WO2017073616A1 - 作業車両および作業車両の制御方法 - Google Patents

作業車両および作業車両の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017073616A1
WO2017073616A1 PCT/JP2016/081734 JP2016081734W WO2017073616A1 WO 2017073616 A1 WO2017073616 A1 WO 2017073616A1 JP 2016081734 W JP2016081734 W JP 2016081734W WO 2017073616 A1 WO2017073616 A1 WO 2017073616A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joystick lever
force
steering
work vehicle
lever
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/081734
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
唯太 竹中
正信 中林
政典 碇
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to US15/556,402 priority Critical patent/US10384713B2/en
Priority to CN201680013269.0A priority patent/CN107406097B/zh
Priority to JP2017547828A priority patent/JP6716594B2/ja
Priority to EP16859845.6A priority patent/EP3254931B1/en
Publication of WO2017073616A1 publication Critical patent/WO2017073616A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12Hand levers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D12/00Steering specially adapted for vehicles operating in tandem or having pivotally connected frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B62D5/006Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/08Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
    • B62D5/083Rotary valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/08Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
    • B62D5/083Rotary valves
    • B62D5/0832Rotary valves with elastic means other than a torsion bar, e.g. leaf springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/08Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
    • B62D5/087Sliding spool valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/09Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/09Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
    • B62D5/091Hydraulic steer-by-wire systems, e.g. the valve being actuated by an electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/10Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of power unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/28Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for pivoted bogies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/04Steering gears mechanical of worm type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/14Steering gears hydraulic

