JP6027292B1 - 作業車両 - Google Patents

Abstract

コントローラ（１０）は、レバースイッチ（２２ａ）により有効状態が選択されており、かつ、メインスイッチ（２３）によりエンジン（７）の始動が指示されたとき、ステアリングレバー（２２）によるステアリングシリンダ（９）の動作を無効状態にする。

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、ホイールローダなどの作業機には、公道や作業現場における走行時のステアリング操作のためのステアリングホイールのほか、短距離走行とステアリング操作を繰り返す作業における効率的なステアリング操作のためのステアリングレバーが設けられている。

ここで、ステアリングレバーの誤作動を防止することを目的として、レバー操作を有効状態にするための複数種類のスイッチを設けることが提案されている。

国際公開２０１４／１８１８９３号明細書

しかしながら、特許文献１の手法では、スイッチの種類を多くするほどステアリングレバーの誤作動を確実に抑えることができるが、レバー操作を有効状態にするための条件が複雑になるため、レバー操作を有効状態にできない理由をオペレータが理解できず混乱してしまうという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、操舵レバーの誤作動を簡便に抑制可能な作業車両を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る作業車両は、操舵レバーと、エンジンと、メインスイッチと、リアフレームと、フロントフレームと、操舵アクチュエータと、レバースイッチと、レバー操舵制御部を備える。メインスイッチはエンジンの始動を指示する。フロントフレームはリアフレームに回動可能に取り付けられる。操舵アクチュエータはフロントフレームとリアフレームの間に取り付けられ、操舵レバーに対する操作状態に応じて動作される。レバースイッチは操舵レバーによる操舵アクチュエータの動作を有効状態または無効状態のいずれかに選択可能である。レバー操舵制御部はレバースイッチにより有効状態が選択されており、かつ、メインスイッチによりエンジンの始動が指示されたとき、操舵レバーによる操舵アクチュエータの動作を無効状態にする。

本発明の第１態様に係る作業車両によれば、エンジンの始動が指示されたときは、操舵レバーによる操舵アクチュエータの動作を無効状態にすることができるため、エンジンの始動時に操舵レバーによる誤作動が発生することを抑制できる。また、エンジンの始動だけをトリガーとしており、作業車両の走行状態やエンジンの運転状態などを監視する必要がないため、操舵レバーの無効化を簡便に実行することができる。

本発明の第２態様に係る作業車両は、第１態様に係り、メインスイッチは、レバー操舵制御部へ電力を供給しない第１位置、レバー操舵制御部へ電力を供給する第２位置またはエンジンの始動を指示する第３位置のいずれかの位置を選択可能である。レバー操舵制御部は、レバースイッチにより有効状態が選択されているときにエンジンが停止した場合において、メインスイッチが第２位置から第３位置に切り換えられたとき、操舵レバーによる操舵アクチュエータの動作を無効状態にする。

本発明の第３態様に係る作業車両は、第２態様に係り、レバー操舵制御部は、レバースイッチにより有効状態が選択されているときにエンジンが停止した場合において、メインスイッチが第２位置から第３位置に切り換えられるまで、操舵レバーによる操舵アクチュエータの動作を有効状態に維持する。

本発明の第３態様に係る作業車両によれば、エンジンの停止後に作業車両が惰性で走行している間は、操舵レバーによる操舵が可能になるため、走行の操作性を向上することができる。

本発明の第４態様に係る作業車両は、第２又は第３態様に係り、レバー操舵制御部は、エンジンの始動を指示する信号を受信したとき、操舵レバーの操作に応じた操舵アクチュエータへの動作指示の出力を停止する。

本発明の第５態様に係る作業車両は、第２又は第３態様に係り、メインスイッチに接続されるバッテリを備える。レバー操舵制御部は、メインスイッチが第２位置から第３位置に切り換えられたとき、バッテリから供給される電力を遮断するリレー回路を備える。

本発明の第５態様に係る作業車両によれば、エンジンの始動が指示されたとき操舵レバーはリレー回路によって自動的に無効化されるため、レバー操舵制御部に操舵レバーの無効化処理を別途実行させる必要がない。

本発明によれば、操舵レバーの誤作動を簡便に抑制可能な作業車両を提供することができる。

ホイールローダの全体構成を示す側面図 運転室の内部構成を説明するための斜視図 図２の矢印Ｚ方向から見た図 メインスイッチの正面図 第１実施形態に係るホイールローダの構成を示すブロック図 ホイールローダの運転状態と操舵レバーの有効・無効状態との関係を説明するための模式図 第２実施形態に係るホイールローダの構成を示すブロック図

