JP2024507770A - アッカーマン式ステアリング機構の故障を検出するためのシステム - Google Patents

Abstract

機械（１００）は、フレーム（１０４）、第一のステアリングアーム（１２０）、第二のステアリングアーム（１２２）、フレーム（１０４）および第一のステアリングアーム（１２０）に結合された第一の油圧アクチュエータ（１１６）、ならびにフレーム（１０４）および第二のステアリングアーム（１２２）に結合された第二の油圧アクチュエータ（１１８）を含む。第一の角度センサ（４００）は、第一のステアリングアーム（１２０）に対する第一の油圧アクチュエータ（１１６）の回転変位を測定する。第一のリンク（５００）は、第一の油圧アクチュエータ（１１６）と第一のセンサ（４００）とを結合し、第一の回転変位以外の動きを隔離する。第二の角度センサ（４００）は、第二のステアリングアーム（１２２）に対する第二の油圧アクチュエータ（１１８）の第二の回転変位を測定する。第二のリンク（５００）は、第二の油圧アクチュエータ（１１８）と第二のセンサ（４００）とを結合し、第二の回転変位以外の動きを隔離する。【選択図】図６

Description

本開示は、機械のステアリング角を測定するためのシステムセンサに関する。より詳細には、本開示は、機械のステアリングアセンブリの故障を判定する際に使用するためのステアリング角を測定するシステムに関する。

鉱業用トラック、ローダ、ドーザ、またはその他の建設および鉱業用機器などの機械は、建築、建設、鉱業、およびその他の活動に頻繁に使用されている。例えば、鉱業用トラックは、多くの場合、採掘現場から採掘された物質を運搬するために使用される。これらの機械には、タイロッド、アーム、油圧シリンダ、機械的リンケージなどを含むステアリングアセンブリがある。ステアリングアセンブリは、故障を回避するよう設計されているが、重荷重用途では、長期サービスによる摩耗、メンテナンスの欠如、および／または使用の乱用が故障を引き起こす可能性がある。

障害を検出するために、ステアリングアセンブリまたはその構成要素は、センサを含んでもよい。一部の例では、センサは、機械のステアリング角を測定し、ステアリング角が特定の範囲内にあるかを判定しうる。範囲外のステアリング角は、故障を示しうる。しかしながら、従来、センサは、油圧シリンダなどのステアリングアセンブリの構成要素の内部に位置する。センサの位置は、センサおよび／または油圧シリンダの交換を困難にすると同時に、時間を消費する。さらに、油圧シリンダ内に位置するセンサは、製造コストおよび修理コストを増加させる。

ステアリング角を測定するための一つの機構は、米国特許第１０，２６６，２００号（以下、’２００号参照という）に記載されている。’２００号参照は、シリンダのストロークをそれぞれ検出するためのシリンダストロークセンサを有するステアリングシリンダについて記述する。これらのシリンダストロークセンサからの感知値を使用して、ステアリング角を見つけることができる。しかしながら、’２００号参照に記載されるシリンダストロークセンサは、ステアリングシリンダに一体的である。これにより、センサの修理の努力とダウンタイムが増加し、および／またはステアリングシリンダ全体の交換が必要となる。

本開示の例は、上述の欠陥の一つまたは複数を克服することに向けられる。

第一の態様によれば、機械は、機械の第一のホイールに結合された第一のステアリングアーム、機械の第二のホイールに結合された第二のステアリングアーム、第一のステアリングアームと機械のフレームとの間に延在する第一のシリンダ、および第二のステアリングアームとフレームとの間に延在する第二のシリンダを含みうる。第一のシリンダの作動は、第一の回転軸の周りのフレームに対する第一のシリンダの第一の回転を引き起こしてもよく、第二のシリンダの作動は、第二の回転軸の周りのフレームに対する第二のシリンダの第二の回転を引き起こしてもよい。機械は、第一の回転に対応する第一の角度変位を感知するように構成された第一の角度センサ、および第二の回転に対応する第二の角度変位を感知するように構成された第二の角度センサをさらに含みうる。

さらなる態様によれば、ステアリングアセンブリは、フレーム、第一のステアリングアーム、第二のステアリングアーム、フレームおよび第一のステアリングアームに結合された第一の油圧アクチュエータ、およびフレームに第二のステアリングアームに結合された第二の油圧アクチュエータを含みうる。第一の油圧アクチュエータの作動は、第一のステアリングアームをフレームに対しておよび第一のステアリングアームに対して旋回させ、第二の油圧アクチュエータの作動は、第二のステアリングアームをフレームに対しておよび第二のステアリングアームに対して旋回させる。ステアリングアセンブリは、第一のステアリングアームに対する第一の油圧アクチュエータの第一の回転変位を測定するように配置された第一の角度センサと、第一の端部で第一の油圧アクチュエータに結合され、第二の端部で第一の角度センサに結合される第一のリンクとをさらに含んでもよく、第一のリンクの第一の端部は、第一の回転変位以外の動きを隔離するために、第一のリンクの第二の端部に対して移動可能である。ステアリングアセンブリは、第二のステアリングアームに対する第二の油圧アクチュエータの第二の回転変位を測定するように配置された第二の角度センサと、第三の端部で第二の油圧アクチュエータに結合され、第四の端部で第二の角度センサに結合される第二のリンクとをさらに含んでもよく、第二のリンクの第三の端部は、第二の回転変位以外の動きを隔離するために、第二のリンクの第四の端部に対して移動可能である。

さらなる態様によれば、機械は、フレーム、機械の第一のホイールに結合された第一のステアリングアーム、機械の第二のホイールに結合された第二のステアリングアーム、フレームの第一の側面および第一のステアリングアームに結合された第一のアクチュエータ、ならびにフレームの第二の側面および第二のステアリングアームに結合された第二のアクチュエータを含みうる。機械は、第一のアクチュエータに関連付けられた第一の角度変位を感知するように構成された第一のセンサ、第一のアクチュエータに結合され、第一のアクチュエータの作動に応答して回転するように構成された第一の隔離機構をさらに含みうる。第一の隔離機構の回転は、第一の角度変位として第一のセンサによって感知されうる。機械は、第二のアクチュエータに関連付けられた第二の角度変位を感知するように構成された第二のセンサ、および第二のアクチュエータに結合され、第二のアクチュエータの作動に応答して回転するように構成された第二の隔離機構をさらに含みうる。第二の隔離機構の回転は、第二の角度変位として第二のセンサによって感知されうる。

本開示は、添付図面を参照して記載される。図中、参照番号の左端の数字は、参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図中の同じ参照番号の使用は、類似または同一の項目を示す。さらに、図は、個々の図内の個々の構成要素の相対的なサイズのおおよその描写を提供するとみなされうる。しかしながら、図内の表現は正確な縮尺ではなく、個々の図内および異なる図の間の個々の構成要素の相対的なサイズは、図示されたものとは異なる場合がある。具体的には、図面の一部は、特定のサイズまたは形状として構成要素を描写してもよく、一方で他の図面は、明確さのために、より大きなスケールで、または異なる形状で、同じ構成要素を描写してもよい。

図１は、本開示の実施形態による、機械のステアリング角を判定するための例示的なステアリングアセンブリを含む、例示的な機械を示す。 図２は、本開示の実施形態による、図１のステアリングアセンブリの部分斜視詳細図を示す。 図３は、本開示の実施形態による、図１のステアリングアセンブリの部分斜視詳細図を示す。 図４は、本開示の実施形態による、図１の機械の例示的な隔離構成要素の斜視詳細図を示す。 図５は、本開示の実施形態による、図４の隔離構成要素の平面詳細図を示す。 図６は、本開示の実施形態による、図１のステアリングアセンブリの部分斜視図を示す。 図７は、本開示の実施形態による、機械のステアリングアセンブリの故障を判定する際に使用するための機械のステアリング角を判定するための例示的なプロセスを示す。

図１は、本開示の例による、例示的なステアリングアセンブリ１０２を有する例示的な機械１００の概略図である。機械１００は、運搬トラックの種類として描写されているが、機械１００は、任意の種類のローダ、ドーザ、ダンプトラック、舗装機械、バックホウ、コンバイン、スクレーパ、トレンチ、トラクタ、それらの組み合わせなどの任意の適切な機械を含みうる。一部の例では、機械１００は、例えば、舗装資材（例えば、アスファルト）、採掘原料、土壌、表土、重い建設資材、および／または道路建設、建築物建設、その他の鉱業、舗装および／または建設用途のための機器を移動するように構成される。例えば、機械１００は、鉱石、ルース、砂利、土壌、砂、コンクリート、および／または作業現場の他の物質などの物質が、作業現場で輸送される必要がある場合に使用されうる。

機械１００は、フレーム１０４およびホイール１０６を含む。フレーム１０４は、鉄、鋼、アルミニウム、または他の金属などの任意の適切な物質から構築される。フレーム１０４は、一部の事例では一体構造であり、他の事例では、二つ以上の別個の本体片を接合することによって構築される。フレーム１０４の部品または構成要素は、例えば、溶接、ボルト、ねじ、締め具、またはリンクを含む、任意の適切な様々な機構によって接合される。

ホイール１０６は、ドライブトレーン（図示せず）に機械的に結合されて、機械１００を推進する。機械１００は、任意の適切な種類、サイズ、出力などであるエンジンを含む。一部の例では、エンジンは、ガソリン駆動（例えば、ディーゼル）、天然ガス駆動、太陽光駆動、またはバッテリ駆動であってもよい。エンジンが駆動されると、エンジンは、ホイール１０６を、ドライブトレーンを介して回転させ、機械１００が環境を横断できるようにする。このように、エンジンは、駆動シャフトおよび／または車軸などの様々なドライブトレーン構成要素に機械的に結合されて、ホイール１０６を回転させ、機械１００を推進する。一部の例では、ドライブトレーンは、限定されるものではないが、ディファレンシャル、コネクタ、等速（ＣＶ）ジョイントなどを含む、任意の様々な他の構成要素を含む。

示されるように、機械１００は、ダンプボックス１０８内の物質または移動、持ち上げ、運搬するように構成されたその他の移動可能な要素、および／または投棄物質を運搬するように構成されうる。ダンプボックス１０８は、一つまたは複数の油圧システム、あるいは機械１００の任意の他の適切な機械システムによって起動される。一部の例では、油圧システムは、油圧システムの油圧ポンプ（図示せず）に動力供給することによってなど、エンジンによって駆動される。しかしながら、他の種類の機械（例えば、鉱業用トラック以外の機械）では、油圧システムは、図１に示すものとは異なる構成であってもよく、ダンプボックス１０８以外の要素を動作するために使用されてもよく、および／または省略されうることに留意されたい。