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle and a work vehicle control method.
  • a configuration is disclosed in which a steering angle is changed by controlling a flow rate of oil supplied to a hydraulic actuator disposed between a front frame and a rear frame (for example, Patent Documents). 1 and 2).
  • a flow rate of oil supplied to a hydraulic actuator disposed between a front frame and a rear frame for example, Patent Documents. 1 and 2.
  • Patent Documents 1 and 2 when the operator operates the joystick lever, the open / close state of the pilot valve port changes and the pilot pressure is changed.
  • the flow rate supplied from the steering valve to the hydraulic actuator is adjusted according to the changed pilot pressure, and the steering angle of the work vehicle is changed.
  • the joystick lever is generally disposed next to the driver's seat.
  • the front frame rotates to the right with respect to the rear frame, and the operator
  • the joystick lever is moved to the left, the front frame rotates to the left with respect to the rear frame.
  • a work vehicle according to a first invention is an articulated work vehicle in which a front frame and a rear frame are connected, and includes a joystick lever, a force applying unit, and a control unit.
  • the joystick lever is moved inward or outward with respect to the driver's seat by an operator's operation to change the steering angle of the front frame with respect to the rear frame.
  • the force applying unit applies an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever by the operator.
  • the control unit controls the force applying unit so that an operation force required when the joystick lever is moved outward is different from an operation force required when the joystick lever is moved inward.
  • the wrist is moved outward by applying a force so that the operating force required to move the joystick lever to the outside differs from the operating force required to move the joystick lever inward. Since the operational feeling when moving the wrist can be set to the same operational feeling as when moving the wrist inward, the operational feeling of the operator can be improved.
  • the work vehicle according to the second invention is the work vehicle according to the first invention, and the control unit requires an operation force required to move the joystick lever outward to move the joystick lever inward.
  • the force applying unit is controlled so as to be smaller than a large operating force.
  • moving the joystick lever outward with respect to the driver's seat is less difficult than putting it inward. Therefore, in this way, by applying a force so that the operating force required to move the joystick lever outward is smaller than the operating force required to move the joystick lever inward,
  • the operation feeling when moving to the position can be set to the same operation feeling as when moving the wrist inward. Thereby, an operator's operational feeling can be improved. Even when the joystick lever is moved outward, it can be moved with a light force.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the first aspect of the present invention, further comprising a torque detector.
  • the torque detector detects torque generated by operating the joystick lever.
  • the control unit controls the force applying unit to apply an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever according to the torque detected by the torque detecting unit.
  • a force can be applied according to the torque applied to the joystick lever by the operator. For example, when the torque applied to the joystick lever by the operator is large, the assisting force applied by the force applying unit can be increased, and when the torque is small, the magnitude of the applying force can be controlled to decrease the assisting force.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the second aspect, wherein the torque detector detects whether the joystick lever moves in the inner or outer direction.
  • the control unit controls the force applying unit to change the force applied to the operation of the joystick lever according to the moving direction of the joystick lever according to the torque detected by the torque detecting unit.
  • the control unit determines whether the joystick lever is operated inward or outward with respect to the driver's seat, and the operation force required to move the joystick lever outward causes the joystick lever to move inward.
  • the force applying unit can be controlled so as to be smaller than the operating force required when moving the actuator to the position.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the first aspect of the present invention, further comprising a target steering angle detection unit and an actual steering angle detection unit.
  • the joystick lever can be rotated inward or outward with respect to the driver's seat, and the rotation angle of the joystick lever corresponds to a target steering angle of the front frame with respect to the rear frame.
  • the target steering angle detection unit detects a target steering angle.
  • the actual steering angle detection unit detects the actual steering angle.
  • the control unit determines whether the joystick lever moves in the inner or outer direction based on the angle difference between the target steering angle and the actual steering angle.
  • control unit determines whether the joystick lever is operated inward or outward with respect to the driver's seat, and the operation force required to move the joystick lever outward causes the joystick lever to move inward.
  • the force applying unit can be controlled so as to be smaller than the operating force required when moving the actuator to the position.
  • a work vehicle according to a sixth aspect of the present invention is the work vehicle according to the first aspect of the present invention, further comprising a speed detection unit.
  • the speed detection unit detects the speed of the work vehicle.
  • the control unit controls the force applying unit to apply the assisting force or the reaction force according to the speed detected by the speed detecting unit.
  • the operability can be improved by applying an auxiliary force to the joystick lever to reduce the force required to operate the joystick lever.
  • the traveling speed of the work vehicle is changed from low speed to high speed, the driving stability is improved by increasing the force required to operate the joystick lever by applying reaction force to the joystick lever or reducing the auxiliary force. Can be improved.
  • a work vehicle according to a seventh aspect of the present invention is the work vehicle according to the sixth aspect of the present invention, wherein when the speed detected by the speed detector is higher than a predetermined speed set in advance, at least the joystick lever is When the reaction force is applied to the inward movement and the speed detected by the speed detection unit is equal to or lower than the predetermined speed, the force application unit is controlled to apply the auxiliary force.
  • the joystick lever When the joystick lever is moved inward of the driver's seat, the operator can easily apply force. Therefore, when moving the joystick lever toward the inside of the driver's seat while moving the work vehicle at high speed, it can be made difficult to move by applying a reaction force to the operation of the joystick lever, and traveling at high speed Stability can be improved.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the first aspect of the present invention, wherein when the control unit applies an assisting force to the movement to both the inside and the outside of the joystick lever, the joystick lever is The force application unit is controlled so that the auxiliary force for moving the joystick lever is larger than the auxiliary force for moving the joystick lever inward.
  • the assisting force when moving the joystick lever outward larger than the assisting force when moving the joystick lever inward, the operating force required to move the joystick lever outwards can be increased. It can be made smaller than the operating force required to move the inward.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the first invention, and includes a hydraulic actuator and a control valve.
  • the hydraulic actuator changes the steering angle.
  • the control valve is connected to the joystick lever and controls the flow rate of oil supplied to the hydraulic actuator.
  • the control valve includes a first input member, a second input member, and an urging portion.
  • the first input member is connected to the joystick lever and is displaced according to the operation amount of the joystick lever.
  • the second input member is displaced according to the steering angle.
  • the urging unit urges the first input member so that the displacement amount of the first input member becomes a neutral position that matches the displacement amount of the second input member.
  • the control unit controls the flow rate of the oil supplied to the hydraulic actuator according to the difference of the displacement amount of the first input member with respect to the displacement amount of the second input member.
  • the joystick lever is operated against the urging force of the urging unit.
  • the control valve is in the neutral position.
  • the control valve is provided with the urging unit in this way, and the operator operates the joystick lever with an operation force that opposes the urging force by the urging unit.
  • An assisting force or a reaction force can be applied to an operation that opposes the urging force.
  • a work vehicle according to a tenth aspect of the present invention is the work vehicle according to the ninth aspect of the present invention, further comprising a steering valve.
  • the steering valve adjusts the flow rate of oil supplied to the hydraulic actuator based on the pilot pressure input from the control valve.
  • the control valve controls the flow rate of oil supplied from the steering valve to the hydraulic actuator by adjusting the pilot pressure.
  • the pilot pressure is adjusted by the operation of the operator, the amount of oil supplied from the steering valve to the hydraulic actuator is controlled, and the steering angle of the front frame with respect to the rear frame is changed.
  • a work vehicle is the work vehicle according to the first aspect of the invention, further comprising a hydraulic actuator, a control valve, and a connecting portion.
  • the hydraulic actuator changes the steering angle.
  • the control valve is connected to the joystick lever and controls the flow rate of oil supplied to the hydraulic actuator.
  • the connecting portion connects the joystick lever and the control valve.
  • the force applying unit includes an electric motor and a transmission mechanism.
  • the electric motor generates an auxiliary force or a reaction force.
  • the transmission mechanism transmits an auxiliary force or a reaction force generated by the electric motor to the connecting portion. Thereby, the force of an electric motor can be transmitted to the connection part which connects a joystick lever and a control valve, and the force required for operation of a joystick lever can be changed.
  • a work vehicle control method is an articulated work vehicle control method in which a front frame and a rear frame are connected, and includes an operation direction detection step and a force application step.
  • the operation direction detection step detects the rotation direction of a joystick lever that can be rotated inward or outward with respect to the driver's seat.
  • the force application step assists the operation of the joystick lever by the operator so that the operating force required to move the joystick lever outward and the operating force required to move the joystick lever inward are different. Apply force or reaction force.
  • the wrist is moved outward by applying a force so that the operating force required to move the joystick lever to the outside differs from the operating force required to move the joystick lever inward. Since the operational feeling when moving the wrist can be set to the same operational feeling as when moving the wrist inward, the operational feeling of the operator can be improved. (The invention's effect) ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the working vehicle which can improve an operator's operation feeling, and the control method of a working vehicle can be provided.
  • FIG. 1 A side view of a wheel loader of an embodiment concerning the present invention.
  • the hydraulic circuit diagram which shows the structure of the steering operation apparatus of the wheel loader of FIG.
  • the cross-sectional block diagram which shows the pilot valve of FIG.
  • (A) (b) Arrow sectional drawing between AA 'of FIG. 3, (c)
  • (d) Arrow sectional drawing between BB' of FIG.
  • the side view which shows the connection part and link mechanism of FIG. The figure which looked at the joystick lever of FIG. 5 from the upper surface.
  • A Schematic diagram of the pilot valve of FIG. 3,
  • FIG. 7 A graph showing the relationship between the vehicle body-lever deviation angle and the lever reaction force in the pilot valve of FIG. 7 (a), (c) zero deviation angle ⁇ .
  • FIG. 7 (a) at the time of CC ′, between DD ′, between EE ′ and FF ′, (d) between CC ′ in FIG. 7 (a) when the deviation angle ⁇ is ⁇ 2, DD ′, EE ′, and FF ′, and (e) CC ′, DD ′, EE ′, and FF ′ in FIG. 7A when the deviation angle ⁇ is ⁇ 3.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a wheel loader 1 according to the present embodiment.
  • the wheel loader 1 according to the present embodiment includes a body frame 2, a work implement 3, a pair of front tires 4, a cab 5, an engine room 6, a pair of rear tires 7, and a steering operation device 8 (see FIG. 2 described later). And.
  • the wheel loader 1 performs an earth and sand loading operation using the working machine 3.
  • the body frame 2 is a so-called articulate type, and includes a front frame 11, a rear frame 12, and a connecting shaft portion 13.
  • the front frame 11 is disposed in front of the rear frame 12.
  • the connecting shaft portion 13 is provided at the center in the vehicle width direction, and connects the front frame 11 and the rear frame 12 so as to be swingable.
  • the pair of front tires 4 are attached to the left and right of the front frame 11.
  • the pair of rear tires 7 are attached to the left and right of the rear frame 12.
  • the work machine 3 is driven by hydraulic oil from a work machine pump (not shown).
  • the work machine 3 includes a boom 14, a bucket 15, a lift cylinder 16, and a bucket cylinder 17.
  • the boom 14 is attached to the front frame 11.
  • the bucket 15 is attached to the tip of the boom 14.
  • the lift cylinder 16 and the bucket cylinder 17 are hydraulic cylinders.
  • One end of the lift cylinder 16 is attached to the front frame 11, and the other end of the lift cylinder 16 is attached to the boom 14.
  • the boom 14 swings up and down by the expansion and contraction of the lift cylinder 16.
  • One end of the bucket cylinder 17 is attached to the front frame 11, and the other end of the bucket cylinder 17 is attached to the bucket 15 via a bell crank 18. As the bucket cylinder 17 expands and contracts, the bucket 15 swings up and down.
  • the cab 5 is placed on the rear frame 12 and includes a handle for steering operation, a joystick lever 24 (see FIG. 2 described later), a lever for operating the work machine 3, and various displays. Devices etc. are arranged.
  • the engine room 6 is disposed on the rear frame 12 on the rear side of the cab 5 and houses the engine.
  • the steering operation device 8 has steering cylinders 21 and 22, and the steering angle of the front frame 11 with respect to the rear frame 12 is changed by changing the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22. And the traveling direction of the wheel loader 1 is changed.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of the steering operation device 8.
  • the steering operation device 8 includes a pair of steering cylinders 21 and 22, a steering hydraulic circuit 23, a joystick lever 24, a connecting portion 25, a link mechanism 26, a force applying portion 27, and a control portion 28. And mainly.
  • the pair of steering cylinders 21 and 22 are driven by hydraulic pressure.
  • the pair of steering cylinders 21 and 22 are arranged side by side on the left and right sides in the vehicle width direction with the connecting shaft portion 13 interposed therebetween.
  • the steering cylinder 21 is disposed on the left side of the connecting shaft portion 13 (see FIG. 1).
  • the steering cylinder 22 is disposed on the right side of the connecting shaft portion 13.
  • One end of each of the steering cylinders 21 and 22 is attached to the front frame 11, and the other end is attached to the rear frame 12.
  • the steering cylinder 21 is provided with an extension port 21a and a contraction port 21b
  • the steering cylinder 22 is provided with an extension port 22a and a contraction port 22b.
  • the steering cylinder 21 when oil is supplied to the contraction port 21b of the steering cylinder 21 and the extension port 22a of the steering cylinder 22, and the oil is discharged from the extension port 21a of the steering cylinder 21 and the contraction port 22b of the steering cylinder 22, the steering cylinder 21 is The steering cylinder 22 expands and contracts. As a result, the steering angle ⁇ s changes and the vehicle turns to the left.
  • a steering angle detector 104 that detects the steering angle ⁇ s is provided in the vicinity of the connecting shaft portion 13 disposed between the steering cylinders 21 and 22.
  • the steering angle detection unit 104 is configured by, for example, a potentiometer, and the detected steering angle ⁇ s is sent to the control unit 28 as a detection signal.
  • the steering cylinder 21 is provided with a cylinder stroke sensor 106 for detecting the cylinder stroke
  • the steering cylinder 22 is provided with a cylinder stroke sensor 107 for detecting the cylinder stroke.
  • the detection values of the cylinder stroke sensors 106 and 107 may be sent to the control unit 28 to detect the steering angle ⁇ s.
  • the steering hydraulic circuit 23 is a hydraulic circuit for adjusting the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22.
  • the steering hydraulic circuit 23 includes a main hydraulic circuit 30 and a pilot hydraulic circuit 40.
  • the main hydraulic circuit 30 is a circuit that supplies oil from the main hydraulic source 31 to the steering cylinders 21 and 22 and includes a steering valve 32.
  • the main hydraulic power source 31 includes a hydraulic pump and a relief valve.
  • the steering valve 32 is a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22 in accordance with the input pilot pressure.
  • the steering valve 32 has a main pump port P1, a main drain port P2, a first steering port P3, and a second steering port P4.
  • the main pump port P1 is connected to the main hydraulic pressure source 31 via the main hydraulic line 36.
  • the main drain port P ⁇ b> 2 is connected to a drain tank DT that collects oil via a main drain pipe line 37.
  • the first steering port P3 is connected to the contraction port 21b of the steering cylinder 21 and the extension port 22a of the steering cylinder 22 via the first steering pipe line 38.
  • the second steering port P4 is connected to the extension port 21a of the steering cylinder 21 and the contraction port 22b of the steering cylinder 22 via the second steering conduit 39.
  • the steering valve 32 has a valve body 33 that can move to a neutral position Ns, a left steering position Ls, and a right steering position Rs.
  • the valve element 33 When the valve element 33 is disposed at the neutral position Ns, the main pump port P1 and the main drain port P2 communicate with each other. In this case, the first steering port P3 and the second steering port P4 are not in communication with either port.
  • the valve element 33 When the valve element 33 is disposed at the left steering position Ls, the main pump port P1 and the first steering port P3 communicate with each other, and the main drain port P2 and the second steering port P4 communicate with each other.
  • the valve element 33 When the valve element 33 is disposed at the right steering position Rs, the main pump port P1 and the second steering port P4 communicate with each other, and the main drain port P2 and the first steering port P3 communicate with each other.
  • the steering valve 32 has a first pilot chamber 34 and a second pilot chamber 35.
  • the valve element 33 When the pilot pressure is not supplied to the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35 and when the same pilot pressure is supplied to the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35, the valve element 33 is in the neutral position. Located in Ns. In a state where the pilot pressure is supplied only to the first pilot chamber 34, the valve element 33 is positioned at the left steering position Ls. In a state where the pilot pressure is supplied only to the second pilot chamber 35, the valve element 33 is positioned at the right steering position Rs. When the valve body 33 is located at the left steering position Ls and the right steering position Rs, the steering valve 32 changes the opening area through which oil from the main hydraulic power source 31 passes according to the supplied pilot pressure. . Thereby, the steering valve 32 controls the flow rate of the oil supplied to the steering cylinder 21 or the steering cylinder 22 according to the pilot pressure.
  • the pilot hydraulic circuit 40 is a circuit for supplying oil from the pilot hydraulic power source 43 to the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35 of the steering valve 32.
  • the pilot hydraulic circuit 40 includes a variable pressure reducing unit 41 and a pilot valve 42.
  • (I) Variable decompression unit The variable decompression unit 41 reduces and adjusts the hydraulic pressure sent from the pilot hydraulic source 43 to the pilot valve 42.
  • the variable pressure reducing unit 41 incorporates an electromagnetic pressure reducing valve, and controls the hydraulic pressure in response to a command signal from the control unit 28.
  • the pilot valve 42 is a rotary valve that adjusts the pilot pressure input from the pilot hydraulic power source 43 to the steering valve 32.
  • the rotary pilot valve 42 has a pilot pump port P5, a pilot drain port P6, a first pilot port P7, and a second pilot port P8.
  • the pilot pump port P ⁇ b> 5 is connected to the variable pressure reducing unit 41 through the pilot hydraulic line 44, and the variable pressure reducing unit 41 is connected to the pilot hydraulic pressure source 43.
  • the pilot drain port P6 is connected to a drain tank DT that collects oil via a pilot drain pipe line 45.
  • the first pilot port P ⁇ b> 7 is connected to the first pilot chamber 34 of the steering valve 32 via the first pilot pipeline 46.
  • the second pilot port P8 is connected to the second pilot chamber 35 of the steering valve 32 via the second pilot pipe line 47.
  • the pilot valve 42 has a valve body 60 including an operation spool 71 and an operation sleeve 72. With the operation sleeve 72 as a reference, the operation spool 71 has a neutral position Np, a left pilot position Lp, and a right pilot position Rp. Can be moved to. When the operation spool 71 is in the neutral position Np with respect to the operation sleeve 72, the pilot pump port P5, the pilot drain port P6, the first pilot port P7, and the second pilot port P8 communicate with each other.
  • the pilot pump port P5 and the first pilot port P7 communicate with each other, and the pilot drain port P6 and the second pilot port P8 communicate with each other.
  • the pilot pump port P5 and the second pilot port P8 are communicated, and the pilot drain port P6 and the first pilot port P7 are connected. Communicate.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the pilot valve 42.
  • the pilot valve 42 mainly includes a valve body portion 60, an operation input shaft 61, a feedback input shaft 62, a housing 63, a first spring 64, a second spring 65, and a feedback portion 66.
  • the operation input shaft 61 is rotatably provided around the central axis O and is inserted into the housing 63.
  • the operation input shaft 61 is connected to a joystick lever 24 (described later) via a connecting portion 25.
  • the operation input shaft 61 rotates at the same rotation angle as the left / right rotation angle ⁇ in of the joystick lever 24.
  • the feedback input shaft 62 is arranged coaxially with the operation input shaft 61 and is provided to be rotatable around the central axis O.
  • the feedback input shaft 62 is inserted into the housing 63 so as to face the operation input shaft 61.
  • the feedback input shaft 62 is connected to the front frame 11 via a link mechanism 26 described later, and rotates at the same rotation angle as the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12.
  • the housing 63 accommodates a valve body 60 and a feedback unit 66, and a pilot pump port P5, a pilot drain port P6, a first pilot port P7, and a second pilot port P8 are formed.
  • the valve body 60 has an operation spool 71 and an operation sleeve 72, and when the operation spool 71 rotates with respect to the operation sleeve 72, the neutral position Np, the left pilot position Lp, and the right pilot position Rp are obtained.
  • the operation spool 71 has a substantially cylindrical shape, is disposed coaxially with the operation input shaft 61, and is connected to the operation input shaft 61.
  • the joystick lever 24 is connected to the operation input shaft 61 via a connecting portion 25 described later. When the operator operates the joystick lever 24 to the right of the rotation angle ⁇ in, the operation input shaft 61 and the operation spool 71 are also centered on the central axis O.
  • slits 71a and 71b are formed along the circumferential direction at two positions opposed so as to sandwich the central axis O therebetween.
  • the operation sleeve 72 is substantially cylindrical, and is disposed outside the operation spool 71 and inside the housing 63 so as to be rotatable with respect to the operation spool 71 and the housing 63.
  • right rotation and left rotation indicate rotation directions when viewed from above.
  • FIG. 4A is an arrow cross-sectional view taken along AA ′ perpendicular to the central axis O.
  • FIG. 4 (a) the operation spool 71 is provided with square holes 71c and 71d on the opposing walls in the diameter direction.
  • rectangular grooves 72c and 72d are formed in the diametrically opposed walls at the end of the operation sleeve 72 on the operation input shaft 61 side.
  • the first spring 64 is formed of two sets of leaf spring portions 64a in which a plurality of convex leaf springs are overlapped.
  • the two sets of leaf spring portions 64a are arranged so that the protrusions face each other so as to be X-shaped in FIG.
  • the two sets of leaf spring portions 64 a pass through the holes 71 c and 71 d of the operation spool 71, and both ends are inserted into the grooves 72 c and 72 d of the operation sleeve 72.
  • the operation spool 71 and the operation sleeve 72 are connected by the first spring 64.
  • the positions in the circumferential direction of the hole 71c and the groove 72c substantially coincide with each other, and the positions in the circumferential direction of the hole 71d and the groove 72d substantially coincide with each other. It is in a position.