１．第１実施形態
（ホイールローダ１の構成）
図１は、本実施形態に係るホイールローダ１の全体構成を示す側面図である。図２は、運転室５の内部構成を説明するための斜視図である。図３は、図２の矢印Ｚ方向から見た図である。

図１に示すように、ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、運転室５、エンジンルーム６及びエンジン７を備える。

車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート構造であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と連結部１３とを有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置される。フロントフレーム１１は、連結部１３を介して、リアフレーム１２に回動可能に取り付けられている。

フロントフレーム１１とリアフレーム１２との間には、ステアリングシリンダ（操舵アクチュエータ）９が取り付けられている。フロントフレーム１１は、ステアリングシリンダ９の伸縮により、リアフレーム１２に対して回動可能に設けられている。ステアリングシリンダ９は、運転室５の内部に設けられるステアリングホイール２１およびステアリングレバー（操舵レバー）２２の操作により、伸縮可能に設けられている。

リアフレーム１２上には、運転室５及びエンジンルーム６が載置される。エンジンルーム６には、エンジン７が収容される。エンジン７の回転数は、エンジン回転数センサ２４により検出される（図５参照）。コントローラ１０は、エンジン回転数センサ２４で検出されたエンジン回転数を受信する（図５参照）。

作業機３は、リフトアーム１５及びバケット１６を有する。リフトアーム１５及びバケット１６は、図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。リフトアーム１５は、基端がフロントフレーム１１に回動自在に支持される。バケット１６は、リフトアーム１５の先端部に回動自在に取り付けられる。

図２及び図３に示すように、運転室５には、オペレータシート１９、ステアリング装置２０及びメインスイッチ（キースイッチ）２３が設けられる。オペレータシート１９は、運転室５に乗降するオペレータが着座して運転操作を行うための座席である。ステアリング装置２０は、フロントフレーム１１をリアフレーム１２に対して回動させることによって車両を操舵するための操舵装置である。ステアリング装置２０が操舵されると、それに応じてステアリングシリンダ９が駆動する。これによって、ホイールローダ１は、ステアリング装置２０の操舵に応じて左右に旋回する。ステアリング装置２０は、ステアリングホイール２１及びステアリングレバー（操舵レバー）２２を含む。

ステアリングホイール２１は、オペレータシート１９の正面に配置される。ステアリングホイール２１は、オペレータが着座した状態で回動操作可能である。ステアリングホイール２１は、主に、公道や作業現場における高速走行時のステアリング操作に用いられる。

ステアリングレバー２２は、オペレータシート１９の側方に配置される。ステアリングレバー２２は、主に、短距離走行とステアリング操作を繰り返す作業におけるステアリング操作に用いられる。ステアリングレバー２２は、オペレータが着座した状態で左右に傾動操作可能である。ステアリングレバー２２は、オペレータによる傾動操作に応じた操舵指示信号を後述するコントローラ１０（図５参照）に送信する。すなわち、ステアリングレバー２２に対する操作状態に応じてステアリングシリンダ９が動作される。

ステアリングレバー２２の左側近傍には、オペレータがステアリングレバー２２の有効状態と無効状態を切り換えるためのレバースイッチ２２ａが設けられている。レバースイッチ２２ａは、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を有効状態または無効状態のいずれかに選択可能である。レバースイッチ２２ａには、例えば押しボタンスイッチやタクタイルスイッチを用いることができるが、これに限られるものではない。

コントローラ１０に電力が供給されている状態において、ステアリングレバー２２が有効状態のときにレバースイッチ２２ａが押下されると、ステアリングレバー２２の無効指示がコントローラ１０に送信される。コントローラ１０に電力が供給されている状態において、ステアリングレバー２２が無効状態のときにレバースイッチ２２ａが押下されると、ステアリングレバー２２の有効指示がコントローラ１０に送信される。オペレータは、レバースイッチ２２ａを用いて操舵したい場合にレバースイッチ２２ａを押下し、レバースイッチ２２ａによる操舵を終了したい場合にレバースイッチ２２ａを再び押下する。