一部の例では、機械１００は、キャビンまたは他のこうしたオペレータステーションを含みうる。オペレータステーションは、その中にオペレータ（図示せず）を着席させるように構成される。オペレータステーションに着席しているオペレータは、オペレータステーション内の様々な制御インターフェースおよび／またはアクチュエータ（例えば、ハンドル、レバー、ボタン、ジョイスティックなど）と相互作用して、ダンプボックス１０８を昇降するなど、機械１００および／または機械１００の様々な構成要素の動きを制御する。追加的に、または代替的に、一部の例では、および本明細書で論じるように、機械１００は、遠隔オペレータによって遠隔制御されてもよく、または自律的に制御されてもよい。例えば、機械１００は、環境内の所定の経路またはルートに沿って自律的に動作してもよい。こうした例では、機械１００は、オペレータステーションを含んでもよく、またはオペレータステーションを省略してもよい。さらに、機械１００は、運転者がオペレータステーション内に位置付けられた場合でも遠隔制御されてもよい。

ステアリングアセンブリ１０２は、機械１００のステアリングを可能にする構成要素を含みうる。図１では、ステアリングアセンブリ１０２の詳細図が示されている。一部の例では、ステアリングアセンブリ１０２は、中央リンク１１０、第一のタイロッド１１２、第二のタイロッド１１４、第一のシリンダロッド１１６、および第二のシリンダロッド１１８を含みうる。第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４は、中央リンク１１０（例えば、ボールジョイント、ナックルジョイントなど）に旋回可能に結合された端部を含みうる。例えば、第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４は、第一のタイロッド１１２および中央リンク１１０を通して配置されるピン、ならびに第二のタイロッド１１４および中央リンク１１０を介して、中央リンク１１０に旋回可能に結合しうる。ベアリング、ナックル、または他のジョイントも含まれて、中央リンク１１０に対する第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４の旋回可能な動きを許容してもよい（例えば、機械１００が地形を横断し、方向付けをするなど）。しかしながら、ステアリングアセンブリ１０２が特定の構成要素を含んで示されているが、アッカーマン式ステアリングアセンブリは、追加的または本明細書に図示および考察されるものとは異なる構成要素を含んでもよい。

中央リンク１１０に結合されていない第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４の対向する端部が、機械１００のステアリングアームに結合する。例えば、機械１００は、機械１００の第一の側面（例えば、右側）に位置する第一のステアリングアーム１２０と、機械１００の第二の側面（例えば、左側）に位置する第二のステアリングアーム１２２とを含みうる。第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４は、それぞれ（例えば、ピンを介して）、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に結合してもよい。ピンは、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に対して、それぞれ第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４の旋回可能な動きまたは回転の動きを可能にし得る。ベアリング、ナックル、またはその他のジョイントは、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２がそれぞれ回転する、または機械１００が地形を横断する、方向付けをするなどするときに、第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４の旋回可能な動きを可能にし得る。第一のステアリングアーム１２０はまた、機械１００の第一の側面に位置するホイール１０６の第一のホイール（例えば、ハブで）に結合してもよく、第二のステアリングアーム１２２は、機械１００の第二の側面に位置するホイール１０６の第二のホイール（例えば、ハブで）に結合してもよい。

第一のシリンダロッド１１６は、第一のステアリングアーム１２０に旋回可能に結合してもよく、第二のシリンダロッド１１８は、第二のステアリングアーム１２２に旋回可能に結合してもよい。第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８は、それぞれピンおよびベアリング（例えば、ナックル）を介して、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に結合してもよい。一部の例では、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８は、機械１００のステアリング機構の作動時に、様々な長さに伸張し、かつ収縮する直線状アクチュエータを表しうる。例えば、ハンドルなどのステアリング機構（図示せず）が、機械１００のオペレータ（または遠隔オペレータ）によって、機械１００の所望の動きを示すように作動（例えば、回転）されるとき、コントローラは、関連する制御信号を生成し、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８に送信してもよい。これに応答して、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８は、機械１００を方向付けるように作動しうる。一部の例では、アーム、シャフト、ギアなどは、機械１００を方向付けるためにハンドルをステアリングアセンブリ１０２に動作可能に結合しうる。

一部の例では、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８は、空気または油圧を使用して作動しうる。機械１００は、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の異なる延長された長さを収容し、流体を供給または受けるための貯蔵部を含みうる。一部の例では、ステアリングアセンブリ１０２は、電気油圧式ステアリングシステムを表すか、または電気油圧式ステアリングシステムの構成要素であってもよい。例えば、電気油圧式パワーステアリングでは、電気モータは、パワーステアリングに必要な圧力を供給するポンプを駆動しうる。このように、ステアリングアセンブリ１０２は、電子的に制御されてもよい。ここで、上述のように、機械１００は、機械１００を方向付けるため第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８への制御信号を生成および送信するコントローラ（例えば、ステアリングコントローラ）を含みうる。制御信号は、ステアリングホイールを動かすオペレータまたは所望の量のステアリングを電子的に提供する遠隔オペレータに応答して生成されうる。こうした例では、制御信号は、所望のレベルのステアリングと関連付けられてもよい。例えば、オペレータがハンドルを動かすことに応答して、制御信号が第一のシリンダロッド１１６（またはそれに結合されたコントローラ）に提供されてもよい。この制御信号は、機械１００の指示されたステアリング角（例えば、１０度、３０度など）と関連付けられてもよい。第一のシリンダロッド１１６は、制御信号に応答して、所望のレベルのステアリングに基づいて、伸張または収縮しうる。それぞれの制御信号は、ステアリングのレベルに応じて、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８に送信されうる。

第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の端部は、第一のステアリングアーム１２０に結合されず、第二のステアリングアーム１２２は、機械１００のフレーム１０４（またはサブフレーム）に結合してもよい。示されるように、中央リンク１１０は、さらにフレーム１０４に結合してもよい。一部の例では、中央リンク１１０、第一のシリンダロッド１１６、および／または第二のシリンダロッド１１８は、フレーム１０４に旋回可能に結合してもよい。図示した配置の結果として、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８が作動する（例えば、伸長または収縮する）と、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２が移動され、ホイール１０６を回転させる。また、作動の結果として、第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４は、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２へのそれらの取り付けを介して、それぞれ、中央リンク１１０をフレーム１０４に対して旋回させる。

第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８は、シリンダ部分およびロッド部分を含んで示される。ロッド部分は、ロッド部分がシリンダ部分から異なる長さで伸張しうるように、シリンダ部分によって受けられてもよい。言い換えれば、ロッド部分は、シリンダ部分から伸張してもよく、またはシリンダ部分内に収縮してもよい。機械１００のステアリングに応じて、ロッド部分は、シリンダ部分から伸張するか、またはシリンダ部分内に収縮するかのいずれかであってもよい。さらに、図１に示すようなステアリングアセンブリ１０２の構成を考えると、機械１００が左または右に曲がると、第一のシリンダロッド１１６または第二のシリンダロッド１１８のロッド部分の一方がシリンダ部分から伸張し、一方、第一のシリンダロッド１１６または第二のシリンダロッド１１８のロッド部分の他方がシリンダ部分に収縮する。第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のシリンダ部分は、フレーム１０４に結合されて示されているのに対し、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のロッド部分は、それぞれ、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に結合されている。しかしながら、一部の例では、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のシリンダ部分は、それぞれ、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に結合してもよい。こうした例では、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のロッド部分は、フレーム１０４に結合してもよい。

一部の例では、ステアリングアセンブリ１０２は、アッカーマンステアリングジオメトリを表しうる。アッカーマンステアリングジオメトリでは、ホイール１０６は、既知の運動学的関係を介して一方向に回転しうる。これは、部分的には、中央リンク１１０、第一のタイロッド１１２、および第二のタイロッド１１４を介して動作可能に連結される、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２によって達成されうる。言い換えれば、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２は、リンケージ設計によって画定される運動学的関係によって説明される、同期的に、および関連する量だけ方向付けてもよい。特定の構成要素を含むステアリングアセンブリ１０２が示されているが、ステアリングアセンブリは、キングピン、ＣＶジョイント、連結ロッドなどの追加の構成要素を含みうる。

故障検出システム１２４を含む、機械１００が示されている。一般に、故障検出システム１２４は、ステアリングアセンブリ１０２またはその構成要素の故障を判定するように機能しうる。例えば、随時、第一のタイロッド１１２、第二のタイロッド１１４、第一のシリンダロッド１１６、および／または第二のシリンダロッド１１８は、故障しうる（例えば、ひび割れ、屈曲、破損など）。さらに、指示されたステアリング角（またはステアリングの量）は、測定されたステアリング角とは異なる場合がある。これにより、機械１００が予想通りに進まなくなる可能性がある。故障を検出したとき、機械１００の動作が制御されてもよい。リンケージの故障の場合、オペレータは、ステアリングの挙動の変化に気づき、機械１００を安全な停止状態にするであろう。しかしながら、本明細書で論じるように、機械１００が遠隔制御される場合、遠隔オペレータは、ステアリングアセンブリ１０２の故障を理解するためのステアリングの挙動の変化を検出できない場合がある。これらの例では、故障検出システム１２４は、さらなる損傷を避けるために、通知を出力するか、または機械１００を安全な停止にするために、ステアリングアセンブリ１０２の健全性、完全性、または故障を判定するように機能しうる。

故障検出システム１２４は、ステアリングアセンブリ１０２内で障害が検出されたかどうかを判定する故障検出コントローラ１２６を含みうる。センサ１２８は、ステアリングアセンブリ１０２に関連付けられたセンサデータ１３０を生成、捕捉、または収集しうる。一部の例では、センサデータ１３０は、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に関連付けられた測定されたステアリング角を示しうる。一部の例では、第一のセンサは、第一のステアリングアーム１２０上に配置されてもよく、第二のセンサは、第二のステアリングアーム１２２上に配置されてもよい。こうした例では、第一のセンサは、第一のステアリングアーム１２０（または第一のホイール）に関連付けられた第一のステアリング角１３２を測定する（または第一のセンサによって生成されるデータを使用して判定しうる）ことができ、第二のセンサは、第二のステアリングアーム１２２（または第二のホイール）に関連付けられた第二のステアリング角１３４を測定する（または第二のセンサによって生成されるデータを使用して判定しうる）ことができる。