  • the operation spool 71 rotates with respect to the operation sleeve 72, and the operation spool 71 moves with respect to the operation sleeve 72 in the left pilot position Lp or the right pilot. Move to position Rp.
  • the operation spool 71 rotates to the right with respect to the operation sleeve 72 and moves to the right pilot position Rp.
  • the operation spool 71 rotates to the left with respect to the operation sleeve 72 and moves to the left pilot position Lp.
  • the operator moves the joystick lever 24 against the spring force of the first spring 64, so that a lever reaction force is generated in the joystick lever 24.
  • the first spring 64 biases the operation spool 71 so as to be positioned at the neutral position Np with respect to the operation sleeve 72.
  • the feedback unit 66 feeds back the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12 to the valve body 60.
  • the feedback portion 66 mainly includes a feedback spool 73, a feedback sleeve 74, a drive shaft 75, a first center pin 76, and a restriction portion 78.
  • the drive shaft 75 is arranged between the operation input shaft 61 and the feedback input shaft 62 and coaxially with the operation input shaft 61 and the feedback input shaft 62 (center axis O).
  • the drive shaft 75 is disposed inside the operation spool 71.
  • a first center pin 76 is disposed perpendicular to the center axis O at the end of the drive shaft 75 on the operation input shaft 61 side.
  • Both ends of the first center pin 76 pass through the slits 71 a and 71 b and are fixed to the operation sleeve 72.
  • the rotation angle of the operation spool 71 with respect to the operation sleeve 72 is restricted to an angle within a predetermined range by the first center pin 76 and the slits 71a and 71b.
  • the operation sleeve 72 integrated with the drive shaft 75 also rotates.
  • the feedback spool 73 has a substantially cylindrical shape, is disposed coaxially with the feedback input shaft 62, and is connected to the feedback input shaft 62. Near the feedback input shaft 62 of the feedback spool 73, slits 73a and 73b are formed along the circumferential direction at two positions facing each other so as to sandwich the central axis O therebetween. A drive shaft 75 is disposed inside the feedback spool 73.
  • the feedback input shaft 62 is connected to the front frame 11 via a link mechanism 26 described later. When the front frame 11 rotates to the right of the steering angle ⁇ s with respect to the rear frame 12, the feedback input shaft 62 and the feedback spool 73 are also It rotates to the right of the same rotation angle ⁇ s as the steering angle ⁇ s.
  • the feedback sleeve 74 has a substantially cylindrical shape, and is disposed outside the feedback spool 73 and inside the housing 63 so as to be rotatable with respect to the feedback spool 73 and the housing 63.
  • the restricting portion 78 restricts the rotation of the feedback sleeve 74 with respect to the feedback spool 73 to an angle within a predetermined range.
  • the restricting portion 78 includes a second center pin 77 and wall portions 73ae and 73be (see FIG. 7 described later) at both ends in the circumferential direction of the slits 73a and 73b.
  • the second center pin 77 is arranged perpendicular to the center axis O at the end of the drive shaft 75 on the feedback input shaft 62 side. Both ends of the second center pin 77 are fixed to the feedback sleeve 74 through the slits 73a and 73b. The rotation of the feedback sleeve 74 relative to the feedback spool 73 is restricted to an angle within a predetermined range by the second center pin 77 and the slits 73a and 73b. Further, since the second center pin 77 is fixed to the feedback sleeve 74 and the drive shaft 75, when the feedback sleeve 74 rotates, the drive shaft 75 integrated with the feedback sleeve 74 also rotates. With the rotation of the drive shaft 75, the operation sleeve 72 fixed to the drive shaft 75 by the first center pin 76 rotates.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
  • the feedback spool 73 is provided with square holes 73c and 73d in each of the opposing walls in the diameter direction.
  • the second spring 65 is formed of two sets of leaf spring portions 65a obtained by superimposing a plurality of convex leaf springs.
  • the two sets of leaf spring portions 65a are arranged so that the protrusions face each other so as to be X-shaped in FIG.
  • the two sets of leaf spring portions 65 a pass through the holes 73 c and 73 d of the feedback spool 73, and both ends are inserted into the grooves 74 c and 74 d of the feedback sleeve 74.
  • the feedback spool 73 and the feedback sleeve 74 are connected by the second spring 65.
  • the hole 73c and the groove 74c are aligned in the circumferential direction
  • the hole 73d and the groove 74d are aligned in the circumferential direction.
  • the feedback sleeve 74 is urged by the second spring 65 so that the circumferential positions of the grooves 74 c and 74 d are aligned with the circumferential positions of the holes 73 c and 73 d of the feedback spool 73.
  • the first spring 64 bends until the operation spool 71 is restricted with respect to the operation sleeve 72, but the first spring 64 starts to bend by applying a force greater than the reaction force generated in the first spring 64 until the operation spool 71 is restricted.
  • Two springs 65 are set. Although details will be described later with reference to FIG. 7, when the operation spool 71 rotates to an angle regulated with respect to the operation sleeve 72 and further the joystick lever 24 is operated, as shown in FIG.
  • the second spring 65 is bent and the feedback sleeve 74 rotates with respect to the feedback spool 73.
  • FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 3 and is viewed from below, so that the arrow in the rotation direction is opposite to that in FIG. 4B. .
  • the operation sleeve 72 fixed via the feedback sleeve 74, the second center pin 77, the drive shaft 75, and the first center pin 76 rotates, and a change occurs in the difference between the rotation angles of the operation spool 71 and the operation sleeve 72.
  • the pilot pressure is changed.
  • the position of the operation spool 71 with respect to the operation sleeve 72 depends on the difference ⁇ between the rotation angle ⁇ in of the operation input shaft 61 and the rotation angle fb of the feedback input shaft 62 (which coincides with the steering angle ⁇ s). , Move to the neutral position Np, the left pilot position Lp, or the right pilot position Rp. When the rotation angle difference ⁇ is zero, the operation spool 71 is positioned at the neutral position Np with respect to the operation sleeve 72.
  • the pilot valve 42 passes oil from the pilot hydraulic power source 43 according to the rotation angle difference ⁇ .
  • the opening area to be changed is changed.
  • the pilot pressure sent from the pilot valve 42 to the steering valve 32 is adjusted according to the rotation angle difference ⁇ .
  • the operation input shaft 61 is provided with a first rotation angle detection unit 101 configured by, for example, a rotary sensor.
  • the first rotation angle detection unit 101 detects the rotation angle ⁇ in of the operation input shaft 61.
  • the feedback input shaft 62 is provided with a second rotation angle detection unit 102 configured by, for example, a rotary sensor.
  • the rotation angles ⁇ in and ⁇ fb detected by the first rotation angle detection unit 101 and the second rotation angle detection unit 102 are sent to the control unit 28 as detection signals.
  • the steering angle detection unit 104 detects the steering angle ⁇ s in the connecting shaft unit 13 as well, but the rotation angle ⁇ fb of the feedback input shaft 62 coincides with the steering angle ⁇ s.
  • the portion 104 may not be provided.
  • FIG. 5 is a side view showing the configuration inside the cab 5.
  • a driver's seat 5a on which an operator is seated is provided in the cab 5.
  • a steering box 80 is disposed on the left side of the driver seat 5a in the vehicle width direction.
  • the joystick lever 24 is disposed to project obliquely upward from the steering box 80 toward the front.
  • the connecting portion 25 connects the joystick lever 24 and the pilot valve 42.
  • the connecting portion 25 mainly has a steering operation shaft 81, a connecting bar 82, and a universal joint portion 83.
  • the steering operation shaft 81 is disposed in the vertical direction, and is supported by the steering box 80 so as to be rotatable about its central axis E.
  • the connection bar 82 is disposed in the steering box 80 and connects the joystick lever 24 and the steering operation shaft 81.
  • the steering operation shaft 81 is configured by sequentially connecting a lever side shaft portion 81a, an input shaft portion 81b, and a valve side shaft portion 81c (see FIG. 8 described later). That is, one end of the lever side shaft portion 81a is connected to the connecting bar 82, and the other end of the lever side shaft portion 81a is connected to one end of the input shaft portion 81b.
  • the other end of the input shaft portion 81 b is connected to one end of the valve side shaft portion 81 c, and the other end of the valve side shaft portion 81 c is connected to the universal joint portion 83.
  • Auxiliary force or reaction force from a force applying unit 27 described later is input to the input shaft portion 81b.
  • the universal joint 83 connects the steering operation shaft 81 and the operation input shaft 61 of the pilot valve 42 disposed in the vicinity of the driver's seat 5a.
  • the universal joint part 83 has a center part 83a that can be expanded and contracted, and joint parts 83b and 83c that are arranged at both ends of the center part 83a.
  • the joint portion 83 b is connected to the steering operation shaft 81.
  • the joint portion 83 c is connected to the operation input shaft 61.
  • FIG. 6 is a plan view of the vicinity of the joystick lever 24 as viewed from above.
  • the joystick lever 24 is formed to project obliquely upward from an arc-shaped hole 84 formed on the upper surface of the steering box 80.
  • the joystick lever 24 can turn in the horizontal direction about the steering operation shaft 81 (specifically, the central axis E). Further, an R mark is formed on the right edge of the hole 84 of the steering box 80, and an L mark is formed on the left edge.
  • the steering operation shaft 81 when the operator rotates the joystick lever 24 from the center position to the right by the rotation angle ⁇ in, the steering operation shaft 81 also rotates to the right by the rotation angle ⁇ in.
  • the rotation of the rotation angle ⁇ in of the steering operation shaft 81 is transmitted to the operation input shaft 61 via the universal joint portion 83, and the operation input shaft 61 also rotates clockwise to the rotation angle ⁇ in.
  • the joystick lever 24 is rotated counterclockwise.
  • the operation of the joystick lever 24 to the right moves the joystick lever 24 inward with respect to the driver's seat 5a.
  • the operation to the left side of the joystick lever 24 corresponds to the operation of moving the joystick lever 24 outward with respect to the driver seat 5a.
  • the link mechanism 26 includes a follow-up lever 91, a follow-up link 92, and a bracket 93.
  • the follow-up link 92 is fixed to the feedback input shaft 62 of the pilot valve 42.
  • the bracket 93 is fixed to the front frame 11.
  • the follow-up link 92 connects the follow-up lever 91 and the bracket 93.
  • the pilot valve 42 arranged in the rear frame 12 and the front frame 11 are linked.
  • the link mechanism 26 the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12 and the rotation angle ⁇ fb of the feedback input shaft 62 become the same angle. That is, when the front frame 11 rotates to the right of the steering angle ⁇ s about the connecting shaft portion 13 with respect to the rear frame 12, the feedback input shaft 62 also rotates to the right of the rotation angle ⁇ s via the link mechanism 26, and the steering When the angle ⁇ s rotates to the left, the feedback input shaft 62 also rotates counterclockwise by the rotation angle ⁇ s via the link mechanism 26.
  • FIG. 7A schematically shows the pilot valve 42.
  • FIG. 7B is a graph showing the relationship between the vehicle body-lever deviation angle and the lever reaction force.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view taken along arrows CC ′, DD ′, EE ′, and FF ′ of FIG. 7A when the deviation angle ⁇ is zero.
  • FIG. 7D is a cross-sectional view taken along arrows CC ′, DD ′, EE ′, and FF ′ in FIG. 7A when the deviation angle ⁇ is ⁇ 2.
  • FIG. 7E is an arrow cross-sectional view between CC ′, DD ′, EE ′, and FF ′ in FIG. 7A when the deviation angle ⁇ is ⁇ 3.
  • the cross-sectional views between CC ′, DD ′, EE ′, and FF ′ are all viewed from above.
  • play of the joystick lever 24 is not considered in order to make the explanation easy to understand.
  • the operation input shaft 61 When the operator rotates the joystick lever 24 from the center position at the rotation angle ⁇ in, the operation input shaft 61 also rotates at the rotation angle ⁇ in.
  • the steering angle ⁇ s gradually increases following the rotation angle ⁇ in.
  • the rotation angle ⁇ in of the joystick lever 24 indicates a target steering angle, and the steering angle ⁇ s indicates an actual actual steering angle.
  • the feedback input shaft 62 In response to the change in the steering angle ⁇ s, the feedback input shaft 62 also rotates at the same rotation angle ⁇ s as the steering angle ⁇ s. Then, the feedback spool 73 is rotated together with the feedback input shaft 62, and the feedback sleeve 74 connected through the second spring 65 is also rotated by the rotation.
  • the operation sleeve 72 is also rotated by the rotation of the feedback sleeve 74. That is, the difference between the rotation angles of the operation spool 71 and the operation sleeve 72 corresponds to the deviation angle ⁇ (see FIG. 4B).
  • the first spring 64 urges the operation spool 71 to the neutral position Np with respect to the operation sleeve 72, in order to increase the deviation angle ⁇ , the first spring 64 is against the urging force of the first spring 64. It is necessary to operate the joystick lever 24.
  • the first spring 64 has a spring characteristic S1 shown in FIG. In the spring characteristic S1 of the first spring 64, in order to rotate the operation input shaft 61, it is necessary to operate the joystick lever 24 with a force greater than or equal to the initial reaction force F1 (a force necessary to start bending the first spring 64). There is. In the spring characteristic S1 of the first spring 64, the lever reaction force increases as the deviation angle ⁇ increases. That is, as the deviation angle ⁇ increases, the force required to operate the joystick lever 24 increases.
  • the first center pin 76 is disposed at the center of the slits 71a and 71b of the operation spool 71 at the neutral position Np where the deviation angle ⁇ is zero.
  • the second center pin 77 is disposed at the center of the slits 73 a and 73 b of the feedback spool 73. Then, the deviation angle ⁇ is increased by rotating the joystick lever 24 to the right side, for example, and when the deviation angle ⁇ reaches the angle ⁇ 2, the first center pin 76 moves in the circumferential direction of the slit 71a as shown in FIG.
  • the second center pin 77 is disposed at the center of the slits 73 a and 73 b of the feedback spool 73. If the reaction force by the first spring 64 when the deviation angle ⁇ is the angle ⁇ 2 is F2, the initial reaction force (because the second spring 65 starts to bend as shown in the spring characteristic S2 of the second spring 65). This is because the necessary force is set to F2. Note that the initial reaction force of the second spring 65 may be set to be larger than F2, or may be F2 or more.
  • the second center pin 77 When the deviation angle ⁇ reaches ⁇ 3, the second center pin 77 is formed in the circumferential direction of the slit 73b and the wall portion 73ae formed in the circumferential direction of the slit 73a as shown in FIG. It contacts the wall portion 73be. As described above, the second center pin 77 is rotatable by an angle ( ⁇ 3- ⁇ 2). That is, the pilot valve 42 is configured so that the deviation angle cannot be larger than the angle ⁇ 3. For this reason, as shown in FIG. 7B, the lever reaction force rises linearly at an angle ⁇ 3. When the second center pin 77 abuts against the wall portions 73ae and 73be vigorously, a sudden recoil occurs, causing a burden on the operator's wrist. This angle ⁇ 3 is also called a catch-up angle.
  • the deviation angle ⁇ is a negative value. (See dotted line in FIG. 10B described later). That is, the first center pin 76 contacts the wall portions 71ae and 71be at - ⁇ 2, and the second center pin 77 contacts the wall portions 73ae and 73be at - ⁇ 3.
  • the pilot valve 42 is configured so that the absolute value of the deviation angle ⁇ does not become larger than the angle ⁇ 3.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the force applying unit 27.
  • the force applying unit 27 applies an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever 24.
  • the force applying unit 27 includes an electric motor 111 and a worm gear 112.
  • the worm gear 112 has a cylindrical worm 112a and a worm wheel 112b.
  • the worm wheel 112b is provided around the input shaft portion 81b described above, and meshes with the cylindrical worm 112a.
  • the output shaft of the electric motor 111 is connected to the cylindrical worm 112a, and rotates the cylindrical worm 112a around its central axis.
  • the electric motor 111 is driven based on a command from the drive circuit 204 provided in the control unit 28.
  • the first end 81b1 of the input shaft portion 81b is connected to the lever side shaft portion 81a, and the second end 81b2 is connected to the valve side shaft portion 81c.
  • the electric motor 111 is driven, the cylindrical worm 112a is rotated, the worm wheel 112b is rotated by the rotation, and a rotational force is also generated in the input shaft portion 81b fixed to the worm wheel 112b.
  • a rotational force is also generated in the input shaft portion 81b fixed to the worm wheel 112b.
  • an auxiliary force is applied to the operation of the joystick lever 24 by applying a force in the clockwise direction to the input shaft portion 81b.
  • a reaction force is applied to the operation of the joystick lever 24 by applying a force in the left rotation direction to the input shaft portion 81b.
  • the torque sensor 103 is provided in the input shaft portion 81b.
  • the torque sensor 103 detects torque generated in the input shaft portion 81b when the operator applies the joystick lever 24.
  • the torque sensor 103 according to the present embodiment detects, for example, the rotation direction of the input shaft portion 81b and the torque generated in the input shaft portion 81b by detecting torsion of the torsion bar with a coil. The detected rotation direction and torque T are output to the control unit 28 as a steering torque signal.
  • the control unit 28 includes an arithmetic device such as a CPU and a storage device such as a RAM and a ROM.
  • the control unit 28 has a drive circuit 204 and controls the electric motor 111 by the drive circuit 204.
  • the control unit 28 outputs a command signal to the electric motor 111 and the variable pressure reducing unit 41 by wire or wireless to control the electric motor 111 and the variable pressure reducing unit 41.
  • the steering angle ⁇ s detected by the steering angle detection unit 104 is input as a detection signal.
  • the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 105 shown in FIG. 2 is also input to the control unit 28 as a detection signal.
  • the torque T detected by the torque sensor 103 is also input to the control unit 28 as a steering torque signal.
  • control unit 28 can drive the electric motor 111 based on the value of the torque T to apply an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever 24 by the operator.
  • the operation spool 71 is located at the neutral position Np shown in FIG.
  • the pilot pressures of the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35 of the steering valve 32 are the same, and the valve body 33 of the steering valve 32 is also in the neutral position Ns.
  • the operator applies an operating force Fin to rotate the joystick lever 24 from the center position to the right as shown in FIG.
  • the operating force Fin exceeds F1 of the first spring 64
  • the operation input shaft 61 rotates to the right in the same manner as the joystick lever 24, and the rotation angle ⁇ in of the operation input shaft 61 increases.
  • the operation spool 71 rotates clockwise with respect to the operation sleeve 72 as the operation input shaft 61 rotates.
  • the operation sleeve 72 is integrated with the feedback sleeve 74, and the feedback sleeve 74 is connected to the feedback spool 73 by the second spring 65.
  • the initial reaction force F2 of the 2nd spring 65 is more than the reaction force of the spring characteristic S1 of the 1st spring 64 shown in FIG.7 (b). Therefore, the operation sleeve 72 does not rotate with the operation spool 71, and the operation spool 71 rotates clockwise with respect to the operation sleeve 72.
  • the operation spool 71 rotates clockwise with respect to the operation sleeve 72 and moves to the right pilot position Rp, where pilot pressure is supplied to the second pilot port P8 and pilot pressure is supplied to the second pilot chamber 35. .
  • the valve element 33 of the steering valve 32 moves to the right steering position Rs, oil is supplied to the extension port 21a of the steering cylinder 21 and the contraction port 22b of the steering cylinder 22, and the contraction port 21b of the steering cylinder 21 and Oil is discharged from the extension port 22 a of the steering cylinder 22.
  • the steering angle ⁇ s gradually increases, and the front frame 11 is directed to the right with respect to the rear frame 12 (see R in FIG. 2).
  • the change in the steering angle ⁇ s is transmitted to the feedback input shaft 62 by the link mechanism 26, and the feedback input shaft 62 rotates at the rotation angle ⁇ s.
  • the operation input shaft 61 When the operator stops the joystick lever 24 at a predetermined rotation angle ⁇ 1, the operation input shaft 61 also stops at the rotation angle ⁇ 1. On the other hand, since the steering angle ⁇ s gradually increases, the rotation angle ⁇ s of the feedback input shaft 62 also increases.
  • the feedback spool 73 rotates together with the feedback input shaft 62, and the feedback sleeve 74 connected to the feedback spool 73 via the second spring 65 also rotates. Since the feedback sleeve 74 is integrated with the operation sleeve 72 via the first center pin 76, the second center pin 77, and the drive shaft 75, the operation sleeve 72 rotates as the feedback sleeve 74 rotates.
  • the rotation angle of the operation sleeve 72 and the operation spool 71 (deviation angle ⁇ ) is reduced by the rotation of the operation sleeve 72.
  • the deviation angle ⁇ becomes zero.
  • the operation spool 71 of the pilot valve 42 is located at the neutral position Np with respect to the operation sleeve 72.
  • the pilot pressure in the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35 of the steering valve 32 is the same, and the steering valve 32 is also in the neutral position Ns. For this reason, oil is not supplied to or discharged from the left and right steering cylinders 21 and 22, and the steering angle ⁇ s is maintained at the rotation angle ⁇ 1.
  • the steering angle ⁇ s is also maintained at the same rotation angle ⁇ 1.
  • the front frame 11 is maintained to the right with respect to the rear frame 12 in the direction of the rotation angle ⁇ 1.
  • the operation input shaft 61 rotates in the same manner, and the rotation angle ⁇ in of the operation input shaft 61 decreases.
  • the operation spool 71 rotates left with respect to the operation sleeve 72 and moves to the left pilot position Lp, and the pilot pressure is supplied to the first pilot port P7.
  • the valve element 33 of the steering valve 32 moves to the left steering position Ls, and oil is supplied to the contraction port 21b of the steering cylinder 21 and the extension port 21a of the steering cylinder 22, and the extension port 21a of the steering cylinder 21 and Oil is discharged from the contraction port 21 b of the steering cylinder 22.
  • the steering angle ⁇ s gradually decreases from the rotation angle ⁇ 1.
  • the change in the steering angle ⁇ s is transmitted to the feedback input shaft 62 by the link mechanism 26, and the feedback input shaft 62 rotates with the same change in the rotation angle as the change in the steering angle ⁇ s.
  • the pilot pressures of the first pilot chamber 34 and the second pilot chamber 35 of the steering valve 32 are the same, and the steering valve 32 is also in the neutral position Ns. For this reason, oil is not supplied to or discharged from the left and right steering cylinders 21 and 22, and the steering angle ⁇ s is also returned to zero and maintained. Thereby, the front frame 11 is returned to the direction along the front-rear direction with respect to the rear frame 12.
  • the wheel loader 1 has a joystick when the operator moves the joystick lever 24 to the right (inward with respect to the driver's seat 5a) and when the operator moves to the left (outside with respect to the driver's seat 5a).
  • the force applying unit 27 is controlled so that the force applied to the operation of the lever 24 is different.
  • the control unit 28 stores assist torque information related to assist torque applied to the torque input by the joystick lever 24, and controls the force applying unit 27 based on the assist torque information.
  • FIG. 9A is a graph (assist torque information) of the relationship between the torque detected by the torque sensor 103 and the assist torque applied at that time. It is a figure shown, and is a figure which shows a graph in case the force provided with respect to operation on either side is equivalent.
  • the positive lever input torque indicates the torque generated by the rotation of the joystick lever 24 to the right side
  • the negative lever input torque is generated by the rotation of the joystick lever 24 to the left side. Torque is shown.
  • a line L1 in FIG. 9A indicates assist torque information when the joystick lever 24 is operated to the right side
  • a line L2 indicates assist torque information when the joystick lever 24 is operated to the left side.
  • FIG. 9A a dotted line L2 ′ symmetrical to the line L2 with respect to the horizontal axis is shown.
  • the absolute value of the lever input torque is the same
  • the absolute value of the assist torque is the same. That is, when the joystick lever 24 is operated to the right side and to the left side, the assist force is applied symmetrically. It can be said that the lines L1 and L2 are point-symmetric about the origin.
  • a larger assist force is applied as the torque generated by the operation of the joystick lever 24 increases. If the control is performed using the graph of FIG. 9A, when the operator operates the joystick lever 24 and torque is generated in the input shaft portion 81b, the control unit 28 determines the graph of FIG. 9A from the torque. Based on this, the assist force (assisting force) is obtained, and the electric motor 111 is controlled so as to apply the assisting force.
  • FIG. 9B shows the lever reaction force with respect to the deviation angle when the auxiliary force is not applied (dotted line) and when the auxiliary force is applied based on the graph of FIG. 9A (solid line).