メインスイッチ２３は、ステアリングホイール２１の側方に配置される。メインスイッチ２３は、キーを挿入して操作することで、エンジン７の始動などをコントローラ１０に指示することができる。図４は、メインスイッチ２３の正面図である。メインスイッチ２３は、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、及び第３位置Ｐ３に切り替え可能である。

メインスイッチ２３が第１位置Ｐ１にある場合、ホイールローダ１のバッテリ８（図５参照）から各種電気機器への電力の供給が遮断される。第１位置Ｐ１では、コントローラ１０は作動しない。メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２にある場合、バッテリから各種電気機器への電力の供給が行われる。第２位置Ｐ２では、コントローラ１０が作動する。メインスイッチ２３が第３位置Ｐ３にある場合、エンジン７のスタータモータ７ｂ（図５参照）が作動してエンジン７が始動する。エンジン７が始動すると、メインスイッチ２３は、第３位置Ｐ３から第２位置Ｐ２に切り替わる。エンジン７の駆動中にメインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に切り替わると、エンジン７は停止する。

（コントローラ１０による制御）
図５は、ホイールローダ１の構成を示すブロック図である。

メインスイッチ２３が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に切り換えられると、バッテリ８からコントローラ１０とステアリングレバー２２を含む各種電気機器に電力が供給され、作動する。

コントローラ１０に電力が供給されている場合、コントローラ１０は、レバースイッチ２２ａからステアリングレバー２２の有効指示を受信すると、ステアリングレバー２２を有効化する。ステアリングレバー２２の有効化とは、コントローラ１０がステアリングレバー２２から操舵指示を受信し、かつ、コントローラ１０が操舵指示に応じてステアリングシリンダ９を制御する状態にすることを意味する。従って、ステアリングレバー２２が有効化されると、ステアリングレバー２２からの操舵指示が、コントローラ１０を介して、ステアリングシリンダ９に動作指示として送信される。具体的には、コントローラ１０は、ステアリングシリンダ９を動作させるために、電磁バルブに動作指示に応じた電流を供給してステアリングシリンダ９に作動油を供給する。

コントローラ１０に電力が供給されている場合、コントローラ１０は、レバースイッチ２２ａからステアリングレバー２２の有効指示を受信した後に無効指示を受信すると、ステアリングレバー２２を無効化する。ステアリングレバー２２の無効化とは、コントローラ１０がステアリングレバー２２から操舵指示を受信しない、或いは、コントローラ１０が操舵指示を受信したとしてもステアリングシリンダ９を制御しない状態にすることを意味する。従って、ステアリングレバー２２が無効化されると、ステアリングレバー２２からの操舵指示がコントローラ１０において無効になる。

メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に切り換えられたことによってエンジン７が停止（正常停止）した場合、コントローラ１０には電力が供給されなくなるため、エンジン７の停止前にステアリングレバー２２が有効状態であったか無効状態であったかに関わらず、ステアリングレバー２２は無効化される。

メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２に位置したままエンジン７が停止（異常停止）した場合、コントローラ１０には電力が継続して供給されるため、エンジン７の停止前にステアリングレバー２２が有効状態であればその有効状態が維持され、エンジン７の停止前にステアリングレバー２２が無効状態であればその無効状態が維持される。メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２に位置したままエンジン７が停止する場合としては、エンジン７の故障等が挙げられる。エンジン７の停止後にステアリングレバー２２の有効状態が維持されているとき、車輪の回転駆動によって油圧ポンプが駆動しているのであれば、ステアリングレバー２２による操舵が可能である。ただし、ホイールローダ１が停止して油圧ポンプが駆動しないのであれば、ステアリングレバー２２は有効状態であるものの、ステアリングレバー２２による操舵は不能になる。

コントローラ１０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられると、レバースイッチ２２ａを無効状態にする。すなわち、コントローラ１０は、メインスイッチ２３によりエンジン７の始動が指示されたとき、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を無効状態にする。

従って、コントローラ１０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に切り換えられてエンジン７が停止（正常停止）した後、メインスイッチ２３が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２を介して第３位置Ｐ３に切り換えられてエンジン７が始動したとき、ステアリングレバー２２を無効状態にする。

また、コントローラ１０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２に位置したままエンジン７が停止（異常停止）した後、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられてエンジン７が始動したときも、ステアリングレバー２２を無効状態にする。