本明細書で論じるように、第一のステアリング角１３２は、第一のシリンダロッド１１６が第一のステアリングアーム１２０と、第一のステアリングアーム１２０と関連付けられた第一のホイールキングピンとに連結する、回転点（例えば、ピン）を通して配置される軸と、第一のシリンダロッド１１６の中心に沿っておよび中心を通って配置される第一の長手方向軸との間の角度を表しうる。同様に、第二のステアリング角１３４は、第二のシリンダロッド１１８が第二のステアリングアーム１２２と、第二のステアリングアーム１２２と関連付けられた第二のホイールキングピンとに連結する回転点（例えば、ピン）を通して配置される軸と、第二のシリンダロッド１１８の中心に沿っておよび中心を通って配置される第二の長手方向軸との間の角度を表しうる。より一般的に、ステアリング角（すなわち、第一のステアリング角１３２および第二のステアリング角１３４）は、第一のステアリングアーム１２０の軸と第一のシリンダロッド１１６との間、および第二のステアリングアーム１２２と第二のシリンダロッド１１８との間で測定されてもよい。もちろん、ステアリングアセンブリ１０２は、本明細書に記述されるように運動学的関係によって表されうる既知の幾何学的形状を有するため、本明細書に記述された技術に従って、ちょうど記述された特定の角度以外の角度を判定し、ステアリングアセンブリ１０２の健全性を確認するために使用されうる。限定されるものではないが、こうした角度は、ステアリングアーム、アクチュエータ、タイロッド、フレーム、ならびに／あるいは他の構成要素および／または軸に関連する角度を含みうる。

機械１００が動くと、ステアリング角が調整されうる。さらに、ステアリングアセンブリ１０２がアッカーマンステアリングでありうることを考えると、ステアリング角は、定義された運動学的関係を含みうる。すなわち、ステアリング角は、ステアリングアセンブリ１０２によって制約されてもよく、定義された運動学的関係を含んでもよい。センサ１２８は、機械１００の反対の側面上に配置されるか、または機械１００の反対の側面上のステアリング角を判定する際に、ステアリング角が運動学的関係に対応しないか、または関連しない場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２の故障を示しうる。したがって、故障検出コントローラ１２６は、故障を判定するためのセンサデータ１３０を受信してもよい。一部の例では、故障検出コントローラ１２６は、所定のスケジュールに従って、および／または機械１００の特定の動作条件（例えば、回転中、制動中、特定の加速中など）に応答して、センサデータ１３０を受信してもよい。

運動学的関係を判定するために、故障検出コントローラ１２６は、運動学的データ１３６へのアクセスを有してもよい。運動学的データ１３６は、ステアリングアセンブリ１０２の構成要素間の関連付けまたは配向を含みうる。例えば、一部の例では、ステアリング角は、第一のシリンダロッド１１６および／または第二のシリンダロッド１１８の既知の寸法、長さ、配向などを通して判定されうる。すなわち、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のそれぞれフレーム１０４、第一のステアリングアーム１２０、および第二のステアリングアーム１２２への結合をそれぞれ考慮すると、故障検出コントローラ１２６は、運動学的データ１３６を使用して、第一のセンサによって感知されたステアリング角と第二のセンサによって感知されたステアリング角との間の運動学的関係を判定しうる。運動学的データ１３６を使用して、第一のステアリング角１３２および第二のステアリング角１３４は、ステアリングアセンブリ１０２の限られた運動範囲を考慮して、互いに関連付けられてもよい。さらに、運動学的データ１３６は、第一のステアリングアーム１２０と第二のステアリングアーム１２２との間の、またはステアリングアセンブリ１０２の構成要素間の関連付けまたは配向を含みうる。例えば、一部の例では、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２のステアリング角は、第一のタイロッド１１２、第二のタイロッド１１４、第一のシリンダロッド１１６、および／または第二のシリンダロッド１１８の既知の寸法、長さ、配向などを通して判定されうる。他の例では、第一のステアリングアーム１２０の第一のステアリング角１３２は、第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４の寸法、長さなどを使用して、第二のステアリングアーム１２２の第二のステアリング角１３４と相関するか、または関連付けることができる。このように、運動学的データ１３６は、第一のタイロッド１１２、第二のタイロッド１１４、第一のシリンダロッド１１６、第二のシリンダロッド１１８の既知の移動特性、第一のタイロッド１１２、第二のタイロッド１１４、第一のシリンダロッド１１６、第二のシリンダロッド１１８の最大伸張または範囲などを含みうる。運動学的データ１３６はまた、例えば、中央リンク１１０を有する第一のタイロッド１１２と第一のステアリングアーム１２０との間、中央リンク１１０を有する第二のタイロッド１１４と第二のステアリングアーム１２２との間、フレーム１０４を有する第一のシリンダロッド１１６と第一のステアリングアーム１２０との間、および／またはフレーム１０４を有する第二のシリンダロッド１１８と第二のステアリングアーム１２２との間の連結または結合を示してもよい。

簡単な例として、故障検出コントローラ１２６は、第一のシリンダロッド１１６に結合された第一のセンサから第一のセンサデータを受信し、第二のシリンダロッド１１８（または第二のステアリングアーム１２２）に結合された第二のセンサから第二のセンサデータを受信してもよい。故障検出コントローラ１２６は、第一のセンサデータからの第一のステアリング角および第二のセンサデータからの第二のステアリング角を判定してもよい。第一のステアリング角および運動学的データ１３６を使用して、故障検出コントローラ１２６は、第二のシリンダロッド１１８に関連付けられた、予測または予想されるステアリング角を判定しうる。この予想されるステアリング角は、測定されたとき（すなわち、第二のセンサデータを介して）実際の第二のステアリング角１３４と比較されうる。予想されるステアリング角および第二のステアリング角１３４（測定時）が特定の閾値内である場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していることを示すことができる。しかしながら、予想されるステアリング角および第二のステアリング角１３４が特定の閾値内にない場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していないことを示しうる。追加的に、または代替的に、場合によっては、第二のステアリング角１３４および運動学的データ１３６を使用して、故障検出コントローラ１２６は、第一のシリンダロッド１１６（または第一のステアリングアーム１２０）に関連付けられた、予測されるまたは予想されるステアリング角を判定しうる。この予想されるステアリング角は、測定されたとき（すなわち、第一のセンサデータを介して）実際の第一のステアリング角１３２と比較されうる。予想されるステアリング角および第一のステアリング角１３２が特定の閾値内にある場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していることを示すことができる。しかしながら、予想されるステアリング角および第一のステアリング角１３２が特定の閾値内にない場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していないことを示しうる。

一部の例では、故障検出コントローラ１２６はまた、測定されたステアリング角を、指示されたレベルのステアリングと比較してもよい。例えば、ステアリング動作の間、オペレータは、所望の量のステアリングに関連付けられたコマンドを提供しうる。これらのコマンドは、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の作動を制御する信号として提供されうる。さらに、信号は、機械１００の特定のステアリング角と相関してもよい。一部の例では、ステアリング角は、機械の方向、速度、重量バランス、負荷、および／または制動とともに判定されてもよく、またはそれらと関連付けられてもよい。故障検出コントローラ１２６は、指示されたステアリング角（またはステアリングの量）を、測定されたステアリング角と比較しうる。例えば、第一のシリンダロッド１１６が、指示されたステアリング角に関連付けられた特定の長さに作動する場合、この角度は、測定された第一のステアリング角と比較されうる。閾値差がその間に存在する場合、これは、故障したステアリングアセンブリ１０２を示しうる。

一部の例では、センサ１２８は、静電容量式センサ、ホール効果センサ、渦電流センサ、圧電センサ、フォトダイオード、またはそれらの任意の組み合わせを含みうる。センサ１２８は、液体の侵入に耐えるために環境的に堅牢であり、泥、埃、岩、塵、氷、雪などの機械１００の環境に耐えることができる。センサ１２８は、環境条件からセンサ１２８を封止するためのシール、ガスケット、またはブッシングを含みうる。本明細書で論じるように、センサ１２８は、機械１００のロールおよびピッチの動きを隔離して、ステアリング角を測定することができる。さらに、一部の例では、センサ１２８は、ビット当たり０．０３５度以上の回転のステアリング解像度を含みうる。さらに、センサ１２８、またはセンサ１２８によって報告されるセンサデータ１３０は、単調であってもよい。このように、測定されたステアリング角は、増加または減少のいずれかであってもよい。

本明細書に記載されるように、センサ１３４は、ステアリング構成要素の相対回転を感知する。センサデータは、多くの用途で使用することができる。例えば、本明細書に詳述されるように、センサ出力は、ステアリングシステムの故障を識別し、例えば、ステアリングフィードバックループでフィードバックを提供し、および／または（例えば、制御補助、警告、コーチング、もしくは類似のものとして振動または抵抗を提供することによって）触覚フィードバックシステムを実装するように考慮されうる。例えば、これらの機能の一部またはすべてを実装するために正確な角度測定が必要とされてもよく、場合によっては、ビット当たり０．０３５度以上の回転の解像度が必要とされてもよい。例えば、限定されるものではないが、触覚フィードバックシステムは、オペレータに連続的な範囲の触覚フィードバックを提供し、フィードバックにおける経験した急激な動きを排除するために、ビット当たり０．０３５度の回転忠実度を有するセンサデータを要求しうる。

センサ１２８は、修理時間およびコストを低減するために、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の外部にそれぞれ位置してもよい。本明細書で論じるように、センサ１２８は、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８が、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２にそれぞれ結合する、回転点の上方に垂直に取り付けられてもよい。一部の例では、センサ１２８は、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８をそれぞれ第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２に結合するピンの上方に取り付けられうる。

センサ１２８の取付は、以下でさらに説明される隔離機構など、ステアリング角に対する望ましくない影響を隔離するように構成された機構を含みうる。例えば、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のロール（第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８を第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２にそれぞれ結合するボールジョイントの周り）は、ステアリング角に望ましくない影響を及ぼしうる。さらに、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のピッチ（サスペンションシステムの圧縮および伸張による）は、ステアリング角に望ましくない影響を与えうる。機構は、障害の検出、ステアリング制御、および触覚フィードバックの際の使用のために、ステアリング角が正確に判定されるように、これらの動きを隔離しうる。一部の例では、これは、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の端部の上方のセンサ１２８を、第一のステアリングアーム１２０および第二のステアリングアーム１２２にそれぞれ配置し、センサ１２８を第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の端部に結合することによって、部分的に達成されうる。

一部の例では、センサ１２８は、第一のシリンダロッド１１６と第二のシリンダロッド１１８のストローク長をそれぞれ測定して、運動学的変形を通してステアリング角を判定してもよい。すなわち、第一のシリンダロッド１１６のストローク長と第二のシリンダロッド１１８のストローク長との間の運動学的データ１３６、または運動学的関係は、第一のステアリングアーム１２０と第二のステアリングアーム１２２のステアリング角を測定するために使用されうる。さらに、第一のタイロッド１１２および第二のタイロッド１１４は、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８の長さを物理的に制限しうる。したがって、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８のストローク長は、ステアリング角と相関しうる。