  • a positive deviation angle ⁇ indicates a case where the operation input shaft 61 has a larger rotation angle to the right rotation side than the feedback input shaft 62
  • a negative deviation angle ⁇ indicates the operation input shaft 61. Shows a case where the rotation angle is larger to the left rotation side than the feedback input shaft 62.
  • the lever reaction force when operating the joystick lever 24 can be reduced, and the operation can be performed with a light force.
  • FIG. 10A shows a graph (assist torque information) of the relationship between the torque detected by the torque sensor 103 and the assist torque applied at that time. It is a figure and is a figure which shows a graph when the force provided with respect to operation on either side differs. Further, the assist torque information shown in FIG. 10A is stored in the control unit 28. A line L3 indicates assist torque information when the joystick lever 24 is operated to the right side, and a line L4 indicates assist torque information when the joystick lever 24 is operated to the left side.
  • a dotted line L4 ′ symmetrical to the line L4 with respect to the horizontal axis is shown.
  • the assist force for the leftward operation is set to be larger than the assist force for the rightward operation. That is, the joystick lever 24 is set so that it can be operated with a lighter force when it is operated outward with respect to the driver's seat 5a than when it is operated inward.
  • FIG. 10B shows the lever reaction force with respect to the deviation angle when the auxiliary force is not applied (dotted line) and when the auxiliary force is applied based on the graph of FIG. 10A (solid lines L23 and L24).
  • a positive deviation angle ⁇ indicates a case where the operation input shaft 61 has a larger rotation angle to the right rotation side than the feedback input shaft 62
  • a negative deviation angle ⁇ indicates the operation input shaft 61. Shows a case where the rotation angle is larger to the left rotation side than the feedback input shaft 62.
  • the lever reaction force (solid line L24) when the joystick lever 24 is operated to the left side can be made smaller than the lever reaction force (solid line L23) when the joystick lever 24 is operated to the right side.
  • the control part 28 may memorize
  • FIG. 11 is a flowchart showing the control operation by the force applying unit 27.
  • the steering torque signal detected by the torque sensor 103 is input to the control unit 28 in step S110.
  • the steering torque signal is a signal including information on the direction of rotation and the magnitude of torque caused by the rotation. For example, when the torque value is a value including positive and negative, a positive torque value indicates a torque value generated by a right rotation, and a negative torque value indicates a torque value generated by a left rotation.
  • step S120 the control unit 28 determines the steering direction of the joystick lever 24 based on the steering torque signal.
  • step S130 the control unit 28 determines the assist force based on the stored assist torque information (graph shown in FIG. 10A).
  • step S140 the control unit 28 outputs a command torque from the drive circuit 204 based on the determined assist torque, the electric motor 111 is driven, and the operation of the joystick lever 24 via the connecting unit 25 is performed. Power is applied.
  • Embodiment 2 Next, the wheel loader 1 in Embodiment 2 concerning this invention is demonstrated.
  • the wheel loader 1 of the second embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but is controlled so as to change the applied force based on the vehicle speed in addition to the operation direction of the joystick lever 24. Is done. Therefore, this difference will be described.
  • FIG. 12 is a diagram showing a graph of the relationship between the torque detected by the torque sensor 103 and the assist torque applied at that time, and the speed of the assist torque when the force applied to the left and right operations is the same. It is a figure which shows the change by.
  • solid lines (L5, L6) indicate assist torque information when the vehicle speed is 0 km / h
  • dotted lines (L7, L8) indicate assist torque information when the vehicle speed is 25 km / h
  • L10) indicates assist torque information at a vehicle speed of 40 km / h.
  • a graph (assist torque information) of the relationship between lever input torque and assist torque at 40 km / h, 25 km / h, and 0 km / h is provided.
  • a line L5 indicating the assist torque when the joystick lever 24 is operated in the right direction at 0 km / h and a line L6 indicating the assist torque when the joystick lever 24 is operated in the left direction at 0 km / h are: Provided point-symmetrically with respect to the origin.
  • the 25 km / h line L7 and line L8 are point-symmetric with respect to the origin, and the 40 km / h line L9 and line L10 are point-symmetric with respect to the origin.
  • the assist torque is set to decrease as the speed increases. As a result, the assist torque is large during low-speed traveling, making it easy to operate, and during high-speed traveling, the assist torque is small and vehicle stability is improved.
  • FIG. 13 is a diagram showing a graph (assist torque information) of the relationship between the torque detected by the torque sensor 103 in the present embodiment and the assist torque applied at that time.
  • FIG. 13 is a diagram showing a graph (assist torque information) for changing the assist torque based on the vehicle speed when the force applied to the left and right operations is different.
  • solid lines (L11, L12) indicate assist torque information when the vehicle speed is 0 km / h
  • dotted lines (L13, L14) indicate assist torque information when the vehicle speed is 25 km / h
  • L16) indicates assist torque information when the vehicle speed is 40 km / h.
  • a graph (assist torque information) of the relationship between lever input torque and assist torque is stored in the control unit 28 by dividing into 40 km / h, 25 km / h, and 0 km / h.
  • the assist force applied when the joystick lever 24 is operated to the right is set smaller than the assist force applied when the joystick lever 24 is operated to the left. ing. That is, the joystick lever 24 is set so that it can be operated with a lighter force when it is operated outward with respect to the driver's seat 5a than when it is operated inward.
  • the line L11 indicating the assist torque when the joystick lever 24 is operated to the right and the joystick lever 24 is operated to the left when the vehicle speed is 0 km / h.
  • the line L12 indicating the assist torque at this time is not point-symmetric with respect to the origin, and the absolute value of the assist torque with respect to the lever input torque is greater in the line L12 than in the line L11.
  • a line L13 indicating the assist torque when the joystick lever 24 is operated in the right direction
  • the joystick lever 24 is operated in the left direction when the vehicle speed is 25 km / h.
  • the line L14 indicating the assist torque is not point-symmetric with respect to the origin, and the line L14 has a larger assist torque relative to the lever input torque than the line L13.
  • the line L16 indicating the assist graph when the joystick lever 24 is operated to the left when the vehicle speed is 40 km / h is the absolute value of the assist torque compared to the line L14 when the vehicle speed is 25 km / h. The size is getting smaller. Further, as can be seen from the line L15 indicating the assist torque when the joystick lever 24 is operated in the right direction when the vehicle speed is 40 km / h, when the joystick lever 24 is operated to the right side when the vehicle speed is 40 km / h. A counter-assist force is applied to the operation of the joystick lever 24. Specifically, when the joystick lever 24 is rotated in the right direction, a force in the left rotation direction is applied to the input shaft portion 81 b by the force applying unit 27. As a result, the joystick lever 24 can be prevented from being operated suddenly during high-speed traveling toward the right direction (inward direction with respect to the driver's seat 5a) where the joystick lever 24 can be easily operated, and stability during high-speed traveling can be improved.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the control operation by the force applying unit 27.
  • the control unit 28 acquires a steering torque signal from the torque sensor 103 in step S210.
  • the steering torque signal is a signal including information on the direction of rotation and the magnitude of torque caused by the rotation. For example, when the torque value is a value including positive and negative, a positive torque value indicates a torque value generated by a right rotation, and a negative torque value indicates a torque value generated by a left rotation.
  • step S220 the control unit 28 determines the steering direction of the joystick lever 24 based on the steering torque signal.
  • step S ⁇ b> 230 the control unit 28 acquires a detection value from the vehicle speed sensor 105.
  • step S240 the control unit 28 determines the assist force based on the stored assist torque information (graph shown in FIG. 13).
  • the control unit 28 stores three pieces of assist torque information shown in FIG. 13 (when the vehicle speed is 0 km / h, 25 km / h, and 40 km / h), and is detected from the vehicle speed sensor 105. When the value is between three speeds, the assist torque at the vehicle speed is calculated by interpolation calculation. Thus, by calculating the assist torque by interpolation calculation, the assist torque can be continuously changed according to the speed change.
  • step S250 the control unit 28 outputs a command torque from the drive circuit 204 based on the determined assist force, the electric motor 111 is driven, and the operation of the joystick lever 24 via the connecting unit 25 is performed. Power is applied.
  • a wheel loader 1 (an example of a work vehicle) according to the present embodiment is an articulated type in which a front frame 11 and a rear frame 12 are connected, and includes a joystick lever 24, a force applying unit 27, a control unit 28, .
  • the joystick lever 24 is moved inward or to the left with respect to the driver's seat 5a by the operation of the operator, and changes the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12.
  • the force applying unit 27 applies an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever 24 by the operator.
  • the control unit 28 controls the force applying unit 27 so that an operation force required when the joystick lever 24 is moved outward is different from an operation force required when the joystick lever 24 is moved inward.
  • the control unit 28 is configured such that the operating force required to move the joystick lever 24 outward is smaller than the operating force required to move the joystick lever 24 inward.
  • the force applying unit 27 is controlled.
  • moving the joystick lever 24 outward with respect to the driver's seat 5a is more difficult to apply force than moving it inward. Therefore, in this way, by applying a force so that the operation force required to move the joystick lever 24 outward becomes smaller than the operation force required to move the joystick lever 24 inward,
  • the operation feeling when moving the button outward can be set to the same operation feeling as when moving the wrist inward. As a result, the operational feeling of the operator can be improved. Even when the joystick lever 24 is moved outward, it can be moved with a light force.
  • the wheel loader 1 of the present embodiment further includes a torque sensor 103 (an example of a torque detection unit).
  • the torque sensor 103 detects torque generated by operating the joystick lever 24.
  • the control unit 28 controls the force applying unit to apply an assisting force or a reaction force to the operation of the joystick lever 24 according to the torque detected by the torque sensor 103.
  • a force can be applied according to the torque applied to the joystick lever 24 by the operator. For example, when the torque applied to the joystick lever 24 by the operator is large, the assisting force applied by the force applying unit 27 is increased, and when the torque is small, the magnitude of the applying force is controlled so as to decrease the assisting force. it can.
  • the torque sensor 103 detects whether the joystick lever 24 moves in the inner or outer direction.
  • the control unit 28 controls the force applying unit 27 to change the force applied to the operation of the joystick lever 24 according to the torque detected by the torque sensor 103 according to the moving direction of the joystick lever 24. Thereby, the control unit 28 determines whether the joystick lever 24 is operated inward or outward with respect to the driver's seat 5a, and the operation force necessary to move the joystick lever 24 outward is
  • the force applying unit 27 can be controlled so as to be smaller than an operation force required when the joystick lever 24 is moved inward.
  • the wheel loader 1 of the present embodiment further includes a vehicle speed sensor 105 (an example of a speed detection unit).
  • the vehicle speed sensor 105 (an example of a speed detection unit) detects the speed of the wheel loader 1.
  • the control unit 28 controls the force applying unit to apply an assisting force or a reaction force according to the speed detected by the vehicle speed sensor 105.
  • the operability can be improved by applying an auxiliary force to the joystick lever 24 to reduce the force required for the operation of the joystick lever 24.
  • the traveling speed of the wheel loader 1 is changed from low speed to high speed, the reaction force is applied to the joystick lever 24 or the auxiliary force is reduced to increase the force required for operating the joystick lever 24. Stability can be improved.
  • control unit 28 moves at least to the inside of the joystick lever 24 when the speed detected by the vehicle speed sensor 105 (an example of a speed detection unit) is faster than a predetermined speed set in advance.
  • the force applying unit 27 is controlled to apply the auxiliary force.
  • the predetermined speed is a value at which the assist torque is switched from the assist force to the reaction force by interpolation calculation.
  • the predetermined speed is a value between 25 km / h and 40 km / h.
  • the assisting force for moving the joystick lever 24 to the outside is provided.
  • the force applying unit 27 is controlled so as to be larger than the assisting force when the joystick lever 24 is moved inward.
  • the wheel loader 1 of the present embodiment includes steering cylinders 21 and 22 (an example of a hydraulic actuator) and a pilot valve 42 (an example of a control valve).
  • the steering cylinders 21 and 22 change the steering angle ⁇ s.
  • the pilot valve 42 is connected to the joystick lever 24 and controls the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22.
  • the pilot valve 42 includes an operation input shaft 61 (an example of a first input member), a feedback input shaft 62 (an example of a second input member), a first spring 64 and a second spring 65 (an example of an urging portion). Have.
  • the operation input shaft 61 is connected to the joystick lever 24 and is displaced according to the operation amount of the joystick lever 24.
  • the feedback input shaft 62 is displaced according to the steering angle ⁇ s.
  • the operation input shaft 61 is urged so that
  • the control unit 28 controls the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22 according to the difference of the rotation angle ⁇ in of the operation input shaft 61 with respect to the rotation angle ⁇ fb of the feedback input shaft 62.
  • the joystick lever 24 is operated against the urging force of the first spring 64 and the second spring 65.
  • the actual steering angle ⁇ s changes following the target steering angle (corresponding to the rotation angle ⁇ in) by the joystick lever 24, and the target steering angle and the actual steering angle coincide with each other.
  • the pilot valve 42 is in the neutral position. Further, the pilot valve 42 is thus provided with the first spring 64 and the second spring 65, and the operator operates the joystick lever 24 with an operating force that opposes the urging force of the first spring 64 and the second spring 65. To do. An assisting force or a reaction force can be applied to an operation that opposes the urging force.
  • the wheel loader 1 of the present embodiment further includes a steering valve 32.
  • the steering valve 32 adjusts the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22 based on the pilot pressure input from the pilot valve 42.
  • the pilot valve 42 controls the flow rate of oil supplied from the steering valve 32 to the steering cylinders 21 and 22 by adjusting the pilot pressure.
  • the pilot pressure is adjusted by the operation of the operator, the amount of oil supplied from the steering valve 32 to the steering cylinders 21 and 22 is controlled, and the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12 is changed.
  • the wheel loader 1 of the present embodiment further includes steering cylinders 21 and 22, a pilot valve 42, and a connecting portion 25.
  • the steering cylinders 21 and 22 change the steering angle ⁇ s.
  • the pilot valve 42 is connected to the joystick lever 24 and controls the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22.
  • the connecting portion 25 connects the joystick lever 24 and the pilot valve 42.
  • the force applying unit 27 includes an electric motor 111 and a worm gear 112 (an example of a transmission mechanism).
  • the electric motor 111 generates an auxiliary force or a reaction force.
  • the worm gear 112 transmits the assisting force or reaction force from the electric motor 111 to the connecting portion 25.
  • the force of the electric motor 111 can be transmitted to the connecting portion 25 that connects the joystick lever 24 and the pilot valve 42, and the force required to operate the joystick lever 24 can be changed.
  • the control method of the wheel loader 1 is a control method of an articulated wheel loader in which the front frame 11 and the rear frame 12 are connected, and includes step S120 (an example of an operation direction detection step), step S130, S140 (an example of a force application step).
  • Step S120 an example of the operation direction detection step
  • Step S130 and S140 an example of a force application step
  • Step S130 and S140 are performed so that the operation force required to move the joystick lever 24 outward differs from the operation force required to move the joystick lever 24 inward.
  • An assisting force or reaction force is applied to the operation of the joystick lever 24 by the operator.
  • the wrist is moved outward by applying a force so that the operating force required to move the joystick lever to the outside differs from the operating force required to move the joystick lever inward. Since the operational feeling when moving the wrist can be set to the same operational feeling as when moving the wrist inward, the operational feeling of the operator can be improved.
  • the movement of the joystick lever 24 to the left corresponds to the movement inward with respect to the driver's seat, and the joystick lever 24 moves to the right of the joystick lever 24.
  • the movement corresponds to the outward movement with respect to the driver's seat (B)
  • step S120 shown in FIG. 11 the steering direction of the joystick lever 24 is determined based on the vehicle body-lever deviation angle ⁇ . Further, the vehicle body-lever deviation angle ⁇ does not use the detection value by the second rotation angle detection unit 102, and the rotation angle detected by the steering angle detection unit 104 and the rotation angle detected by the first rotation angle detection unit 101. It may be calculated from the angle ⁇ in. Further, the vehicle body-lever deviation angle ⁇ may be calculated from the steering angle ⁇ s calculated from the detection values of the cylinder stroke sensors 106 and 107 and the rotation angle ⁇ in detected by the first rotation angle detection unit 101.
  • the assist torque is determined according to the value of the torque sensor.
  • the torque sensor is not provided, and the assist torque is applied uniformly with respect to the operation direction of the joystick lever 24. You may control to. Specifically, when a joystick lever 24 is operated to the right side, a predetermined constant value of assist torque is applied regardless of the torque generated according to the operation, and the torque generated according to the operation when operating the left side. Regardless of this, a predetermined constant value of assist torque is applied, and the absolute value of the assist torque when operated to the left side may be made larger than the absolute value of assist torque when operated to the right side.
  • the determination of whether the joystick lever 24 moves in the left or right direction can be made based on the angular difference between the first rotation angle detection unit 101 and the second rotation angle detection unit 102 as described above. it can.
  • the control unit 28 stores three assist torque information, and the assist torque is continuously changed according to the speed by interpolation calculation.
  • the assist torque information is not limited to three. Two or four or more may be provided. When the assist torque is smoothly changed according to the speed, it is preferable that three or more assist torques are provided.
  • the control unit 28 stores three pieces of assist torque information, and the assist torque is continuously changed according to the speed by interpolation calculation, but may be changed stepwise.
  • the assist torque information at low speed is represented by solid lines L11 and L12 in FIG. 13
  • the assist torque information at medium speed is represented by dotted lines L13 and L14 in FIG. 13
  • the assist torque information at high speed is represented by alternate long and short dashed lines L5 and L16 in FIG.
  • the low speed is set to a speed of 15 km / hour
  • the medium speed is set to a speed of 15 km / hour to less than 25 km / hour
  • the high speed is set to a speed of 25 km / hour to 40 km / hour.
  • 15 km / hour can be set as the first threshold
  • 25 km / hour can be set as the second threshold (an example of a predetermined speed).
  • the control unit 28 compares the speed detected by the vehicle speed sensor 105 with the first threshold value and the second threshold value, and the vehicle speed is low, medium, and high. It is judged whether it corresponds to either. Then, the assist torque is determined from the steering torque signal using the assist torque information of the determined speed. In addition, it may be divided not only in 3 steps but only in 2 steps, and may be divided more finely than 3 steps.
  • the joystick lever 24 and the pilot valve 42 are mechanically connected by the connecting portion 25, but the present invention is not limited to this.
  • the joystick lever 24 and the pilot valve may not be mechanically connected, and the operation of the joystick lever 24 may be electrically transmitted to the pilot valve to operate the pilot valve.
  • FIG. 15 is a view showing a steering operation device 8 ′ as an example of a configuration for electrically transmitting the operation of the joystick lever 24 to the pilot valve 42 ′.
  • the pilot valve 42 ′ shown in FIG. 15 is not a rotary type as in the first and second embodiments, but a spool type.
  • the pilot valve 42 ′ has a valve body portion 60 including a spool 71 ′ and a sleeve (not shown), and the spool 71 ′ is in a neutral position Np, left pilot by a signal from the control unit 28 with the sleeve as a reference. The position can be moved to the position Lp and the right pilot position Rp.
  • the universal joint portion 83 as shown in FIG. 5 is not provided.
  • the joystick lever 24 is connected to the steering operation shaft 81.
  • the steering operation shaft 81 is not connected to the pilot valve.
  • the force applying unit 27 applies an assisting force or a reaction force to the steering operation shaft 81.
  • the first rotation angle detection unit 101 detects the rotation angle ⁇ in of the steering operation shaft 81 and transmits it to the control unit 28.
  • the pilot valve 42 ′ is a spool type.
  • a link mechanism 26 for linking the pilot valve and the front frame 11 as shown in FIG. 5 is not provided.
  • the steering angle detection unit 104 detects the steering angle ⁇ s of the front frame 11 with respect to the rear frame 12, and transmits it to the control unit 28. Based on the received information on the rotation angle ⁇ in and the steering angle ⁇ s, the control unit 28 transmits a command to the pilot valve 42 ′ and controls the movement of the spool 71 ′ of the pilot valve 42 ′.
  • the control unit 28 may control the pilot angle so that the difference between ⁇ in and ⁇ s becomes small, so that the rotation angle ⁇ in and the steering angle ⁇ s coincide with each other.
  • the force of the electric motor 111 is transmitted to the steering operation shaft 81 by the worm gear 112.
  • the reduction device such as the worm gear 112 is not used.
  • the rotating shaft of the electric motor 111 may be directly connected to the steering operation shaft 81.
  • the joystick lever 24 itself can be rotated inward or outward of the driver's seat around the vertical axis.
  • the joystick lever 24 itself of the steering operation device 8 ′ shown in FIG. 15 may be configured to be rotatable inward or outward of the driver's seat around a horizontal axis.
  • any configuration may be employed as long as the pilot valve 42 ′ operates based on the operation of the joystick lever 24 and the force from the force applying unit 27 can be transmitted to the joystick lever 24. Electrical transmission may be performed by either wired or wireless means.
  • the electric motor 111 generates the force.
  • the electric motor 111 is not limited to the electric motor, and may be a hydraulic motor or the like. In short, it may be an actuator that can generate the applied force. That's fine.
  • the drive circuit 204 is included in the control unit 28, but it is not included in the control unit 28, and only the drive circuit 204 may be mounted alone. Furthermore, the drive circuit 204 may be mounted on an electric motor.
  • the supply amount of oil supplied from the steering valve 32 to the steering cylinders 21 and 22 is controlled in accordance with the pilot pressure input from the pilot valve 42 which is an example of the control valve. However, the oil from the pilot valve 42 may be directly supplied to the steering cylinders 21 and 22.
  • the two springs of the first spring 64 and the second spring 65 are provided, but the second spring 65 may not be provided.
  • the feedback spool 73 and the feedback sleeve 74 may be fixed.
  • the wheel loader 1 is described as an example of the work vehicle.
  • the wheel loader 1 is not limited to the wheel loader, and may be an articulated dump truck, a motor grader, or the like. Any curated work vehicle may be used.
  • the work vehicle and the work vehicle control method of the present invention have an effect of improving the operational feeling of the operator and are useful as a wheel loader or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