ただし、コントローラ１０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２に位置したままエンジン７が停止した後、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられるまでの間は、ステアリングレバー２２を有効状態に維持する。そのため、エンジン７の始動前、ステアリングレバー２２が有効状態であれば、コントローラ１０は、ステアリングレバー２２の操作に応じてステアリングシリンダ９への動作指示を出力し続ける。しかしながら、コントローラ１０は、エンジン７の始動を指示する信号をメインスイッチ２３から受信したとき、ステアリングレバー２２の操作に応じてステアリングシリンダ９への動作指示の出力を停止する。

本実施形態において、コントローラ１０は、レバー操舵制御部４０を構成する。上述のように、レバー操舵制御部４０は、レバースイッチ２２ａにより有効状態が選択されており、かつ、メインスイッチ２３によりエンジン７の始動が指示されたとき、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を無効状態にする。

（ステアリングレバー２２の有効・無効状態）
図６は、ホイールローダ１の運転状態とステアリングレバー２２の有効・無効状態との関係を説明するための模式図である。

まず、時刻Ｔ１において、メインスイッチ２３が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に切り換えられる。この際、コントローラ１０に電力が供給されるが、ステアリングレバー２２は無効状態であるものとする。

次に、時刻Ｔ２において、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられることによって、エンジン７が始動する。この際、ステアリングレバー２２は無効状態であるが、コントローラ１０はステアリングレバー２２を無効化する。なお、メインスイッチ２３は、第３位置Ｐ３から第２位置Ｐ２に自動復帰する。

次に、時刻Ｔ３において、レバースイッチ２２ａが押下されたことに応じて、ステアリングレバー２２が有効化される。そして、時刻Ｔ４において、ホイールローダ１は走行を開始する。

次に、時刻Ｔ５において、オペレータが意図しない原因によってエンジン７が異常停止する。ホイールローダ１は、惰性で走行しつづける。この際、ステアリングレバー２２は有効状態を維持している。そのため、時刻Ｔ６にホイールローダ１が停止するまでの間は、車輪の回転駆動によって油圧ポンプが駆動しているので、時刻Ｔ６まではステアリングレバー２２による操舵が可能である。時刻Ｔ６にホイールローダ１が停止した後は、ステアリングレバー２２は有効状態であるものの油圧ポンプが駆動しないため、ステアリングレバー２２による操舵は不能である。なお、時刻Ｔ１以降、メインスイッチ２３は、第２位置Ｐ２のまま維持されているため、コントローラ１０には電力が継続して供給されている。

次に、時刻Ｔ７において、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられることによって、エンジン７が再始動する。この際、コントローラ１０は、ステアリングレバー２２を無効化する。

次に、時刻Ｔ８において、レバースイッチ２２ａが押下されたことに応じて、ステアリングレバー２２が有効化される。そして、時刻Ｔ９におけるエンジン７の正常停止に伴って、コントローラ１０は、ステアリングレバー２２を無効化する。

（特徴）
（１）コントローラ１０（レバー操舵制御部４０）は、レバースイッチ２２ａにより有効状態が選択されており、かつ、メインスイッチ２３によりエンジン７の始動が指示されたとき、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を無効状態にする。

従って、エンジン７の始動が指示されたとき、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を無効状態にすることができるため、エンジン７の始動時にステアリングレバー２２による誤作動が発生することを抑制できる。また、エンジン７の始動だけをトリガーとしており、ホイールローダ１の走行状態やエンジン７の運転状態などを監視する必要がないため、ステアリングレバー２２の無効化を簡便に実行することができる。

（２）コントローラ１０は、レバースイッチ２２ａにより有効状態が選択されているときにエンジン７が停止した場合において、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられるまで、ステアリングレバー２２によるステアリングシリンダ９の動作を有効状態に維持する。

従って、エンジン７の停止後にホイールローダ１が惰性で走行している間は、ステアリングレバー２２による操舵が可能になるため、走行の操作性を向上することができる。

２．第２実施形態
本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。図７は、ホイールローダ１の構成を示すブロック図である。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、コントローラ１０とメインスイッチ２３の間にリレー回路３０が設けられている点である。以下においては、当該相違点について主に説明する。

リレー回路３０は、スイッチ３１とコイル３２とによって構成される。スイッチ３１は、コントローラ１０とメインスイッチ２３の第２位置Ｐ２とに接続される。スイッチ３１は、作動位置Ｌ１と非作動位置Ｌ２とに切り替え可能である。スイッチ３１は、作動位置Ｌ１に付勢されているため、通常は作動位置Ｌ１に位置する。