故障検出システム１２４は、通知、表示、または他の警報１４０を出力するように機能する警報コントローラ１３８を含んでもよい。例えば、故障検出コントローラ１２６は、警報コントローラ１３８と通信してもよく、それに応答して、警報コントローラ１３８は、一つまたは複数の警報１４０を出力してもよい。アラート１４０は、ステアリングアセンブリ１０２内、および／またはステアリングアセンブリ１０２の特定の構成要素（例えば、第一のタイロッド１１２）内の故障の検出を示しうる。例として、第一のシリンダロッド１１６が破損した場合、第一のシリンダロッド１１６の予想されるステアリング角と測定されたステアリング角は異なっていてもよい（または閾値差であってもよい）。これは、故障を示す警報１４０をトリガしてもよく、それに応じて、オペレータは機械１００を停止させてもよい。機械１００が遠隔制御される場合、警報１４０は、一つまたは複数の自動行動（例えば、停止）をトリガするか、または一つまたは複数の行動をとるため遠隔オペレータに通知する働きをし得る。一部の例では、警報１４０は、可聴（例えば、一連のビープ）、視覚（例えば、光、表示など）、触覚（例えば、振動）などでありうる。また、警報１４０は、オペレータステーション内のユーザインターフェース（ＵＩ）上に出力される情報であってもよい。例えば、警報１４０は、ステアリングアセンブリ１０２の一つまたは複数の構成要素の故障を示し、ステアリングアセンブリ１０２のメンテナンスをスケジュールするなど、ＵＩ上の表示出力であってもよい。

故障検出システム１２４は、さらに、移動コントローラ１４２を含んでもよい。一部の例では、ステアリングアセンブリ１０２での故障の検出に基づいて、機械１００および／または、の動きは、制限または別様に制御されうる。移動コントローラ１４２は、機械１００の動きを抑制、制動、または防止するように構成されうる。例えば、故障検出コントローラ１２６が故障を判断した場合、移動コントローラ１４２は、機械１００に制動を付与する、および／または機械１００（例えば、エンジン）の構成要素の電源を切断しうる。一部の例では、故障検出コントローラ１２６は、移動コントローラ１４２に、ステアリングアセンブリ１０２（または機械１００の構成要素）へのさらなる損傷を防止するために、機械１００の動きを抑制または制限するよう指示してもよい。追加的に、または代替的に、移動コントローラ１４２は、警報コントローラ１３８によって出力される警報１４０に基づいて、機械１００の動きを抑制または制限するようにトリガされうる。

一部の例では、機械１００は、遠隔コンピューティングデバイスまたは遠隔システム１４４に通信可能に結合してもよい。機械１００は、ネットワーク１４６を介して遠隔システム１４４と通信してもよい。ネットワーク１４６は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）などのより大規模なネットワーク、またはインターネットなどのネットワークの集合でありうる。ＴＣＰ／ＩＰなどのネットワーク通信（例えば、無線機器間通信プロトコル）用のプロトコルを使用して、ネットワーク１４６を実装しうる。

ネットワークインターフェース１４８は、遠隔システム１４４とネットワーク１４６を介して機械１００が通信することを可能にし得る。ネットワークインターフェース１４８は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組み合わせを含んでもよく、任意の様々なプロトコルベースの通信、ならびに任意の様々な有線および／または無線ポート／アンテナを可能にするためのソフトウェアドライバを含んでもよい。例えば、ネットワークインターフェース１４８は、ＷｉＦｉ、セルラー方式無線、無線（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１ｘベース）インターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェース、およびこれに類するもののうちの一つまたは複数を含んでもよい。

一部の例では、遠隔システム１４４は、一つまたは複数のサーバとして実装されてもよく、一部の例では、インターネットなどのネットワーク１４６を介して維持およびアクセス可能な、プロセッサ、ストレージ、ソフトウェア、データアクセスなどのコンピューティングインフラとして実装されるネットワークアクセス可能なコンピューティングプラットフォームの一部を形成してもよい。クラウドベースのシステムは、サービスを提供するシステムの物理的位置および構成のエンドユーザの知識を必要としない場合がある。例えば、遠隔システム１４４は、機械１００（例えば、作業現場）の環境内に位置してもよく、および／または環境から遠隔に位置してもよい。遠隔システム１４４に関連する一般的な表現としては、「オンデマンドコンピューティング」、「サービスとしてのソフトウェア（ＳａａＳ）」、「プラットフォームコンピューティング」、「ネットワークアクセス可能なプラットフォーム」、「クラウドサービス「、「データセンタ」などが挙げられる。

本明細書に記載される例のいずれにおいても、故障検出システム１２４の機能は、特定の動作が機械１００によって実行され、他の動作が遠隔システム１４４で実行されるように分散されうる。例えば、遠隔システム１４４が、機械１００をはるかに超える計算能力を有してもよいことを考えると、遠隔システム１４４は、ステアリングアセンブリ１０２での故障を正確に判定するために、センサデータ１３０からパターンを判定しうる。こうした例では、センサ１２８は、ステアリング角を示すセンサデータ１３０を生成してもよく、センサデータ１３０は、遠隔システム１４４に送信されてもよい。これに応答して、遠隔システム１４４は、ステアリングアセンブリ１０２の障害を判定する際に使用するため、ステアリング角を比較して、センサデータ１３０を分析してもよい。遠隔システム１４４が障害を判定した場合、遠隔システム１４４は、出力のために警報１４０を機械１００に送り返しうる。追加的に、または代替的に、遠隔システム１４４は、警報１４０を出力するために遠隔オペレータと通信してもよい。さらに、遠隔システム１４４は、移動コントローラ１４２を介して動きを抑制または停止するように機械１００に指示しうる。したがって、遠隔システム１４４は、機械１００の動作を制御してもよく、および／またはステアリングアセンブリ１０２の障害を判定してもよい。

特定の構成要素を含むものとして図示されているが、機械１００は、位置センサ（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ））、空調システム、加熱システム、衝突回避システム、カメラなどのうちの一つまたは複数など、オペレータステーション内の任意の数の他の構成要素をさらに含みうる。これらの構成要素および／またはシステムは、発電機（図示せず）と共にエンジンによって駆動される直流（ＤＣ）電源および／またはインバータ（図示せず）、エンジンおよび発電機によって駆動される交流（ＡＣ）電源を使用することなど、任意の適切な機構によって、ならびに／あるいはエンジンへの機械的結合によって駆動される。機械１００は、それらの動作を制御するために、構成要素および／またはシステムに通信可能に結合するコントローラを含みうる。

機械１００、機械１００のコントローラまたはモジュール（例えば、故障検出コントローラ１２６）は、プロセッサおよび／またはメモリを含みうる。プロセッサは、メモリに格納された動作を実行しうる。存在する場合、プロセッサは、マルチプロセッサおよび／またはマルチコアを有するプロセッサを含んでもよい。さらに、プロセッサは、異なる種類の一つまたは複数のコアを備えてもよい。例えば、プロセッサは、アプリケーションプロセッサユニット、グラフィック処理ユニットなどを含みうる。一つの実装形態では、プロセッサはマイクロコントローラおよび／またはマイクロプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または当技術分野で既知の他の処理ユニットもしくはコンポーネントを含みうる。代替的に、または追加的に、本明細書に機能的に記述されたものは、少なくとも部分的に、一つまたは複数のハードウェア論理コンポーネントによって実施されうる。例えば、限定されないが、使用されうる例示的な種類のハードウェア論理コンポーネントには、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップシステム（ＳＯＣ）、複雑なプログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）などが含まれる。さらに、プロセッサの各々は、プログラム構成要素、プログラムデータ、および／または一つまたは複数のオペレーティングシステムを格納しうる、独自のローカルメモリーを有しうる。

メモリは、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム構成要素、または他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法または技術で実装された、揮発性および不揮発性メモリ、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体を含みうる。こうしたメモリには、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）またはその他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気記憶装置、ＲＡＩＤストレージシステム、あるいは所望の情報を格納するために使用することができ、かつコンピューティングデバイスによってアクセスできる任意の他の媒体が含まれうるが、これらに限定されない。メモリは、メモリ上に格納された命令を実行するプロセッサによってアクセス可能な任意の利用可能な物理媒体であってもよい、コンピュータ可読記憶媒体（ＣＲＳＭ）として実装されてもよい。一つの基本的な実装形態では、ＣＲＳＭは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびフラッシュメモリを含みうる。他の実装形態では、ＣＲＳＭは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または所望の情報を格納するために使用することができ、プロセッサによってアクセスすることができる任意の他の有形媒体を含みうるが、これらに限定されない。

機械１００および／または遠隔システム１４４は、ステアリングアセンブリ１０２の故障を判定するための構成要素を含みうる。機械１００および遠隔システム１４４は、機械の遠隔制御、およびデータの伝送を可能にするために、互いに通信可能に結合しうる。故障が検出される場合、警報１４０は出力されてもよく、および／または機械１００の動きは制限されてもよい。障害の判定に使用されるセンサ１２８は、修理コスト、時間、および労力を低減するために、シリンダロッドの外部に位置しうる。次いで、機械１００は、可用性を増加させていてもよい。

図２は、ステアリングアセンブリ１０２の部分詳細図を示す。具体的には、図２は、第一のタイロッド１１２、第一のシリンダロッド１１６、および第一のステアリングアーム１２０などの、ステアリングアセンブリ１０２の一方の側面を示す。しかしながら、本明細書の考察は、ステアリングアセンブリ１０２の一方の側面に関するが、第二のタイロッド１１４、第二のシリンダロッド１１８、および第二のステアリングアーム１２２は同様に機能しうることが理解されるべきである。さらに、図２は、中央リンク１１０と第一のシリンダロッド１１６が結合するフレーム１０４を省略する。

第一のタイロッド１１２は、中央リンク１１０に結合された第一の端部２００と、第一のステアリングアーム１２０に結合された第二の端部２０２とを含んで示される。一部の例では、第一の端部２００は、中央リンク１１０内のそれぞれのチャネルまたは通路を通して配置されるピンを介して、中央リンク１１０および第一のタイロッド１１２（例えば、ロッドアイ）に結合してもよい。さらに、ベアリング（例えば、球状形状のベアリング、ナックル、ジョイントなど）は、第一のタイロッド１１２の旋回可能な動きを補助しうる。同様に、第二の端部２０２は、第一のステアリングアーム１２０内のそれぞれのチャネルまたは通路を通して配置されるピンを介して、第一のステアリングアーム１２０および第一のタイロッド１１２（例えば、ロッドアイ）に結合してもよい。ベアリングは、第一のタイロッド１１２の旋回可能な動きを補助しうる。一部の例では、第一のタイロッド１１２は、長さを調整してもよい。