ホイールローダ(1)は、フロントフレーム(11)とリアフレーム(12)が連結されたアーティキュレート式であって、ジョイスティックレバー(24)と、力付与部(27)と、制御部(28)と、を備える。ジョイスティックレバー(24)は、オペレータの操作によって右側または左側に移動させて、リアフレーム(12)に対するフロントフレーム(11)のステアリング角(θs)を変更する。力付与部(27)は、オペレータによるジョイスティックレバー(24)の操作に対して補助力または反力を付与する。制御部(28)は、ジョイスティックレバー(24)を左側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバー(24)を右側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、力付与部(27)を制御する。

Description

作業車両および作業車両の制御方法
 本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。
 アーティキュレート式の作業車両として、フロントフレームとリアフレームに亘って配置された油圧アクチュエータに供給する油の流量を制御することによって、ステアリング角が変更される構成が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
 特許文献1、2に示す作業車両では、オペレータがジョイスティックレバーを操作することにより、パイロット弁のポートの開閉状態が変わりパイロット圧が変更される。変更されたパイロット圧に応じてステアリング弁から油圧アクチュエータに供給される流量が調整されて、作業車両のステアリング角が変更される。
 特許文献2に示すように、ジョイスティックレバーは一般的に運転席の隣に配置されており、オペレータがジョイスティックレバーを右側に移動させると、フロントフレームがリアフレームに対して右方向に回転し、オペレータがジョイスティックレバーを左側に移動させると、フロントフレームがリアフレームに対して左方向に回転する。
特開平11-105723号公報 特開平11-321664号公報
 しかしながら、従来の作業車両では、ジョイスティックレバーを操作する際に、手首を内側に移動させるときと、手首を外側に移動させるときとで操作感が異なっていた。
 本発明は、上記従来の課題を考慮して、オペレータの操作感を向上可能な作業車両および作業車両の制御方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
 第1の発明にかかる作業車両は、フロントフレームとリアフレームが連結されたアーティキュレート式の作業車両であって、ジョイスティックレバーと、力付与部と、制御部と、を備える。ジョイスティックレバーは、オペレータの操作によって運転席に対して内側または外側に移動させて、リアフレームに対するフロントフレームのステアリング角を変更する。力付与部は、オペレータによるジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与する。制御部は、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、力付与部を制御する。
 このように、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できるため、オペレータの操作感を向上できる。
 第2の発明にかかる作業車両は、第1の発明の作業車両であって、制御部は、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、力付与部を制御する。
 一般的には、ジョイスティックレバーを運転席に対して外側に移動させるほうが、内側に移動に移動させるよりも力を入れ難い。そのため、このように、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できる。これにより、オペレータの操作感を向上できる。
 また、ジョイスティックレバーを外側に移動させる場合であっても、軽い力で移動させることができる。
 第3の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、トルク検出部、を更に備える。トルク検出部は、ジョイスティックレバーの操作によって生じるトルクを検出する。制御部は、トルク検出部によって検出されたトルクに応じて、ジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与するよう力付与部を制御する。
 これにより、オペレータがジョイスティックレバーに加えたトルクに応じて力を付与できる。例えば、オペレータがジョイスティックレバーに加えたトルクが大きいときには、力付与部によって付与する補助力を大きくし、トルクが小さいときには補助力を小さくするように付与する力の大きさを制御することができる。
 第4の発明にかかる作業車両は、第2の発明にかかる作業車両であって、トルク検出部は、内側または外側のいずれの方向へのジョイスティックレバーの移動かを検出する。制御部は、トルク検出部によって検出されたトルクに応じてジョイスティックレバーの操作に対して付与する力をジョイスティックレバーの移動方向に基づいて変えるように力付与部を制御する。
 これにより、制御部は、ジョイスティックレバーが運転席に対して内側または外側のいずれの方向に操作されているかを判断し、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、力付与部を制御できる。
 第5の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、目標ステアリング角検出部と、実ステアリング角検出部とをさらに備える。ジョイスティックレバーは、運転席に対して内側または外側に回転可能であり、ジョイスティックレバーの回転角は、リアフレームに対するフロントフレームの目標とするステアリング角に対応する。目標ステアリング角検出部は、目標とするステアリング角を検出する。実ステアリング角検出部は、実ステアリング角を検出する。制御部は、目標とするステアリング角と実ステアリング角の角度差に基づいて、内側または外側のいずれの方向へのジョイスティックレバーの移動かを判断する。
 これにより、制御部は、ジョイスティックレバーが運転席に対して内側または外側のいずれの方向に操作されているかを判断し、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、力付与部を制御できる。
 第6の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、速度検出部を更に備える。速度検出部は、作業車両の速度を検出する。制御部は、速度検出部によって検出された速度に応じて、補助力または反力を付与するよう力付与部を制御する。
 これにより、例えば、作業車両を低速で動かす場合には、ジョイスティックレバーに補助力を付与してジョイスティックレバーの操作に必要な力を小さくすることによって、操作性を向上することができる。一方、作業車両の走行速度が低速から高速に変更した場合には、ジョイスティックレバーに反力を付与もしくは補助力を小さくしてジョイスティックレバーの操作に必要な力を大きくすることによって、走行安定性を向上することができる。
 第7の発明にかかる作業車両は、第6の発明にかかる作業車両であって、制御部は、速度検出部によって検出された速度が予め設定された所定速度よりも速い場合、少なくともジョイスティックレバーの内側への移動に対して反力を付与し、速度検出部によって検出された速度が、所定速度以下の場合、補助力を付与するよう力付与部を制御する。
 ジョイスティックレバーを運転席の内側方向に移動させる場合、オペレータは力を加え易い。そのため、作業車両を高速で動かしているときにジョイスティックレバーを運転席の内側方向に移動させる場合には、ジョイスティックレバーの操作に対して反力を付与することにより、移動させ難く出来、高速における走行安定性を向上できる。
 第8の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、制御部は、ジョイスティックレバーの内側と外側の双方への移動に対して補助力を付与する場合、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際の補助力を、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際の補助力よりも大きくなるよう力付与部を制御する。
 このようにジョイスティックレバーを外側に移動させる際の補助力を、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際の補助力より大きくすることにより、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくできる。
 第9の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、油圧アクチュエータと、制御弁と、を備える。油圧アクチュエータは、ステアリング角を変更する。制御弁は、ジョイスティックレバーと連結され油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する。制御弁は、第1入力部材と、第2入力部材と、付勢部と、を有する。第1入力部材は、ジョイスティックレバーに連結されジョイスティックレバーの操作量に応じて変位する。第2入力部材は、ステアリング角に応じて変位する。付勢部は、第1入力部材の変位量が第2入力部材の変位量と一致する中立位置になるように第1入力部材を付勢する。制御部は、第2入力部材の変位量に対する第1入力部材の変位量の差に応じて、油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する。ジョイスティックレバーは、付勢部による付勢力に対抗して操作される。
 これにより、ジョイスティックレバーを操作した後、ジョイスティックレバーに追従してステアリング角が変更し、ジョイスティックレバーの操作量とステアリング角が一致すると制御弁は中立位置となる。
 また、このように制御弁には付勢部が設けられており、オペレータは付勢部による付勢力に対抗する操作力でジョイスティックレバーを操作する。この付勢力に対抗する操作に対して補助力または反力を付与することができる。
 第10の発明にかかる作業車両は、第9の発明にかかる作業車両であって、ステアリング弁を更に備える。ステアリング弁は、制御弁から入力されるパイロット圧に基づいて油圧アクチュエータに供給される油の流量を調整する。制御弁は、パイロット圧を調整することにより、ステアリング弁から油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する。
 これにより、オペレータの操作によってパイロット圧を調整し、ステアリング弁から油圧アクチュエータへの油の供給量が制御され、フロントフレームのリアフレームに対するステアリング角が変更される。
 第11の発明にかかる作業車両は、第1の発明にかかる作業車両であって、油圧アクチュエータと、制御弁と、連結部を更に備える。油圧アクチュエータは、ステアリング角を変更する。制御弁は、ジョイスティックレバーと連結され油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する。連結部は、ジョイスティックレバーと制御弁を連結する。力付与部は、電動モータと、伝達機構とを有する。電動モータは、補助力または反力を発生する。伝達機構は、電動モータによる補助力または反力を連結部に伝達する。
 これにより、ジョイスティックレバーと制御弁を連結する連結部に電動モータの力を伝達でき、ジョイスティックレバーの操作に必要な力を変更できる。
 第12の発明にかかる作業車両の制御方法は、フロントフレームとリアフレームが連結されたアーティキュレート式の作業車両の制御方法であって、操作方向検出ステップと、力付与ステップと、を備える。操作方向検出ステップは、運転席に対する内側または外側に回転操作可能なジョイスティックレバーの回転方向を検出する。力付与ステップは、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、オペレータによるジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与する。
 このように、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できるため、オペレータの操作感を向上できる。
(発明の効果)
 本発明によれば、オペレータの操作感を向上可能な作業車両および作業車両の制御方法を提供することができる。
本発明に係る実施の形態のホイールローダの側面図。 図1のホイールローダのステアリング操作装置の構成を示す油圧回路図。 図2のパイロット弁を示す断面構成図。 (a)(b)図3のAA´間の矢示断面図、(c)(d)図3のBB´間の矢示断面図。 図2の連結部およびリンク機構を示す側面図。 図5のジョイスティックレバーを上面から見た図。 (a)図3のパイロット弁の模式図、(b)図7(a)のパイロット弁における車体―レバー偏差角度とレバー反力の関係のグラフを示す図、(c)偏差角度αがゼロのときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図、(d)偏差角度αがθ2のときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図、(e)偏差角度αがθ3のときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図。 図2の力付与部の構成を示す斜視図。 (a)左右の操作に対して付与する力が同等の場合のレバー入力トルクに対するアシストトルクの関係のグラフを示す図、(b)図9(a)に示すアシストトルクを付与しない場合と付与した場合における車体―レバー偏差角度に対するレバー反力の関係のグラフを示す図。 (a)本実施の形態の左右の操作に対して付与する力が異なる場合のレバー入力トルクに対するアシストトルクの関係のグラフを示す図、(b)図10(a)に示すアシストトルクを付与しない場合と付与した場合における車体―レバー偏差角度に対するレバー反力の関係のグラフを示す図。 本発明にかかる実施の形態1におけるホイールローダの制御方法を示すフロー図。 左右の操作に対して付与する力が同等の場合の3種類の車速におけるレバー入力トルクに対するアシストトルクの関係のグラフを示す図。 本実施の形態の左右の操作に対して付与する力が異なる場合の3種類の車速におけるレバー入力トルクに対するアシストトルクの関係のグラフを示す図。 本発明にかかる実施の形態2におけるホイールローダの制御方法を示すフロー図。 本発明にかかる実施の形態の変形例におけるステアリング操作装置を示す構成図。 本発明にかかる実施の形態の変形例における力付与部を示す構成図。
 本発明にかかる実施の形態のホイールローダについて図面を参照しながら以下に説明する。
 <実施の形態1>
 (1.構成)
 (1-1.ホイールローダの構成の概要)
 図1は、本実施の形態のホイールローダ1の構成を示す模式図である。本実施の形態のホイールローダ1は、車体フレーム2と、作業機3と、一対のフロントタイヤ4、キャブ5、エンジンルーム6、一対のリアタイヤ7、およびステアリング操作装置8(後述する図2参照)と、を備えている。
 ホイールローダ1は、作業機3を用いて土砂積み込み作業などを行う。
 車体フレーム2は、いわゆるアーティキュレート式であり、フロントフレーム11とリアフレーム12と、連結軸部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の前方に配置されている。連結軸部13は、車幅方向の中央に設けられており、フロントフレーム11とリアフレーム12を互いに揺動可能に連結する。一対のフロントタイヤ4は、フロントフレーム11の左右に取り付けられている。また、一対のリアタイヤ7は、リアフレーム12の左右に取り付けられている。
 作業機3は、図示しない作業機ポンプからの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム14と、バケット15と、リフトシリンダ16と、バケットシリンダ17と、を有する。ブーム14は、フロントフレーム11に装着されている。バケット15は、ブーム14の先端に取り付けられている。
 リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17は、油圧シリンダである。リフトシリンダ16の一端はフロントフレーム11に取り付けられており、リフトシリンダ16の他端はブーム14に取り付けられている。リフトシリンダ16の伸縮により、ブーム14が上下に揺動する。バケットシリンダ17の一端はフロントフレーム11に取り付けられており、バケットシリンダ17の他端はベルクランク18を介してバケット15に取り付けられている。バケットシリンダ17が伸縮することによって、バケット15が上下に揺動する。
 キャブ5は、リアフレーム12上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのハンドルやジョイスティックレバー24(後述する図2参照)、作業機3を操作するためのレバー、各種の表示装置等が配置されている。エンジンルーム6は、キャブ5の後側であってリアフレーム12上に配置されており、エンジンが収納されている。
 ステアリング操作装置8は、詳しくは後述するが、ステアリングシリンダ21、22を有しており、ステアリングシリンダ21、22に供給する油の流量を変更することによって、フロントフレーム11のリアフレーム12に対するステアリング角を変更し、ホイールローダ1の進行方向を変更する。
 (1-2.ステアリング操作装置)
 図2は、ステアリング操作装置8の構成を示す油圧回路図である。本実施の形態のステアリング操作装置8は、一対のステアリングシリンダ21,22と、ステアリング油圧回路23と、ジョイスティックレバー24と、連結部25と、リンク機構26と、力付与部27と、制御部28と、を主に有する。
 (1-2-1.ステアリングシリンダ)
 一対のステアリングシリンダ21、22は、油圧によって駆動される。一対のステアリングシリンダ21、22は、連結軸部13を挟んで車幅方向の左右側に並んで配置されている。ステアリングシリンダ21は、連結軸部13の左側に配置されている(図1参照)。ステアリングシリンダ22は、連結軸部13の右側に配置されている。ステアリングシリンダ21、22は、それぞれの一端がフロントフレーム11に取り付けられており、それぞれの他端が、リアフレーム12に取り付けられている。
 ステアリングシリンダ21には、伸長ポート21aと収縮ポート21bが設けられており、ステアリングシリンダ22には、伸長ポート22aと収縮ポート22bが設けられている。
 ステアリングシリンダ21の伸長ポート21aおよびステアリングシリンダ22の収縮ポート22bに油が供給され、ステアリングシリンダ21の収縮ポート21bおよびステアリングシリンダ22の伸長ポート22aから油が排出されると、ステアリングシリンダ21が伸長し、ステアリングシリンダ22が収縮する。これによってステアリング角θsが変化し車両は右に曲がる。また、ステアリングシリンダ21の収縮ポート21bおよびステアリングシリンダ22の伸長ポート22aに油が供給され、ステアリングシリンダ21の伸長ポート21aおよびステアリングシリンダ22の収縮ポート22bから油が排出されると、ステアリングシリンダ21が収縮し、ステアリングシリンダ22が伸長する。これによってステアリング角θsが変化し車両は左に曲がる。
 なお、ステアリングシリンダ21、22の間に配置されている連結軸部13の近傍には、ステアリング角θsを検出するステアリング角検出部104が設けられている。ステアリング角検出部104は、例えばポテンショメータによって構成されており、検出されたステアリング角θsは検出信号として制御部28に送られる。
 また、ステアリングシリンダ21には、シリンダのストロークを検出するシリンダストロークセンサ106が設けられており、ステアリングシリンダ22には、シリンダのストロークを検出するシリンダストロークセンサ107が設けられている。これらシリンダストロークセンサ106、107の検出値が制御部28に送られ、ステアリング角θsが検出されてもよい。
 (1-2-2.ステアリング油圧回路)
 ステアリング油圧回路23は、ステアリングシリンダ21、22に供給する油の流量を調整するための油圧回路である。ステアリング油圧回路23は、メイン油圧回路30と、パイロット油圧回路40と、を有する。
 (a)メイン油圧経路
 メイン油圧回路30は、メイン油圧源31からの油をステアリングシリンダ21、22に供給する回路であり、ステアリング弁32を有している。メイン油圧源31は、油圧ポンプおよびリリーフ弁等から構成される。
 ステアリング弁32は、入力されるパイロット圧に応じてステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を調整する流量調整弁である。ステアリング弁32は、メインポンプポートP1、メインドレインポートP2、第1ステアリングポートP3、および第2ステアリングポートP4を有している。メインポンプポートP1は、メイン油圧管路36を介してメイン油圧源31と接続されている。メインドレインポートP2は、メインドレイン管路37を介して油を回収するドレンタンクDTに接続されている。第1ステアリングポートP3は、第1ステアリング管路38を介して、ステアリングシリンダ21の収縮ポート21bとステアリングシリンダ22の伸長ポート22aに接続されている。第2ステアリングポートP4は、第2ステアリング管路39を介して、ステアリングシリンダ21の伸長ポート21aとステアリングシリンダ22の収縮ポート22bに接続されている。
 また、ステアリング弁32は、中立位置Ns、左ステアリング位置Ls、右ステアリング位置Rsに移動可能な弁体33を有している。弁体33が中立位置Nsに配置されている場合は、メインポンプポートP1とメインドレインポートP2が連通する。この場合、第1ステアリングポートP3と第2ステアリングポートP4は、それぞれいずれのポートとも連通していない。弁体33が、左ステアリング位置Lsに配置されている場合は、メインポンプポートP1と第1ステアリングポートP3が連通し、メインドレインポートP2と第2ステアリングポートP4が連通する。弁体33が右ステアリング位置Rsに配置されている場合は、メインポンプポートP1と第2ステアリングポートP4が連通し、メインドレインポートP2と第1ステアリングポートP3が連通する。
 ステアリング弁32は、第1パイロット室34と第2パイロット室35とを有する。第1パイロット室34並びに第2パイロット室35にパイロット圧が供給されていない場合および第1パイロット室34並びに第2パイロット室35に同じパイロット圧が供給されている状態では、弁体33は中立位置Nsに位置する。第1パイロット室34のみにパイロット圧が供給されている状態では、弁体33は左ステアリング位置Lsに位置する。第2パイロット室35のみにパイロット圧が供給されている状態では、弁体33が右ステアリング位置Rsに位置する。弁体33が左ステアリング位置Lsおよび右ステアリング位置Rsに位置している場合には、ステアリング弁32は、供給されるパイロット圧に応じてメイン油圧源31からの油が通行する開口面積を変化させる。これにより、ステアリング弁32は、パイロット圧に応じてステアリングシリンダ21またはステアリングシリンダ22に供給する油の流量を制御する。
 (b)パイロット油圧回路
 パイロット油圧回路40は、パイロット油圧源43からの油をステアリング弁32の第1パイロット室34と第2パイロット室35に供給するための回路である。
 パイロット油圧回路40は、可変減圧部41と、パイロット弁42とを有する。
 (i)可変減圧部
 可変減圧部41は、パイロット油圧源43からパイロット弁42に送られる油圧を減圧して調整する。可変減圧部41は、電磁式減圧弁を内蔵し、制御部28からの指令信号を受けて油圧の制御を行う。
 (ii)パイロット弁
 パイロット弁42は、パイロット油圧源43からステアリング弁32に入力されるパイロット圧を調整するロータリー式の弁である。
 (パイロット弁の構成概要)
 ロータリー式のパイロット弁42は、パイロットポンプポートP5、パイロットドレンポートP6、第1パイロットポートP7、第2パイロットポートP8を有する。パイロットポンプポートP5は、パイロット油圧管路44を介して可変減圧部41と繋がっており、可変減圧部41がパイロット油圧源43に繋がっている。パイロットドレンポートP6は、パイロットドレン管路45を介して油を回収するドレンタンクDTに接続されている。第1パイロットポートP7は、第1パイロット管路46を介して、ステアリング弁32の第1パイロット室34に接続されている。第2パイロットポートP8は、第2パイロット管路47を介して、ステアリング弁32の第2パイロット室35に接続されている。
 パイロット弁42は、操作スプール71と操作スリーブ72を含む弁体部60を有しており、操作スリーブ72を基準として、操作スプール71は、中立位置Np、左パイロット位置Lp、および右パイロット位置Rpに移動可能である。
 操作スプール71が操作スリーブ72に対して中立位置Npにある場合は、パイロットポンプポートP5、パイロットドレンポートP6、第1パイロットポートP7、および第2パイロットポートP8がそれぞれ連通する。操作スプール71が操作スリーブ72に対して左パイロット位置Lpに配置されている場合には、パイロットポンプポートP5と第1パイロットポートP7が連通し、パイロットドレンポートP6と第2パイロットポートP8が連通する。また、操作スプール71が操作スリーブ72に対して右パイロット位置Rpに配置されている場合には、パイロットポンプポートP5と第2パイロットポートP8が連通し、パイロットドレンポートP6と第1パイロットポートP7が連通する。
 図3は、パイロット弁42の断面構成図である。
 パイロット弁42は、弁体部60と、操作入力軸61と、フィードバック入力軸62と、ハウジング63と、第1スプリング64と、第2スプリング65と、フィードバック部66と、を主に有する。
 (操作入力軸)
 操作入力軸61は、その中心軸O周りに回転可能に設けられており、ハウジング63に挿入されている。操作入力軸61は、後述するジョイスティックレバー24と連結部25を介して連結されている。操作入力軸61は、ジョイスティックレバー24の左右への回転角θinと同じ回転角で回転する。
 (フィードバック入力軸)
 フィードバック入力軸62は、操作入力軸61と同軸上に配置されており、中心軸O周りに回転可能に設けられている。フィードバック入力軸62は、操作入力軸61と対向するようにハウジング63に挿入されている。フィードバック入力軸62は、後述するリンク機構26を介してフロントフレーム11と連結されており、フロントフレーム11のリアフレーム12に対するステアリング角θsと同じ回転角で回転する。
 (ハウジング)
 ハウジング63には、略円筒状の空間が形成されており、上述したように操作入力軸61およびフィードバック入力軸62が挿入されている。ハウジング63には、弁体部60およびフィードバック部66が収納されており、パイロットポンプポートP5、パイロットドレンポートP6、第1パイロットポートP7、および第2パイロットポートP8が形成されている。
 (弁体部)
 弁体部60は、操作スプール71と、操作スリーブ72とを有し、操作スプール71が操作スリーブ72に対して回転することにより、中立位置Np、左パイロット位置Lp、および右パイロット位置Rpをとる。
 操作スプール71は、略円筒状であって操作入力軸61と同軸上に配置されており、操作入力軸61と接続されている。ジョイスティックレバー24は、後述する連結部25を介して操作入力軸61と繋がっており、オペレータがジョイスティックレバー24を回転角θin右側に操作すると、操作入力軸61および操作スプール71も中心軸Oを中心に回転角θin右回転する。また、操作スプール71の操作入力軸61寄りには、中心軸Oを挟むように対向する2か所の位置に周方向に沿ってスリット71a、71bが形成されている。
 操作スリーブ72は略円筒状であって、操作スプール71の外側であってハウジング63の内側に、操作スプール71およびハウジング63に対して回転可能に配置されている。
 なお、本明細書において右回転および左回転とは、上方から見た場合の回転方向を示す。
 (第1スプリング)
 第1スプリング64は、互いに回転可能な操作スプール71と操作スリーブ72の間に挿入されており、互いの回転角の差に応じた反力を発生させる。
 図4(a)は、中心軸Oに対して垂直なAA´間の矢示断面図である。図4(a)に示すように、操作スプール71には、方形状の孔71c、71dが、直径方向の対向壁のそれぞれに設けられている。また、操作スリーブ72の操作入力軸61側の端には、直径方向の対向壁のそれぞれに矩形状の溝72c、72dが形成されている。第1スプリング64は、複数枚の凸形状の板バネを重ね合わせた2組の板バネ部64aから形成される。2組の板バネ部64aは、図4(a)においてX型になるように、凸同士を対向させるように配置されている。2組の板バネ部64aは、操作スプール71の孔71c、71dを貫通して、両端が操作スリーブ72の溝72c、72dに貫入されている。このように第1スプリング64によって操作スプール71と操作スリーブ72は連結されている。
 図4(a)のように、孔71cと溝72cの周方向の位置が略一致し、孔71dと溝72dの周方向の位置が略一致した状態が、弁体部60が中立位置Npに位置した状態である。
 また、ジョイスティックレバー24を操作することによって、図4(b)に示すように操作スプール71が操作スリーブ72に対して回転し、操作スプール71は操作スリーブ72に対して左パイロット位置Lpまたは右パイロット位置Rpに移動する。ジョイスティックレバー24を右側に回転操作すると、操作スプール71は操作スリーブ72に対して右側に回転し右パイロット位置Rpに移動する。また、ジョイスティックレバー24を左側に回転操作すると、操作スプール71は操作スリーブ72に対して左側に回転し左パイロット位置Lpに移動する。
 なお、この移動の際には、オペレータは第1スプリング64のバネ力に逆らってジョイスティックレバー24を移動させるため、ジョイスティックレバー24にはレバー反力が生じる。いいかえると、第1スプリング64は、操作スリーブ72に対して中立位置Npに位置するように操作スプール71を付勢する。
 (フィードバック部)
 一方、フィードバック部66は、リアフレーム12に対するフロントフレーム11のステアリング角θsを弁体部60にフィードバックする。フィードバック部66は、フィードバックスプール73と、フィードバックスリーブ74と、ドライブシャフト75と、第1センタピン76と、規制部78と、を主に有する。
 ドライブシャフト75は、操作入力軸61とフィードバック入力軸62の間であって、操作入力軸61とフィードバック入力軸62と同軸上(中心軸O)に配置されている。ドライブシャフト75は、操作スプール71の内側に配置されている。ドライブシャフト75の操作入力軸61側の端には、第1センタピン76が中心軸Oに対して垂直に配置されている。第1センタピン76の両端は、スリット71a、71bを通過して操作スリーブ72に固定されている。詳しくは後述するが、第1センタピン76とスリット71a、71bによって操作スプール71の操作スリーブ72に対する回転角は所定範囲内の角度に規制される。また、第1センタピン76が操作スリーブ72とドライブシャフト75に固定されているため、ドライブシャフト75が回転するとドライブシャフト75と一体化された操作スリーブ72も回転する。
 フィードバックスプール73は、略円筒状であってフィードバック入力軸62と同軸上に配置されており、フィードバック入力軸62と接続されている。フィードバックスプール73のフィードバック入力軸62寄りには、中心軸Oを挟むように対向する2か所の位置に周方向に沿ってスリット73a、73bが形成されている。フィードバックスプール73の内側には、ドライブシャフト75が配置されている。フィードバック入力軸62は、後述するリンク機構26を介してフロントフレーム11に連結されており、フロントフレーム11がリアフレーム12に対してステアリング角θs右側に回転すると、フィードバック入力軸62およびフィードバックスプール73もステアリング角θsと同じ回転角θs右側に回転する。
 フィードバックスリーブ74は略円筒形状であって、フィードバックスプール73の外側であってハウジング63の内側に、フィードバックスプール73およびハウジング63に対して回転可能に配置されている。
