor (steering angle acquisition unit) ), 7 ... steering torque sensor, 8 ... vehicle speed sensor (vehicle speed acquisition unit), 9 ... current sensor, 10 ... work vehicle, 11 ... front vehicle body, 12 ... rear vehicle body , 13 ... Pin (coupling mechanism), 16 ... Bending angle sensor, 21 ... Pump, 22a, 22b ... Hydraulic cylinder (fluid pressure actuator), 23 ... Control valve, 30 ... Reaction force applying device, 31 ... electric motor, 40, 140, 240, 340, 440 ... controller, 41, 141, 441 ... target reaction force determination unit, 42 ... motor control unit, 51. ..Oscillating lever (steering part Material), 52 ... biasing spring, 345 ... speed calculation unit, 442 ... change rate calculation unit

Claims (7)

前部車体と、連結機構によって前記前部車体と揺動自在に連結された後部車体と、を有する作業車両を操舵する油圧式ステアリング装置であって、
ポンプから供給される作動流体によって駆動され、操舵部材の操作量に応じて前記前部車体を前記後部車体に対して揺動させる流体圧アクチュエータと、
前記操舵部材に連結された操舵軸の操舵角を取得する操舵角取得部と、
前記操舵軸に対して操舵方向とは反対の方向に反力を付与する反力付与装置と、を備え、
前記反力付与装置は、
前記操舵軸に反力を付与する電動モータと、
前記操舵角取得部によって取得された前記操舵角に基づいて、前記操舵軸に付与する反力の目標値を決定する目標反力決定部と、を有し、
前記電動モータは、前記目標反力決定部によって決定された前記目標値に基づいて制御されることを特徴とする油圧式ステアリング装置。
A hydraulic steering device for steering a work vehicle having a front vehicle body and a rear vehicle body swingably connected to the front vehicle body by a connection mechanism,
A fluid pressure actuator driven by a working fluid supplied from a pump and swinging the front vehicle body with respect to the rear vehicle body according to an operation amount of a steering member;
A steering angle acquisition unit for acquiring a steering angle of a steering shaft coupled to the steering member;
A reaction force applying device that applies a reaction force in a direction opposite to the steering direction with respect to the steering shaft,
The reaction force applying device is:
An electric motor for applying a reaction force to the steering shaft;
A target reaction force determination unit that determines a target value of the reaction force applied to the steering shaft based on the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit;
The hydraulic steering device according to claim 1, wherein the electric motor is controlled based on the target value determined by the target reaction force determination unit.
前記操舵軸に付与される反力の前記目標値は、前記作業車両の車速に応じて決定されることを特徴とする請求項1に記載された油圧式ステアリング装置。   The hydraulic steering apparatus according to claim 1, wherein the target value of the reaction force applied to the steering shaft is determined according to a vehicle speed of the work vehicle. 前記操舵軸における前記操舵部材と前記反力付与装置との間に作用する操舵トルクを検出するトルクセンサをさらに備え、
前記電動モータは、前記目標反力決定部によって決定された前記目標値と、前記トルクセンサによって検出された前記操舵トルクと、の差に基づいて制御されることを特徴とする請求項1または2に記載された油圧式ステアリング装置。
A torque sensor for detecting a steering torque acting between the steering member and the reaction force applying device on the steering shaft;
The electric motor is controlled based on a difference between the target value determined by the target reaction force determination unit and the steering torque detected by the torque sensor. The hydraulic steering device described in 1.
前記反力付与装置は、前記操舵部材の速度を演算する速度演算部をさらに備え、
前記操舵軸に付与される反力の前記目標値は、前記速度演算部によって演算された前記速度によって補正されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載された油圧式ステアリング装置。
The reaction force applying device further includes a speed calculation unit that calculates the speed of the steering member,
4. The hydraulic system according to claim 1, wherein the target value of the reaction force applied to the steering shaft is corrected by the speed calculated by the speed calculation unit. 5. Steering device.
前記目標反力決定部は、前記操舵角取得部によって取得された前記操舵角と、前記前部車体と前記後部車体との屈曲角と、の差に基づいて、前記操舵軸に付与する反力の前記目標値を決定することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載された油圧式ステアリング装置。   The target reaction force determination unit is a reaction force applied to the steering shaft based on a difference between the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit and a bending angle between the front vehicle body and the rear vehicle body. The hydraulic steering device according to any one of claims 1 to 4, wherein the target value is determined. 前記反力付与装置は、前記操舵角と前記屈曲角との差の変化率を演算する変化率演算部をさらに備え、
前記操舵軸に付与される反力の前記目標値は、前記変化率演算部によって演算された前記変化率によって補正されることを特徴とする請求項5に記載された油圧式ステアリング装置。
The reaction force applying device further includes a change rate calculation unit that calculates a change rate of a difference between the steering angle and the bending angle,
6. The hydraulic steering apparatus according to claim 5, wherein the target value of the reaction force applied to the steering shaft is corrected by the change rate calculated by the change rate calculating unit.
前記操作部材は、揺動レバーであって、
前記揺動レバーには、前記揺動レバーを中立位置に付勢する付勢ばねが揺動方向の両側に設けられることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の油圧式ステアリング装置。
The operating member is a swing lever,
The hydraulic type according to any one of claims 1 to 6, wherein the swinging lever is provided with biasing springs that bias the swinging lever to a neutral position on both sides in the swinging direction. Steering device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019209894A (en) * 2018-06-06 2019-12-12 株式会社小松製作所 Work vehicle
WO2021193319A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社小松製作所 Steering device and operating machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019209894A (en) * 2018-06-06 2019-12-12 株式会社小松製作所 Work vehicle
WO2019234993A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 株式会社小松製作所 Work vehicle
CN111433108A (en) * 2018-06-06 2020-07-17 株式会社小松制作所 Working vehicle
JP7156826B2 (en) 2018-06-06 2022-10-19 株式会社小松製作所 work vehicle
US11603127B2 (en) 2018-06-06 2023-03-14 Komatsu Ltd. Work vehicle
WO2021193319A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社小松製作所 Steering device and operating machine

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