第一のシリンダロッド１１６は、フレーム１０４（図２には図示せず）に結合するように構成された第一の端部２０４と、第一のステアリングアーム１２０に結合された第二の端部２０６とを含む。一部の例では、第一の端部２０４は、フレーム１０４内のそれぞれのチャネルまたは通路を通して配置されるピンを介して、フレーム１０４および第一のシリンダロッド１１６に結合してもよい。さらに、ベアリング（例えば、球状形状のベアリング）は、フレーム１０４の周りの、またはフレーム１０４に対する第一のシリンダロッド１１６の旋回可能な動きを補助しうる。同様に、第二の端部２０６は、第一のステアリングアーム１２０内のそれぞれのチャネルまたは通路を通して配置されるピンを介して、第一のステアリングアーム１２０および第一のシリンダロッド１１６に結合してもよい。ベアリングは、第一のシリンダロッド１１６の旋回可能な動きを補助しうる。さらに、図１に関連して上述したように、第一のシリンダロッド１１６は、シリンダ部分およびロッド部分を含みうる。ロッド部分は、空気または油圧を使用して機械１００をステアリングするためのシリンダ部分から様々な長さで伸張しうる。一部の例では、シリンダ部分は、フレーム１０４または第一のステアリングアーム１２０に結合してもよく、ロッド部分は、フレーム１０４または第一のステアリングアーム１２０に結合してもよい。

第一のシリンダロッド１１６は、第一のシリンダロッド１１６の長さに沿って、第一の端部２０４と第二の端部２０６との間に第一のシリンダロッド１１６を中心において貫通する長手方向軸２０８を含んで示される。一部の例では、機械１００が動くと、または第一のシリンダロッド１１６が機械１００を方向付けるように作動すると、第一のシリンダロッド１１６は、長手方向軸２０８の周りの回転（例えば、ロール、ねじれなど）を経験しうる。一部の例では、第一のシリンダロッド１１６のシリンダ部分および／またはロッド部分は、回転移動を経験しうる。第一のシリンダロッド１１６をフレーム１０４および第一のステアリングアーム１２０に結合するベアリングは、この回転移動を支援または許可しうる。部分的には、回転移動は、機械１００の不均等な地形上を走行する結果として、または第一のシリンダロッド１１６が伸張または収縮するように作動するときに経験されうる。

第一のステアリングアーム１２０は、ばね、支柱、またはダンプナーなどの機械１００のサスペンション構成要素２１０に結合してもよい。サスペンション構成要素２１０は、機械１００のオペレータに快適さを提供し、および／または動作中に機械１００の制御を維持するのを支援しうる。サスペンション構成要素２１０は、機械１００に垂直変位（Ｙ方向）を許容しうる。示されるように、サスペンション構成要素２１０は、第一のタイロッド１１２および第一のシリンダロッド１１６が第一のステアリングアーム１２０に結合する位置からオフセットされた位置で、第一のステアリングアーム１２０に結合してもよい。サスペンション構成要素２１０は、ピッチ移動（例えば、Ｙ方向）を第一のシリンダロッド１１６に付与しうる。例えば、サスペンション構成要素が伸長および収縮するとき、第一のシリンダロッド１１６は、機械１００の移動と共に上下に移動してもよい。こうした例では、第一のシリンダロッド１１６は、伸張または収縮してもよい。

一部の例では、第一のステアリングアーム１２０は、第一のステアリングアーム１２０上の主旋回点を表すキングピン２１６を含みうる。キングピン２１６は、ホイール、または第一のステアリングアーム１２０に結合されたホイールが回転する軸として機能しうる。

ブラケット２１２は、第一のステアリングアーム１２０に結合されて示される。ブラケット２１２は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６に対するセンサを配置し、センサは、第一のステアリングアーム１２０に対する第一のシリンダロッドの角度変位を測定するように構成される。例えば、ブラケット２１２は、複数の側面または表面を含めて示されており、これは概してＵ字型を形成しうる。図３を参照して以下でより詳細に論じるように、ブラケット２１２は、第一のステアリングアーム１２０の底部に結合する第一の表面、第一の表面から（例えば、Ｙ方向に）延在する第二の表面、および第二の表面から延在する第三の表面を含みうる。第三の表面は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上方に垂直にセンサ１２８内にセンサを配置してもよい。例えば、センサは、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６および第一のステアリングアーム１２０を通して配置されるピンの上方に垂直に配置されてもよい。本明細書で論じるように、センサの一部はまた、第一のステアリングアーム１２０に対する第一のシリンダロッド１１６の角度変位を測定するために、第一のシリンダロッド１１６に結合してもよい（例えば、第一のステアリング角１３２を判定するため）。さらに、示されるように、センサは、第一のシリンダロッド１１６の外部に、すなわち非一体で位置してもよい。これにより、より少ない時間で、および／または低減されたコストで、センサの交換が可能となりうる。

一部の例では、センサは、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８と位置合わせされてもよい。これにより、第一のステアリング角１３２の正確な測定が可能となりうる。さらに、センサは、第一のステアリングアーム１２０の軸２１４と位置合わせされてもよい。一部の例では、軸２１４は、第一のステアリングアーム１２０の中心位置に沿って延在してもよく、第一のシリンダロッド１１６が第一のステアリングアーム１２０に結合する点を通して配置されてもよい。言い換えれば、軸２１４は、第一のシリンダロッド１１６が第一のステアリングアーム１２０（例えば、ピン）に結合する第一の回転点、および第一のステアリングアーム１２０のキングピン２１６に関連付けられた第二の点（キングピン２１６によって画定される回転軸を通して）を通して配置されてもよい。すなわち、軸２１４は、第一のシリンダロッド１１６を第一のステアリングアーム１２０に結合するピンの中心まで、キングピン２１６の中心を通って延在する。

センサは、長手方向軸２０８と軸２１４との間に配置される第一のステアリング角１３２を測定することができる。図２では、第一のステアリング角１３２は、長手方向軸２０８と軸２１４との間に延在して示されている。機械１００が動作し、第一のシリンダロッド１１６が伸張または収縮するとき、第一のステアリング角１３２は増加または減少してもよく、センサは第一のステアリング角１３２を測定することができる。第一のシリンダロッド１１６を伸長すると、単調な関係を有する角度が生じる。本明細書で論じるように、ブラケット２１２およびセンサ配置は、角度変位のみを、例えば、第一のステアリング角１３２を判定するため、ｙ軸の周りの回転を測定するために、サスペンション構成要素の動き（例えば、Ｙ方向に垂直に）および／または第一のシリンダロッド１１６の回転（例えば、Ｘ軸の周り）を隔離しうる。その際、センサは、ステアリングアセンブリ１０２の障害を判定する故障検出コントローラ１２６が使用するため第一のステアリング角１３２を正確に測定しうる。

ブラケット２１２の特定の形状または設計が示されているが、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８上にセンサを設置するため他のブラケットが含まれうる。例えば、他のブラケットは、長手方向軸２０８上にセンサを設置してもよく、センサの一方の部分が第一のステアリングアーム１２０と静止したままであり、センサの別の他方の部分が第一のシリンダロッド１１６の回転を追跡する（本明細書で論じるように）。

図３は、ステアリングアセンブリ１０２の構成要素を示すためにホイール１０６が省略された、ステアリングアセンブリ１０２の詳細図を示す。上述のように、第一のタイロッド１１２および第一のシリンダロッド１１６は、第一のステアリングアーム１２０に結合してもよい（例えば、球状ベアリングを通して配置されるピンを介して）。

ブラケット２１２は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上方（例えば、Ｙ方向）にセンサを垂直に配置するための複数の側面または表面を含みうる。例えば、ブラケット２１２の第一の表面３００（例えば、底部）は、第一のステアリングアーム１２０の底面３０２に結合してもよい。第二の表面３０４（例えば、側面）は、第一の表面３００から、第一のステアリングアーム１２０の外部（または側面）の周りに延在してもよい。例えば、示されるように、第二の表面３０４は、第一の表面３００から、第一のステアリングアーム１２０の上面３０６に向かう方向に（例えば、Ｙ方向）延在してもよい。さらに、示されるように、第一のタイロッド１１２および第一のシリンダロッド１１６は、上面３０６に沿って、または上面３０６で、第一のステアリングアーム１２０に結合してもよい。さらに、ブラケット２１２は、第二の表面３０４から、第一のステアリングアーム１２０（Ｘ方向）の上に延在する第三の表面３０８を含む。第三の表面３０８を第一のステアリングアーム１２０の上に配置するか、または上面３０６の上方に配置することで、センサを第一のシリンダロッド１１６の上方に垂直に配置することができる。

一部の例では、センサは、第一のステアリングアーム１２０に対して第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６のピン、または回転点とセンサが同心であるように、第三の表面３０８に結合してもよい。一部の例では、プレートまたはフランジは、第三の表面３０８に結合してもよい（例えば、締め具、溶接などを介して）。ここで、センサは、センサが第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上に、フランジと第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６との間であるように、フランジに結合してもよい。さらに、本明細書で論じるように、第一のシリンダロッド１１６は、上下に（例えば、Ｙ方向に）移動してもよく、または回転（例えば、その長手方向軸の周り）してもよいので、センサの位置は、これらの影響の影響を受けることなく、第一のシリンダロッド１１６の回転変位（例えば、Ｙ軸の周り）を判定することを可能にする。そうすることで、センサは、故障を検出する故障検出コントローラ１２６（および／またはステアリングコントローラ）による使用のため、第一のステアリング角１３２を正確に測定しうる。

図４は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上方に配置されたセンサ４００を示す詳細図を示す。図４の構成要素の一部は、他の構成要素の前方または後方のそれらの位置を示すために破線で示されている。図４は、第一のタイロッド１１２、第一のシリンダロッド１１６、および／または第一のステアリングアーム１２０などのステアリングアセンブリ１０２の構成要素の部分図を示す。さらに、図４では、ブラケット２１２の一部分は、センサ４００、またはステアリングアセンブリ１０２の追加の構成要素を示すために透明として示されている。

上述のように、ブラケット２１２は、第一のステアリングアーム１２０に結合して、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上方に第三の表面３０８を配置してもよい。例えば、図４では、第二の表面３０４は、第一のステアリングアーム１２０の側面に沿って延在して示され、第三の表面３０８は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上に延在する。さらに、図４は、ブラケット２１２に（例えば、第三の表面３０８で）結合された（例えば、締め具を介して）フランジ４０２を示す。示されるように、センサ４００は、フランジ４０２に結合してもよい。しかしながら、一部の例では、第三の表面３０８は、センサ４００を受けるのに十分なサイズであってもよく、こうした例では、フランジ４０２は省略されてもよい。