 規制部78は、フィードバックスリーブ74のフィードバックスプール73に対する回転を所定範囲内の角度に規制する。規制部78は、第2センタピン77と、スリット73a、73bの周方向の両端の壁部73ae、73be(後述する図7参照)によって構成される。
 第2センタピン77は、ドライブシャフト75のフィードバック入力軸62側の端に、中心軸Oに対して垂直に配置されている。第2センタピン77の両端は、スリット73a、73bを通過してフィードバックスリーブ74に固定されている。第2センタピン77とスリット73a、73bによってフィードバックスリーブ74のフィードバックスプール73に対する回転は所定範囲内の角度に規制される。また、第2センタピン77がフィードバックスリーブ74とドライブシャフト75に固定されているため、フィードバックスリーブ74が回転すると、フィードバックスリーブ74と一体化されたドライブシャフト75も回転する。このドライブシャフト75の回転により、第1センタピン76によってドライブシャフト75と固定されている操作スリーブ72が回転する。
 (第2スプリング)
 第2スプリング65は、互いに回転可能なフィードバックスプール73とフィードバックスリーブ74の間に挿入されており、互いの回転差に応じた反力を発生させる。図4(c)は、図23のBB´間の矢示断面図である。
 図4(c)に示すように、フィードバックスプール73には、方形状の孔73c、73dが、直径方向の対向壁のそれぞれに設けられている。
 また、フィードバックスリーブ74のフィードバック入力軸62側の端には、直径方向の対向壁のそれぞれに矩形状の溝74c、74dが形成されている。第2スプリング65は、複数枚の凸形状の板バネを重ね合わせた2組の板バネ部65aから形成される。2組の板バネ部65aは、図4(c)においてX型になるように、凸同士を対向させるように配置されている。2組の板バネ部65aは、フィードバックスプール73の孔73c、73dを貫通して、両端がフィードバックスリーブ74の溝74c、74dに貫入されている。このように、フィードバックスプール73とフィードバックスリーブ74は第2スプリング65によって連結されている。この図4(c)の状態では、孔73cと溝74cが周方向において一致し、孔73dと溝74dが周方向において一致している。このようにフィードバックスプール73の孔73c、73dの周方向の位置に、溝74c、74dの周方向の位置が合うようにフィードバックスリーブ74は第2スプリング65によって付勢されている。
 なお、第1スプリング64は操作スプール71が操作スリーブ72に対して規制されるまで撓むが、規制されるまでの第1スプリング64に生じる反力以上の力を加えることによって撓み始めるように第2スプリング65は設定されている。
 詳しくは図7を用いて後述するが、操作スプール71が操作スリーブ72に対して規制される角度まで回転し、更に、ジョイスティックレバー24を操作した場合に、図4(d)に示すように、第2スプリング65が撓んでフィードバックスリーブ74はフィードバックスプール73に対して回転する。尚、図4(d)は、図3のBB´間の矢示断面図であり、下方から視ているため、図4(b)と比較して回転方向の矢印が逆向きになっている。
 すなわち、操作スプール71が操作スリーブ72に対して規制される角度以上にジョイスティックレバー24を操作させる場合には、オペレータは、第2スプリング65の付勢力に逆らってジョイスティックレバー24を操作する必要がある。
 上記フィードバック部66の構成によって、ステアリング角の変化に応じてフィードバック入力軸62が回転するとフィードバックスプール73が回転し、フィードバックスプール73と第2スプリング65を介して連結しているフィードバックスリーブ74も回転する。そして、フィードバックスリーブ74と、第2センタピン77、ドライブシャフト75および第1センタピン76を介して固定されている操作スリーブ72が回転し、操作スプール71と操作スリーブ72の回転角の差に変化が生じパイロット圧が変更される。
 すなわち、パイロット弁42では、操作入力軸61の回転角θinとフィードバック入力軸62の回転角fb(ステアリング角θsと一致する)との差αに応じて、操作スリーブ72に対する操作スプール71の位置が、中立位置Np、左パイロット位置Lpまたは右パイロット位置Rpに移動する。回転角の差αがゼロの場合は、操作スプール71は操作スリーブ72に対して中立位置Npに位置する。また、操作スプール71は操作スリーブ72に対して左パイロット位置Lpまたは右パイロット位置Rpに位置する場合には、パイロット弁42は、回転角の差αに応じてパイロット油圧源43からの油が通過する開口面積を変化させる。これにより、回転角の差αに応じてパイロット弁42からステアリング弁32に送られるパイロット圧が調整される。
 なお、操作入力軸61には、例えばロータリセンサによって構成された第1回転角検出部101が設けられている。第1回転角検出部101は、操作入力軸61の回転角θinを検出する。フィードバック入力軸62には、例えばロータリセンサによって構成された第2回転角検出部102が設けられている。また、第2回転角検出部102は、フィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)を検出する。第1回転角検出部101および第2回転角検出部102によって検出された回転角θin、θfbは、検出信号として制御部28に送られる。
 上述したように、ステアリング角検出部104によって、連結軸部13においてもステアリング角θsの検出を行っているが、フィードバック入力軸62の回転角θfbは、ステアリング角θsと一致するため、ステアリング角検出部104が設けられていなくてもよい。
 (1-2-3.ジョイスティックレバー、連結部)
 図5は、キャブ5内の構成を示す側面図である。キャブ5内には、オペレータが着座する運転席5aが設けられている。運転席5aの車幅方向左側にはステアリングボックス80が配置されている。
 ジョイスティックレバー24は、ステアリングボックス80から前に向かって斜め上方に突出して配置されている。
 連結部25は、ジョイスティックレバー24とパイロット弁42とを連結する。連結部25は、ステアリング操作軸81と、連結バー82と、ユニバーサルジョイント部83と、を主に有している。
 ステアリング操作軸81は、鉛直方向に配置されており、その中心軸Eを中心に回転可能にステアリングボックス80に支持されている。連結バー82は、ステアリングボックス80内に配置されており、ジョイスティックレバー24とステアリング操作軸81を連結している。
 ステアリング操作軸81は、詳細には、レバー側軸部81aと、入力軸部81bと、弁側軸部81cが順に繋がって構成されている(後述の図8参照)。すなわち、レバー側軸部81aの一端は連結バー82に連結されており、レバー側軸部81aの他端は入力軸部81bの一端に繋がっている。また、入力軸部81bの他端は、弁側軸部81cの一端に繋がっており、弁側軸部81cの他端は、ユニバーサルジョイント部83に繋がっている。入力軸部81bには、後述する力付与部27からの補助力または反力が入力される。
 ユニバーサルジョイント部83は、ステアリング操作軸81と、運転席5aの近傍に配置されているパイロット弁42の操作入力軸61とを連結している。ユニバーサルジョイント部83は、伸縮自在な中央部83aと、中央部83aの両端に配置されたジョイント部83b、83cを有している。ジョイント部83bは、ステアリング操作軸81に連結されている。ジョイント部83cは、操作入力軸61に連結されている。
 図6は、ジョイスティックレバー24近傍を上方から視た平面図である。図6に示すように、ジョイスティックレバー24は、ステアリングボックス80の上面に形成された円弧状の孔84から斜め上方に突出して形成されている。ジョイスティックレバー24は、ステアリング操作軸81(詳細には中心軸E)を中心にして水平方向に旋回可能となっている。また、ステアリングボックス80の孔84の右端の縁にはRマークが形成されており、左端の縁にはLマークが形成されている。
 例えば、図6に示すように、オペレータがジョイスティックレバー24を中央位置から右側に回転角θin回転操作すると、ステアリング操作軸81も回転角θin右回転する。このステアリング操作軸81の回転角θinの回転が、ユニバーサルジョイント部83を介して操作入力軸61に伝達されて、操作入力軸61も回転角θin右回転する。ジョイスティックレバー24を左回転させたときも同様である。
 なお、本実施の形態では、運転席5aの車幅方向左側にステアリングボックス80が配置されているため、ジョイスティックレバー24の右側への操作は、運転席5aに対して内側にジョイスティックレバー24を移動させる操作に対応し、ジョイスティックレバー24の左側への操作は、運転席5aに対して外側にジョイスティックレバー24を移動させる操作に対応する。また、オペレータは、一般的に、運転席5aに着座した状態で運転席5aの内側へ手首を曲げるほうが外側へ手首を曲げるよりも力を入れ易い。
 (1-2-4.リンク機構)
 リンク機構26は、フォローアップレバー91と、フォローアップリンク92と、ブラケット93とを有する、
 フォローアップリンク92は、パイロット弁42のフィードバック入力軸62に固定されている。ブラケット93は、フロントフレーム11に固定されている。フォローアップリンク92は、フォローアップレバー91とブラケット93とを連結している。
 このリンク機構26によって、リアフレーム12に配置されているパイロット弁42とフロントフレーム11がリンクされている。
 リンク機構26によってリアフレーム12に対するフロントフレーム11のステアリング角θsと、フィードバック入力軸62の回転角θfbは、同じ角度となる。
 すなわち、フロントフレーム11がリアフレーム12に対して連結軸部13を中心にしてステアリング角θs右側に回転した場合には、リンク機構26を介してフィードバック入力軸62も回転角θs右回転し、ステアリング角θs左側に回転した場合には、リンク機構26を介してフィードバック入力軸62も回転角θs左回転する。
 (1-2-5.レバー反力)
 次に、ジョイスティックレバー24を操作する際に第1スプリング64および第2スプリング65によって生じるレバー反力について説明する。
 図7(a)は、パイロット弁42を模式的に示した図である。図7(b)は、車体―レバー偏差角度とレバー反力の関係を示すグラフである。なお、車体―レバー偏差角度αは、ジョイスティックレバー24の回転角θinと、フロントフレーム11のリアフレーム12に対するステアリング角θs(=θfb)の差(θin―θfb)である。また、図7(c)は、偏差角度αがゼロのときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図である。図7(d)は、偏差角度αがθ2のときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図である。図7(e)は、偏差角度αがθ3のときにおける図7(a)のCC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の矢示断面図である。図7(a)に示すように、CC´間、DD´間、EE´間およびFF´間の断面図は、いずれも上方から視た図である。又、図7(b)では、説明を分かり易くするためジョイスティックレバー24の遊びは考慮していない。
 オペレータがジョイスティックレバー24を中央位置から回転角θinで回転操作した場合、操作入力軸61も回転角θinで回転する。一方、ステアリングシリンダ21、22の応答が遅れるため、回転角θinに追従してステアリング角θsも除々に大きくなる。このジョイスティックレバー24の回転角θinが目標とするステアリング角を示し、ステアリング角θsが実際の実ステアリング角を示す。ステアリング角θsの変化に対応して、フィードバック入力軸62もステアリング角θsと同じ回転角θsで回転する。そして、フィードバック入力軸62とともにフィードバックスプール73も回転し、その回転によって第2スプリング65を介して連結しているフィードバックスリーブ74も回転する。
 ここで、フィードバックスリーブ74と操作スリーブ72は、第1センタピン76、第2センタピン77およびドライブシャフト75によって一体化されているため、フィードバックスリーブ74の回転によって操作スリーブ72も回転する。
 すなわち、操作スプール71の回転角と操作スリーブ72の回転角の間に生じた回転角の差が、偏差角度αに対応する(図4(b)参照)。
 第1スプリング64は、操作スプール71を操作スリーブ72に対して中立位置Npになるように付勢しているため、偏差角度αを大きくするためには、第1スプリング64の付勢力に逆らってジョイスティックレバー24を操作する必要がある。
 第1スプリング64は、図7(b)に示すバネ特性S1を有している。第1スプリング64のバネ特性S1では、操作入力軸61を回転させるためには初期反力F1(第1スプリング64を撓ませ始めるために必要な力)以上の力でジョイスティックレバー24を操作する必要がある。また、第1スプリング64のバネ特性S1では、偏差角度αが大きくなるに従ってレバー反力が大きくなる。すなわち、偏差角度αが大きくなるに従って、ジョイスティックレバー24の操作に必要な力が大きくなる。
 図7(c)に示すように、偏差角度αがゼロの中立位置Npでは、第1センタピン76は、操作スプール71のスリット71a、71bの中央に配置されている。また、第2センタピン77は、フィードバックスプール73のスリット73a、73bの中央に配置されている。
 そして、ジョイスティックレバー24を例えば右側に回転操作して偏差角度αを大きくし、偏差角度αが角度θ2に達すると、図7(d)に示すように、第1センタピン76がスリット71aの周方向に形成されている壁部71aeと、スリット71bの周方向に形成されている壁部71beに当接する。このとき、第2センタピン77は、フィードバックスプール73のスリット73a、73bの中央に配置されている。これは、偏差角度αが角度θ2のときの第1スプリング64による反力をF2とすると、第2スプリング65のバネ特性S2に示すように初期反力(第2スプリング65を撓ませ始めるために必要な力)がF2に設定されているためである。なお、第2スプリング65の初期反力は、F2より大きく設定されていてもよく、F2以上であればよい。
 更に、オペレータがジョイスティックレバー24を右側に回転操作するためには、第2スプリング65の反力に逆らって操作する必要がある。すなわち、ジョイスティックレバー24を更に右側に回転操作する場合、第1センタピン76が壁部71beと壁部71aeに当接しているため、操作スプール71を回転させようとすると操作スリーブ72ごと回転させる必要がある。また、上述したように操作スリーブ72は、フィードバックスリーブ74と一体化されており、フィードバックスプール73はフィードバック入力軸62と接続されている。このため、ジョイスティックレバー24を更に右側に回転操作する場合には、図7(d)に示すように、第2スプリング65の反力に逆らって操作することになる。そして、偏差角度αがθ3に達すると、図7(e)に示すように第2センタピン77がスリット73aの周方向に形成されている壁部73aeと、スリット73bの周方向に形成されている壁部73beに当接する。このように、第2センタピン77は、角度(θ3-θ2)回転可能となっている。すなわち、角度θ3よりも偏差角度が大きく出来ないようにパイロット弁42は構成されている。このため、図7(b)に示すように角度θ3でレバー反力が直線的に立ち上がっている。この第2センタピン77の壁部73ae、73beへの当接が勢い良く行われた場合、急減な反動が発生してオペレータの手首に負担が生じる。この角度θ3は、キャッチアップ角とも呼ばれる。
 なお、図7(b)では、ジョイスティックレバー24を右側に回転操作した場合を例に挙げて説明したが、左側に回転操作した場合も同様であり、その場合、偏差角度αはマイナスの値となる(後述する図10(b)の点線参照)。すなわち、-θ2で第1センタピン76が壁部71ae、71beに当接し、-θ3で第2センタピン77が壁部73ae、73beに当接する。このように、偏差角度αの絶対値が角度θ3より大きくならないようにパイロット弁42は構成されている。
 なお、偏差角度αがθ2に達するまでは、操作スプール71の回転角と操作スリーブ72の回転角に差が生じるが、角度θ2を越えると操作スプール71と操作スリーブ72の間には回転角に差が生じないため、パイロット弁42の開度は一定である。また、偏差角度αが角度θ2~θ3の間は、パイロット弁42の開度は一定であるが、可変減圧部41を制御し偏差角度に応じてパイロット圧を変化させればよい。
 (1-2-6.力付与部)
 図8は、力付与部27を示す斜視図である。
 力付与部27は、ジョイスティックレバー24の操作に対して補助力または反力を付与する。力付与部27は、電動モータ111と、ウォームギア112とを有する。ウォームギア112は、円筒ウォーム112aとウォームホイール112bを持つ。ウォームホイール112bは、上述した入力軸部81bの周囲に設けられており、円筒ウォーム112aと噛み合っている。電動モータ111の出力軸は、円筒ウォーム112aに接続されており、円筒ウォーム112aを、その中心軸周りに回転させる。電動モータ111は、制御部28に設けられている駆動回路204からの指令に基づいて駆動する。
 なお、入力軸部81bの第1端81b1がレバー側軸部81aと繋がっており、第2端81b2が弁側軸部81cと繋がっている。
 電動モータ111が駆動されると、円筒ウォーム112aが回転し、その回転によってウォームホイール112bが回転し、ウォームホイール112bと固定されている入力軸部81bにも回転力が生じる。円筒ウォーム112aの回転方向を変えることによって、入力軸部81bに左回転および右回転のいずれの方向にも回転力を加えることができる。
 例えば、ジョイスティックレバー24を右回転させる際に、入力軸部81bに右回転方向に力を加えることによって、ジョイスティックレバー24の操作に対して補助力を付与することになる。また、ジョイスティックレバー24を右回転させる際に、入力軸部81bに左回転方向に力を加えることによって、ジョイスティックレバー24の操作に対して反力を付与することなる。
 なお、入力軸部81bには、トルクセンサ103が設けられている。トルクセンサ103は、オペレータがジョイスティックレバー24に加えることによって入力軸部81bに生じるトルクを検出する。本実施の形態のトルクセンサ103は、例えば、トーションバーのねじれをコイルによって検出することにより、入力軸部81bの回転方向と入力軸部81bに生じるトルクを検出する。検出された回転方向およびトルクTは、操舵トルク信号として制御部28へ出力される。
 (1-2-7.制御部)
 制御部28は、CPU等の演算装置と、RAM、ROM等の記憶装置を有している。
 制御部28は、駆動回路204を有しており、駆動回路204によって電動モータ111を制御する。
 制御部28は、有線または無線により電動モータ111および可変減圧部41に指令信号を出力して、電動モータ111および可変減圧部41を制御する。
 制御部28には、第1回転角検出部101によって検出された操作入力軸61の回転角θinと、第2回転角検出部102によって検出されたフィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)、ステアリング角検出部104によって検出されたステアリング角θsが検出信号として入力される。
 また、制御部28には、図2に示す車速センサ105によって検出された車速Vも検出信号として入力される。さらに、制御部28には、トルクセンサ103によって検出されたトルクTも操舵トルク信号として入力される。
 制御部28は、回転角θin、回転角θfb(=θs)、および車速Vに基づいて可変減圧部41を制御する。これにより、左右のステアリングシリンダ21、22への油の流量が急減に変化しないように、パイロット弁42に送られるパイロット圧の元圧を制御できる。
 また、制御部28は、回転角θin、回転角θfb(=θs)、車速V、および操舵トルク信号(トルクTを含む)等に基づいて、電動モータ111を制御する。
 このように、制御部28は、トルクTの値に基づいて、電動モータ111を駆動させてオペレータのジョイスティックレバー24の操作に対して補助力または反力を付与できる。
(2.動作)
 以下に、本実施の形態のホイールローダ1のステアリング動作について説明する。
 (2-1.ステアリング操作)
 ジョイスティックレバー24が中央位置にある場合、操作入力軸61は所定の初期位置に位置しており、操作入力軸61による回転角θinはゼロである。また、ステアリング角θsもゼロであるため、フィードバック入力軸62も所定の初期位置に位置している。なお、本実施の形態では、ステアリング角θsは、図7(a)に示すように、リアフレーム12に対して前後方向に沿った状態をゼロとして、その状態からの角度を示す。また、回転角θinは、図6に示すように、ジョイスティックレバー24の中央位置からの回転角を示す。また、偏差角を求める際には、例えば、右方向への回転をプラスの角度、左方向への回転をマイナスの角度として演算しても良い。
 このとき、操作スプール71は、操作スリーブ72に対して図4(a)に示す中立位置Npに位置する。この場合、ステアリング弁32の第1パイロット室34と第2パイロット室35のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁32の弁体33も中立位置Nsとなっている。このため、左右のステアリングシリンダ21、22への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θsはゼロに維持され、フィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)もゼロに維持される。
 次に、オペレータがジョイスティックレバー24を図6に示すように中央位置から右側に回転させるために操作力Finを加える。操作力Finが第1スプリング64のF1を越えると操作入力軸61がジョイスティックレバー24と同様に右方向に回転して操作入力軸61の回転角θinが増大する。このとき、左右のステアリングシリンダ21、22の反応の遅れのために、ステアリング角θsはまだゼロの状態であり、フィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)もゼロである。このため、回転角θinとステアリング角θsの偏差角度(α=θin―θs)は増大する。
 上記操作入力軸61の回転とともに操作スプール71が操作スリーブ72に対して右回転する。ここで、操作スリーブ72は、フィードバックスリーブ74と一体化されており、フィードバックスリーブ74は、第2スプリング65によってフィードバックスプール73と連結されている。そして、第2スプリング65の初期反力F2は、図7(b)に示す第1スプリング64のバネ特性S1の反力以上である。そのため、操作スリーブ72は、操作スプール71に連れられて回転せず、操作スプール71は操作スリーブ72に対して右回転する。
 このように、操作スプール71は操作スリーブ72に対して右回転して右パイロット位置Rpに移動し、第2パイロットポートP8にパイロット圧が供給され、第2パイロット室35にパイロット圧が供給される。
 これにより、ステアリング弁32の弁体33が右ステアリング位置Rsに移動し、ステアリングシリンダ21の伸長ポート21aおよびステアリングシリンダ22の収縮ポート22bに油が供給されるとともに、ステアリングシリンダ21の収縮ポート21bおよびステアリングシリンダ22の伸長ポート22aから油が排出される。これによりステアリング角θsが除々に増大し、フロントフレーム11がリアフレーム12に対して右方向に向けられる(図2のR参照)。このステアリング角θsの変化は、リンク機構26によってフィードバック入力軸62へと伝達され、フィードバック入力軸62は回転角θsで回転する。
 オペレータがジョイスティックレバー24を所定の回転角θ1で停止させると、操作入力軸61も回転角θ1で停止する。一方、ステアリング角θsは除々に増大しているため、フィードバック入力軸62の回転角θsも増大する。フィードバック入力軸62とともにフィードバックスプール73も回転し、フィードバックスプール73と第2スプリング65を介して連結しているフィードバックスリーブ74も回転する。フィードバックスリーブ74は、第1センタピン76、第2センタピン77、およびドライブシャフト75を介して操作スリーブ72と一体化されているため、フィードバックスリーブ74の回転とともに操作スリーブ72も回転する。操作スリーブ72の回転によって操作スリーブ72と操作スプール71の回転角の差(偏差角度α)は小さくなる。そして、ステアリング角θs(フィードバック入力軸62の回転角θs)が回転角θ1(操作入力軸61の回転角θin)に追いつくと、偏差角度αがゼロになる。このとき、パイロット弁42の操作スプール71は操作スリーブ72に対して中立位置Npに位置している。この場合、ステアリング弁32の第1パイロット室34と第2パイロット室35のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁32も中立位置Nsとなる。このため、左右のステアリングシリンダ21、22への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θsは回転角θ1に維持される。
 このように、ジョイスティックレバー24を右側へ回転させ所定の回転角θ1で停止させると、ステアリング角θsも同じ回転角θ1に維持される。これにより、フロントフレーム11がリアフレーム12に対して右側へ回転角θ1の方向に向けて維持される。
 次に、オペレータがジョイスティックレバー24を右側位置から中央位置に向けて戻すと、操作入力軸61も同様に回転して操作入力軸61の回転角θinが減少する。このとき、左右のステアリングシリンダ21、22の反応の遅れのために、ステアリング角θsはまだ回転角θ1の状態である。このため、回転角の差α(=θin―θs)はゼロから減少してマイナスになる。すると、操作スプール71が操作スリーブ72に対して左回転して左パイロット位置Lpに移動し、第1パイロットポートP7にパイロット圧が供給される。これにより、ステアリング弁32の弁体33が左ステアリング位置Lsに移動し、ステアリングシリンダ21の収縮ポート21bおよびステアリングシリンダ22の伸長ポート21aに油が供給されるとともに、ステアリングシリンダ21の伸長ポート21aおよびステアリングシリンダ22の収縮ポート21bから油が排出される。これによりステアリング角θsが回転角θ1から除々に減少する。このステアリング角θsの変化は、リンク機構26によってフィードバック入力軸62へと伝達され、フィードバック入力軸62はステアリング角θsの変化と同じ回転角の変化で回転する。
 オペレータがジョイスティックレバー24を中央位置で停止させると、操作入力軸61も初期位置すなわち回転角θinがゼロの位置で停止する。一方、ステアリング角θsも回転角θ1から除々に減少しているため、回転角の差(偏差角度)αは除々に小さくなる。そして、ステアリング角θsがゼロになると、フィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)もゼロとなり、回転角の差αはゼロとなる。このとき、操作スプール71は操作スリーブ72に対して中立位置Npに配置されている。この場合、ステアリング弁32の第1パイロット室34と第2パイロット室35のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁32も中立位置Nsとなっている。このため、左右のステアリングシリンダ21、22への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θsもゼロに戻って維持される。これによって、フロントフレーム11はリアフレーム12に対して前後方向に沿った向きに戻される。
 なお、ジョイスティックレバー24を左側に回転させた場合は、上記と同様であるため省略する。
 (2-2.力付与部の制御)
 次に、上述したようなジョイスティックレバー24の操作が行われた際の力付与部27の制御について説明する。
 本実施の形態のホイールローダ1は、オペレータがジョイスティックレバー24を右側(運転席5aに対して内側)に移動する場合と、左側(運転席5aに対して外側)に移動する場合とで、ジョイスティックレバー24の操作に対して与える力が異なるように力付与部27を制御する。
 制御部28は、ジョイスティックレバー24によって入力されるトルクに対して付与するアシストトルクに関するアシストトルク情報を記憶しており、アシストトルク情報に基づいて力付与部27を制御する。
 (2-2-1.アシストトルク情報)
 説明を分かり易くするために、はじめに、図9(a)、(b)を用いて、比較例として左右の操作に対して同等の力を付与する場合のアシストトルク情報について説明した後に、図10(a)、(b)を用いて本実施の形態の左右の操作に対して付与する力を変える場合のアシストトルク情報について説明する。
 (a)左右の操作に対して付与する力が同等の場合
 図9(a)は、トルクセンサ103によって検出されたトルクと、その際に付与するアシストトルクの関係のグラフ(アシストトルク情報)を示す図であり、左右の操作に対して付与する力が同等である場合のグラフを示す図である。図9(a)に示すグラフでは、正のレバー入力トルクが右方向側へのジョイスティックレバー24の回転によって生じるトルクを示し、負のレバー入力トルクが左方向側へのジョイスティックレバー24の回転によって生じるトルクを示す。また、正のアシストトルクが入力軸部81bに右回転に力を加える場合を示し、負のアシストトルクが入力軸部81bに左回転に力を加える場合を示す。以下の図においても同様である。すなわち、図9(a)の線L1は、ジョイスティックレバー24を右側に操作した場合におけるアシストトルク情報を示し、線L2は、ジョイスティックレバー24を左側に操作した場合におけるアシストトルク情報を示す。
 また、図9(a)には、横軸に対して線L2と対称な点線L2´が示されている。点線L2´と線L1を比較するとわかるように、レバー入力トルクの絶対値が同じ大きさのときは、アシストトルクの絶対値は同じ大きさとなる。すなわち、ジョイスティックレバー24を右方向側に操作するときと左方向側に操作するときは、左右対称にアシスト力が付与される。なお、線L1と線L2は原点を中心に点対称であるといえる。
 図9(a)のグラフでは、ジョイスティックレバー24の操作により生じたトルクが大きくなるに従って大きいアシスト力を付与する。
 仮に図9(a)のグラフを用いて制御を行う場合、オペレータがジョイスティックレバー24を操作して入力軸部81bにトルクが生じると、制御部28は、そのトルクから図9(a)のグラフに基づいてアシスト力(補助力)を求め、その補助力を付与するように電動モータ111を制御する。
 図9(b)は、補助力を付与しない場合(点線)と図9(a)のグラフに基づいて補助力を付与した場合(実線)の偏差角度に対するレバー反力を示す。なお、図9(b)では、プラスの偏差角度αは、操作入力軸61がフィードバック入力軸62よりも右回転側に回転角が大きい場合を示し、マイナスの偏差角度αは、操作入力軸61がフィードバック入力軸62よりも左回転側に回転角が大きい場合を示す。図9(b)に示すように、ジョイスティックレバー24を操作する際のレバー反力を小さく出来、軽い力で操作することが出来る。
 (b)左右の操作に対して付与する力を変更する場合
 図10(a)はトルクセンサ103によって検出されたトルクと、その際に付与するアシストトルクの関係のグラフ(アシストトルク情報)を示す図であり、左右の操作に対して付与する力が異なる場合のグラフを示す図である。また、図10(a)に示すアシストトルク情報は、制御部28に記憶されている。また、線L3は、ジョイスティックレバー24を右側に操作した場合におけるアシストトルク情報を示し、線L4は、ジョイスティックレバー24を左側に操作した場合におけるアシストトルク情報を示す。
 また、図10(a)には、横軸に対して線L4と対称な点線L4´が示されている、点線L4´と線L3を比較するとわかるように、ジョイスティックレバー24の回転操作によって生じるトルクTが同じ値の場合、左側への操作に対するアシスト力の方が右側への操作に対するアシスト力よりも大きく設定されている。すなわち、ジョイスティックレバー24を運転席5aに対して外側に操作する際のほうが、内側に操作する際よりも軽い力で操作可能なように設定されている。
 オペレータがジョイスティックレバー24を操作して入力軸部81bにトルクが生じると、制御部28は、そのトルクから図10(a)に示すアシストトルク情報に基づいてアシストトルク(補助力)を求め、その補助力を付与するように電動モータ111を制御する。