コイル３２は、メインスイッチ２３の第３位置Ｐ３と電気的に接続される。コイル３２は、スイッチ３１に隣接する。メインスイッチ２３が第３位置Ｐ３に切り替えられてエンジン７の始動が指示されると、スタータモータ７ｂに通電されるとともに、コイル３２にも通電される。これによって、スイッチ３１はコイル３２に引き寄せられて非作動位置Ｌ２に切り換わるため、バッテリ８からコントローラ１０への電力の供給が遮断される。そして、コントローラ１０への電力の供給が遮断されると同時に、ステアリングレバー２２は自動的に無効化される。

その後、メインスイッチ２３が第３位置Ｐ３から第２位置Ｐ２に戻ると、コイル３２への通電が遮断されるため、スイッチ３１は付勢力によって作動位置Ｌ１に戻る。この際、コントローラ１０への電力の供給は復帰するが、ステアリングレバー２２は無効状態のまま維持される。

本実施形態において、コントローラ１０とリレー回路３０は、レバー操舵制御部４０を構成する。レバー操舵制御部４０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられたとき、バッテリ８からコントローラ１０に供給される電力を遮断するリレー回路３０を備える。

（特徴）
レバー操舵制御部４０は、メインスイッチ２３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に切り換えられたとき、バッテリ８からコントローラ１０に供給される電力を遮断するリレー回路３０を備える。

従って、エンジン７の始動が指示されたときステアリングレバー２２はリレー回路３０によって自動的に無効化されるため、コントローラ１０にステアリングレバー２２の無効化処理を別途実行させる必要がない。

１ ホイールローダ
２ 車体フレーム
３ 作業機
５ 運転室
６ エンジンルーム
７ エンジン
７ｂ スタータモータ
９ ステアリングシリンダ（操舵アクチュエータ）
１０ コントローラ
１１ フロントフレーム
１２ リアフレーム
１９ オペレータシート
２０ ステアリング装置
２１ ステアリングホイール
２２ ステアリングレバー（操舵レバー）
２２ａ レバースイッチ
２３ メインスイッチ
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
３０ リレー回路
３１ スイッチ
３２ コイル
４０ レバー操舵制御部

Claims (3)

1. 操舵レバーと、
   エンジンと、
   前記エンジンの始動を指示するメインスイッチと、
   リアフレームと、
   前記リアフレームに回動可能に取り付けられたフロントフレームと、
   前記フロントフレームと前記リアフレームの間に取り付けられ、前記操舵レバーに対する操作状態に応じて動作される操舵アクチュエータと、
   前記操舵レバーによる前記操舵アクチュエータの動作を有効状態または無効状態のいずれかに選択可能なレバースイッチと、
   前記レバースイッチにより前記有効状態が選択されており、かつ、前記メインスイッチにより前記エンジンの始動が指示されたとき、前記操舵レバーによる前記操舵アクチュエータの動作を無効状態にするレバー操舵制御部と、
   を備え、
   前記メインスイッチは、前記レバー操舵制御部へ電力を供給しない第１位置、前記レバー操舵制御部へ電力を供給する第２位置または前記エンジンの始動を指示する第３位置のいずれかの位置を選択可能であり、
   前記レバー操舵制御部は、前記レバースイッチにより前記有効状態が選択されているときに前記エンジンが停止した場合において、前記メインスイッチが前記第２位置から前記第３位置に切り換えられるまで、前記操舵レバーによる前記操舵アクチュエータの動作を有効状態に維持し、
   前記レバー操舵制御部は、前記レバースイッチにより前記有効状態が選択されているときに前記エンジンが停止した場合において、前記メインスイッチが前記第２位置から前記第３位置に切り換えられたとき、前記操舵レバーによる前記操舵アクチュエータの動作を無効状態にする、
   請求項１に記載の作業車両。
2. 前記レバー操舵制御部は、前記エンジンの始動を指示する信号を受信したとき、前記操舵レバーの操作に応じた前記操舵アクチュエータへの動作指示の出力を停止する、
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記メインスイッチに接続されるバッテリを備え、
   前記レバー操舵制御部は、前記メインスイッチが前記第２位置から前記第３位置に切り換えられたとき、前記バッテリから供給される電力を遮断するリレー回路を備える、
   請求項１または２に記載の作業車両。

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