センサ４００は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の上方（例えば、Ｙ方向）に垂直に配置されてもよい。一部の例では、センサ４００の中心は、位置合わせされてもよく、またはセンサ４００は、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６の回転中心４０４と垂直に位置合わせされてもよい。例えば、第一のシリンダロッド１１６は、機械１００のステアリング中に回転中心４０４の周りを回転してもよい。一部の例では、回転中心４０４は、第一のシリンダロッド１１６を第一のステアリングアーム１２０に結合するピンの点と関連付けられてもよい。そうすることで、センサ４００は、第一のステアリング角１３２を測定することができる。この位置で、センサ４００は、ステアリングアセンブリ１０２内の構成要素の破損または故障を判定する際に使用する角度を検出しうる。

センサ４００は、アーム４０６を含んでもよく、またはアーム４０６に動作可能に結合してもよい。アーム４０６は、トグルリンク（図５により詳細に示され、以下で論じる）に結合してもよい。トグルリンクは、第二の端部２０６で第一のシリンダロッド１１６に連結してもよい。そうすることで、第一のシリンダロッド１１６が回転すると、トグルリンクが対応して移動しうる。この動きはアーム４０６に付与されてもよく、次に、センサ４００は、第一のステアリング角１３２（例えば、Ｙ軸の周り）を測定するために、アーム４０６の変位を測定することができる。このように、アーム４０６は、第二の端部２０６で第一のシリンダロッド１１６に結合することによって、第一のシリンダロッド１１６の動きまたは回転と共に移動しうる。さらに、センサ４００は、第一のシリンダロッド１１６の回転移動（Ｘ軸を中心に）または第一のステアリングアーム１２０の垂直移動（Ｙ方向）から隔離されてもよい。これらの動きは、測定された場合、第一のステアリング角１３２に影響を与え、第一のステアリング角１３２の不適切な測定をもたらしうる。しかしながら、センサ４００を隔離することによって、第一のステアリング角１３２を正確に測定することができる。すなわち、ブラケット２１２が第一のステアリングアーム１２０に結合するので、センサ４００は、サスペンション構成要素２１０の変位と共に垂直に並進してもよい。さらに、センサ４００は、第一のステアリング角１３２に影響を与えうる回転移動（Ｘ軸の周り）を検出することを避けるために、第一のシリンダロッド１１６の外部に位置する。一部の例では、センサ４００、ブラケット２１２、および／またはフランジ４０２は、回転中心４０４の上方またはピンの上方にセンサ４００を実質的に位置合わせする調整機構を含みうる。

センサ４００は、ブラケット２１２（またはフランジ４０２）と第一のシリンダロッド１１６との間に配置されるためロープロファイルを含みうる。一部の例では、センサ４００は、十分な量の角回転を含みうる。一例として、センサ４００は、１１０度の角回転を測定してもよい。センサ４００は、ビット当たり０．０３５度以上の回転のステアリング解像度を含みうる。このレベルの解像度は、オペレータが望ましくないトルクリップリングまたはステアリングホイールもしくはジョイスティックからの振動入力を経験することなく、触覚フィードバックを制御しうる。

図５は、センサ４００および第一のシリンダロッド１１６を含む、図４に図示した構成要素の上面図である。図５では、ブラケット２１２は、ステアリングアセンブリ１０２のセンサ４００を含む構成要素をより良く図示するために、隠された線で示されている。

図４に上述したように、センサ４００は、フランジ４０２またはブラケット２１２の第三の表面３０８に結合してもよい。さらに、アーム４０６は、センサ４００に結合し、回転中心４０４から離れた方向に、またはアーム４０６から半径方向外側に延在する。アーム４０６は、トグルリンク５００に結合する。トグルリンク５００は、アーム４０６に（例えば、ジョイントおよび締め具を介して）旋回可能に結合された近位端５０８と、第一のシリンダロッド１１６に（例えば、ジョイントおよび締め具を介して）旋回可能に結合された遠位端５１０とを含む。より具体的には、トグルリンク５００は、アーム４０６に結合された第一の部分５０２と、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６に結合された第二の部分５０４とを含みうる。第一の部分５０２および第二の部分５０４は、互いに動作可能に結合してもよい。より具体的には、第一の部分５０２および第二の部分５０４は、取り付けを維持しながら、互いに対して移動するように構成されうる。さらに、示されるように、第二の部分５０４は、締め具５０６を介して第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６に結合してもよい。一部の例では、第二の部分５０４は、それを通して締め具５０６が、第一のシリンダロッド１１６に対して第二の部分５０４の旋回可能な移動を可能にするように配置される、球状端部、またはジョイント（例えば、ボールジョイント）を含んでもよい。トグルリンクの追加の詳細および特徴は、図６を参照して以下に説明される。

「トグルリンク」と呼ばれるが、「トグルリンク」はより一般的にはリンクを表しうる。さらに、トグルリンク５００は二つの部分を含むとして示されているが、トグルリンク５００または他のリンクは、Ｙ軸の周りの回転を他のピッチ／ロールの動きから隔離するためのより多くの部分またはより少ない部分を含みうる。

トグルリンク５００をアーム４０６に結合することにより、センサ４００によって感知される第一のシリンダロッド１１６の回転移動が可能となる。すなわち、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６が回転すると、トグルリンク５００は、トグルリンク５００の結合を介して、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６へ対応するように移動しうる。センサ４００は、長手方向軸２０８と軸２１４との間で測定されるように、第一のステアリング角１３２と移動を関連付けうる。さらに、一部の例では、締め具５０６は、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８と位置合わせされてもよい。これにより、トグルリンク５００が、第一のシリンダロッド１１６と対応するように移動し、第一のステアリング角１３２がセンサ４００によって正確に測定されることが可能になる。

トグルリンク５００は、第一のシリンダロッド１１６のロールおよびピッチの動きを隔離しうる。例えば、トグルリンク５００なしで、センサ４００は、誤解を招くまたは不正確なステアリング角を検出しうる。言い換えれば、センサ４００の位置およびトグルリンク５００のセンサ４００への結合は、アーム４０６を介して、第一のステアリング角１３２とは関係のない、他の自由度からの干渉（例えば、サスペンション構成要素２１０の垂直変位および／または第一のシリンダロッド１１６のロールおよびピッチ）を及ぼすことを回避しうる。このように、センサ４００は、第一のシリンダロッド１１６のロールによって与えられる影響を低減するために、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６に動作可能に結合しうる。

図６は、ステアリングアセンブリ１０２の部分図を示す。図６では、トグルリンク５００の位置および配向、ならびにトグルリンク５００、アーム４０６、および第一のシリンダロッド１１６の間の連結を示すために、ブラケット２１２が取り外される。

上述のように、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６は、第一のステアリングアーム１２０に旋回可能に結合してもよい。例えば、第二の端部２０６は、それを通してピン６０２が配置されるロッドアイ６００を含みうる。ロッドアイ６００はまた、ピン６０２の周りの第一のシリンダロッド１１６の回転移動を補助するためのベアリングを含んでもよい。例えば、球状ベアリングは、第一のシリンダロッド１１６の回転運動に加えて、第一のシリンダロッド１１６のロールおよびピッチ移動を可能にし得る。締め具６０４（例えば、ナット）は、ピン６０２を第一のステアリングアーム１２０に固定してもよい。その際、第一のシリンダロッド１１６の第二の端部２０６は、第一のステアリングアーム１２０に旋回可能に結合してもよい。ロッドアイ６００（例えば、球状）は、ピン６０２の周りの第二の端部２０６の回転移動を提供しうる。

センサ４００は、フランジ４０２とピン６０２との間に挟まれるように、フランジ４０２に結合する。センサ４００は、アーム４０６を含んでもよく、またはアーム４０６に結合してもよい。示されるように、アーム４０６は、ピン６０２（またはロッドアイ６００の上部）の上方に垂直に配置された位置から、ピン６０２の側面（またはロッドアイ６００の側面）に沿った位置に延在してもよい。トグルリンク５００の第一の部分５０２は、アーム４０６の端部に、アーム４０６がセンサ４００に結合する位置の反対側で結合する。一部の例では、第一の部分５０２は、トグルリンク５００をアーム４０６に結合するために締め具が配置される球状端部またはジョイント（例えば、ボールジョイント）を含みうる。ジョイントは、アーム４０６に対する第一の部分５０２の回転または旋回可能な移動を可能にし得る。

第二の部分５０４は、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８に沿った位置で、ロッドアイ６００に結合する。例えば、締め具５０６（図６には図示せず）は、第二の部分５０４の球状ベアリング６０６を通して配置されてもよい。締め具５０６は、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８と位置合わせされてもよい。より一般的には、トグルリンク５００は、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８と一致する位置または点の周りを自由に旋回することができる。ロッドアイ６００は、締め具５０６を受けるためのレセプタクル（例えば、溝）を含みうる。

トグルリンク５００の第一の部分５０２および第二の部分５０４は、互いに動作可能に結合して、センサ４００によってロッドアイ６００の動きを測定することを可能にし得る。すなわち、第一のシリンダロッド１１６が伸張し、収縮し、それによって機械１００を方向付ける時、トグルリンク５００の第一のシリンダロッド１１６へのカップリングは、アーム４０６に動きを与えうる。アーム４０６の移動、およびアーム４０６のセンサ４００への結合は、第一のステアリング角１３２を判定するために感知されうる。一部の例では、センサ４００は、第一のステアリング角１３２が基準位置に対して第一のシリンダロッド１１６のストロークと共に増加または減少しているかどうかのいずれかを表す、単調な値を出力してもよい。

一部の例では、センサ４００は、第一のステアリング角１３２を測定するためのセンサ４００、アーム４０６、および／またはトグルリンク５００を含む、センサシステムまたはアセンブリを表しうる。さらに、第一のステアリングアーム１２０、または第一のステアリングアーム１２０上に配置されるか、または第一のステアリングアーム１２０に結合された構成要素に関する上記の考察であるが、同様のおよび類似の構成要素は、第二のステアリングアーム１２２上に配置されるか、または第二のステアリングアーム１２２に結合されてもよい。このように、機械１００は、同一位置ではない、または第一の側面および第二の側面（すなわち、互いの反対側）など、機械１００の別個の構成要素上に位置するセンサ１２８を含みうる。

図７は、機械１００のステアリング角を判定する際に使用するための機械１００のステアリング角を判定するためのプロセス７００、および／またはステアリングアセンブリ１０２のより多くの構成要素のうちの一つの故障を示す。本明細書に記載のプロセス７００は、論理フロー図におけるブロックの集合として図示され、一連の動作を表し、その一部またはすべては、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装されてもよい。ソフトウェアの文脈において、ブロックは、一つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、列挙された動作を行うようにプロセッサをプログラムする一つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令は、特定の関数を実行するか、または特定のデータ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含む。ブロックが記述される順序は、特に明記されない限り、制限として解釈されるべきではない。記載されるブロックの任意の数は、任意の順序で、および／または並列に組み合わせて、プロセス７００、または代替プロセスを実施することができ、すべてのブロックを実行する必要はない。議論の目的で、プロセス７００は、例えば、図１～６に関連して記載するものなど、本明細書の例に記載される環境、機械、アーキテクチャ、およびシステムを参照して説明されるが、プロセス７００は、様々な他の環境、機械、アーキテクチャ、およびシステムで実施されうる。