 図10(b)は、補助力を付与しない場合(点線)と図10(a)のグラフに基づいて補助力を付与した場合(実線L23、L24)の偏差角度に対するレバー反力を示す。なお、図10(b)では、プラスの偏差角度αは、操作入力軸61がフィードバック入力軸62よりも右回転側に回転角が大きい場合を示し、マイナスの偏差角度αは、操作入力軸61がフィードバック入力軸62よりも左回転側に回転角が大きい場合を示す。
 図10(b)に示すように、ジョイスティックレバー24を左側に操作する際のレバー反力(実線L24)を、ジョイスティックレバー24を右側に操作する際のレバー反力(実線L23)より小さくできる。なお、制御部28は、図10(a)に示すアシストトルク情報を曲線や直線の式として記憶していてもよいし、テーブルとして記憶していてもよい。
 (2-2-2.制御動作)
 図11は、力付与部27による制御動作を示すフロー図である。
 ジョイスティックレバー24を操作すると、ステップS110において、トルクセンサ103によって検出された操舵トルク信号が、制御部28へと入力される。操舵トルク信号は、回転方向およびその回転によるトルクの大きさの情報を含む信号である。例えば、トルク値が正負を含む値である場合、正のトルク値が右回転によって生じるトルク値を示し、負のトルク値が左回転によって生じるトルク値を示す。
 次に、ステップS120において、制御部28は、操舵トルク信号に基づいて、ジョイスティックレバー24の操舵方向を判定する。
 そして、ステップS130において、制御部28は、記憶しているアシストトルク情報(図10(a)に示すグラフ)に基づいて、アシスト力を決定する。
 次に、ステップS140において、制御部28は、決定したアシストトルクに基づいて、駆動回路204から指令トルクを出力し、電動モータ111が駆動され、連結部25を介してジョイスティックレバー24の操作に対して力が付与される。
 以上の制御により、ジョイスティックレバー24を左側に操作する際のレバー反力を、ジョイスティックレバー24を右側に操作する際のレバー反力を小さくできる。
<実施の形態2>
 次に、本発明にかかる実施の形態2におけるホイールローダ1について説明する。本実施の形態2のホイールローダ1は、実施の形態1と基本的な構成は同じであるが、ジョイスティックレバー24の操作方向に加えて車両速度に基づいても付与する力を変更するように制御が行われる。そのため、本相違点について説明する。
 (1.アシストトルク情報)
 説明を分かり易くするために、はじめに、図12を用いて、左右の操作に対して同等の力を付与する場合に対して車両速度によってトルクを変更するときのアシストトルク情報について説明し、その後に、図13を用いて本実施の形態のアシストトルク情報について説明する。
 (1-1.左右の操作に対して付与する力が同等の場合)
 図12は、トルクセンサ103によって検出されたトルクと、その際に付与するアシストトルクの関係のグラフを示す図であり、左右の操作に対して付与する力が同等である場合のアシストトルクの速度による変化を示す図である。図12において、実線(L5、L6)は、車両速度が0km/hにおけるアシストトルク情報を示し、点線(L7、L8)は、車両速度が25km/hにおけるアシストトルク情報を示し、一点鎖線(L9、L10)は、車両速度が40km/hにおけるアシストトルク情報を示す。図12に示すように、例えば、40km/h、25km/h、および0km/hにおけるレバー入力トルクとアシストトルクの関係のグラフ(アシストトルク情報)が設けられる。
 また、図12の左右の操作に対して付与する力が同等の場合の例では、各速度における左側および右側におけるレバー入力トルクとアシストトルクの関係は、原点に対して点対称になっている。詳細には、0km/hにおいてジョイスティックレバー24を右方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L5と、0km/hにおいてジョイスティックレバー24を左方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L6は、原点に対して点対称に設けられる。同様に、25km/hの線L7と線L8が原点に対して点対称であり、40km/hの線L9と線L10が原点に対して点対称である。
 図12に示すように、速度が速くなるとアシストトルクが小さくなるように設定されている。これによって、低速走行時にはアシストトルクが大きいため操作を行いやすくなるとともに、高速走行時にはアシストトルクが小さくなり車両安定性が向上される。
 (1-2.左右の操作に対して付与する力を変更する場合)
 図13は、本実施の形態におけるトルクセンサ103によって検出されたトルクと、その際に付与するアシストトルクの関係のグラフ(アシストトルク情報)を示す図である。図13は、左右の操作に対して付与する力が異なる場合において、車両速度に基づいてアシストトルクを変化させるグラフ(アシストトルク情報)を示す図である。図13において、実線(L11、L12)は、車両速度が0km/hにおけるアシストトルク情報を示し、点線(L13、L14)は、車両速度が25km/hにおけるアシストトルク情報を示し、一点鎖線(L15、L16)は車両速度が40km/hにおけるアシストトルク情報を示す。
 図13に示すように、40km/h、25km/h、および0km/hに分けてレバー入力トルクとアシストトルクの関係のグラフ(アシストトルク情報)が制御部28に記憶されている。
 図13に示すように、本実施の形態のホイールローダ1では、ジョイスティックレバー24の右側への操作の際に付与するアシスト力が、左側への操作の際に付与するアシスト力よりも小さく設定されている。すなわち、ジョイスティックレバー24を運転席5aに対して外側に操作する際のほうが、内側に操作する際よりも軽い力で操作可能なように設定されている。
 詳細には、車両速度が0km/hの場合においてジョイスティックレバー24を右方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L11と、車両速度が0km/hの場合においてジョイスティックレバー24を左方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L12は、原点に対して点対称ではなく、線L12の方が線L11よりもレバー入力トルクに対するアシストトルクの絶対値が大きくなっている。また、車両速度が25km/hの場合においてジョイスティックレバー24を右方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L13と、車両速度が25km/hの場合においてジョイスティックレバー24を左方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L14は、原点に対して点対称ではなく、線L14の方が線L13よりもレバー入力トルクに対するアシストトルクの絶対値が大きくなっている。
 また、車両速度が40km/hの場合においてジョイスティックレバー24を左方向へ操作した際のアシストグラフを示す線L16は、車両速度が25km/hの場合の線L14に比べてアシストトルクの絶対値の大きさが小さくなっている。
 また、車両速度が40km/hの場合においてジョイスティックレバー24を右方向へ操作した際のアシストトルクを示す線L15から分かるように、車両速度が40km/hの場合にジョイスティックレバー24を右側に操作すると、ジョイスティックレバー24の操作に対して反アシスト力が付与される。詳細には、ジョイスティックレバー24を右方向に回転操作する場合、力付与部27によって入力軸部81bに左回転方向の力が加えられる。これによって、ジョイスティックレバー24を操作しやすい右側方向(運転席5aに対する内側方向)に向けて、高速走行時に急に操作することを防ぐことができ高速走行時のおける安定性を向上できる。
 (2.制御動作)
 図14は、力付与部27による制御動作を示すフロー図である。
 ジョイスティックレバー24を操作すると、ステップS210において、制御部28は、トルクセンサ103から操舵トルク信号を取得する。操舵トルク信号は、回転方向およびその回転によるトルクの大きさの情報を含む信号である。例えば、トルク値が正負を含む値である場合、正のトルク値が右回転によって生じるトルク値を示し、負のトルク値が左回転によって生じるトルク値を示す。
 次に、ステップS220において、制御部28は、操舵トルク信号に基づいて、ジョイスティックレバー24の操舵方向を判定する。
 次に、ステップS230において、制御部28は、車速センサ105から検出値を取得する。
 次に、ステップS240において、制御部28は、記憶しているアシストトルク情報(図13に示すグラフ)に基づいて、アシスト力を決定する。
 制御部28は、図13に示す3つのアシストトルク情報(車両速度が0km/hの場合と、25km/hの場合と、40km/hの場合)を記憶しており、車速センサ105からの検出値が3つの速度の間の場合、その車速におけるアシストトルクは補間計算によって算出する。このように補間計算によってアシストトルクを算出することにより、速度変化に応じて連続的にアシストトルクを変化できる。
 次に、ステップS250において、制御部28は、決定したアシスト力に基づいて、駆動回路204から指令トルクを出力し、電動モータ111が駆動され、連結部25を介してジョイスティックレバー24の操作に対して力が付与される。
 <特徴等>
 (1)
 本実施の形態にかかるホイールローダ1(作業車両の一例)は、フロントフレーム11とリアフレーム12が連結されたアーティキュレート式であって、ジョイスティックレバー24と、力付与部27と、制御部28と、を備える。ジョイスティックレバー24は、オペレータの操作によって運転席5aに対して内側または左側に移動され、リアフレーム12に対するフロントフレーム11のステアリング角θsを変更する。力付与部27は、オペレータによるジョイスティックレバー24の操作に対して補助力または反力を付与する。制御部28は、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、力付与部27を制御する。
 このように、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できるため、オペレータの操作感を向上できる。
 (2)
 本実施の形態のホイールローダ1では、制御部28は、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、力付与部27を制御する。
 一般的には、ジョイスティックレバー24を運転席5aに対して外側に移動させるほうが、内側に移動に移動させるよりも力を入れ難い。そのため、このように、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できる。これのより、オペレータの操作感を向上できる。
 また、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる場合であっても、軽い力で移動させることができる。
 (3)
 本実施の形態のホイールローダ1は、トルクセンサ103(トルク検出部の一例)、を更に備える。トルクセンサ103は、ジョイスティックレバー24の操作によって生じるトルクを検出する。制御部28は、トルクセンサ103によって検出されたトルクに応じて、ジョイスティックレバー24の操作に対して補助力または反力を付与するよう力付与部を制御する。
 これにより、オペレータがジョイスティックレバー24に加えたトルクに応じて力を付与できる。例えば、オペレータがジョイスティックレバー24に加えたトルクが大きいときには、力付与部27によって付与する補助力を大きくし、トルクが小さいときには補助力を小さくするように付与する力の大きさを制御することができる。
 (4)
 本実施の形態のホイールローダ1では、トルクセンサ103(トルク検出部の一例)は、内側または外側のいずれの方向へのジョイスティックレバー24の移動かを検出する。制御部28は、トルクセンサ103によって検出されたトルクに応じてジョイスティックレバー24の操作に対して付与する力をジョイスティックレバー24の移動方向に応じて変えるように力付与部27を制御する。
 これにより、制御部28は、ジョイスティックレバー24が運転席5aに対して内側または外側のいずれの方向に操作されているかを判断し、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、力付与部27を制御できる。
 (5)
 本実施の形態のホイールローダ1は、車速センサ105(速度検出部の一例)を更に備える。車速センサ105(速度検出部の一例)は、ホイールローダ1の速度を検出する。制御部28は、車速センサ105によって検出された速度に応じて、補助力または反力を付与するよう力付与部を制御する。
 これにより、例えば、ホイールローダ1を低速で動かす場合には、ジョイスティックレバー24に補助力を付与してジョイスティックレバー24の操作に必要な力を小さくすることによって、操作性を向上することができる。一方、ホイールローダ1の走行速度が低速から高速に変更した場合には、ジョイスティックレバー24に反力を付与もしくは補助力を小さくしてジョイスティックレバー24の操作に必要な力を大きくすることによって、走行安定性を向上することができる。
 (6)
 本実施の形態のホイールローダ1では、制御部28は、車速センサ105(速度検出部の一例)によって検出された速度が予め設定された所定速度よりも速い場合、少なくともジョイスティックレバー24の内側への移動に対して反力を付与し、車速センサ105によって検出された速度が、所定速度以下の場合、補助力を付与するよう力付与部27を制御する。
 ジョイスティックレバー24を運転席5aの内側方向に移動させる場合、オペレータは力を加え易い。そのため、ホイールローダ1を高速で動かしているときにジョイスティックレバー24を運転席5aの内側方向に移動させる場合には、ジョイスティックレバー24の操作に対して反力を付与することにより、高速における走行安定性を向上できる。
 ここで所定速度は、補間計算によってアシストトルクが補助力から反力に切り替わる値であり、例えば図13では、25km/hと40km/hの間の値である。
 (7)
 本実施の形態のホイールローダ1では、制御部28は、ジョイスティックレバー24の内側と外側の双方への移動に対して補助力を付与する場合、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際の補助力を、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際の補助力よりも大きくなるよう力付与部27を制御する。
 このようにジョイスティックレバー24を外側に移動させる際の補助力と、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際の補助力を変えることにより、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力が、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくできる。
 (8)
 本実施の形態のホイールローダ1は、ステアリングシリンダ21、22(油圧アクチュエータの一例)と、パイロット弁42(制御弁の一例)と、を備える。ステアリングシリンダ21、22は、ステアリング角θsを変更する。パイロット弁42は、ジョイスティックレバー24と連結されステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を制御する。パイロット弁42は、操作入力軸61(第1入力部材の一例)と、フィードバック入力軸62(第2入力部材の一例)と、第1スプリング64および第2スプリング65(付勢部の一例)と、を有する。操作入力軸61は、ジョイスティックレバー24に連結されジョイスティックレバー24の操作量に応じて変位する。フィードバック入力軸62は、ステアリング角θsに応じて変位する。第1スプリング64および第2スプリング65は、操作入力軸61の回転角θin(変位量の一例)がフィードバック入力軸62の回転角θfb(=θs)(変位量の一例)と一致する中立位置Npになるように操作入力軸61を付勢する。制御部28は、フィードバック入力軸62の回転角θfbに対する操作入力軸61の回転角θinの差に応じて、ステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を制御する。ジョイスティックレバー24は、第1スプリング64および第2スプリング65による付勢力に対抗して操作される。
 これにより、ジョイスティックレバー24を操作した後、ジョイスティックレバー24による目標とするステアリング角(回転角θinに相当)に追従して実際のステアリング角θsが変化し、目標ステアリング角と実ステアリング角が一致するとパイロット弁42は中立位置となる。
 また、このようにパイロット弁42には第1スプリング64および第2スプリング65が設けられており、オペレータは第1スプリング64および第2スプリング65による付勢力に対抗する操作力でジョイスティックレバー24を操作する。この付勢力に対抗する操作に対して補助力または反力を付与することができる。
 (9)
 本実施の形態のホイールローダ1は、ステアリング弁32を更に備える。ステアリング弁32は、パイロット弁42から入力されるパイロット圧に基づいてステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を調整する。パイロット弁42は、パイロット圧を調整することにより、ステアリング弁32からステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を制御する。
 これにより、オペレータの操作によってパイロット圧を調整し、ステアリング弁32からステアリングシリンダ21、22への油の供給量が制御され、フロントフレーム11のリアフレーム12に対するステアリング角θsが変更される。
 (10)
 本実施の形態のホイールローダ1は、ステアリングシリンダ21、22と、パイロット弁42と、連結部25を更に備える。ステアリングシリンダ21、22は、ステアリング角θsを変更する。パイロット弁42は、ジョイスティックレバー24と連結されており、ステアリングシリンダ21、22に供給される油の流量を制御する。連結部25は、ジョイスティックレバー24とパイロット弁42を連結する。力付与部27は、電動モータ111と、ウォームギア112(伝達機構の一例)とを有する。電動モータ111は、補助力または反力を発生する。ウォームギア112は、電動モータ111による補助力または反力を連結部25に伝達する。
 これにより、ジョイスティックレバー24とパイロット弁42を連結する連結部25に電動モータ111の力を伝達でき、ジョイスティックレバー24の操作に必要な力を変更できる。
 (11)
 本実施の形態のホイールローダ1の制御方法は、フロントフレーム11とリアフレーム12が連結されたアーティキュレート式のホイールローダの制御方法であって、ステップS120(操作方向検出ステップの一例)と、ステップS130、S140(力付与ステップの一例)とを備える。ステップS120(操作方向検出ステップの一例)は、右側(運転席に対する内側の一例)または左側(運転席に対する外側の一例)に回転操作可能なジョイスティックレバー24の回転方向を検出する。ステップS130、S140(力付与ステップの一例)は、ジョイスティックレバー24を外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバー24を内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、オペレータによるジョイスティックレバー24の操作に対して補助力または反力を付与する。
 このように、ジョイスティックレバーを外側に移動させる際に必要な操作力と、ジョイスティックレバーを内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように力を付与することによって、手首を外側に移動させるときの操作感を、手首を内側に移動させるときの操作感と同程度の操作感に設定できるため、オペレータの操作感を向上できる。
[他の実施形態]
 以上、本開示の一実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 (A)
 上記実施の形態1、2では、ジョイスティックレバー24が運転席5aの左側に配置されているため、ジョイスティックレバー24の右側への移動が、運転席に対して内側への移動に対応し、ジョイスティックレバー24の左側への移動が、運転席に対して外側への移動に対応するが、ジョイスティックレバー24の配置はこれに限られるものではない。ジョイスティックレバー24が運転席5aの右側に配置されていてもよく、この場合、ジョイスティックレバー24の左側への移動が、運転席に対して内側への移動に対応し、ジョイスティックレバー24の右側への移動が、運転席に対して外側への移動に対応する
 (B)
 上記実施の形態1、2では、トルクセンサ103によって、ジョイスティックレバー24の操作方向も検出しているが、操作方向の検出については、第1回転角検出部101(目標ステアリング角検出部の一例)によって検出される回転角θinと第2回転角検出部102(実ステアリング角検出部の一例)によって検出されるステアリング回転角θfb(=θs)の角度差に基づいて行ってもよい。
 この場合、第1回転角検出部101と第2回転角検出部102の検出値が制御部28へと入力され、制御部28は車体―レバー偏差角度αを算出する。そして、図11に示すステップS120において、車体―レバー偏差角度αに基づいて、ジョイスティックレバー24の操舵方向を判定する。
 また、車体―レバー偏差角度αは、第2回転角検出部102による検出値を用いず、ステアリング角検出部104によって検出されるステアリング角θsと、第1回転角検出部101によって検出される回転角θinとから算出されてもよい。
 さらに、車体―レバー偏差角度αは、シリンダストロークセンサ106、107の検出値から算出されたステアリング角θsと、第1回転角検出部101によって検出される回転角θinとから算出されてもよい。
 (C)
 上記実施の形態1、2では、トルクセンサの値に応じてアシストトルクを決めているが、トルクセンサが設けられておらず、ジョイスティックレバー24の操作方向に対して均一にアシストトルクを付与するように制御してもよい。具体的には、ジョイスティックレバー24を右側に操作する際に操作に応じて発生するトルクによらず所定の一定値のアシストトルクを付与し、左側に操作する際にも操作に応じて発生するトルクによらず所定の一定値のアシストトルクを付与し、左側に操作する際のアシストトルクの絶対値を右側に操作する際のアシストトルクの絶対値よりも大きくすればよい。
 なお、左側または右側のいずれの方向へのジョイスティックレバー24の移動かの判断は、上述したように、第1回転角検出部101と第2回転角検出部102の角度差に基づいて行うことができる。
 (D)
 上記実施の形態2では、高速走行においてジョイスティックレバー24を右側に操作する際には反力を付与しているが、これにかぎらず、左側に操作する際と比較して弱い補助力を付与しても良い。要するに、オペレータがジョイスティックレバー24を左右に操作する際の操作感が向上できればよい。
 (E)
 上記実施の形態2では、制御部28は3つのアシストトルク情報を記憶しており、補間計算によって速度に応じてアシストトルクを連続的に変化させているが、アシストトルク情報は3つに限られず、2つまたは4つ以上設けられていてもよい。なお、速度に応じてアシストトルクを滑らかに変化させる場合には、3つ以上設けられているほうが好ましい。
 (F)
 上記実施の形態2では、制御部28は3つのアシストトルク情報を記憶しており、補間計算によって速度に応じてアシストトルクを連続的に変化させているが、段階的に変化させてもよい。
 例えば、低速におけるアシストトルク情報を図13の実線L11、L12とし、中速におけるアシストトルク情報を図13の点線L13、L14とし、高速におけるアシストトルク情報を図13の一点鎖線L5、L16とする。そして、例えば、低速は15km/時未満の速度、中速は15km/時以上25km/時未満の速度、高速は25km/時以上40km/時以下までの速度と設定される。また、例えば、15km/時を第1閾値とし、25km/時を第2閾値(所定速度の一例)と設定できる。
 このような場合において、ジョイスティックレバー24が操作されると、制御部28は、車速センサ105によって検出された速度と、第1閾値並びに第2閾値を比較し、車両速度が低速、中速、高速のいずれに該当するかを判断する。そして、判断した速度のアシストトルク情報を用いて、操舵トルク信号からアシストトルクを決定する。なお、3段階に限らず、2段階だけに分けられていてもよいし、3段階より細かく分けられていてもよい。
 (G)
 上記実施の形態1、2では、連結部25によってジョイスティックレバー24とパイロット弁42が機械的に連結されているが、これに限られるものではない。ジョイスティックレバー24とパイロット弁が機械的に連結されておらず、ジョイスティックレバー24の操作が電気的にパイロット弁に伝達されてパイロット弁が操作されてもよい。
 図15は、ジョイスティックレバー24の操作を電気的にパイロット弁42´に伝達する構成の一例としてのステアリング操作装置8´を示す図である。図15に示すパイロット弁42´は、上記実施の形態1、2のようなロータリー式ではなく、スプール式である。パイロット弁42´は、スプール71´とスリーブ(図示せず)を含む弁体部60を有しており、スリーブを基準として、制御部28からの信号によりスプール71´は中立位置Np、左パイロット位置Lp、および右パイロット位置Rpに移動可能である。
 図15に示す構成では、例えば、図5に示すようなユニバーサルジョイント部83が設けられていない。ジョイスティックレバー24は、ステアリング操作軸81に接続されている。ステアリング操作軸81はパイロット弁に連結されていない。上記実施の形態と同様に、力付与部27は、ステアリング操作軸81に補助力または反力を付与する。また、第1回転角検出部101は、ステアリング操作軸81の回転角θinを検出して制御部28へと送信する。
 また、ステアリング操作装置8´では、パイロット弁42´がスプール式である。図5に示すようなパイロット弁とフロントフレーム11をリンクするリンク機構26が設けられていない。ステアリング角検出部104によって、リアフレーム12に対するフロントフレーム11のステアリング角θsが検出され、制御部28へと送信される。
 制御部28は、受信した回転角θinとステアリング角θsの情報に基づいて、パイロット弁42´に指令を送信し、パイロット弁42´のスプール71´の移動を制御する。スプール71´の移動により、パイロット弁42´からステアリング弁32へと供給されるパイロット圧が変化し、ステアリング弁32からステアリングシリンダ21、22に供給される油量が変化する。これによって、ステアリング操作が行われる。このとき、制御部28が、θinとθsの差分が小さくなるように、パイロット圧を制御することにより、回転角θinとステアリング角θsが一致するように制御してもよい。
 ステアリング操作装置8´では、電動モータ111の力がウォームギア112によってステアリング操作軸81に伝達されているが、図16に示す力付与部27´のように、ウォームギア112等の減速装置を介さずに電動モータ111の回転軸が直接ステアリング操作軸81に接続されていてもよい。
 図5に示すステアリング操作装置8は、ジョイスティックレバー24自体が上下方向の軸を中心に、運転席の内側または外側に回動可能である。図15に示すステアリング操作装置8´のジョイスティックレバー24自体が水平方向の軸を中心に、運転席の内側または外側に回動可能な構成であってもよい。要するに、ジョイスティックレバー24の操作に基づいてパイロット弁42´が動作し、力付与部27からの力がジョイスティックレバー24に伝達可能な構成であればよい。
 なお、電気的な伝達は、有線または無線もどちらの手段で行われてもよい。
 (H)
 上記実施の形態1、2では、電動モータ111によって力を発生させているが、電動モータに限らず、油圧モータなどであってもよく、要するに付与する力を発生させることができるアクチュエータ等であればよい。
 (I)
 上記実施の形態では、駆動回路204は制御部28に含まれているが、制御部28に含まれておらず、駆動回路204のみが単体で実装されていてもよい。さらに駆動回路204は、電動モータに実装されていてもよい
 (J)
 上記実施の形態1、2では、制御弁の一例であるパイロット弁42から入力されるパイロット圧に応じてステアリング弁32からステアリングシリンダ21、22に供給される油の供給量が制御されるよう構成されていたが、パイロット弁42からの油が直接ステアリングシリンダ21、22に供給される構成であってもよい。
 (K)
 上記実施の形態1、2では、第1スプリング64および第2スプリング65の2つのスプリングが設けられていたが、第2スプリング65が設けられていなくてもよい。この場合、例えば、フィードバックスプール73とフィードバックスリーブ74の間は固定されていればよい。
 (L)
 上記実施の形態1、2では、ホイールローダ1を作業車両の一例として記載しているが、ホイールローダに限らなくてもよく、アーティキュレート式のダンプトラック、モータグレーダ等であってもよく、アーティキュレート式の作業車両であればよい。
 本発明の作業車両および作業車両の制御方法は、オペレータの操作感を向上可能な効果を有し、ホイールローダ等として有用である。
1    :ホイールローダ
2    :車体フレーム
3    :作業機
4    :フロントタイヤ
5    :キャブ
5a   :運転席
6    :エンジンルーム
7    :リアタイヤ
8    :ステアリング操作装置
11   :フロントフレーム
12   :リアフレーム
13   :連結軸部
14   :ブーム
15   :バケット
16   :リフトシリンダ
17   :バケットシリンダ
18   :ベルクランク
21   :ステアリングシリンダ
21a  :伸長ポート
21b  :収縮ポート
22   :ステアリングシリンダ
22a  :伸長ポート
22b  :収縮ポート
23   :ステアリング油圧回路
24   :ジョイスティックレバー
25   :連結部
26   :リンク機構
27   :力付与部
28   :制御部
30   :メイン油圧回路
31   :メイン油圧源
32   :ステアリング弁
33   :弁体
34   :第1パイロット室
35   :第2パイロット室
36   :メイン油圧管路
37   :メインドレイン管路
38   :第1ステアリング管路
39   :第2ステアリング管路
40   :パイロット油圧回路
41   :可変減圧部
42   :パイロット弁
43   :パイロット油圧源
44   :パイロット油圧管路
45   :パイロットドレン管路
46   :第1パイロット管路
47   :第2パイロット管路
60   :弁体部
61   :操作入力軸
62   :フィードバック入力軸
63   :ハウジング
64   :第1スプリング
64a  :板バネ部
65   :第2スプリング
65a  :板バネ部
66   :フィードバック部
71   :操作スプール
71a  :スリット
71ae :壁部
71b  :スリット
71be :壁部
71c  :孔
71d  :孔
72   :操作スリーブ
72c  :溝
72d  :溝
73   :フィードバックスプール
73a  :スリット
73ae :壁部
73b  :スリット
73be :壁部
73c  :孔
73d  :孔
74   :フィードバックスリーブ
74c  :溝
74d  :溝
75   :ドライブシャフト
76   :第1センタピン
77   :第2センタピン
80   :ステアリングボックス
81   :ステアリング操作軸
81a  :レバー側軸部
81b  :入力軸部
81b1 :第1端
81b2 :第2端
81c  :弁側軸部
82   :連結バー
83   :ユニバーサルジョイント部
83a  :中央部
83b  :ジョイント部
83c  :ジョイント部
84   :孔
91   :フォローアップレバー
92   :フォローアップリンク
93   :ブラケット
101  :第1回転角検出部
102  :第2回転角検出部
103  :トルクセンサ
104  :ステアリング角検出部
105  :車速センサ
106  :シリンダストロークセンサ
107  :シリンダストロークセンサ
111  :電動モータ
112  :ウォームギア
112a :円筒ウォーム
112b :ウォームホイール
204  :駆動回路