一部の例では、プロセス７００は、機械１００および／または遠隔システム１４４によって行われてもよい。例えば、故障検出システム１２４は、ステアリングアセンブリ１０２のより多くの構成要素のうちの一つの故障を判定するために、遠隔システム１４４に実装されてもよい。

７０２で、故障検出コントローラ１２６は、機械１００の方向付けに関連付けられた第一のステアリング角１３２を判定しうる。例えば、機械１００を方向付けるオペレータに応答して、第一のシリンダロッド１１６および第二のシリンダロッド１１８をそれぞれ伸長および収縮することに関連する、アクチュエータ、コントローラなどにコマンド信号が提供されてもよい。これらのコマンド信号はまた、機械１００に望ましい特定のステアリング角と関連付けられてもよい。例えば、第一のシリンダロッド１１６の第一の作動は、第一のステアリング角と関連付けられてもよく、第二のシリンダロッド１１８の第二の作動は、第二のステアリング角と関連付けられてもよい。一部の例では、ステアリングコントローラは、機械１００のオペレータから入力を受信し、様々な量で方向付けるようにステアリングアセンブリ１０２に指示しうる。

７０４で、故障検出コントローラ１２６は、第一のセンサから、機械１００の第一のステアリング角１３２に対応する第一のデータを受信してもよい。一部の例では、第一のセンサは、機械１００の第一の側面上に配置されてもよく、または第一のシリンダロッド１１６と関連付けられてもよい。第一のセンサは、右側など、機械１００の第一の側面でステアリング角を測定するように配置されてもよい。一部の例では、第一のセンサは、第一のシリンダロッド１１６の回転移動を測定する角度センサに対応してもよい。

７０６で、故障検出コントローラ１２６は、機械１００の第一の側面で、機械１００の第一の測定されたステアリング角１３２を判定しうる。一部の例では、第一の測定されたステアリング角１３２は、第一のシリンダロッド１１６の長手方向軸２０８と軸２１４との間で測定されてもよい。例えば、第一の測定されたステアリング角１３２は、３０度であるように測定されてもよい。

７０８で、故障検出コントローラ１２６は、第一のステアリング角と第一の測定されたステアリング角１３２との間の差を判定しうる。すなわち、指示された通りおよび測定された通り、ステアリング角間の差が判定されうる。一部の例では、この差は、ステアリングアセンブリ１０２の健全性を監視するために、および／またはフィードバックループのために使用されうる。例えば、７０８から、プロセス７００は、追加のステアリング角を判定するために７０２にループしてもよい。

７１０で、故障検出コントローラ１２６は、第一の測定されたステアリング角および運動学的データに少なくとも部分的に基づいて、予想される第二のステアリング角を判定しうる。例えば、故障検出コントローラ１２６は、第一の測定されたステアリング角１３２および運動学的データ１３６を使用して、第二のシリンダロッド１１８に関連付けられた、予測されるまたは予想されるステアリング角を判定しうる。言い換えれば、適切な動作では、ステアリングの範囲全体にわたって、第一のステアリング角および第二のステアリング角は、互いに関連付けられてもよく、特定のステアリング角が予想されうる。第一の測定されたステアリング角１３２が所定の角度を有する場合、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能している場合（すなわち、破損していない）、第二のステアリング角１３４は既知の角度を有するべきである。差異が判定されると、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していないことを示す場合がある。運動学的データ１３６は、第一の測定されたステアリング角１３２の所与の入力に基づいて、予想される第二のステアリング角を示しうる。

７１２で、故障検出コントローラ１２６は、第二のセンサから、機械１００のステアリング角に対応する第二のデータを受信してもよい。一部の例では、第二のセンサは、機械１００の第二の側面上に配置されてもよく、または第二のシリンダロッド１１８と関連付けられてもよい。第二のセンサは、左側など、機械１００の第二の側面でステアリング角を測定するように配置されてもよい。一部の例では、第二のセンサは、第二のシリンダロッド１１８の端部の回転移動を測定する角度センサに対応してもよい。

７１４で、故障検出コントローラ１２６は、機械１００の第二の側面で、機械１００の第二の測定されたステアリング角１３４を判定しうる。例えば、第二のデータに基づいて、故障検出コントローラ１２６は、第二の測定されたステアリング角１３４を判定しうる。一部の例では、第二のステアリング角１３４は、第二のシリンダロッド１１８の第二の長手方向軸と、第二のステアリングアーム１２２（第一の軸２１４に対応する）に沿った第二の軸との間で測定されてもよい。

７１６で、故障検出コントローラ１２６は、予想される第二のステアリング角が第二の測定されたステアリング角１３４と異なるかどうかを判定しうる。例えば、故障検出コントローラ１２６は、７１４で判定されるように、第二のステアリング角１３４を、予想される第二のステアリング角と比較してもよい。例えば、予想される第二のステアリング角および第二の測定されたステアリング角１３４が特定の閾値内にある場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していることを示すことができる。しかしながら、第二の予想されるステアリング角および第二の測定されたステアリング角１３４が特定の閾値内にない場合、これは、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していないことを示しうる。このように、予想される第二のステアリング角および第二の測定されたステアリング角１３４が、異なるかどうかの判定は、閾値に対する差の比較を含みうる。差が閾値量よりも大きい場合、プロセス７００は、「はい」の経路に従い、７１８へ進むことができる。

７１８で、故障検出コントローラ１２６は、一つまたは複数の行動を実行させうる。例えば、第二の測定されたステアリング角１３４と予想される第二のステアリング角が異なっていると判定した結果、故障検出コントローラ１２６は、一つまたは複数の行動を実行させうる。一つまたは複数の行動は、ステアリングアセンブリ１０２への損傷の防止、および／または故障した可能性のあるステアリングアセンブリ１０２のオペレータへの通知に関連付けられうる。

７１８に示されるように、サブ操作７２０および／または７２２を実施することができる。例えば、７１４で、故障検出コントローラ１２６は、ステアリングアセンブリに関連付けられた警報を出力させうる。故障検出コントローラ１２６は、警報１４０の出力を引き起こすために警報コントローラ１３８と通信してもよい。警報１４０は、視覚、触覚、可聴、および／またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。例えば、警報１４０は、機械１００のユーザインターフェース上に出力されてもよく、ステアリングアセンブリ１０２の故障した可能性のある構成要素の警告であってよい。したがって、警報１４０は、故障した可能性のあるステアリングアセンブリ１０２についてオペレータに警告してもよく、これは次に、オペレータに機械１００の電源を切断して、さらなる損傷を回避させうる。

追加的に、または代替的に、７２２で、故障検出コントローラ１２６は、機械１００の動きを修正させうる。例えば、故障検出コントローラ１２６は、機械１００の動きを抑制または制限するために、移動コントローラ１４２と通信してもよい。例えば、移動コントローラ１４２は、制動を付与して機械１００の動きを停止してもよく、および／または機械１００のエンジンの電源を切断してもよい。移動コントローラ１４２によって提供される抑制は、機械１００および／またはステアリングアセンブリ１０２へのさらなる損傷を防止しうる。

別の方法として、７１６で、差が閾値量よりも小さい場合、プロセス７００は、「いいえ」の経路に従って７２４に進みうる。７２４で、故障検出コントローラ１２６は、ステアリングアセンブリに関連付けられた警報の出力を生じさせないことができる。例えば、故障検出コントローラ１２６が、第二の測定されたステアリング角１３４と予想される第二のステアリング角との間の差が閾値差よりも小さいと判定する場合、故障検出コントローラ１２６は、ステアリングアセンブリ１０２が適切に機能していると判定しうる。結果として、故障検出コントローラ１２６は、オペレータに警告すること、および／または機械１００の動きを制御することを控えてもよい。７２４から、プロセス７００は７０２に進み、それによって、故障検出コントローラ１２６は、機械１００のステアリング角およびステアリングアセンブリ１０２の故障の可能性を判定するための追加のセンサデータを受信しうる。

プロセス７００は、故障の場合に行動が実行される特定のシナリオを記述するが、行動は追加の動作によって実行されうる。例えば、センサ１２８が、不規則であるか、または断続的な挙動を含むステアリング角を報告する場合、センサ１２８は、故障でありうる。これは、センサ１２８および／またはステアリングアセンブリ１０２が故障したことを示しうる。さらに、センサ１２８からの信号が故障検出コントローラ１２６によって受信されない場合、または一定の出力が受信される場合、これは、センサ１２８および／またはステアリングアセンブリ１０２が故障したことを示しうる。さらに、プロセス７００は、第二の測定されたステアリング角１３４と、予想される第二のステアリング角のそれとの比較を示すが、プロセス７００は、第一の測定されたステアリング角１３２と、予想される第一のステアリング角のそれと比較するために繰り返してもよい。

プロセス７００が遠隔システム１４４によって実行される場合、または遠隔システム１４４がステアリングアセンブリ１０２の故障を判定する場合、遠隔システム１４４は、機械１００に指示または別の方法で制御するために機械１００と通信しうる。言い換えれば、機械１００は、遠隔システム１４４（または他のシステムもしくは装置）によって遠隔制御されてもよい。こうした例では、遠隔システム１４４は、ダンプボックス１０８の昇降、機械１００の方向付け、加速などの様々な動作を行うために、機械１００に信号を送信しうる。即時適用に関するため、遠隔システム１４４は、ステアリングアセンブリ１０２が故障した場合、機械１００の制動または機械１００の動きの抑制に関連する信号を送信しうる。さらに、遠隔システム１４４は、故障したステアリングアセンブリ１０２に関連付けられた他のサードパーティに警報を送信しうる。このように、遠隔システム１４４は、センサデータ１３０を受信し、ステアリングアセンブリ１０２の健全性に関する判定を行うために、機械１００に通信可能に結合してもよい。

本開示は、ステアリング制御、および故障を判定すること、またはより一般的には、鉱業用機械（例えば、鉱業用トラック）などの機械１００のステアリングアセンブリの健全性のためのステアリング角センサシステムの使用および方法について記述する。機械１００は、ローカル（例えば、オンボードオペレータ）および／または遠隔（例えば、遠隔ペレータ）で制御されてもよい。ステアリングアセンブリの故障を判定することは、修理時間、コスト、および／または機械１００に付与される追加の損傷を低減するなど、いくつかの利点を提供する。

本明細書に開示されるシステムおよび方法は、機械１００のステアリング角を比較することによって、継続的にステアリングアセンブリの健全性を判定することを可能にする。例えば、センサは、ステアリングアセンブリの上またはその周り、シリンダロッドの外部に配置されてもよい。しかしながら、センサ（例えば、角度センサ）は、例えば、ステアリング角を判定するために、シリンダロッドの端部に動作可能に結合してもよい。シリンダロッドの外部にセンサを設置することで、修理時間とコスト、ならびに製造コストが低減される。例えば、センサが誤作動または破損し、交換が必要となる場合、シリンダロッドと比較して、センサのみを交換することは、よりコスト効率が良い場合がある。さらに、センサは、望ましくない垂直および／または回転の動きを隔離する構成要素を含んでもよい。例えば、センサは、機械１００のサスペンションシステムによって付与されるシリンダロッドの垂直移動またはロール移動を隔離してもよい。これらの動きを隔離することによって、センサは、故障を検出する際に使用する機械１００のステアリング角を正確に測定しうる。

機械１００のシステムおよび方法は、鉱業用トラックの文脈で論じられるが、本明細書で論じるシステムおよび方法は、建設、鉱業、農業、運輸、軍事、それらの組み合わせなど、幅広い産業にわたる多数の機械および車両に適用されうることが理解されるべきである。例えば、本明細書で論じるシステムまたは方法は、コンバインなどの車輪を有する任意の車両、機械、または機器内に実装されうる。

前述の発明は、特定の例に関して記載されているが、本発明の範囲は、これらの特定の例に限定されないことが理解されるべきである。特定の動作要件および環境に適合するように変化するその他の修正および変更は、当業者には明らかとなるため、本発明は、開示の目的で選択された例に限定されず、本発明の真の精神および範囲から逸脱するものではないすべての変更および修正を包含する。

本出願は、特定の構造特徴および／または方法論的作用を有する実施形態を説明しているが、特許請求の範囲は、必ずしも記載される特定の特徴または作用に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、特定の特徴および作用は、単に、本出願の特許請求の範囲に含まれるいくつかの実施形態を例示するに過ぎない。

Claims (10)

1. ステアリングアセンブリ（１０２）であって、
   フレーム（１０４）と、
   第一のステアリングアーム（１２０）と、
   第二のステアリングアーム（１２２）と、
   前記フレーム（１０４）および前記第一のステアリングアーム（１２０）に結合された第一の油圧アクチュエータ（１１６）であって、前記第一の油圧アクチュエータ（１１６）の作動が、前記第一のステアリングアーム（１２０）を前記フレーム（１０４）に対して、および前記第一のステアリングアーム（１２０）に対して旋回させる、第一の油圧アクチュエータ（１１６）と、
   前記第二のステアリングアーム（１２２）に前記フレーム（１０４）に結合された第二の油圧アクチュエータ（１１８）であって、前記第二の油圧アクチュエータ（１１８）の作動が、前記第二のステアリングアーム（１２２）を前記フレーム（１０４）に対して、および前記第二のステアリングアーム（１２２）に対して旋回させる、第二の油圧アクチュエータ（１１８）と、
   前記第一のステアリングアーム（１２０）に対する前記第一の油圧アクチュエータ（１１６）の第一の回転変位（１３２）を測定するように配置された第一の角度センサ（４００）と、
   第一の端部（５０８）で前記第一の油圧アクチュエータ（１１６）に結合され、第二の端部（５１０）で前記第一の角度センサ（４００）に結合された第一のリンク（５００）であって、前記第一のリンク（５００）の前記第一の端部（５０８）が前記第一の回転変位（１３２）以外の動きを隔離するために、前記第一のリンク（５００）の前記第二の端部（５１０）に対して移動可能である、第一のリンク（５００）と、
   前記第二のステアリングアーム（１２２）に対して、前記第二の油圧アクチュエータ（１１８）の第二の回転変位（１３４）を測定するように配置された第二の角度センサ（４００）と、
   第三の端部（５０８）で前記第二の油圧アクチュエータ（１１８）に結合され、第四の端部（５１０）で前記第二の角度センサ（４００）に結合された第二のリンク（５００）であって、前記第二のリンク（５００）の前記第三の端部（５０８）が前記第二の回転変位（１３４）以外の動きを隔離するため、前記第二のリンク（５００）の前記第四の端部（５１０）に対して移動可能である、第二のリンク（５００）と、を備える、ステアリングアセンブリ（１０２）。
2. 前記第一の油圧アクチュエータ（１１６）が、第一の長手方向軸（２０８）に沿って延在し、
   前記第二の油圧アクチュエータ（１１８）が、第二の長手方向軸（２０８）に沿って延在し、
   前記第一のリンク（５００）が、前記第一の長手方向軸（２０８）に沿った点で前記第一の油圧アクチュエータ（１１６）に結合し、
   前記第二のリンク（５００）が、前記第二の長手方向軸（２０８）に沿った点で、前記第二の油圧アクチュエータ（１１８）に結合する、請求項１に記載のステアリングアセンブリ（１０２）。
3. 前記第一の角度センサ（４００）を前記第一のリンク（５００）に結合する第一のアーム（４０６）と、
   前記第二の角度センサ（４００）を前記第二のリンク（５００）に結合する第二のアーム（４０６）と、をさらに備える、請求項１に記載のステアリングアセンブリ（１０２）。
4. 前記第一のリンク（５００）が、前記第一の端部（５０８）を有する第一の部分（５０２）と前記第二の端部（５１０）を有する第二の部分（５０４）であって、前記第一の部分（５０２）と前記第二の部分（５０４）とが、共に旋回可能に結合される、第一の部分（５０２）と第二の部分（５０４）と、を含み、
   前記第二のリンク（５００）が、前記第三の端部（５０８）を有する第三の部分（５０２）と前記第四の端部（５１０）を有する第四の部分（５０４）であって、前記第三の部分（５０２）と前記第四の部分（５０４）とが、共に旋回可能に結合される、第三の部分（５０２）と第四の部分（５０４）と、を含む、請求項１に記載のステアリングアセンブリ（１０２）。
5. 前記第一の角度センサ（４００）を前記第一のステアリングアーム（１２０）の上面（３０６）の上方に配置する、第一のブラケット（２１２）と、
   前記第二の角度センサ（４００）を前記第二のステアリングアーム（１２２）の上面（３０６）の上方に配置する、第二のブラケット（２１２）と、をさらに備える、請求項１に記載のステアリングアセンブリ（１０２）。
6. 機械（１００）であって、
   フレーム（１０４）と、
   前記機械（１００）の第一のホイール（１０６）に結合された第一のステアリングアーム（１２０）と、
   前記機械（１００）の第二のホイール（１０６）に結合された第二のステアリングアーム（１２２）と、
   前記フレーム（１０４）の第一の側面および前記第一のステアリングアーム（１２０）に結合された第一のアクチュエータ（１１６）と、
   前記フレーム（１０４）の第二の側面および前記第二のステアリングアーム（１２２）に結合された第二のアクチュエータ（１１８）と、
   前記第一のアクチュエータ（１１６）に関連付けられた第一の角度変位（１３２）を感知するように構成された第一のセンサ（４００）と、
   前記第一のアクチュエータ（１１６）に結合され、前記第一のアクチュエータ（１１６）の作動に応答して回転するように構成された第一の隔離機構（５００）であって、前記第一の隔離機構（５００）の回転が前記第一のセンサ（４００）によって前記第一の角度変位（１３２）として感知される、第一の隔離機構（５００）と、
   前記第二のアクチュエータ（１１８）に関連付けられた第二の角度変位（１３４）を感知するように構成された第二のセンサ（４００）と、
   前記第二のアクチュエータ（１１８）に結合され、前記第二のアクチュエータ（１１８）の作動に応答して回転するように構成された第二の隔離機構（５００）であって、前記第二の隔離機構（５００）の回転が前記第二のセンサ（４００）によって前記第二の角度変位（１３４）として感知される、第二の隔離機構（５００）と、を備える、機械（１００）。
7. 前記第一の隔離機構（５００）が、前記第一のセンサ（４００）に結合された第一の部分（５０２）と、前記第一のアクチュエータ（１１６）に結合された第二の部分（５０４）とを含む第一のトグルリンクを備え、前記第一の部分（５０２）が、前記第一のセンサ（４００）に対する前記第一のアクチュエータ（１１６）の動きを隔離するために、前記第二の部分（５０４）に対して移動可能であり、
   前記第二の隔離機構（５００）が、前記第二のセンサ（４００）に結合された第三の部分（５０２）と、前記第二のアクチュエータ（１１８）に結合された第四の部分（５０４）とを含む第二のトグルリンクを備え、前記第三の部分（５０２）が、前記第二のセンサ（４００）に対する前記第二のアクチュエータ（１１８）の動きを隔離するために、前記第四の部分（５０４）に対して移動可能である、請求項６に記載の機械（１００）。
8. 前記第一のセンサ（４００）に結合された第一のアーム（４０６）であって、前記第一の部分（５０２）が前記第一のアーム（４０６）を介して前記第一のセンサ（４００）に結合され、前記第一のアーム（４０６）が第一の軸の周りを旋回し、前記第一のセンサ（４００）が前記第一の角度（１３２）を判定するため前記旋回を測定するように構成される、第一のアーム（４０６）と、
   前記第一のセンサ（４００）に結合された第二のアーム（４０６）であって、前記第三の部分（５０２）が前記第二のアーム（４０６）を介して前記第二のセンサ（４００）に結合され、前記第二のアーム（４０６）が第二の軸の周りを旋回し、前記第二のセンサ（４００）が前記第二の角度（１３４）を判定するため前記旋回を測定するように構成される、第二のアーム（４０６）と、をさらに備える、請求項７に記載の機械（１００）。
9. 前記第一のアクチュエータ（１１６）が、第一の長手方向軸（２０８）に沿って延在し、
   前記第二のアクチュエータ（１１８）が、第二の長手方向軸（２０８）に沿って延在し、
   前記第一の隔離機構（５００）が、前記第一の長手方向軸（２０８）に沿った位置で前記第一のアクチュエータ（１１６）に結合し、
   前記第二の隔離機構（５００）が、前記第二の長手方向軸（２０８）に沿った位置で前記第二のアクチュエータ（１１８）に結合する、請求項６に記載の機械（１００）。
10. 第一のブラケット（２１２）が前記第一のステアリングアーム（１２０）に結合し、前記第一のステアリングアーム（１２０）の上面（３０６）の上方に前記第一のセンサ（４００）を配置し、
    第二のブラケット（２１２）が前記第二のステアリングアーム（１２２）に結合し、前記第二のステアリングアーム（１２２）の上面（３０６）の上方に前記第二のセンサ（４００）を配置する、請求項６に記載の機械（１００）。