Claims (12)

  1.  フロントフレームとリアフレームが連結されたアーティキュレート式の作業車両であって、
     オペレータの操作によって運転席に対して内側または外側に移動させて、前記リアフレームに対する前記フロントフレームのステアリング角を変更するジョイスティックレバーと、
     オペレータによる前記ジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与する力付与部と、
     前記ジョイスティックレバーを前記外側に移動させる際に必要な操作力と、前記ジョイスティックレバーを前記内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、前記力付与部を制御する制御部と、
    を備えた、作業車両。
  2.  前記制御部は、前記ジョイスティックレバーを前記外側に移動させる際に必要な操作力が、前記ジョイスティックレバーを前記内側に移動させる際に必要な操作力よりも小さくなるように、前記力付与部を制御する、
    請求項1に記載の作業車両。
  3.  前記ジョイスティックレバーの操作によって生じるトルクを検出するトルク検出部、を更に備え、
     前記制御部は、前記トルク検出部によって検出されたトルクに応じて、前記ジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与するよう前記力付与部を制御する、
    請求項1に記載の作業車両。
  4.  前記トルク検出部は、前記内側または前記外側のいずれの方向への前記ジョイスティックレバーの移動かを検出し、
     前記制御部は、前記トルク検出部によって検出されたトルクに応じて前記ジョイスティックレバーの操作に対して付与する力を前記ジョイスティックレバーの移動方向に基づいて変えるように前記力付与部を制御する、
    請求項3に記載の作業車両。
  5.  前記ジョイスティックレバーは、前記運転席に対して前記内側または前記外側に回転可能であり、
     前記ジョイスティックレバーの回転角は、前記リアフレームに対する前記フロントフレームの目標とするステアリング角に対応し、
     前記目標とするステアリング角度を検出する目標ステアリング角検出部と、
     実ステアリング角を検出する実ステアリング角検出部と、を更に備え、
     前記制御部は、前記目標とするステアリング角と前記実ステアリング角の角度差に基づいて、前記内側または前記外側のいずれの方向への前記ジョイスティックレバーの移動かを判断する、
    請求項1に記載の作業車両。
  6.  前記作業車両の速度を検出する速度検出部を更に備え、
     前記制御部は、前記速度検出部によって検出された速度に応じて、前記補助力または前記反力を付与するよう前記力付与部を制御する、
    請求項1に記載の作業車両。
  7.  前記制御部は、
      前記速度検出部によって検出された速度が予め設定された所定速度よりも速い場合、少なくとも前記ジョイスティックレバーの前記内側への移動に対して前記反力を付与し、
      前記速度検出部によって検出された速度が、前記所定速度以下の場合、前記補助力を付与するよう前記力付与部を制御する、
    請求項6に記載の作業車両。
  8.  前記制御部は、
     前記ジョイスティックレバーの前記内側と前記外側の双方への移動に対して前記補助力を付与する場合、
     前記ジョイスティックレバーを前記外側に移動させる際の補助力を、前記ジョイスティックレバーを前記内側に移動させる際の補助力よりも大きくなるよう前記力付与部を制御する、
    請求項1に記載の作業車両。
  9.  前記ステアリング角を変更する油圧アクチュエータと、
     前記ジョイスティックレバーと連結され前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する制御弁と、を備え、
     前記制御弁は、
     前記ジョイスティックレバーに連結され前記ジョイスティックレバーの操作量に応じて変位する第1入力部材と、
     前記ステアリング角に応じて変位する第2入力部材と、
     前記第1入力部材の変位量が前記第2入力部材の変位量と一致する中立位置になるように前記第1入力部材を付勢する付勢部と、を有し、
     前記制御部は、前記第2入力部材の変位量に対する前記第1入力部材の変位量の差に応じて、前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御し、
     前記ジョイスティックレバーは、前記付勢部による付勢力に対抗して操作される、
    請求項1に記載の作業車両。
  10.  前記制御弁から入力されるパイロット圧に基づいて前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を調整するステアリング弁を更に備え、
     前記制御弁は、前記パイロット圧を調整することにより、前記ステアリング弁から前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する、
    請求項9に記載の作業車両。
  11.  前記ステアリング角を変更する油圧アクチュエータと、
     前記ジョイスティックレバーと連結され前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する制御弁と、
     前記ジョイスティックレバーと前記制御弁を連結する連結部を更に備え、
     前記力付与部は、
     前記補助力または前記反力を発生する電動モータと、
     前記電動モータによる前記補助力または前記反力を前記連結部に伝達する伝達機構と、を有する、
     請求項1に記載の作業車両。
  12.  フロントフレームとリアフレームが連結されたアーティキュレート式の作業車両の制御方法であって、
     運転席に対する内側または外側に回転操作可能なジョイスティックレバーの回転方向を検出する操作方向検出ステップと、
     前記ジョイスティックレバーを前記外側に移動させる際に必要な操作力と、前記ジョイスティックレバーを前記内側に移動させる際に必要な操作力とを異ならせるように、オペレータによる前記ジョイスティックレバーの操作に対して補助力または反力を付与する力付与ステップと、
     を備えた、作業車両の制御方法。
PCT/JP2016/081734 2015-10-30 2016-10-26 作業車両および作業車両の制御方法 WO2017073616A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/556,402 US10384713B2 (en) 2015-10-30 2016-10-26 Work vehicle and method for controlling work vehicle
CN201680013269.0A CN107406097B (zh) 2015-10-30 2016-10-26 作业车辆及作业车辆的控制方法
JP2017547828A JP6716594B2 (ja) 2015-10-30 2016-10-26 作業車両および作業車両の制御方法
EP16859845.6A EP3254931B1 (en) 2015-10-30 2016-10-26 Work vehicle and work vehicle control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015213869 2015-10-30
JP2015-213869 2015-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017073616A1 true WO2017073616A1 (ja) 2017-05-04

Family

ID=58630423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/081734 WO2017073616A1 (ja) 2015-10-30 2016-10-26 作業車両および作業車両の制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10384713B2 (ja)
EP (1) EP3254931B1 (ja)
JP (1) JP6716594B2 (ja)
CN (1) CN107406097B (ja)
WO (1) WO2017073616A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6578186B2 (ja) * 2015-10-30 2019-09-18 株式会社小松製作所 作業車両および作業車両の制御方法
WO2017209058A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社小松製作所 作業車両および作業車両の制御方法
US10707869B2 (en) * 2017-05-18 2020-07-07 Altec Industries, Inc. Insulated joystick
JP7156826B2 (ja) 2018-06-06 2022-10-19 株式会社小松製作所 作業車両
JP7223526B2 (ja) * 2018-08-13 2023-02-16 株式会社小松製作所 作業車両
CN110792117A (zh) * 2019-11-04 2020-02-14 广西柳工机械股份有限公司 装载机执行机构操纵装置
DE102020106438B4 (de) 2020-03-10 2022-03-31 Danfoss Power Solutions Aps Fluidsteuereinrichtung, insbesondere als Teil einer hydraulischen Lenkeinheit
DE102020106440A1 (de) * 2020-03-10 2021-09-16 Danfoss Power Solutions Aps Hydraulische Lenkeinheit
CN112977580A (zh) * 2021-02-26 2021-06-18 马鞍山量子线自动化科技有限公司 一种建筑机械中运送材料的设备
US11822356B1 (en) 2023-01-30 2023-11-21 Altec Industries, Inc. Aerial lift systems and control input apparatuses with high electrical resistance for use with aerial lift systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11105723A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Komatsu Ltd 油圧式ステアリング装置及びその油圧バルブ
JP2003095116A (ja) * 2001-09-19 2003-04-03 Kubota Corp 作業機の操作部構造
JP2015113039A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社Kcm 産業用車両のステアリングシステム

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5490726A (en) 1977-12-27 1979-07-18 Komatsu Ltd Straight motion assisting device for construction vehicle
RU2049694C1 (ru) 1991-04-26 1995-12-10 Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Гидрообъемное рулевое управление транспортного средства
JP3604180B2 (ja) 1994-10-17 2004-12-22 株式会社小松製作所 ジョイスティックレバーの操作力設定装置
JP3783189B2 (ja) 1998-05-08 2006-06-07 株式会社小松製作所 ステアリング操作装置
JP2000313350A (ja) 1999-05-06 2000-11-14 Nissan Motor Co Ltd 自動車用運転操作装置
US6389343B1 (en) 2000-09-29 2002-05-14 Caterpillar Inc. Steering resistance device
JP2002160660A (ja) 2000-11-27 2002-06-04 Honda Motor Co Ltd 車両の操舵装置
US7610989B2 (en) * 2002-05-29 2009-11-03 Volvo Construction Equipment Ab Control system and a vehicle comprising the control system
JP2005306184A (ja) 2004-04-21 2005-11-04 Toyota Motor Corp 車両の操舵装置
US7832520B2 (en) * 2005-03-07 2010-11-16 Iseki & Co., Ltd. Work vehicle
US8448741B2 (en) * 2006-08-16 2013-05-28 Deere & Company Electro-hydraulic steering feedback and adjustment
US7881841B2 (en) * 2006-12-28 2011-02-01 Caterpillar Inc. Motion-control system
JP2008302838A (ja) 2007-06-08 2008-12-18 Komatsu Ltd ステアリングシステム
JP5388461B2 (ja) * 2008-03-21 2014-01-15 株式会社小松製作所 ステアリング操作装置
JPWO2009130866A1 (ja) 2008-04-25 2011-08-11 株式会社小松製作所 作業車両のステアリング制御装置及びステアリング制御方法
JP5498858B2 (ja) * 2010-05-27 2014-05-21 日立建機株式会社 ホイールローダ
US20120217083A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Brickner Chad T Steering control system having speed-based centering
JP5847624B2 (ja) 2012-03-23 2016-01-27 ヤンマー株式会社 旋回作業車両
JP5998630B2 (ja) 2012-05-17 2016-09-28 いすゞ自動車株式会社 パワーステアリングシステム、それを搭載した車両、及びその制御方法
JP5962312B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-03 株式会社デンソー 電動パワーステアリング制御装置
JP5858165B2 (ja) 2012-09-04 2016-02-10 日産自動車株式会社 操舵力制御装置
JP6134263B2 (ja) * 2013-12-27 2017-05-24 株式会社Kcm 油圧駆動システム
US9809263B2 (en) * 2016-01-12 2017-11-07 Bradley T. Mitchell Articulating cart system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11105723A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Komatsu Ltd 油圧式ステアリング装置及びその油圧バルブ
JP2003095116A (ja) * 2001-09-19 2003-04-03 Kubota Corp 作業機の操作部構造
JP2015113039A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社Kcm 産業用車両のステアリングシステム

Also Published As

Publication number Publication date
CN107406097B (zh) 2019-07-12
EP3254931A4 (en) 2018-12-19
US20180105203A1 (en) 2018-04-19
JP6716594B2 (ja) 2020-07-01
EP3254931B1 (en) 2019-06-26
EP3254931A1 (en) 2017-12-13
US10384713B2 (en) 2019-08-20
CN107406097A (zh) 2017-11-28
JPWO2017073616A1 (ja) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017073616A1 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
JP6578186B2 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
WO2017209058A1 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
JP6716593B2 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
JP6666795B2 (ja) 作業車両
JP6616661B2 (ja) 作業車両
WO2017073617A1 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
WO2018038266A1 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
JP7022691B2 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
WO2019234987A1 (ja) 作業車両
WO2019234989A1 (ja) 作業車両

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16859845

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017547828

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016859845

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15556402

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE