WO2019234993A1 - 作業車両 - Google Patents

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WO2019234993A1
WO2019234993A1 PCT/JP2019/006346 JP2019006346W WO2019234993A1 WO 2019234993 A1 WO2019234993 A1 WO 2019234993A1 JP 2019006346 W JP2019006346 W JP 2019006346W WO 2019234993 A1 WO2019234993 A1 WO 2019234993A1
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WO
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unit
angle
base plate
lever
rotation
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Application number
PCT/JP2019/006346
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄一 寺西
Original Assignee
株式会社小松製作所
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Filing date
Publication date
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Priority to EP19815798.4A priority patent/EP3712034B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12—Hand levers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D12/00—Steering specially adapted for vehicles operating in tandem or having pivotally connected frames

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle.
  • a steering system that detects a rotation amount of a steering input device with a sensor and transmits a control signal calculated based on the sensor information to an actuator via a wire harness (so-called steer-by-wire).
  • a joystick lever may be used instead of the steering wheel.
  • An object of the present invention is to provide a work vehicle capable of reducing the size of an operation unit.
  • the work vehicle includes a hydraulic actuator, an actual steering angle detection unit, an operation unit, a relative angle detection unit, a steering control unit, and a position adjustment control unit.
  • the hydraulic actuator changes the actual steering angle.
  • the actual steering angle detection unit detects an actual steering angle.
  • the operation unit includes an operation unit, a rotation unit, an urging unit, and a position adjustment unit, and performs a steering operation.
  • the operation unit is rotated by an operator.
  • the support unit supports the operation unit in a rotatable manner.
  • the rotating part is rotatably supported by the support part.
  • the urging unit urges the operation unit to a predetermined position with respect to the rotating unit.
  • the urging unit urges the operation unit to a predetermined position with respect to the rotating unit.
  • the position adjustment unit adjusts the rotation angle of the rotation unit with respect to the support unit.
  • the relative angle detection unit detects a relative rotation angle of the operation unit with respect to the rotation unit.
  • the steering control unit controls the hydraulic actuator based on the turning operation of the operation unit.
  • the position adjustment control unit sets a torque based on the relative rotation angle, and controls the position adjustment unit based on the actual steering angle using the torque.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 4B.
  • the block diagram for demonstrating control operation of the wheel loader of FIG. The flowchart which shows the control operation of the wheel loader of FIG. The figure for demonstrating control operation of the wheel loader of FIG. The figure for demonstrating control operation of the wheel loader of FIG. The figure for demonstrating control operation of the wheel loader of FIG.
  • the block diagram which shows the steering operation apparatus of the wheel loader of Embodiment 2 concerning this invention.
  • FIG. 13A The side view which shows the operation unit of FIG. 13A. Sectional drawing in the width direction of FIG. 13B.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line FF ′ in FIG. 13B. Sectional drawing for demonstrating operation
  • (A) The figure which shows the graph of the modification of the relationship between the difference of a lever angle and a baseplate angle, and P control gain.
  • A The schematic diagram which shows the structure of the operation unit in the modification of embodiment concerning this invention, (b) The arrow directional cross-sectional view between GG 'of Fig.15 (a).
  • 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.
  • “front”, “rear”, “right”, “left”, “upper”, and “lower” indicate directions based on the state of looking forward from the driver's seat.
  • vehicle width direction and “left-right direction” are synonymous.
  • the front-rear direction is indicated by X
  • Xf is indicated for the front direction
  • Xb is indicated for the rear direction.
  • the left-right direction is indicated by Y
  • Yr is indicated for the right direction
  • Yl is indicated for the left direction.
  • 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 mounted on the rear frame 12, and includes a steering wheel handle, a joystick lever 51 (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, which will be described in detail later. By changing the flow rate of oil supplied to the steering cylinders 21 and 22, the vehicle body frame relative to the rear frame 12 of the front frame 11. The angle is changed and the traveling direction of the wheel loader 1 is changed.
  • the steering cylinders 21 and 22 correspond to an example of a hydraulic actuator.
  • FIG. 2 is a partial side view of the cab 5.
  • a driver's seat 19 is provided in the cab 5, and a console box 20 is disposed on the side of the driver's seat.
  • An armrest 20 a is disposed on the upper side of the console box 20.
  • a lever unit 41 is disposed at the front end of the console box 20, and a joystick lever 51 is disposed upward therefrom.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing 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 vehicle body frame angle sensor 24, an operation unit 25, a lever absolute angle sensor 26, and a base plate angle sensor 101.
  • a base plate angle detection unit 27 (see FIG. 4A), a control unit 28, and a vehicle speed sensor 29 are provided.
  • signal transmission based on electricity is indicated by a dotted line, and transmission based on hydraulic pressure is indicated by a solid line. Further, detection by the sensor is indicated by a one-dot chain line.
  • the operation unit 25 is schematically shown.
  • the vehicle body frame angle sensor 24 corresponds to an example of an actual steering angle detection unit.
  • the lever absolute angle sensor 26 corresponds to an example of a first rotation angle detection unit.
  • 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.
  • 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 actual vehicle body frame angle ⁇ s_real When the steering cylinder 21 is extended by the hydraulic pressure from the steering hydraulic circuit 23 described later and the steering cylinder 22 is contracted, the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is changed and the vehicle is turned to the right.
  • the steering cylinder 21 contracts due to the hydraulic pressure from the steering hydraulic circuit 23 and the steering cylinder 22 extends, the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real changes and the vehicle turns to the left.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real when the front frame 11 and the rear frame 12 are arranged along the front-rear direction, the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is zero, the right side is a positive value, and the left side is a negative value. .
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real corresponds to an example of an actual steering angle.
  • 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 hydraulic valve 31, a main pump 32, an electromagnetic pilot valve 33, and a pilot pump 34.
  • the hydraulic valve 31 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.
  • a spool valve is used as the hydraulic valve 31.
  • the main pump 32 supplies hydraulic oil that operates the steering cylinders 21 and 22 to the hydraulic valve 31.
  • the hydraulic valve 31 has a valve body (not shown) that can move to a left steering position, a neutral position, and a right steering position.
  • the steering cylinder 21 contracts, the steering cylinder 22 extends, the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real becomes smaller, and the vehicle body turns to the left.
  • the steering cylinder 22 contracts, the steering cylinder 21 extends, the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real increases, and the vehicle body turns to the right.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real does not change.
  • the electromagnetic pilot valve 33 is a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the pilot hydraulic pressure supplied to the hydraulic valve 31 in accordance with a command from the control unit 28.
  • a spool valve is used as the electromagnetic pilot valve 33.
  • the pilot pump 34 supplies hydraulic oil that operates the hydraulic valve 31 to the electromagnetic pilot valve 33.
  • the electromagnetic pilot valve 33 is, for example, a spool valve or the like, and is controlled according to a command from the control unit 28.
  • the electromagnetic pilot valve 33 has a valve body (not shown) that can move to a left pilot position, a neutral position, and a right pilot position.
  • the hydraulic valve 31 When the valve element is disposed at the left pilot position in the electromagnetic pilot valve 33, the hydraulic valve 31 is in the left steering position.
  • the hydraulic valve 31 assumes the state of the right steering position.
  • the hydraulic valve 31 is in the neutral position.
  • the body frame angle sensor 24 detects the actual body frame angle ⁇ s_real as a detected value ⁇ s_detect of the body frame angle.
  • the vehicle body frame angle sensor 24 is disposed in the vicinity of the connecting shaft portion 13 disposed between the steering cylinders 21 and 22.
  • the vehicle body frame angle sensor 24 is configured by, for example, a potentiometer, and the detected detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle is sent to the control unit 28 as a detection signal.
  • Each of the steering cylinders 21 and 22 is provided with a cylinder stroke sensor for detecting the cylinder stroke, and the detection values of these cylinder stroke sensors are sent to the control unit 28, and the detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle is detected. Good.
  • FIG. 4A is a perspective view of the operation unit 25.
  • FIG. 4B is a side view of the operation unit 25.
  • 4C is a cross-sectional view in the width direction of FIG. 4B.
  • 4D is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 4B.
  • the operation unit 25 includes a lever unit 41, a support part 42, a base part 43, an urging part 44, and a position adjustment part 45.
  • the lever unit 41 is operated by an operator.
  • the support part 42 is fixed to the console box 20 and supports the joystick lever 51 in a rotatable manner.
  • the base part 43 is rotatably supported by the support part 42.
  • the urging portion 44 urges the lever unit 41 to a predetermined position with respect to the base portion 43.
  • the position adjustment unit 45 adjusts the rotation position of the base unit 43 based on the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle.
  • the lever unit 41 is disposed at the front end portion of the console box 20 as shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the lever unit 41 includes a joystick lever 51, a pair of connecting plates 52 and 53, a connection portion 54, and a key 55 (see FIG. 4C).
  • the joystick lever 51 is a rod-like member and is operated by an operator.
  • the pair of connection plates 52 and 53 connect the joystick lever 51 and a rotation shaft 64 (described later) of the support portion 42, and transmit the rotation of the joystick lever 51 to the rotation shaft 64.
  • Each of the pair of connection plates 52 and 53 is disposed such that the plate-like main surface is substantially perpendicular to the front-rear direction X.
  • the pair of connection plates 52 and 53 are disposed to face each other at a predetermined interval along the front-rear direction X.
  • the connecting portion 54 is disposed between the pair of connecting plates 52 and 53 so as to connect the upper ends of the pair of connecting plates 52 and 53.
  • the lower end of the joystick lever 51 is fixed to the upper surface of the connection portion 54.
  • a through hole is formed in each of the pair of connection plates 52 and 53, and the rotation shaft 64 is inserted into the through hole of the connection plates 52 and 53.
  • the key 55 is fitted in a recess formed in the edge of the through hole of the connection plate 52 and a groove formed in the rotation shaft 64, and the rotation of the connection plate 52 is transmitted to the rotation shaft 64. It is a member to do.
  • the rotation shaft 64 is rotatably supported by the support portion 42.
  • connection member 56 and 57 that connect the coupling plates 52 and 53 are provided.
  • the connection member 56 and the connection member 57 are disposed below the center P3 of the rotation shaft 64 and outside the rotation shaft 64 in the vehicle width direction.
  • the connecting member 56 is disposed on the right side Yr side of the rotating shaft 64 in the vehicle width direction Y, and the connecting member 57 is disposed on the left side Yl side of the rotating shaft 64 in the vehicle width direction Y. Yes.
  • FIG. 10A described later when the joystick lever 51 is rotated by the operator, the pair of connecting plates 52 and 53 are also rotated together with the connecting portion 54, and the rotation shaft 64 is rotated via the key 55. .
  • the support part 42 supports the lever unit 41 so that rotation is possible.
  • the support portion 42 is fixed, for example, inside the console box 20 shown in FIG. As shown in FIG. 4A, the support portion 42 includes a support frame 60 and a rotation shaft 64.
  • the support frame 60 is a member formed in a U shape in a side view.
  • the support frame 60 includes a pair of shaft support portions 61 and 62 facing in the front-rear direction X, and a connecting portion 63 that connects the shaft support portion 61 and the lower end of the shaft support portion 62.
  • a through hole is formed in each of the shaft support portion 61 and the shaft support portion 62 along the front-rear direction X.
  • the rotation shaft 64 is rotatably inserted into a through hole formed in the shaft support portions 61 and 62.
  • the rotating shaft 64 is disposed along the front-rear direction X in a substantially horizontal direction.
  • the base part 43 is rotatably supported by the support part 42.
  • the base portion 43 includes a base plate 71, a pair of support plates 72, 73, a transmission gear portion 74, and a detection gear portion 75.
  • the base plate 71 is a plate-like member disposed so as to cover the pair of connection plates 52 and 53 from below.
  • the base plate 71 is convexly curved downward when viewed along the front-rear direction X (see FIG. 4E).
  • the pair of support plates 72 and 73 support the base plate 71 on the rotation shaft 64 so as to be rotatable as shown in FIG. 4B.
  • the pair of support plates 72 and 73 are arranged so as to sandwich the connection plates 52 and 53 from the outside in the front-rear direction X.
  • the support plate 72 is disposed on the front direction Xf side of the connection plate 52, and the support plate 73 is disposed on the rear direction Xb side of the connection plate 53.
  • Through holes are formed in the support plates 72 and 73 along the front-rear direction Y, and a rotation shaft 64 is inserted into these through holes.
  • the support plates 72 and 73 are disposed so as to be rotatable with respect to the rotation shaft 64.
  • the lower ends of the support plates 72 and 73 are convexly curved downward, and the base plate 71 is disposed so as to connect the lower end of the support plate 72 and the lower end of the support plate 73.
  • Grooves 76 are formed in the width direction Y on the upper surface 71a of the base plate 71 as shown in FIG. 4D. An end on the right direction Yr side in the width direction Y of the groove 76 is indicated by 76R, and an end on the left direction Yl side is indicated by 76L.
  • the transmission gear unit 74 transmits the driving force of the position adjusting unit 45 to the base plate 71.
  • the transmission gear portion 74 is disposed on the front side of the support plate 72 and is connected to the support plate 72.
  • a through hole is formed in the transmission gear portion 74 along the front-rear direction X, and a rotation shaft 64 is inserted into the through hole.
  • the transmission gear part 74 is comprised so that rotation with respect to the rotating shaft 64 is possible.
  • the transmission gear portion 74 has a lower end surface 74a that is convexly curved downward, and a gear shape is formed on the lower end surface 74a.
  • the lower end surface 74a meshes with a worm gear 94 of the position adjusting unit 45 described later.
  • the detection gear unit 75 is used for detecting the position of the base plate 71.
  • the detection gear portion 75 is disposed on the front direction Xf side of the transmission gear portion 74 and is connected to the transmission gear portion 74.
  • a through hole is formed in the detection gear portion 75 along the front-rear direction X, and a rotation shaft 64 is inserted into the through hole.
  • the detection gear part 75 is comprised so that rotation with respect to the rotating shaft 64 is possible.
  • the detection gear portion 75 is formed such that a lower end surface 75a is curved downward and convex, and a gear shape is formed on the lower end surface 75a.
  • the lower end surface 75a meshes with a gear 103 connected to a base plate angle sensor 101 described later.
  • the base portion 43 can be rotated with respect to the rotation shaft 64 by the driving force of the position adjusting portion 45 (see FIG. 3 and FIG. 10B described later).
  • the transmission gear portion 74 is rotated with respect to the support portion 42 by the driving force of the position adjusting portion 45, the support plates 72 and 73 and the base plate 71 connected to the transmission gear portion 74 are also rotated.
  • the detection gear unit 75 connected to the transmission gear unit 74 also rotates, and the rotation position of the base plate 71 is detected by the base plate angle sensor 101 via the detection gear unit 75.
  • the urging unit 44 urges the lever unit 41 to a predetermined position with respect to the base plate 71. Specifically, as shown in FIG. 4D, the urging unit 44 urges the lever unit 41 so that the joystick lever 51 is positioned at the center of the base plate 71 in the vehicle width direction Y.
  • the predetermined position is a position where a straight line L1 passing through the center of the joystick lever 51 passes through the center position P1 of the right end 76R and the left end 76L of the groove 76 in the base plate 71 as shown in FIG. 4D.
  • the straight line L1 can be said to be a straight line passing through the center position P2 of the connecting member 56 and the connecting member 57 of the lever unit 41 and the center P3 of the rotation shaft 64.
  • the urging unit 44 includes a spring member 80 and a damper 84.
  • the spring member 80 is a coil spring and is disposed around the rotation shaft 64 as shown in FIG. 4A.
  • a reaction force can be generated when the operator operates the joystick lever 51 from the predetermined position to the left and right with respect to the base plate 71, and the operator can be given a feeling of operation.
  • a rotation shaft 64 is inserted into the spring member 80.
  • the spring member 80 is disposed between the pair of connection plates 52 and the connection plate 53.
  • the spring member 80 includes a coil portion 81, a first end portion 82, and a second end portion 83.
  • the coil portion 81 is inserted through the rotation shaft 64.
  • the first end portion 82 and the second end portion 83 extend downward from the coil portion 81 and are disposed between the connection member 56 and the connection member 57.
  • the first end portion 82 is disposed in contact with the connection member 56 on the left direction Yl side of the connection member 56. Further, the lower end of the first end portion 82 is in contact with the right end 76 ⁇ / b> R of the groove 76.
  • the second end portion 83 is disposed on the right side Yr side of the connection member 57 in contact with the connection member 57. Further, the lower end of the second end portion 83 is in contact with the left end 76 ⁇ / b> L of the groove 76.
  • the spring member 80 exerts an elastic force so as to push the connecting member 56 and the right end 76R to the right direction Yr, and push the connecting member 57 and the left end 76L to the left direction Yl.
  • a reaction force generated in the joystick lever 51 by the spring member 80 will be described.
  • a reaction force is generated by the spring member 80 according to the rotation angle of the joystick lever 51 with respect to the base plate 71.
  • the rotation angle from the center position of the joystick lever 51 relative to the support portion 42 is an actual lever angle ⁇ i_real, and the rotation angle from the center position of the base plate 71 relative to the support portion 42 is an actual base plate angle ⁇ b_real.
  • the central position of the joystick lever 51 with respect to the support portion 42 corresponds to the straight line L0 along the longitudinal direction of the joystick lever 51, as shown in FIG. It is a position.
  • the angle when the joystick lever 51 is rotated rightward from the center position is a positive value
  • the angle when the joystick lever 51 is rotated leftward from the center position is a negative value.
  • the center position of the base plate 71 with respect to the support portion 42 is a position where the center position P1 of the right end 76R and the left end 76L of the groove 76 of the base plate 71 is arranged on the straight line L0.
  • the angle when the base plate 71 is rotated rightward from the center position is a positive value, and the angle when the base plate 71 is rotated leftward from the center position is a negative value.
  • the clockwise direction is the rotation in the left direction (arrow Rl)
  • the counterclockwise direction is the rotation in the right direction (arrow Rr).
  • the second end 83 of the spring member 80 is pushed counterclockwise (leftward Yl side) by the connecting member 57.
  • the tip of the second end 83 is moved away from the left end 76L of the groove 76 in the left direction Yl.
  • the tip end of the first end portion 82 is in contact with the right end 76R of the groove 76, the first end portion 82 cannot move counterclockwise (left direction Yl side), and the connecting member 56 has the first end portion. It is spaced apart from 82 to the left direction Yl.
  • the second end 83 of the spring member 80 urges the connecting member 57 to push in the clockwise direction, so that the spring member 80 causes the joystick lever 51 to move along a vertical line passing through the center P3 of the rotation shaft 64. Energized to return to L0.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the actual lever relative angle ⁇ d_real, which is the difference obtained by subtracting the actual base plate angle ⁇ b_real from the actual lever angle ⁇ i_real, and the reaction force generated by the spring member 80.
  • the spring member 80 has reaction force characteristics as shown in FIG.
  • a positive value ⁇ d_real indicates a case where the joystick lever 51 is rotated rightward with respect to the base plate 71
  • a negative value ⁇ d_real indicates that the joystick lever 51 is moved leftward with respect to the base plate 71.
  • a positive reaction force indicates a reaction force generated in the left direction
  • a negative reaction force indicates a reaction force generated in the right direction.
  • the initial reaction force is F1
  • the value of the reaction force increases as the value of ⁇ d_real increases.
  • ⁇ d_real is a negative value
  • the initial reaction force is ⁇ F1
  • the value of the reaction force decreases as the value of ⁇ d_real decreases. That is, the spring characteristic of the spring member 80 is formed linearly, and the reaction force against the turning operation of the joystick lever 51 increases as the absolute value of ⁇ d_real increases.
  • the joystick lever 51 rotates relative to the base plate 71, and the reaction force increases as the absolute value of ⁇ d_real increases.
  • the damper 84 is provided between the rotation shaft 64 and the shaft support portion 62. The damper 84 generates a resistance corresponding to the angular velocity of the joystick lever 51.
  • the position adjustment unit 45 adjusts the position of the base plate 71 based on the detection value of the vehicle body frame angle sensor 24. As shown in FIGS. 4A and 4B, the position adjusting unit 45 is disposed on the upper surface of the connecting unit 63 and includes an electric motor 91, an output gear 92, a reduction gear 93, and a worm gear 94. The reduction gear 93 and the worm gear 94 correspond to an example of a transmission unit.
  • the electric motor 91 corresponds to an example of an actuator and is driven by a command from the control unit 28.
  • the electric motor 91 is arranged such that its output shaft is along the vehicle width direction Y.
  • the output gear 92 is fixed to the output shaft of the electric motor 91.
  • the reduction gear 93 is disposed on the upper side of the output gear 92 and meshes with the output gear 92.
  • the reduction gear 93 has a larger diameter than the output gear 92 and reduces the rotation of the electric motor 91.
  • the worm gear 94 is disposed along the vehicle width direction Y on the rotation shaft 95 to which the reduction gear 93 is fixed.
  • the worm gear 94 meshes with the lower end surface 74a of the transmission gear portion 74 as shown in FIG. 4C.
  • the output gear 92 is rotated and the reduction gear 93 is also rotated by driving the electric motor 91.
  • the rotation of the reduction gear 93 causes the worm gear 94 to rotate via the rotation shaft 95, the transmission gear portion 74 rotates about the rotation shaft 64, and the base plate 71 rotates.
  • the lever absolute angle sensor 26 is constituted by, for example, a potentiometer, and an actual lever angle ⁇ i_real which is a rotation angle of the rotation shaft 64 with respect to the support portion 42 (specifically, the support frame 60) is obtained as a lever angle detection value ⁇ i_detect. Detect as. As shown in FIG. 4C, the lever absolute angle sensor 26 is disposed on the outer side (rear direction Xb side) of the shaft support portion 62 of the support portion 42. The detection value ⁇ i_detect of the lever angle detected by the lever absolute angle sensor 26 is sent to the control unit 28 as a detection signal.
  • the base plate angle detection unit 27 includes a base plate angle sensor 101, a detection shaft 102, and a gear 103.
  • the base plate angle sensor 101 is configured by, for example, a potentiometer, and detects an actual base plate angle ⁇ b_real that is a rotation angle of the base plate 71 with respect to the support portion 42 (specifically, the support frame 60) as a detected value ⁇ b_detect of the base plate angle. .
  • the base plate angle sensor 101 is fixed to the outside of the shaft support portion 61.
  • the detection axis 102 is an axis whose rotation angle is detected by the base plate angle sensor 101.
  • the detection shaft 102 extends from the base plate angle sensor 101 through the shaft support 61 to the inside of the shaft support 61.
  • the gear 103 is fixed to the detection shaft 102.
  • the gear 103 is engaged with the lower end surface 75 a of the detection gear portion 75 of the base portion 43.
  • the detection gear unit 75 is similarly rotated, and the detection shaft 102 is also rotated through the gear 103 by the rotation.
  • the rotation of the detection shaft 102 is detected by the base plate angle sensor 101, and the rotation angle of the base plate 71 with respect to the support portion 42 is detected.
  • the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle detected by the base plate angle sensor 101 is sent to the control unit 28 as a detection signal.
  • the control unit 28 includes a CPU, a memory, and the like, and executes each function described below. As shown in FIG. 3, the control unit 28 includes a motor drive control unit 110 and a steering control unit 120. The vehicle speed sensor 29 detects the vehicle speed V and transmits it to the control unit 28 as a detection signal.
  • the motor drive control unit 110 is an example of a position adjustment control unit, and adjusts the rotation angle of the base plate 71 based on the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle detected by the vehicle body frame angle sensor 24.
  • the steering control unit 120 is an electromagnetic pilot valve based on the detected value ⁇ i_detect of the lever angle detected by the lever absolute angle sensor 26, the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle detected by the vehicle body frame angle sensor 24, and the vehicle speed V. 33 is controlled to change the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the angle scale of the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle and the angle scale of the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle (also the detected value ⁇ i_detect of the lever angle). As shown in FIG. 6, the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle and the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle have a proportional relationship.
  • the motor drive control unit 110 adjusts the position of the base plate 71 so that the actual base plate angle ⁇ b_real matches the angle obtained by converting the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle into the angle scale of the base plate 71. For example, when the detected value ⁇ s_detects of the vehicle body frame angle is 10 °, the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle is converted to the angle scale of the base plate 71, so that the rotation angle of the base plate 71 becomes 5 °.
  • the electric motor 91 is controlled by the motor drive control unit 110.
  • the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle converted to the angle scale of the base plate 71 is referred to as a detected value ⁇ sc_detect of the converted vehicle body frame angle.
  • the motor drive control unit 110 includes a first calculation unit 111, a PID control unit 112, a driver 113, a second calculation unit 114, and a storage unit 115.
  • the first calculation unit 111 converts the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle detected by the vehicle body frame angle sensor 24 into the angle scale of the base plate 71.
  • the first calculation unit 111 calculates the difference between the converted detection value ⁇ sc_detect of the converted vehicle body frame angle and the detection value ⁇ b_detect of the base plate angle detected by the base plate angle sensor 101.
  • the first calculation unit 111 transmits the calculation result to the PID control unit 112.
  • the second calculation unit 114 detects the lever relative angle detection value ⁇ d_detect ( ⁇ i_detect ⁇ b_detect) between the lever angle detection value ⁇ i_detect detected by the lever absolute angle sensor 26 and the base plate angle detection value ⁇ b_detect detected by the base plate angle sensor 101. ) Is calculated.
  • the second calculation unit 114, the lever absolute angle sensor 26, and the base plate angle sensor 101 correspond to an example of a relative angle detection unit that detects a relative angle of the joystick lever 51 with respect to the base plate 71.
  • the PID control unit 112 determines a control parameter based on the calculated difference so that the detected base plate angle detection value ⁇ b_detect matches the converted rotation angle, and transmits the control parameter to the driver 113. Further, the PID control unit 112 sets the gain of the P control from the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle based on the graph of the P control gain with respect to the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle stored in the storage unit 115.
  • the storage unit 115 stores a graph indicating the relationship between the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle and the gain of P control (see FIG. 7B described later).
  • the gain of P control is set corresponding to the reaction force of the spring member 80.
  • the gain setting for P control will be described later.
  • the driver 113 controls the electric motor 91 based on the received control parameter. Thereby, the rotation angle of the base plate 71 can be adjusted to an angle corresponding to the vehicle body frame angle ⁇ s.
  • the steering control unit 120 detects the detected value ⁇ i_detect of the lever angle detected by the lever absolute angle sensor 26, the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle detected by the vehicle body frame angle sensor 24, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 29.
  • the electromagnetic pilot valve 33 is controlled based on the above.
  • FIG. 6 shows the relationship between the angle scale of the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle and the angle scale of the detected value ⁇ i_detect of the lever angle.
  • the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle and the detected value ⁇ i_detect of the lever angle have a proportional relationship.
  • the steering control unit 120 controls the electromagnetic pilot valve 33 so that the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real coincides with the angle obtained by converting the detected value ⁇ i_detect of the lever angle into the angle scale of the vehicle body frame angle ⁇ s. For example, if the detected value ⁇ i_detect of the lever angle is 5 °, converting the detected value ⁇ i_detect of the lever angle into the angle scale of the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle becomes 10 °, so the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real becomes 10 °.
  • the steering control unit 120 controls the electromagnetic pilot valve 33.
  • the lever angle detection value ⁇ i_detect converted to the angle scale of the vehicle body frame angle detection value ⁇ s_detect is referred to as a conversion lever angle detection value ⁇ ic_detect.
  • the steering control unit 120 includes a calculation unit 121, a storage unit 122, and an EPC command unit 123.
  • the calculation unit 121 converts the detected value ⁇ i_detect of the lever angle detected by the lever absolute angle sensor 26 into an angle scale of the steering angle.
  • the calculation unit 121 calculates a difference (also referred to as a deviation angle ⁇ e 1 ) between the detection value ⁇ ic_detect of the conversion lever angle and the detection value ⁇ s_detect of the body frame angle.
  • the calculation unit 121 transmits the calculated difference to the EPC command unit 123.
  • the detection value ⁇ ic_detect of the conversion lever angle can be said to be the target vehicle body frame angle.
  • the EPC command unit 123 determines the EPC command current from the graph stored in the storage unit 122 based on the received difference and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 29.
  • the EPC command unit 123 transmits the determined EPC command current to the electromagnetic pilot valve 33.
  • the control unit 28 may control the main pump 32, the pilot pump 34, and the like.
  • each is wireless. It may be performed or may be performed by wire.
  • FIG. 7A is a diagram showing the configuration of the worm gear 94 and the transmission gear portion 74 of the position adjusting unit 45.
  • FIG. 7A is a diagram viewed from the front direction Xf side.
  • the base plate 71 is rotated by rotating the transmission gear portion 74 by the rotation of the worm gear 94 so that the position of the base plate 71 becomes a position corresponding to the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real.
  • the base plate 71 is rotated by the rotation of the worm gear 94 so that the actual body frame angle ⁇ s_real is rotated to the right.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a relationship between the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle and the P control gain.
  • a positive value ⁇ d_detect indicates a case where the joystick lever 51 is rotated rightward with respect to the base plate 71
  • a negative value ⁇ d_detect indicates that the joystick lever 51 is moved leftward with respect to the base plate 71. The case where it is rotated is shown.
  • a positive P gain increases the torque generated in the right direction
  • a negative P gain increases the torque generated in the left direction.
  • the characteristic of the P control gain is formed linearly in accordance with the reaction force characteristic of the spring member 80 of FIG.
  • ⁇ d_detect is a positive value
  • the initial gain is P1
  • the value of P control gain increases as the value of ⁇ d_detect increases.
  • ⁇ d_detect is negative
  • the initial gain is ⁇ P1
  • the P control gain decreases as the value of ⁇ d_detect decreases. That is, as the absolute value of ⁇ d_detect increases and the reaction force increases, the absolute value of the P gain is set to increase as shown in FIG. 7B, and the torque of the electric motor 91 can be increased, and the worm gear 94 and the transmission gear can be increased.
  • the part 74 can be smoothly rotated.
  • FIG. 8 is a block diagram for explaining the control operation of the wheel loader 1.
  • the electrical operation is indicated by a solid line
  • the mechanical operation is indicated by a dotted line
  • the operation using hydraulic pressure is indicated by a one-dot chain line.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the control operation of the wheel loader 1 of the present embodiment.
  • 10A to 10C are cross-sectional views for explaining the control operation of the wheel loader 1 of the present embodiment.
  • the base plate 71 is also located at a predetermined initial position.
  • the predetermined initial position is, for example, a position P1 in the base plate 71 (center position between the right end 76R and the left end 76L of the groove 76) on a straight line L1 passing through the center of the joystick lever 51 as shown in FIG. 4D. The state that is.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real indicates the angle from that state, assuming that the state along the front-rear direction with respect to the rear frame 12 is zero.
  • the actual lever angle ⁇ i_real indicates a rotation angle from the center position of the joystick lever 51 as shown in FIG. Further, when obtaining the difference (deviation angle), for example, the rotation in the right direction may be calculated as a positive angle, and the rotation in the left direction may be calculated as a negative angle.
  • the electromagnetic pilot valve 33 is in a neutral position.
  • the hydraulic valve 31 is also in the neutral position.
  • oil is not supplied to or discharged from the left and right steering cylinders 21 and 22, and the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is maintained at zero.
  • the operator applies an operation force Fin to rotate the joystick lever 51 from the center position to the right as shown in FIG.
  • the operating force Fin exceeds the initial biasing force of the spring member 80, as shown in FIG. 10A
  • the joystick lever 51 rotates rightward and the actual lever angle ⁇ i_real increases. Note that the reaction force applied by the spring member 80 increases with the rightward movement.
  • step S10 the lever absolute angle sensor 26 detects the actual lever angle ⁇ i_real of the joystick lever 51 operated by the operator as a lever angle detection value ⁇ i_detect in step S10.
  • step S20 the body frame angle sensor 24 detects the actual body frame angle ⁇ s_real as the detected value ⁇ s_detect of the body frame angle.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is zero.
  • the detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle which is a detection value by the vehicle body frame angle sensor 24, is zero. Since the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is substantially zero, the base plate 71 is not rotated. Therefore, as shown in FIG. 8A, in a state where the joystick lever 51 is rotated clockwise, a straight line L1 passing through the center of the joystick lever 51 (also referred to as a straight line along the joystick lever 51) rotates from the position P3 of the base plate 71. It has become a state.
  • the second end portion 83 of the spring member 80 is pushed and moved counterclockwise (left direction Yl side) by the connecting member 57, and the tip of the second end portion 83 is moved leftward from the left end 76 ⁇ / b> L of the groove 76. Separated to the Yl side. Further, since the tip end of the first end portion 82 is in contact with the right end 76R of the groove 76, the first end portion 82 cannot move counterclockwise (left direction Yl side), and the connecting member 56 has the first end portion. It is spaced apart from 82 to the left direction Yl.
  • step S30 the calculation unit 121 converts the detected lever angle detection value ⁇ i_detect into an angle scale of the detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle using the graph shown in FIG. ⁇ ic_detect is calculated. Then, the calculation unit 121 calculates a difference (deviation angle ⁇ e 1 ) between the detection value ⁇ ic_detect of the conversion lever angle and the detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle. The calculation unit 121 transmits the calculated deviation angle ⁇ e 1 to the EPC command unit 123.
  • step S40 the EPC command unit 123 uses the difference received from the calculation unit 121 and the speed V received from the vehicle speed sensor 29 to calculate the EPC from the data shown in FIG.
  • the current i is determined, and the electromagnetic pilot valve 33 is commanded. Since the joystick lever 51 is rotated to the right, the electromagnetic pilot valve 33 takes the right pilot position, and the pilot pressure controlled by the electromagnetic pilot valve 33 is supplied to the hydraulic valve 31 (see FIG. 8). By supplying the pilot pressure, the hydraulic valve 31 takes the right steering position, the steering cylinder 21 is extended, and the main hydraulic pressure is supplied to the steering cylinders 21 and 22 so that the steering cylinder 22 is contracted.
  • step S50 the base plate angle sensor 101 detects the actual base plate angle ⁇ b_real as the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle.
  • step S60 the first calculation unit 111 of the motor drive control unit 110 detects the detection value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle as a converted vehicle body frame angle that is an angle scale of the base plate 71 using the graph shown in FIG. Convert to value ⁇ sc_detect. Then, the first calculation unit 111 calculates a deviation angle ⁇ e 2 (also referred to as a difference) between the detection value ⁇ sc_detect of the converted vehicle body frame angle and the detection value ⁇ b_detect of the base plate angle detected by the base plate angle sensor 101.
  • a deviation angle ⁇ e 2 also referred to as a difference
  • step S70 the second calculator 114 calculates the lever relative angle between the lever angle detection value ⁇ i_detect detected by the lever absolute angle sensor 26 and the base plate angle detection value ⁇ b_detect detected by the base plate angle sensor 101.
  • the detection value ⁇ d_detect is calculated.
  • step S ⁇ b> 80 the PID control unit 112 determines a control parameter so that the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle matches the detected value ⁇ sc_detect of the converted vehicle body frame angle, and transmits the control parameter to the driver 113.
  • the PID control unit 112 sets the P gain based on the P control gain characteristic (see FIG. 7B) stored in the storage unit 115.
  • the absolute value of ⁇ d_detect when the absolute value of ⁇ d_detect is large, the absolute value of the P control gain is also increased. Specifically, as shown in FIG. 7B, when the value of ⁇ d_detect is large at a positive value, the P control gain is set to a large value, and when the value of ⁇ d_detect is small at a negative value, the P control gain is set. Set to a smaller value.
  • step S90 the driver 113 drives the electric motor 91 so that the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle becomes the detected value ⁇ sc_detect of the converted vehicle body frame angle.
  • the base plate 71 rotates counterclockwise (in the direction of arrow H) in FIG. 10A around the center P3 of the rotation shaft 64.
  • the deviation angle between the actual lever angle ⁇ i_real and the actual base plate angle ⁇ b_real becomes small as shown in FIG.
  • the biasing force becomes smaller.
  • the electromagnetic pilot valve 33 takes a neutral position, and the hydraulic valve 31 also takes a neutral position. For this reason, oil is not supplied to or discharged from the left and right steering cylinders 21 and 22, and the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is maintained at the rotation angle ⁇ 1.
  • the base plate 71 also rotates counterclockwise by ⁇ 1 and the center of the base plate 71 is positioned on a straight line L1 passing through the center of the joystick lever 51. Specifically, the base plate 71 is disposed at a position where the center position P1 of the right end 76R and the left end 76L of the groove 76 is disposed on the straight line L1.
  • the positional relationship between the base plate 71 and the joystick lever 51 is the same as that in the state of FIG. 4D.
  • the base plate 71 rotates to a position corresponding to the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real, the state of the electromagnetic pilot valve 33 (intermediate position, right pilot position, left side) regardless of the position of the joystick lever 51.
  • the reaction force applied to the operation is determined corresponding to the pilot position.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is in the state of ⁇ 1c due to a delay in the reaction of the left and right steering cylinders 21 and 22.
  • the first end 82 of the spring member 80 is pushed by the connecting member 56 as shown in FIG. 10C.
  • the first end portion 82 is separated from the right end 76R of the groove 76.
  • the second end 83 of the spring member 80 presses the left end 76 ⁇ / b> L of the groove 76.
  • the first end 82 of the spring member 80 pushes the connection member 56 counterclockwise, so that the spring member 80 attaches the lever unit 41 to the base plate 71 so as to be in the state of FIG. 10B. It is fast.
  • the electromagnetic pilot valve 33 takes the left pilot position, the pilot pressure is supplied to the hydraulic valve 31, and the hydraulic valve 31 takes the left steering position. Thereby, the hydraulic pressure is supplied so that the steering cylinder 22 extends and the steering cylinder 21 contracts.
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real gradually decreases from the rotation angle ⁇ 1c.
  • the change in the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real is reflected on the base plate 71 as described above, and the base plate 71 also rotates in the same manner as the change in the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real.
  • the electromagnetic pilot valve 33 is in a neutral position, and the hydraulic valve 31 is also in a neutral position. For this reason, oil is not supplied to or discharged from the left and right steering cylinders 21 and 22, and the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real 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 joystick lever 51 is rotated to the left, the description is omitted because it is the same as described above.
  • Embodiment 2 Next, the wheel loader in Embodiment 2 concerning this invention is demonstrated.
  • the wheel loader of the second embodiment is different from the wheel loader 1 of the first embodiment in the configuration of the steering operation device. Therefore, it demonstrates centering around this difference, and abbreviate
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the steering operation device 308 according to the second embodiment.
  • the steering operation device 8 according to the first embodiment is provided with the lever absolute angle sensor 26 that detects the rotation angle of the joystick lever 51 with respect to the support portion 42.
  • a lever relative angle sensor 326 for calculating the angle of the joystick lever 51 with respect to the base plate 71 is provided.
  • the lever relative angle sensor 326 corresponds to an example of a second rotation angle detection unit.
  • the lever relative angle sensor 326 is configured by, for example, a potentiometer, and detects an actual lever relative angle ⁇ d_real that is a rotation angle of the joystick lever 51 with respect to the base plate 71 as a detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle.
  • the detection value ⁇ d_detect of the lever relative angle detected by the lever relative angle sensor 326 corresponds to the difference between the actual lever relative angle ⁇ d_real of the joystick lever 51 with respect to the support portion 42 and the actual base plate angle ⁇ b_real of the base plate 71 with respect to the support portion 42.
  • the lever relative angle sensor 326 corresponds to an example of a relative angle detection unit that detects a relative angle of the joystick lever 51 with respect to the base plate 71.
  • FIG. 12 is a control block diagram for explaining the control operation of the wheel loader 1.
  • the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle detected by the lever relative angle sensor 326 is the lever relative to the rotation angle of the joystick lever 51 relative to the support portion 42 and the rotation angle of the base plate 71 relative to the support portion 42. This corresponds to the angle ⁇ d (deviation angle).
  • the calculation unit 121 converts the lever relative angle detection value ⁇ d_detect acquired from the lever relative angle sensor 326 into an angle scale of the vehicle body frame angle and transmits it to the EPC command unit 123 as ⁇ e 1. To do.
  • the lever relative angle ⁇ d is transmitted to the PID control unit 112, and the P control gain is set based on FIG. 7B.
  • the control flow of the second embodiment will be described with reference to FIG. 9.
  • a detection value ⁇ d_detect of the lever relative angle is detected instead of steps S10 to S30. Since the control parameter is determined using the value, step S70 is not provided.
  • Embodiment 3 Next, the wheel loader 1 in Embodiment 3 concerning this invention is demonstrated.
  • the wheel loader of the third embodiment is different from the wheel loader 1 of the first embodiment in the configuration of the lever unit. Therefore, it demonstrates centering around this difference, and abbreviate
  • FIG. 13A is a perspective view showing the operation unit 425 of the present embodiment.
  • FIG. 13B is a side view of FIG. 13A.
  • 13C is a cross-sectional view in the width direction of FIG. 13B.
  • FIG. 13D is a cross-sectional view taken along the line FF ′ in FIG. 13B.
  • the lever unit 441 of the present embodiment includes a joystick lever 51 and a connecting portion 452 that connects the joystick lever 51 to the rotation shaft 64.
  • the joystick lever 51 corresponds to an example of an operation unit.
  • a joystick lever 51 is fixed to the connecting portion 452.
  • the connecting part 452 has a thickness in the front-rear direction X, and as shown in FIG. A through hole is formed in the connecting portion 452 along the front-rear direction X, and the rotation shaft 64 is inserted into the through hole.
  • a recess is formed in each of the connecting portion 452 and the rotation shaft 64, and a key 453 is fitted in these recesses.
  • the rotation of the joystick lever 51 is transmitted to the rotation shaft 64 via the connecting portion 452 by the key 453.
  • the lower end 454 that is the triangular tip of the connecting portion 452 is located on the line L ⁇ b> 2 along the longitudinal direction of the joystick lever 51.
  • a hole 455 is formed along the line L2 at the lower end 454 of the connecting portion 452.
  • three holes 455 are formed side by side in the front-rear direction X.
  • the urging portion 444 includes a spring member 480, a cam 481, a cam follower 482, and a damper 84.
  • the spring member 480 is disposed inside the front and rear holes 455 excluding the middle of the three holes 455.
  • the cam 481 has three rod-like portions 483 and a cam follower support portion 484.
  • the three rod-like parts 483 are inserted into the three holes 455 from below.
  • the middle hole 455 is formed to have substantially the same diameter as the rod-like portion 483, and functions as a guide.
  • a contact portion 485 is formed in the vicinity of the lower ends of the two rod-like portions 483 except for the middle in the front-rear direction X, and the lower end of the spring member 480 is in contact.
  • the cam follower support portion 484 is provided below the three rod-like portions 483, and the lower ends of the three rod-like portions 483 are fixed.
  • a through hole is formed in the front-rear direction of the cam follower support portion 484, and a shaft portion 482a of the cam follower 482 is disposed.
  • the cam follower 482 includes a shaft portion 482a and rotating portions 482b disposed at both ends thereof. Accordingly, the cam follower 482 is configured to be rotatable with respect to the cam follower support portion 484.
  • the base portion 443 of the third embodiment includes a base plate 471 having a shape different from that of the base plate 71 as compared with the base portion 43 of the first embodiment.
  • the base plate 471 includes a groove portion 476 that is convexly curved downward.
  • the groove portion 476 is curved so as to be directed toward the center 476M in the vehicle width direction Y.
  • the cam follower 482 is pressed against the bottom surface of the groove 476 by the elastic force of the spring member 480.
  • the lever unit 441 is biased with respect to the base plate 471 so that the straight line L ⁇ b> 2 passes through the center 476 ⁇ / b> M of the groove portion 476.
  • the cam follower 482 is pressed against the bottom surface of the groove 476 by the biasing force of the spring member 480.
  • the cam follower 482 is rotated by a force rotating toward the center 476M (see arrow J).
  • the lever unit 441 is biased against the base plate 471 so that the cam follower 482 is positioned at the center 476M. Accordingly, a reaction force can be generated when the joystick lever 51 is operated, and an operational feeling can be given to the operator.
  • the wheel loader 1 (an example of a work vehicle) according to the present embodiment includes a steering cylinder 21, 22 (an example of a hydraulic actuator), a vehicle body frame angle sensor 24 (an example of an actual steering angle detection unit), and an operation unit 25 or an operation unit.
  • An example) or a lever relative angle sensor 326 (an example of a relative angle detection unit), a steering control unit 120, and a motor drive control unit 110 (an example of a position adjustment control unit).
  • the steering cylinders 21 and 22 change the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real (an example of an actual steering angle).
  • the body frame angle sensor 24 detects the actual body frame angle ⁇ s_real as a detected value ⁇ s_detect of the body frame angle.
  • the operation unit 25 or the operation unit 425 includes a joystick lever 51 (an example of an operation unit), a support unit 42, a base plate 71 or a base plate 471 (an example of a rotation unit), an urging unit 44 or an urging unit 444, And a position adjusting unit 45 to perform a steering operation.
  • the joystick lever 51 is rotated by an operator.
  • the support part 42 supports the joystick lever 51 so that rotation is possible.
  • the base plate 71 or the base plate 471 is rotatably supported by the support portion 42.
  • the urging unit 44 or the urging unit 444 urges the joystick lever 51 to a predetermined position with respect to the base plate 71 or the base plate 471.
  • the position adjustment unit 45 adjusts the rotation angle of the base plate 71 or the base plate 471 with respect to the support unit 42.
  • the lever absolute angle sensor 26, the base plate angle sensor 101 and the second calculation unit 114, or the lever absolute angle sensor 26, the base plate angle sensor 101 and the calculation unit 121, or the lever relative angle sensor 326 are the base plate 71 or the base plate 471 of the joystick lever 51.
  • the detection value ⁇ d_detect (an example of the relative rotation angle) of the lever relative angle with respect to is detected.
  • the steering control unit 120 controls the steering cylinders 21 and 22 based on the turning operation of the joystick lever 51.
  • the motor drive control unit 110 (an example of the position adjustment control unit) sets a torque based on the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle (an example of the relative rotation angle), and uses the torque to set the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle. Based on this, the position adjustment unit 45 is controlled.
  • an operational feeling can be imparted to the operator's operation of the joystick lever 51 by the urging unit 44 or the urging unit 444, so that it is not necessary to use an actuator such as a motor to generate the operational feeling.
  • the operation units 25 and 425 can be downsized.
  • a reaction force is generated on the base plate 71 or the base plate 471 via the urging unit 44 or the urging unit 444, and the base plate 71 or the base plate 471 is difficult to rotate by the position adjusting unit 45. There is.
  • the torque corresponding to the reaction force to be generated can be generated by setting the torque based on the detected value ⁇ d_detect (an example of the relative rotation angle) of the lever relative angle as described above, the base plate 71 or the base plate The rotation of 471 can be performed smoothly.
  • the motor drive control unit 110 (an example of a position adjustment control unit) is based on a lever relative angle detection value ⁇ d_detect (an example of a relative rotation angle). Adjust the gain of P control. Thus, by adjusting the gain of the P control, the torque of the position adjusting unit 45 can be increased.
  • examples of the relative angle detection unit include a lever absolute angle sensor 26 (an example of a first rotation angle 0 degree detection unit) and a base plate angle sensor 101 (a first detection unit).
  • the lever absolute angle sensor 26 detects an actual lever angle ⁇ i_real (an example of a rotation angle) with respect to the support portion 42 of the joystick lever 51 as a detected value ⁇ i_detect of the lever angle.
  • the base plate angle sensor 101 uses the actual base plate angle ⁇ b_real (an example of the rotation angle) with respect to the support part 42 of the base plate 71 (an example of the rotation unit) or the base plate 471 (an example of the rotation unit) as the detected value ⁇ b_detect of the base plate angle.
  • the second calculation unit 114 (an example of the calculation unit) or the calculation unit 121 (an example of the calculation unit) includes a lever angle detection value ⁇ i_detect detected by the lever absolute angle sensor 26 and a base plate angle detected by the base plate angle sensor 101.
  • Lever relative angle ⁇ d is calculated from the detected value ⁇ b_detect.
  • the base plate 71 or base plate of the joystick lever 51 is detected.
  • the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle with respect to 471 can be obtained.
  • an example of the relative angle detection unit is a joystick lever 51 (an operation unit) with respect to a base plate 71 (an example of a rotation unit) or a base plate 471 (an example of a rotation unit).
  • a sensor that detects a detected value ⁇ d_detect (an example of a relative rotation angle) of the lever relative angle.
  • the position adjustment unit 45 includes an electric motor 91 (an example of an actuator), an output gear 92, a reduction gear 93, and a worm gear 94 (an example of a transmission unit).
  • the output gear 92, the reduction gear 93, and the worm gear 94 have a self-locking function, and transmit the driving force of the electric motor to the base plate 71 or the base plate 471.
  • the base plate 71 (an example of a rotation unit) or the base plate 471 (an example of a rotation unit) that is adjusted by the position adjustment unit 45 is actually mounted on the support unit 42.
  • the base plate angle ⁇ b_real (an example of the rotation angle) corresponds to the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real (an example of the actual steering angle).
  • the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real can be reflected in the actual baseplate angle ⁇ b_real of the base plate 71 or the base plate 471.
  • the method for controlling the wheel loader 1 includes step S40 (an example of a drive step), step S70 (an example of a relative angle detection step), and step S80 (an example of a torque setting step). And step S90 (an example of a position adjustment step).
  • step S40 the base plate 71 (an example of the rotating unit) or the base plate 471 (an example of the rotating unit) supported rotatably on the support unit 42 is biased to a predetermined position and rotated to the support unit 42.
  • the steering cylinders 21 and 22 are detected based on the detected value ⁇ i_detect (an example of the rotation angle) of the joystick lever 51 that is supported, or the detected value ⁇ d_detect (an example of the rotation angle) of the lever relative angle. (Example) is driven to change the actual vehicle body frame angle ⁇ s_real (an example of the actual steering angle).
  • a detection value ⁇ d_detect (an example of the relative rotation angle) of the lever relative angle with respect to the base plate 71 (an example of the rotation unit) or the base plate 471 (an example of the rotation unit) of the joystick lever 51 is detected.
  • step S80 a torque for rotating the base plate 71 or the base plate 471 is set based on the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle.
  • step S90 based on the detected value ⁇ s_detect of the vehicle body frame angle, the rotational position of the base plate 71 or the base plate 471 that is rotatably supported by the support portion 42 is adjusted by the set torque.
  • an operational feeling can be imparted to the operator's operation of the joystick lever 51 by the urging unit 44 or the urging unit 444, so that it is not necessary to use an actuator such as a motor to generate the operational feeling.
  • the operation units 25 and 425 can be downsized.
  • a reaction force is generated on the base plate 71 or the base plate 471 via the urging unit 44 or the urging unit 444, and the base plate 71 or the base plate 471 is difficult to rotate by the position adjusting unit 45. There is.
  • the torque corresponding to the reaction force to be generated can be generated by setting the torque based on the detected value ⁇ d_detect (an example of the relative rotation angle) of the lever relative angle as described above, the base plate 71 or the base plate The rotation of 471 can be performed smoothly.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
  • the worm gear 94 is included in an example of the transmission unit that transmits the driving force of the electric motor 91 to the transmission gear unit 74.
  • the worm gear 94 is not limited to this, and a ball screw, a one-way clutch, or the like is used. Also good.
  • friction may occur between the transmission gear unit 74 and the transmission unit, and thus the control of the P gain described in the above embodiment is effective.
  • the characteristic of the P control gain is also linear.
  • the P control gain is also adjusted in accordance with the characteristic of the spring member. It is preferable to make it non-linear.
  • the non-linear P control gain for example, a polygonal line shape may be used as shown in FIG. In this case, a constant P control gain is obtained until the absolute value of the detected value ⁇ d_detect of the lever relative angle reaches a predetermined value ⁇ 3. When the absolute value of the lever relative angle reaches ⁇ 3, the value of the P control gain increases in proportion to the absolute value of ⁇ d.
  • a P control gain may be set for ⁇ d.
  • the P control gain is constant until the absolute value of ⁇ d reaches the predetermined value ⁇ 4, and between ⁇ 4 and ⁇ 5, the value of the P control gain increases exponentially as the absolute value of ⁇ d increases. When it becomes larger and becomes greater than ⁇ 4, a constant P control gain is obtained.
  • the value of the P control gain for ⁇ d may be set as appropriate.
  • the control unit 28 includes the storage unit 115 and the storage unit 122, but may be combined into one storage unit.
  • the second calculation unit 114 of the motor drive control unit 110 is not provided, and the calculation unit 121 of the steering control unit 120 calculates the detection value ⁇ d_detect of the lever relative angle to the PID control unit 112. Although it is transmitting, it is not limited to this.
  • the calculation unit 121 of the steering control unit 120 is not provided, and the second calculation unit 114 of the motor drive control unit 110 illustrated in FIG. 3 calculates the detection value ⁇ d_detect of the lever relative angle and transmits it to the EPC command unit 123. May be.
  • the electric motor 91 is used as an example of an actuator that rotates the base plates 71 and 471.
  • the electric motor 91 is not limited to an electric motor, and a hydraulic motor or the like may be used to generate an applied force. Any actuator can be used.
  • the driving force of the electric motor 91 is transmitted to the transmission gear portion 74 using the worm gear 94, but the driving force of the electric motor 91 is transmitted using a gear-like gear without using the worm gear. You may transmit to the part 74.
  • FIG. since it has a self-locking function, it is preferable to use a worm gear.
  • the supply amount of oil supplied from the hydraulic valve 31 to the steering cylinders 21 and 22 is controlled according to the pilot pressure input from the electromagnetic pilot valve 33 which is an example of the control valve.
  • the oil from the electromagnetic pilot valve 33 may be directly supplied to the steering cylinders 21 and 22 without using the hydraulic valve 31. That is, an electromagnetic main valve may be used instead of the electromagnetic pilot valve 33.
  • the dampers 84 and 444 are provided with the damper 84.
  • the damper is not limited to the damper, and may be a friction brake, a damper and a friction brake, or a damper or a friction brake. May not be provided.
  • the range of the base plate angle and the lever angle (angle scale) is narrower than the range of the vehicle body frame angle (angle scale), but it may be greater than the range of the vehicle body frame angle.
  • the range of the base plate angle and the lever angle (angle scale) is narrower than the range of the vehicle body frame angle (angle scale) because the operation range of the operator becomes narrower and the operation becomes easier.
  • the joystick lever 51 is supported by the support portion 42, but may be supported by the base plates 71 and 471 so as to be rotatable. Furthermore, the joystick lever 51 may be rotatably supported by the base portions 43 and 443 where the base plates 71 and 471 are provided.
  • the wheel loader 1 is used as an example of the work vehicle.
  • an articulated dump truck, a motor grader, or the like may be used.
  • the flow rate to the steering cylinders 21 and 22 is controlled by operating the joystick lever 51 as an example of the operation unit, but the present invention is not limited to the joystick lever and may be a steering wheel.
  • FIG. 15A is a schematic diagram showing a configuration when a steering wheel 551 is used as the operation unit 525.
  • the operation unit 525 shown in FIG. 15A is provided with a steering unit 541, a support portion 542, a base portion 543, a biasing portion 544, and a position adjustment portion 545.
  • the steering unit 541 includes a steering wheel 551, a transmission shaft 552, and a rotation member 553.
  • the steering wheel 551 is rotated by an operator.
  • the transmission shaft 552 connects the steering wheel 551 and the rotation member 553 to transmit the rotation of the steering wheel 551 to the rotation member 553.
  • the base part 543 includes a rotating plate 571 and a cylinder part 572.
  • the support portion 542 supports the rotating plate 571 so as to be rotatable.
  • a gear shape is formed on the end face of the rotating plate 571.
  • the cylindrical portion 572 is fixed to the rotating plate 571, and a rotating member 553 is disposed inside the cylindrical portion 572.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line GG ′ in FIG.
  • the urging portion 544 is a leaf spring, for example, and penetrates the rotating member 553 and both ends thereof are fixed to the cylindrical portion 572.
  • the position adjustment unit 545 includes an electric motor 591 and an output gear 592.
  • the output gear 592 meshes with a rotating plate 571 that is fixed to the output shaft of the electric motor 591.
  • the present invention can be applied as long as it is a work vehicle whose steering angle is changed.
  • the work vehicle of the present invention has an effect that the operation unit can be miniaturized, and is useful as a wheel loader or the like.
  • Wheel loader 21 Steering cylinder 22: Steering cylinder 23: Steering hydraulic circuit 42: Support part 43: Base part 44: Biasing part 45: Position adjustment part 51: Joystick lever 71: Base plate 110: Motor drive control part 120: Steering control unit

Abstract

ホイールローダ（１）における操作ユニット（２５）は、ジョイスティックレバー（５１）、支持部（４２）、ベースプレート（７１）、付勢部（４４）及び位置調整部（４５）を有する。付勢部（４４）は、ベースプレート（７１）に対してジョイスティックレバー（５１）を所定位置に付勢する。位置調整部（４５）は、支持部（４２）に対するベースプレート（７１）の回動角度を調整する。レバー絶対角度センサ（２６）、ベースプレート角度センサ（１０１）および第２演算部（１１４）は、ジョイスティックレバー（５１）のベースプレート（７１）に対するレバー相対角度の検出値θd_detectを検出する。モータ駆動制御部（１１０）は、レバー相対角度の検出値θd_detectに基づいてトルクを設定し、トルクを用いて車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて位置調整部（４５）を制御する。

Description

作業車両
　本発明は、作業車両に関する。
　ステアリング入力装置の回転量などをセンサで検知し、それらのセンサ情報を基に算出した制御信号を、ワイヤーハーネスを介して、タイヤの切れ角をアクチュエータに伝送するステアリングシステムが存在する（いわゆるステアバイワイヤ）。このような車両のステアリングシステムの入力装置として、ステアリングホイールの代わりに、ジョイスティックレバーが用いられる場合がある。
　入力装置にジョイスティックレバーを用いるステアバイワイヤシステムにおいて、回動操作が行われるジョイスティックレバーと、ジョイスティックレバーの回動操作に操作感を生じさせるために操作に対する反力などを付与するモータ等が設けられる場合がある。（例えば、特許文献１参照）
特開２００２－１６０６４２号公報
　上記特許文献１の車両において、ジョイスティックレバーに十分な反力トルクを生じさせるためには、モータとジョイスティックレバーの間に増力装置（減速機）を設けて、モータトルクを増加させることが必要となる。
　しかしながら、減速比を高くした場合、ジョイスティックレバーを操作する際の操作反力が大きくなりすぎる場合がある。例えば、反力を発生させたくない場合、モータへの供給電流を０とすることが考えられるが、その場合であっても、モータの摩擦トルクやコギングトルクなどが減速機により増力され、ジョイスティックレバー上に反力を発生させてしまう。
　このため、減速機の減速比を低くしてトルクの大きいモータを使用する必要があり、大型のモータを使用する必要があった。このように、大型のモータを使うことで、操作ユニットが大型化すると、ユーザの体格等に合わせた位置に操作ユニットの位置を調整するのが難しくなるという別の問題が生じることとなる。
　本発明は、操作ユニットの小型化を図ることが可能な作業車両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）
　発明にかかる作業車両は、油圧アクチュエータと、実ステアリング角度検出部と、操作ユニットと、相対角度検出部と、ステアリング制御部と、位置調整制御部とを、備える。油圧アクチュエータは、実ステアリング角度を変更する。実ステアリング角度検出部は、実ステアリング角度を検出する。操作ユニットは、操作部と、回動部と、付勢部と、位置調整部と、を有し、ステアリング操作を行う。操作部は、オペレータによって回動操作される。支持部は、操作部を回動可能に支持する。回動部は、支持部に回動可能に支持されている。付勢部は、回動部に対して操作部を所定位置に付勢する。付勢部は、回動部に対して操作部を所定位置に付勢する。位置調整部は、支持部に対する回動部の回動角度を調整する。相対角度検出部は、操作部の回動部に対する相対回動角度を検出する。ステアリング制御部は、操作部の回動操作に基づいて、油圧アクチュエータを制御する。位置調整制御部は、相対回動角度に基づいてトルクを設定し、トルクを用いて実ステアリング角度に基づいて位置調整部を制御する。
　（発明の効果）
　本発明によれば、操作ユニットの小型化を図ることが可能な作業車両を提供することができる。
本発明にかかる実施の形態１のホイールローダを示す側面図。 図１のキャブ近傍を示す側面図。 図１のステアリング操作装置を示す構成図。 図３の操作ユニットを示す斜視図。 図４Ａの操作ユニットを示す側面図。 図４Ｂの幅方向における断面図。 図４ＢのＡＡ´間の矢示断面図。 レバー角度とベースプレート角度の差分に対するバネ部材の反力を示す図。 ベースプレート角度およびレバー角度の角度スケールとステアリング角度の角度スケールとの関係を示す図。 図４Ａの操作ユニットの伝達ギヤ部とウォームギヤを前方向側から視た図。 レバー角度とベースプレート角度の差分とＰ制御ゲインの関係のグラフを示す図。 図１のホイールローダの制御動作を説明するためのブロック図。 図１のホイールローダの制御動作を示すフロー図。 図１のホイールローダの制御動作を説明するための図。 図１のホイールローダの制御動作を説明するための図。 図１のホイールローダの制御動作を説明するための図。 本発明にかかる実施の形態２のホイールローダの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２のホイールローダの制御動作を説明するためのブロック図。 本発明にかかる実施の形態３のホイールローダの操作ユニットを示す斜視図。 図１３Ａの操作ユニットを示す側面図。 図１３Ｂの幅方向における断面図。 図１３ＢのＦＦ´間の矢示断面図。 図１３Ｅの操作ユニットの動作を説明するための断面図。 （ａ）、（ｂ）レバー角度とベースプレート角度の差分とＰ制御ゲインの関係の変形例のグラフを示す図。 （ａ）本発明にかかる実施の形態の変形例における操作ユニットの構成を示す模式図、（ｂ）図１５（ａ）のＧＧ´間の矢示断面図。
　本発明にかかる作業車両の一例として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）
　以下に、本発明にかかる実施の形態１のホイールローダ１について説明する。
　＜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と、を備えている。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、及び「下」とは運転席から前方を見た状態を基準とする方向を示す。また、「車幅方向」と「左右方向」は同義である。図１では、前後方向をＸで示し、前方向を示すときはＸｆ、後方向を示すときはＸｂで示す。また、後述する図面において、左右方向をＹで示し、右方向を示すときはＹｒ、左方向を示すときはＹｌで示す。
　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５１（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に対する車体フレーム角度を変更し、ホイールローダ１の進行方向を変更する。ステアリングシリンダ２１、２２は、油圧アクチュエータの一例に対応する。
　図２は、キャブ５の部分側面図である。キャブ５には、運転席１９が設けられており、運転席の側方にコンソールボックス２０が配置されている。コンソールボックス２０の上側にはアームレスト２０ａが配置されている。コンソールボックス２０の前先端部にレバーユニット４１が配置され、そこから上方に向かってジョイスティックレバー５１が配置されている。
　（１－２．ステアリング操作装置）
　図３は、ステアリング操作装置８を示す構成図である。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、車体フレーム角度センサ２４と、操作ユニット２５と、レバー絶対角度センサ２６と、ベースプレート角度センサ１０１が設けられたベースプレート角度検出ユニット２７（図４Ａ参照）と、制御部２８と、車速センサ２９と、を有する。なお、図３では、電気に基づいた信号の伝達について点線で示し、油圧に基づいた伝達について実線で示す。また、センサによる検出については一点鎖線で示す。図３では、操作ユニット２５は模式的に示している。車体フレーム角度センサ２４は、実ステアリング角度検出部の一例に対応する。レバー絶対角度センサ２６は、第１回動角度検出部の一例に対応する。
　（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。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。
　後述するステアリング油圧回路２３からの油圧により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が収縮すると、実際の車体フレーム角度θs_realが変化し車両は右に曲がる。また、ステアリング油圧回路２３からの油圧により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が伸長すると、実際の車体フレーム角度θs_realが変化し車両は左に曲がる。なお、本実施の形態では、フロントフレーム１１とリアフレーム１２が前後方向に沿って配置されている場合の実際の車体フレーム角度θs_realをゼロとし、右側を正の値、左側を負の値とする。実際の車体フレーム角度θs_realは、実ステアリング角度の一例に対応する。
　（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、油圧バルブ３１と、メインポンプ３２と、電磁パイロットバルブ３３と、パイロットポンプ３４と、を有する。
　油圧バルブ３１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。油圧バルブ３１には、例えばスプール弁が用いられる。メインポンプ３２は、ステアリングシリンダ２１、２２を作動する作動油を油圧バルブ３１に供給する。油圧バルブ３１は、左ステアリング位置、中立位置、および右ステアリング位置に移動可能な弁体（図示せず）を有する。油圧バルブ３１において弁体が左ステアリング位置に配置されている場合、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が伸長して、実際の車体フレーム角度θs_realが小さくなり車体は左に曲がる。油圧バルブ３１において弁体が右ステアリング位置に配置されている場合、ステアリングシリンダ２２が収縮し、ステアリングシリンダ２１が伸長して、実際の車体フレーム角度θs_realが大きくなり車体は右に曲がる。油圧バルブ３１において弁体が中立位置に配置されている場合は、実際の車体フレーム角度θs_realは変化しない。
　電磁パイロットバルブ３３は、制御部２８からの指令に応じて油圧バルブ３１に供給するパイロット油圧の流量を調整する流量調整弁である。電磁パイロットバルブ３３には、例えばスプール弁が用いられる。パイロットポンプ３４は、油圧バルブ３１を作動する作動油を電磁パイロットバルブ３３に供給する。電磁パイロットバルブ３３は、例えばスプールバルブ等であって、制御部２８からの指令に従って制御される。電磁パイロットバルブ３３は、左パイロット位置、中立位置、および右パイロット位置に移動可能な弁体（図示せず）を有する。電磁パイロットバルブ３３において弁体が左パイロット位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は左ステアリング位置の状態をとる。電磁パイロットバルブ３３において弁体が右パイロット位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は右ステアリング位置の状態をとる。電磁パイロットバルブ３３において弁体が中立位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は中立位置の状態をとる。
　以上のように、制御部２８からの指令に応じて電磁パイロットバルブ３３からのパイロット圧が制御されることにより、油圧バルブ３１が制御されてステアリングシリンダ２１、２２が制御される。
　（１－２－３．車体フレーム角度センサ２４）
　車体フレーム角度センサ２４は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。車体フレーム角度センサ２４は、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の近傍に配置されている。車体フレーム角度センサ２４は、例えばポテンショメータによって構成されており、検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectは検出信号として制御部２８に送られる。
　なお、ステアリングシリンダ２１、２２の各々に、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を設け、これらシリンダストロークセンサの検出値が制御部２８に送られ、車体フレーム角度の検出値θs_detectが検出されてもよい。
　（１－２－４．操作ユニット２５）
　図４Ａは、操作ユニット２５の斜視図である。図４Ｂは、操作ユニット２５の側面図である。図４Ｃは、図４Ｂの幅方向における断面図である。図４Ｄは、図４ＢのＡＡ´間の矢示断面図である。
　操作ユニット２５は、図４Ａに示すように、レバーユニット４１と、支持部４２と、ベース部４３と、付勢部４４と、位置調整部４５とを備える。
　レバーユニット４１は、オペレータによって操作される。支持部４２は、コンソールボックス２０に固定され、ジョイスティックレバー５１を回動可能に支持する。ベース部４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。付勢部４４は、ベース部４３に対してレバーユニット４１を所定位置に付勢する。位置調整部４５は、車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて、ベース部４３の回動位置を調整する。
　（ａ．レバーユニット４１）
　レバーユニット４１は、図２に示すように、コンソールボックス２０の前端部に配置されている。
　レバーユニット４１は、図４Ｂに示すように、ジョイスティックレバー５１と、一対の連結プレート５２、５３と、接続部５４と、キー５５（図４Ｃ参照）とを有する。
　ジョイスティックレバー５１は、棒状の部材であって、オペレータによって操作される。一対の連結プレート５２、５３は、ジョイスティックレバー５１と支持部４２の回動軸６４（後述する）を連結し、ジョイスティックレバー５１の回動を回動軸６４に伝達する。
　一対の連結プレート５２、５３の各々は、板状の主面が前後方向Ｘに対して略垂直になるように配置されている。一対の連結プレート５２、５３は、前後方向Ｘに沿って所定間隔を空けて対向して配置されている。
　接続部５４は、一対の連結プレート５２、５３の上端部同士を繋ぐように、一対の連結プレート５２、５３の間に配置されている。接続部５４の上面には、ジョイスティックレバー５１の下端が固定されている。一対の連結プレート５２、５３の各々には、貫通孔が形成されており、回動軸６４は、連結プレート５２、５３の貫通孔に挿入されている。キー５５は、図４Ｃに示すように、連結プレート５２の貫通孔の縁に形成された凹部と回動軸６４に形成された溝に嵌り、連結プレート５２の回動を回動軸６４に伝達する部材である。回動軸６４は、支持部４２に回動可能に支持されている。
　また、図４Ａおよび図４Ｄに示すように、連結プレート５２、５３を繋ぐ棒状の接続部材５６、５７が設けられている。接続部材５６と接続部材５７は、回動軸６４の中心Ｐ３よりも下側であって、回動軸６４よりも車幅方向の外側に配置されている。接続部材５６は、車幅方向Ｙにおいて回動軸６４よりも右方向Ｙｒ側に配置されており、接続部材５７は、車幅方向Ｙにおいて回動軸６４よりも左方向Ｙｌ側に配置されている。
　後述する図１０Ａに示すように、オペレータによってジョイスティックレバー５１が回動されると、接続部５４とともに一対の連結プレート５２、５３も回動し、キー５５を介して回動軸６４が回動する。
　（ｂ．支持部４２）
　支持部４２は、レバーユニット４１を回動可能に支持する。支持部４２は、図２に示すコンソールボックス２０の例えば内部に固定されている。支持部４２は、図４Ａに示すように、支持枠６０と、回動軸６４とを有する。
　支持枠６０は、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、側面視においてＵ字形状に形成された部材である。支持枠６０は、前後方向Ｘに対向した一対の軸支持部６１、６２と、軸支持部６１と軸支持部６２の下端を繋ぐ連結部６３と、を有する。軸支持部６１と軸支持部６２の各々には、前後方向Ｘに沿って貫通孔が形成されている。
　回動軸６４は、軸支持部６１、６２に形成された貫通孔に回動可能に挿入されている。回動軸６４は、略水平方向であって前後方向Ｘに沿って配置されている。
　（ｃ．ベース部４３）
　ベース部４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。ベース部４３は、図４Ａに示すように、ベースプレート７１と、一対の支持プレート７２、７３と、伝達ギヤ部７４と、検出ギヤ部７５を有する。
　ベースプレート７１は、一対の連結プレート５２、５３を下方から覆うように配置された板状の部材である。ベースプレート７１は、前後方向Ｘに沿って視た場合に下方に凸に湾曲している（図４Ｅ参照）。
　一対の支持プレート７２、７３は、図４Ｂに示すように、ベースプレート７１を回動可能に回動軸６４に支持する。一対の支持プレート７２、７３は、前後方向Ｘにおいて連結プレート５２、５３を外側から挟むように配置されている。支持プレート７２は、連結プレート５２の前方向Ｘｆ側に配置され、支持プレート７３は、連結プレート５３の後方向Ｘｂ側に配置されている。
　支持プレート７２、７３には、前後方向Ｙに沿って貫通孔が形成されており、これらの貫通孔に回動軸６４が挿入されている。このように、支持プレート７２、７３は、回動軸６４に対して回動可能に配置されている。
　支持プレート７２、７３の下端は図４Ａおよび図４Ｄに示すように、下に凸に湾曲しており、支持プレート７２の下端と支持プレート７３の下端を繋ぐようにベースプレート７１が配置されている。ベースプレート７１の上面７１ａには、図４Ｄに示すように、幅方向Ｙに溝７６が形成されている。溝７６の幅方向Ｙにおける右方向Ｙｒ側の端が７６Ｒで示され、左方向Ｙｌ側の端が７６Ｌで示されている。
　伝達ギヤ部７４は、位置調整部４５の駆動力をベースプレート７１に伝達する。伝達ギヤ部７４は、図４Ｃに示すように、支持プレート７２の前側に配置されており、支持プレート７２と連結されている。伝達ギヤ部７４には、前後方向Ｘに沿って貫通孔が形成されており、貫通孔に回動軸６４が挿入されている。これにより、伝達ギヤ部７４は回動軸６４に対して回動可能に構成されている。伝達ギヤ部７４は、図４Ａに示すように、下端面７４ａが下方に凸に湾曲して形成されており、下端面７４ａには、ギヤ形状が形成されている。下端面７４ａは、図４Ｄに示すように、後述する位置調整部４５のウォームギヤ９４と噛み合っている。
　検出ギヤ部７５は、ベースプレート７１の位置を検出するために用いられる。検出ギヤ部７５は、図４Ｃに示すように、伝達ギヤ部７４の前方向Ｘｆ側に配置されており、伝達ギヤ部７４と連結されている。検出ギヤ部７５には、前後方向Ｘに沿って貫通孔が形成されており、貫通孔に回動軸６４が挿入されている。これにより、検出ギヤ部７５は回動軸６４に対して回動可能に構成されている。検出ギヤ部７５は、下端面７５ａが下方に凸に湾曲して形成されており、下端面７５ａには、ギヤ形状が形成されている。図４Ｃに示すように、下端面７５ａは、後述するベースプレート角度センサ１０１と連結されたギヤ１０３と噛み合っている。
　ベース部４３は、位置調整部４５の駆動力により、回動軸６４に対して回動可能である（図３および後述する図１０Ｂ参照）。位置調整部４５の駆動力により伝達ギヤ部７４が支持部４２に対して回動すると、伝達ギヤ部７４と連結されている支持プレート７２、７３およびベースプレート７１も回動する。この際、伝達ギヤ部７４と連結している検出ギヤ部７５も回動し、ベースプレート７１の回動位置は、検出ギヤ部７５を介してベースプレート角度センサ１０１によって検出される。
　（ｄ．付勢部４４）
　付勢部４４は、レバーユニット４１をベースプレート７１に対して所定位置に付勢する。具体的には、図４Ｄに示すように、ジョイスティックレバー５１が車幅方向Ｙにおいてベースプレート７１の中央に位置するように、付勢部４４はレバーユニット４１を付勢する。
　詳しくは、所定位置とは、図４Ｄに示すように、ジョイスティックレバー５１の中心を通る直線Ｌ１が、ベースプレート７１における溝７６の右端７６Ｒと左端７６Ｌの中心位置Ｐ１を通る位置である。直線Ｌ１とは、レバーユニット４１の接続部材５６と接続部材５７の中心位置Ｐ２と回動軸６４の中心Ｐ３を通る直線ともいえる。
　付勢部４４は、バネ部材８０と、ダンパ８４とを有する。バネ部材８０はコイルバネであり、図４Ａに示すように、回動軸６４の周囲に配置されている。
　これによって、オペレータがジョイスティックレバー５１をベースプレート７１に対して所定位置から左右に向けて操作するときに反力を生じさせることが出来、オペレータに操作感を付与することができる。
　バネ部材８０には、回動軸６４が挿入されている。バネ部材８０は、一対の連結プレート５２と連結プレート５３の間に配置されている。
　バネ部材８０は、図４Ｄに示すように、コイル部８１と、第１端部８２と、第２端部８３と、を有する。コイル部８１は、回動軸６４に挿通されている。第１端部８２および第２端部８３は、コイル部８１から下方に延びており、接続部材５６と接続部材５７の間に配置されている。
　ジョイスティックレバー５１が上記所定位置に配置されている状態では、第１端部８２は、接続部材５６の左方向Ｙｌ側に接続部材５６と接触した状態で配置されている。また、第１端部８２の下端は、溝７６の右端７６Ｒに接触している。第２端部８３は、接続部材５７の右方向Ｙｒ側に接続部材５７と接触した状態で配置されている。また、第２端部８３の下端は、溝７６の左端７６Ｌに接触している。
　バネ部材８０は、接続部材５６と右端７６Ｒを右方向Ｙｒ側に押し、接続部材５７と左端７６Ｌを左方向Ｙｌ側に押すように弾性力を働かせている。
　バネ部材８０によってジョイスティックレバー５１に生じる反力について説明する。ベースプレート７１に対するジョイスティックレバー５１の回動角度に応じてバネ部材８０によって反力が生じる。
　支持部４２に対するジョイスティックレバー５１の中央位置からの回動角度を実際のレバー角度θi_realとし、支持部４２に対するベースプレート７１の中央位置からの回動角度を実際のベースプレート角度θb_realとする。支持部４２に対するジョイスティックレバー５１の中央位置とは、図４Ｄに示すようにジョイスティックレバー５１の長手方向に沿った直線Ｌ１が、回動軸６４を通り鉛直方向に配置された直線Ｌ０と一致している位置である。ジョイスティックレバー５１を中央位置から右方向に回動させた場合の角度を正の値、中央位置から左方向に回動させた場合の角度を負の値とする。
　また、支持部４２に対するベースプレート７１の中央位置とは、ベースプレート７１の溝７６の右端７６Ｒと左端７６Ｌの中心位置Ｐ１が直線Ｌ０上に配置されている位置である。ベースプレート７１を中央位置から右方向に回動させた場合の角度を正の値、中央位置から左方向に回動させた場合の角度を負の値とする。図４Ｄにおいて、向かって時計回りが左方向（矢印Ｒｌ）への回動、反時計周りが右方向（矢印Ｒｒ）への回動となる。
　例えば、ジョイスティックレバー５１を後述する図１０Ａに示すように、右方向に回動すると、バネ部材８０の第２端部８３は、接続部材５７によって反時計方向（左方向Ｙｌ側）に押されて移動し、第２端部８３の先端は、溝７６の左端７６Ｌから左方向Ｙｌ側に離間している。また、第１端部８２の先端が溝７６の右端７６Ｒに接触しているため、第１端部８２は反時計方向（左方向Ｙｌ側）に移動できず、接続部材５６は第１端部８２から左方向Ｙｌ側に離間している。これにより、バネ部材８０の第２端部８３は接続部材５７を時計回り方向に押すように付勢するため、バネ部材８０は、ジョイスティックレバー５１を、回動軸６４の中心Ｐ３を通る鉛直線Ｌ０上に戻るように付勢している。
　図５は、実際のレバー角度θi_realから実際のベースプレート角度θb_realを引いた差分である実際のレバー相対角度θd_realとバネ部材８０によって生じる反力の関係を示す図である。バネ部材８０は、図５に示すような反力特性を有する。図５では、正の値のθd_realは、ベースプレート７１に対してジョイスティックレバー５１を右方向に回動させた場合を示し、負の値のθd_realは、ベースプレート７１に対してジョイスティックレバー５１を左方向に回動させた場合を示す。また、正の値の反力は、左方向に向かって生じる反力を示し、負の値の反力は、右方向に向かって生じる反力を示す。
　θd_realが正の値では、θd_realと反力は比例関係を有し、初期反力がＦ１であり、θd_realの値が大きくなるに従って反力の値が大きくなる。θd_realが負の値では、初期反力が－Ｆ１であり、θd_realの値が小さくなるに従って反力の値が小さくなる。すなわち、バネ部材８０のバネ特性は線形に形成されており、θd_realの絶対値が大きくなるに従って、ジョイスティックレバー５１の回動操作に対する反力も大きくなる。
　このように、ジョイスティックレバー５１に初期反力Ｆ１以上の力を加えることにより、ジョイスティックレバー５１はベースプレート７１に対して回動し、θd_realの絶対値が大きくなるに従って反力も大きくなる。
　ダンパ８４は、回動軸６４と軸支持部６２の間に設けられている。ダンパ８４によって、ジョイスティックレバー５１の角速度に応じた抵抗を生じさせている。
　（ｅ．位置調整部４５）
　位置調整部４５は、車体フレーム角度センサ２４の検出値に基づいて、ベースプレート７１の位置を調整する。位置調整部４５は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、連結部６３の上面に配置されており、電気モータ９１と、出力ギヤ９２と、減速ギヤ９３と、ウォームギヤ９４とを有する。減速ギヤ９３とウォームギヤ９４は、伝達部の一例に対応する。
　電気モータ９１は、アクチュエータの一例に対応し、制御部２８からの指令により駆動する。電気モータ９１は、その出力軸が車幅方向Ｙに沿うように配置されている。出力ギヤ９２は、電気モータ９１の出力軸に固定されている。減速ギヤ９３は、出力ギヤ９２の上側に配置され、出力ギヤ９２と噛み合っている。減速ギヤ９３は、出力ギヤ９２よりも径が大きく、電気モータ９１の回転を減速する。ウォームギヤ９４は、減速ギヤ９３が固定されている回転軸９５上に車幅方向Ｙに沿って配置されている。ウォームギヤ９４は、図４Ｃに示すように、伝達ギヤ部７４の下端面７４ａと噛み合っている。
　このような構成により、電気モータ９１の駆動によって、出力ギヤ９２が回転し、減速ギヤ９３も回転する。この減速ギヤ９３の回転によって回転軸９５を介してウォームギヤ９４が回転し、伝達ギヤ部７４が回動軸６４を中心にして回動し、ベースプレート７１が回動する。
　（１－２－５．レバー絶対角度センサ２６）
　レバー絶対角度センサ２６は、例えばポテンショメータによって構成されており、支持部４２（詳細には支持枠６０ともいえる）に対する回動軸６４の回転角度である実際のレバー角度θi_realをレバー角度の検出値θi_detectとして検出する。レバー絶対角度センサ２６は、図４Ｃに示すように、支持部４２の軸支持部６２の外側（後方向Ｘｂ側）に配置されている。
　レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectは、検出信号として制御部２８に送られる。
　（１－２－６．ベースプレート角度検出ユニット２７）
　ベースプレート角度検出ユニット２７は、図４Ｃに示すように、ベースプレート角度センサ１０１と、検出軸１０２と、ギヤ１０３と、を有する。
　ベースプレート角度センサ１０１は、例えばポテンショメータによって構成されており、支持部４２（詳細には支持枠６０ともいえる）に対するベースプレート７１の回転角度である実際のベースプレート角度θb_realをベースプレート角度の検出値θb_detectとして検出する。ベースプレート角度センサ１０１は、軸支持部６１の外側に固定されている。
　検出軸１０２は、ベースプレート角度センサ１０１によって回転角度が検出される軸である。検出軸１０２は、ベースプレート角度センサ１０１から軸支持部６１を貫通して軸支持部６１の内側に延びている。
　ギヤ１０３は、検出軸１０２に固定されている。ギヤ１０３は、ベース部４３の検出ギヤ部７５の下端面７５ａと噛み合っている。
　位置調整部４５によってベース部４３が回動すると、検出ギヤ部７５も同様に回動し、その回動によってギヤ１０３を介して検出軸１０２も回動する。検出軸１０２の回動がベースプレート角度センサ１０１によって検出され、ベースプレート７１の支持部４２に対する回動角度が検出される。
　なお、ベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectは、検出信号として制御部２８に送られる。
　（１－２－７．制御部２８、車速センサ２９）
　制御部２８は、ＣＰＵ、メモリなどを有し、以下に説明する各機能を実行する。制御部２８は、図３に示すように、モータ駆動制御部１１０と、ステアリング制御部１２０と、を有する。車速センサ２９は、車速Ｖを検出して検出信号として制御部２８に送信する。
　モータ駆動制御部１１０は、位置調整制御部の一例であり、車体フレーム角度センサ２４によって検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて、ベースプレート７１の回動角度を調整する。ステアリング制御部１２０は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectと、車体フレーム角度センサ２４によって検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectと、車速Ｖとに基づいて電磁パイロットバルブ３３を制御し、実際の車体フレーム角度θs_realを変更する。
　（ａ．モータ駆動制御部１１０）
モータ駆動制御部１１０は、車体フレーム角度センサ２４によって検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて位置調整部４５の電気モータ９１を制御する。
　図６は、車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールと、ベースプレート角度の検出値θb_detect（レバー角度の検出値θi_detectも同様）の角度スケールの関係を示す図である。図６に示すように、車体フレーム角度の検出値θs_detectとベースプレート角度の検出値θb_detectは比例関係を有する。
　実際の車体フレーム角度θs_realは、例えば±４０度の幅をとることができ、ベースプレート角度θｂは、例えば、±２０度の幅をとるように設定されている。すなわち、車体フレーム角度θｓ＝４０度が、ベースプレート角度θｂ＝２０度に対応しているため、θb_real＝０．５×θs_realの関係を有する。
　これにより、図６に示すように、θb_detect＝０．５×θs_detectの関係を有する。
　このため、モータ駆動制御部１１０は、車体フレーム角度の検出値θs_detectをベースプレート７１の角度スケールに変換した角度に、実際のベースプレート角度θb_realを一致させるようにベースプレート７１の位置を調整する。例えば、車体フレーム角度の検出値θs_detectｓが１０°の場合、車体フレーム角度の検出値θs_detectをベースプレート７１の角度スケールに変換すると５°となるため、ベースプレート７１の回動角度が５°になるように電気モータ９１はモータ駆動制御部１１０によって制御される。なお、ベースプレート７１の角度スケールに変換された車体フレーム角度の検出値θs_detectを変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectと記載する。
　モータ駆動制御部１１０は、図３に示すように、第１演算部１１１と、ＰＩＤ制御部１１２と、ドライバ１１３と、第２演算部１１４と、記憶部１１５と、を有する。第１演算部１１１は、車体フレーム角度センサ２４によって検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectを、ベースプレート７１の角度スケールに変換する。第１演算部１１１は、変換された変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectと、ベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectの差分を演算する。第１演算部１１１は、演算結果をＰＩＤ制御部１１２に送信する。
　第２演算部１１４は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectと、ベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectのレバー相対角度の検出値θd_detect（θi_detect－θb_detect）を演算する。第２演算部１１４とレバー絶対角度センサ２６とベースプレート角度センサ１０１が、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１に対する相対角度を検出する相対角度検出部の一例に相当する。
　ＰＩＤ制御部１１２は、演算された差分に基づいて、検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectを変換した回転角度にあわせるように制御パラメータを決定し、ドライバ１１３へ送信する。また、ＰＩＤ制御部１１２は、レバー相対角度の検出値θd_detectから、記憶部１１５に記憶されているレバー相対角度の検出値θd_detectに対するＰ制御ゲインのグラフに基づいてＰ制御のゲインを設定する。
　記憶部１１５は、レバー相対角度の検出値θd_detectとＰ制御のゲインの関係を示すグラフを記憶している（後述する図７Ｂ参照）。Ｐ制御のゲインは、バネ部材８０の反力に対応して設定されている。Ｐ制御のゲイン設定については後述する。
ドライバ１１３は、受信した制御パラメータに基づいて、電気モータ９１を制御する。
　これによって、ベースプレート７１の回動角度を、車体フレーム角度θｓに対応した角度にあわせることができる。
　（ｂ．ステアリング制御部１２０）
　ステアリング制御部１２０は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectと、車体フレーム角度センサ２４によって検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectと、車速センサ２９によって検出された車速Ｖに基づいて、電磁パイロットバルブ３３を制御する。
　図６には、車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールと、レバー角度の検出値θi_detectの角度スケールの関係が示されている。図６に示すように、車体フレーム角度の検出値θs_detectとレバー角度の検出値θi_detectは比例関係を有する。
　実際の車体フレーム角度θs_realは、例えば±４０度の幅をとることができ、実際のレバー角度θi_realは、例えば、±２０度の幅をとるように設定されている。すなわち、実際の車体フレーム角度θs_real＝４０度が、実際のレバー角度θi_real＝２０度に対応しているため、θi_real＝０．５×θs_realの関係を有する。
　これにより、図６に示すように、θi_detect＝０．５×θs_detectの関係を有する。
　このため、ステアリング制御部１２０は、実際の車体フレーム角度θs_realを、レバー角度の検出値θi_detectを車体フレーム角度θｓの角度スケールに変換した角度に一致させるように電磁パイロットバルブ３３を制御する。例えば、レバー角度の検出値θi_detectが５°の場合、レバー角度の検出値θi_detectを車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールに変換すると１０°となるため、実際の車体フレーム角度θs_realが１０°になるようにステアリング制御部１２０は、電磁パイロットバルブ３３を制御する。なお、車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールに変換されたレバー角度の検出値θi_detectを変換レバー角度の検出値θic_detectと記載する。
　ステアリング制御部１２０は、演算部１２１と、記憶部１２２と、ＥＰＣ指令部１２３とを有する。演算部１２１は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectを、ステアリング角度の角度スケールに変換する。演算部１２１は、変換レバー角度の検出値θic_detectと、車体フレーム角度の検出値θs_detectの差分（偏差角度θｅ１ともいう）を演算する。演算部１２１は、演算した差分をＥＰＣ指令部１２３に送信する。変換レバー角度の検出値θic_detectは、目標車体フレーム角度といえる。
　ＥＰＣ指令部１２３は、受信した差分と、車速センサ２９によって検出された車速Ｖに基づいて、記憶部１２２に記憶されているグラフよりＥＰＣ指令電流を決定する。
　ＥＰＣ指令部１２３は、決定したＥＰＣ指令電流を電磁パイロットバルブ３３へ送信する。
　なお、制御部２８は、メインポンプ３２およびパイロットポンプ３４等の制御を行ってもよい。
　なお、制御部２８と、車体フレーム角度センサ２４、レバー絶対角度センサ２６、ベースプレート角度センサ１０１、車速センサ２９、電気モータ９１および電磁パイロットバルブ３３との間の信号の送受信については、各々が無線で行われてもよいし有線で行われてもよい。
　（ｃ．Ｐ制御ゲイン設定）
　次に、バネ部材８０の反力に対応してＰ制御のゲインを設定する理由について説明する。図７Ａは、位置調整部４５のウォームギヤ９４と伝達ギヤ部７４の構成を示す図である。図７Ａは、前方向Ｘｆ側から視た図である。
　上述したように、ベースプレート７１の位置が実際の車体フレーム角度θs_realに対応する位置になるよう、ウォームギヤ９４の回転によって、伝達ギヤ部７４を回動させてベースプレート７１を回動させている。例えば、後述する図１０Ａのように、ジョイスティックレバー５１を右方向に回動させた場合、実際の車体フレーム角度θs_realが追従して右方向に回動する。そして、実際の車体フレーム角度θs_realの右方向への回動にあわせるようにベースプレート７１がウォームギヤ９４の回転によって回動する。
　しかしながら、ジョイスティックレバー５１の右方向への回動によってバネ部材８０を介してベースプレート７１に右回転方向への反作用トルクが生じる。このため、図７Ａに示すように、伝達ギヤ部７４にも右回転方向（矢印Ｊ参照）への反作用トルクが生じる。この反作用トルクによって、伝達ギヤ部７４の下端面７４ａの歯面とウォームギヤ９４の歯面の間に摩擦力が生じるため、電気モータ９１を駆動したとしてもウォームギヤ９４がスムーズに回転しない場合がある。また、レバー反力Ｆはレバー相対角度の検出値θd_detectが大きくなるに従って大きくなるため、レバー相対角度の検出値θd_detectが大きくなるほど、摩擦力も大きくなり、電気モータ９１のトルクを増加させるほうが、ウォームギヤ９４をスムーズに回転させることができる。
　そのため、本実施の形態では、レバー相対角度の検出値θd_detectに基づいてＰ制御ゲインを設定している。図７Ｂは、レバー相対角度の検出値θd_detectとＰ制御ゲインの関係を示す図である。図７Ｂでは、正の値のθd_detectは、ベースプレート７１に対してジョイスティックレバー５１を右方向に回動させた場合を示し、負の値のθd_detectは、ベースプレート７１に対してジョイスティックレバー５１を左方向に回動させた場合を示す。また、正の値のＰゲインは、右方向に向かって生じるトルクを増加し、負の値のＰゲインは左方向に向かって生じるトルクを増加する。
　図７Ｂに示すように、Ｐ制御ゲインの特性は、図５のバネ部材８０の反力特性に合わせて線形に形成されている。θd_detectが正の値では、初期ゲインがＰ１であり、θd_detectの値が大きくなるに従ってＰ制御ゲインの値が大きくなる。θd_detectが負の値では、初期ゲインが－Ｐ１であり、θd_detectの値が小さくなるに従ってＰ制御ゲインが小さくなる。
　すなわち、θd_detectの絶対値が大きくなり反力が大きくなるにつれて、図７Ｂに示すように、Ｐゲインの絶対値も大きくなるように設定され、電気モータ９１のトルクを大きくでき、ウォームギヤ９４および伝達ギヤ部７４をスムーズに回転することができる。
　＜２．動作＞
　以下に、本実施の形態のホイールローダ１の制御動作について説明する。図８は、ホイールローダ１の制御動作を説明するためのブロック図である。図８では、電気的な動作については実線で示し、機械的な動作については点線で示し、油圧を用いた動作について一点鎖線で示す。また、図９は、本実施の形態のホイールローダ１の制御動作を示すフロー図である。図１０Ａ～図１０Ｃは、本実施の形態のホイールローダ１の制御動作を説明するための断面図である。
　図４Ｄに示すように、ジョイスティックレバー５１が鉛直方向に沿って配置されている場合、ジョイスティックレバー５１による実際のレバー角度θi_realはゼロである。また、実際の車体フレーム角度θs_realもゼロであるため、ベースプレート７１も所定の初期位置に位置している。所定の初期位置とは、たとえば、図４Ｄに示すような、ジョイスティックレバー５１の中心を通る直線Ｌ１上に、ベースプレート７１における位置Ｐ１（溝７６の右端７６Ｒと左端７６Ｌの中心位置）が配置されている状態をいう。
　なお、本実施の形態では、実際の車体フレーム角度θs_realは、図３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、実際のレバー角度θi_realは、図３に示すように、ジョイスティックレバー５１の中央位置からの回転角を示す。また、差分（偏差角度）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、電磁パイロットバルブ３３は中立位置の状態となっている。この場合、油圧バルブ３１も中立位置となっている。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、実際の車体フレーム角度θs_realはゼロに維持される。
　そして、オペレータがジョイスティックレバー５１を図３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がバネ部材８０の初期付勢力を越えると、図１０Ａに示すように、ジョイスティックレバー５１が右方向に回転して実際のレバー角度θi_realが増大する。なお、右方向に移動させるに従って、バネ部材８０によって付与される反力は大きくなる。
　レバー絶対角度センサ２６は、ステップＳ１０において、図１０Ａに示すようにオペレータによって操作されたジョイスティックレバー５１の実際のレバー角度θi_realをレバー角度の検出値θi_detectとしてを検出する。
　次に、ステップＳ２０において、車体フレーム角度センサ２４は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。
　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、実際の車体フレーム角度θs_realはゼロの状態である。このため、車体フレーム角度センサ２４による検出値である車体フレーム角度の検出値θs_detectはゼロとなっている。実際の車体フレーム角度θs_realがほぼゼロであるため、ベースプレート７１も回動していない。そのため、図８Ａに示すように、ジョイスティックレバー５１を右方向に回転した状態では、ジョイスティックレバー５１の中心を通る直線Ｌ１（ジョイスティックレバー５１に沿った直線ともいえる）は、ベースプレート７１の位置Ｐ３から回転した状態となっている。また、バネ部材８０の第２端部８３は、接続部材５７によって反時計方向（左方向Ｙｌ側）に押されて移動し、第２端部８３の先端は、溝７６の左端７６Ｌから左方向Ｙｌ側に離間している。また、第１端部８２の先端が溝７６の右端７６Ｒに接触しているため、第１端部８２は反時計方向（左方向Ｙｌ側）に移動できず、接続部材５６は第１端部８２から左方向Ｙｌ側に離間している。これにより、バネ部材８０の第２端部８３は接続部材５７を時計回り方向に押すために、バネ部材８０は、ジョイスティックレバー５１を、回動軸６４の中心Ｐ３を通る鉛直線Ｌ０上に戻るように付勢している。
　次に、ステップＳ３０において、演算部１２１が、検出されたレバー角度の検出値θi_detectを図６に示すグラフを用いて車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールに変換し、変換レバー角度の検出値θic_detectを算出する。そして、演算部１２１は、変換レバー角度の検出値θic_detectと車体フレーム角度の検出値θs_detectとの差分（偏差角度θｅ１）を演算する。演算部１２１は演算した偏差角度θｅ１をＥＰＣ指令部１２３に送信する。
　次に、ステップＳ４０において、ＥＰＣ指令部１２３は、演算部１２１から受信した差分と、車速センサ２９から受信した速度Ｖとを用いて、記憶部１２２に記憶されている図７に示すデータからＥＰＣ電流ｉを決定し、電磁パイロットバルブ３３に指令を行う。
　ジョイスティックレバー５１を右回転させたため、電磁パイロットバルブ３３は右パイロット位置をとり、電磁パイロットバルブ３３によって制御されたパイロット圧が油圧バルブ３１に供給される（図８参照）。パイロット圧の供給により、油圧バルブ３１は右ステアリング位置をとり、ステアリングシリンダ２１を伸長させ、ステアリングシリンダ２２を収縮させるようにステアリングシリンダ２１、２２にメイン油圧が供給される。
　これにより実際の車体フレーム角度θs_real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。
　この実際の車体フレーム角度θs_realの変化は、ベースプレート７１の角度に反映される。
　上記ステップＳ３０、Ｓ４０と並行して、ステップＳ５０において、ベースプレート角度センサ１０１によって実際のベースプレート角度θb_realがベースプレート角度の検出値θb_detectとして検出される。
　次に、ステップＳ６０において、モータ駆動制御部１１０の第１演算部１１１は、車体フレーム角度の検出値θs_detectを、図６に示すグラフを用いてベースプレート７１の角度スケールである変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectに変換する。そして、第１演算部１１１は、変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectとベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectとの偏差角度θｅ２（差分ともいえる）を演算する。
　次に、ステップＳ７０において、第２演算部１１４は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectとベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectとのレバー相対角度の検出値θd_detectを演算する。
　次に、ステップＳ８０において、ＰＩＤ制御部１１２は、ベースプレート角度の検出値θb_detectが変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectと一致するように制御パラメータを決定し、ドライバ１１３に送信する。この制御パラメータの決定の際に、ＰＩＤ制御部１１２は、記憶部１１５に記憶されているＰ制御ゲイン特性（図７Ｂ参照）に基づいて、Ｐゲインを設定する。すなわち、θd_detectの絶対値が大きい場合には、Ｐ制御ゲインの絶対値も大きくする。詳細には、図７Ｂに示すように、正の値においてθd_detectの値が大きい場合には、Ｐ制御ゲインを大きい値に設定し、負の値においてθd_detectの値が小さい場合には、Ｐ制御ゲインを小さい値に設定する。
　次に、ステップＳ９０において、ドライバ１１３は、ベースプレート角度の検出値θb_detectが変換車体フレーム角度の検出値θsc_detectになるように電気モータ９１を駆動する。これによって、ベースプレート７１は、回動軸６４の中心Ｐ３を中心として図１０Ａにおいて反時計回り（矢印Ｈ方向）に回転する。なお、ベースプレート７１がジョイスティックレバー５１の回動位置に向かって回動すると、図１０Ｂに示すように、実際のレバー角度θi_realと実際のベースプレート角度θb_realとの偏差角度が小さくなるため、バネ部材８０による付勢力は小さくなる。
　オペレータがジョイスティックレバー５１を所定の実際のレバー角度θi_real＝θ１_real）で停止させると、実際の車体フレーム角度θs_realは除々に増大しているため、レバー角度の検出値θ1_detectを車体フレーム角度の検出値θs_detectの角度スケールに変換した変換レバー角度の検出値θ1c_detectと車体フレーム角度の検出値θs_detectとの回転角の差分（偏差角度）は小さくなる。そして、実際の車体フレーム角度θs_realが変換レバー角度の検出値θ1c_detectに追いつくと、差分（偏差角度）がゼロになる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となる。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、実際の車体フレーム角度θs_realは回転角θ１に維持される。また、図１０Ｂに示すように、ベースプレート７１もθ１分、反時計回りに回動し、ベースプレート７１の中央が、ジョイスティックレバー５１の中心を通る直線Ｌ１上に位置する。詳しくは、ベースプレート７１は、その溝７６の右端７６Ｒと左端７６Ｌの中心位置Ｐ１が直線Ｌ１上に配置される位置に配置される。ベースプレート７１とジョイスティックレバー５１の位置関係は、図４Ｄの状態と同様の位置関係になっている。
　次に、オペレータがジョイスティックレバー５１を右側位置（θi_real＝θ1）から中央位置（θi_real＝ゼロ）に向けて戻すと、図１０Ｃに示すように、直線Ｌ１が鉛直方向に位置するようにレバーユニット４１が左回転する。
　なお、ジョイスティックレバー５１を支持部４２に対して中央位置に戻す前（図１０Ｂに示す状態）は、ジョイスティックレバー５１とベースプレート７１の位置関係は、図４Ｄと同様の位置関係となっている。そのため、ジョイスティックレバー５１を動かす際には、動き出しの反力は初期位置からの動き出しと同じ反力となっている。すなわち、本実施の形態では、ベースプレート７１が実際の車体フレーム角度θs_realに対応した位置に回動するため、ジョイスティックレバー５１の位置にかかわらず電磁パイロットバルブ３３の状態（中間位置、右パイロット位置、左パイロット位置）に対応して、操作に対して付与される反力が決められる。
　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、実際の車体フレーム角度θs_realはθ１ｃの状態である。また、ベースプレート７１は、実際の車体フレーム角度θs_realと同様に実際のベースプレート角度θb_realはθ１であるため、図１０Ｃに示すように、バネ部材８０の第１端部８２は接続部材５６によって押されて、時計回り側（右方向Ｙｒ側）に移動するため、溝７６の右端７６Ｒから第１端部８２は離間する。一方、バネ部材８０の第２端部８３は溝７６の左端７６Ｌを押圧している。これにより、バネ部材８０の第１端部８２は、接続部材５６を反時計回り方向に押しているため、バネ部材８０は、図１０Ｂの状態になるようにベースプレート７１に対してレバーユニット４１を付勢している。
　上記のように実際の車体フレーム角度θs_realがθ１ｃの状態であるため、差分（＝θ１ｃ_detect－θｓ_detect）はゼロから減少してマイナスになる。すると、電磁パイロットバルブ３３は、左パイロット位置をとり、油圧バルブ３１にパイロット圧が供給され、油圧バルブ３１が左ステアリング位置をとる。これにより、ステアリングシリンダ２２が伸長し、ステアリングシリンダ２１が収縮するように油圧が供給される。
　これにより実際の車体フレーム角度θs_realが回転角θ１ｃから除々に減少する。この実際の車体フレーム角度θs_realの変化は、上述したようにベースプレート７１に反映され、実際の車体フレーム角度θs_realの変化と同様に、ベースプレート７１も回転する。
　そして、実際の車体フレーム角度θs_realがゼロになると、実際のレバー角度θi_real（＝０）との差分がゼロとなる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となっている。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、実際の車体フレーム角度θs_real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、ベースプレート７１は、実際の車体フレーム角度θs_realの減少とともに、実際のベースプレート角度θb_realがゼロになるように電気モータ９１の駆動によって回動し、図４Ｄに示すような初期位置（θb_real＝０）に戻る。
　また、ジョイスティックレバー５１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。
　（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について説明する。本実施の形態２のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とステアリング操作装置の構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
　図１１は、本実施の形態２のステアリング操作装置３０８の構成を示す図である。
　上記実施の形態１のステアリング操作装置８には、支持部４２に対するジョイスティックレバー５１の回動角を検出するレバー絶対角度センサ２６が設けられているが、本実施の形態２のステアリング操作装置３０８では、ベースプレート７１に対するジョイスティックレバー５１の角度を算出するレバー相対角度センサ３２６が設けられている。レバー相対角度センサ３２６は、第２回動角度検出部の一例に対応する。
　レバー相対角度センサ３２６は、例えばポテンショメータによって構成されており、ベースプレート７１に対するジョイスティックレバー５１の回転角度である実際のレバー相対角度θd_realを、レバー相対角度の検出値θd_detectとして検出する。
　レバー相対角度センサ３２６が検出するレバー相対角度の検出値θd_detectは、支持部４２に対するジョイスティックレバー５１の実際のレバー相対角度θd_realと、支持部４２に対するベースプレート７１の実際のベースプレート角度θb_realの差分に相当する。このため、レバー相対角度センサ３２６が検出するレバー相対角度の検出値θd_detectがモータ駆動制御部２１０のＰＩＤ制御部１１２へと送信される。したがって、レバー相対角度センサ３２６が、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１に対する相対角度を検出する相対角度検出部の一例に相当する。
　図１２は、ホイールローダ１の制御動作を説明するための制御ブロック図である。本実施の形態２では、レバー相対角度センサ３２６が検出するレバー相対角度の検出値θd_detectは、支持部４２に対するジョイスティックレバー５１の回動角度と、支持部４２に対するベースプレート７１の回動角度のレバー相対角度θｄ（偏差角度）に相当する。このため、図１２に示すように、演算部１２１は、レバー相対角度センサ３２６から取得したレバー相対角度の検出値θd_detectを車体フレーム角度の角度スケールに変換してθｅ１としてＥＰＣ指令部１２３へ送信する。一方、レバー相対角度θｄがＰＩＤ制御部１１２へと送信され、Ｐ制御ゲインが図７Ｂに基づいて設定される。
　また、本実施の形態２の制御フローは、図９を用いて説明すると、ステップＳ１０～Ｓ３０の代わりにレバー相対角度の検出値θd_detectが検出される。その値を用いて制御パラメータを決定するため、ステップＳ７０が設けられていない。
　（実施の形態３）
　次に、本発明にかかる実施の形態３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３のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とレバーユニットの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
　上記実施の形態１の操作ユニット２５では、バネ部材８０によってレバーユニット４１はベースプレート７１に対して所定位置に付勢されているが、本実施の形態３の操作ユニット４２５は、カム機構を有する付勢部４４４によってレバーユニット４４１がベースプレート４７１に対して所定位置に付勢されている。ベースプレート４７１は、回動部の一例に対応する。
　図１３Ａは、本実施の形態の操作ユニット４２５を示す斜視図である。図１３Ｂは、図１３Ａの側面図である。図１３Ｃは、図１３Ｂの幅方向における断面図である。図１３Ｄは、図１３ＢのＦＦ´間の矢示断面図である。
　（１．レバーユニット４４１）
　本実施の形態のレバーユニット４４１は、ジョイスティックレバー５１と、ジョイスティックレバー５１を回動軸６４に連結する連結部４５２とを有する。ジョイスティックレバー５１は、操作部の一例に対応する。
　連結部４５２には、ジョイスティックレバー５１が固定されている。連結部４５２は、前後方向Ｘに厚みを有し、図１３Ｄに示すように断面視において上部が半円形状であり、下方が三角形状の部材である。連結部４５２には、前後方向Ｘに沿って貫通孔が形成されており、回動軸６４が貫通孔に挿入されている。図１３Ｃに示すように、連結部４５２と回動軸６４の各々に凹部が形成され、これらの凹部にキー４５３が嵌合している。キー４５３によってジョイスティックレバー５１の回転が連結部４５２を介して回動軸６４に伝達される。
　図１３Ｄに示すように、連結部４５２の三角形状の先端である下端４５４は、ジョイスティックレバー５１の長手方向に沿った線Ｌ２上に位置している。連結部４５２の下端４５４には、線Ｌ２に沿った孔４５５が形成されている。なお、孔４５５は、図１３Ｃに示すように、前後方向Ｘに３つ並んで形成されている。
　（２．付勢部４４４）
　付勢部４４４は、図１３Ｃに示すように、バネ部材４８０と、カム４８１と、カムフォロア４８２と、ダンパ８４と、を有する。バネ部材４８０は、上記３つの孔４５５のうち真ん中を除いた前と後の孔４５５の内側に配置されている。カム４８１は、３つの棒状部４８３と、カムフォロア支持部４８４と、を有する。３つの棒状部４８３は、下方から３つの孔４５５に挿入されている。真ん中の孔４５５は棒状部４８３と概ね同径に形成されており、ガイドとして機能する。前後方向Ｘの真ん中を除く２つの棒状部４８３の下端近傍には当接部４８５が形成されており、バネ部材４８０の下端が当接している。カムフォロア支持部４８４は、３つの棒状部４８３の下側に設けられており、３つの棒状部４８３の下端が固定されている。カムフォロア支持部４８４の前後方向には、貫通孔が形成されており、カムフォロア４８２の軸部４８２ａが配置されている。
　カムフォロア４８２は、軸部４８２ａと、その両端に配置された回転部４８２ｂとを有する。これにより、カムフォロア４８２は、カムフォロア支持部４８４に対して回転可能に構成されている。
　（３．ベース部４４３）
　また、本実施の形態３のベース部４４３は、実施の形態１のベース部４３と比較して、ベースプレート７１と形状が異なるベースプレート４７１を有する。ベースプレート４７１は、図１３Ｄに示すように、下方に向かって凸状に湾曲した溝部４７６を有する。溝部４７６は、車幅方向Ｙの中央４７６Ｍに向かうように湾曲している。
　カムフォロア４８２は、溝部４７６の底面にバネ部材４８０の弾性力によって押圧されている。
　このような付勢部４４４の構成により、レバーユニット４４１は、ベースプレート４７１に対して、直線Ｌ２が溝部４７６の中央４７６Ｍを通る位置になるように付勢される。
　例えば、図１３Ｅに示すように、ジョイスティックレバー５１が左方向に回動し、まだベースプレート４７１が回動していない状態では、バネ部材４８０の付勢力によって、カムフォロア４８２は溝部４７６の底面に押しつけられ、カムフォロア４８２に中央４７６Ｍに向かうように回転する力が働く（矢印Ｊ参照）。
　このように、カムフォロア４８２が中央４７６Ｍに位置するように、レバーユニット４４１はベースプレート４７１に対して付勢されている。これによって、ジョイスティックレバー５１を操作するときに反力を生じさせることが出来、オペレータに操作感を付与することができる。
　＜特徴など＞
　（１）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）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、車体フレーム角度センサ２４（実ステアリング角度検出部の一例）と、操作ユニット２５または操作ユニット４２５と、レバー絶対角度センサ２６、ベースプレート角度センサ１０１および第２演算部１１４（相対角度検出部の一例）、またはレバー絶対角度センサ２６、ベースプレート角度センサ１０１および演算部１２１（相対角度検出部の一例）またはレバー相対角度センサ３２６（相対角度検出部の一例）と、ステアリング制御部１２０と、モータ駆動制御部１１０（位置調整制御部の一例）と、を備える。ステアリングシリンダ２１、２２は、実際の車体フレーム角度θs_real（実ステアリング角度の一例）を変更する。車体フレーム角度センサ２４は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。操作ユニット２５または操作ユニット４２５は、ジョイスティックレバー５１（操作部の一例）と、支持部４２と、ベースプレート７１またはベースプレート４７１（回動部の一例）と、付勢部４４または付勢部４４４と、位置調整部４５と、を有し、ステアリング操作を行う。ジョイスティックレバー５１は、オペレータによって回動操作される。支持部４２は、ジョイスティックレバー５１を回動可能に支持する。ベースプレート７１またはベースプレート４７１は、支持部４２に回動可能に支持されている。付勢部４４または付勢部４４４は、ベースプレート７１またはベースプレート４７１に対してジョイスティックレバー５１を所定位置に付勢する。位置調整部４５は、支持部４２に対するベースプレート７１またはベースプレート４７１の回動角度を調整する。レバー絶対角度センサ２６、ベースプレート角度センサ１０１および第２演算部１１４、またはレバー絶対角度センサ２６、ベースプレート角度センサ１０１および演算部１２１、またはレバー相対角度センサ３２６は、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１またはベースプレート４７１に対するレバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）を検出する。ステアリング制御部１２０は、ジョイスティックレバー５１の回動操作に基づいて、ステアリングシリンダ２１、２２を制御する。モータ駆動制御部１１０（位置調整制御部の一例）は、レバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）に基づいてトルクを設定し、トルクを用いて車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて位置調整部４５を制御する。
　これにより、オペレータのジョイスティックレバー５１の操作に対して付勢部４４または付勢部４４４によって操作感を付与することができるため、操作感の発生のためにモータ等のアクチュエータを用いずに済む。このため、操作ユニット２５、４２５の小型化を図ることが可能となる。
　また、オペレータのジョイスティックレバー５１の操作によって付勢部４４または付勢部４４４を介してベースプレート７１またはベースプレート４７１に反力が生じ、位置調整部４５によってベースプレート７１またはベースプレート４７１が回動し難くなる場合がある。しかしながら、上記のようにレバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）に基づいてトルクを設定することによって、生じる反力に対応したトルクを発生することができるため、ベースプレート７１またはベースプレート４７１の回動をスムーズに行うことができる。
　（２）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）では、モータ駆動制御部１１０（位置調整制御部の一例）は、レバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）に基づいて、Ｐ制御のゲインを調整する。
　このようにＰ制御のゲインを調整することにより、位置調整部４５のトルクを大きくすることができる。
　（３）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）では、相対角度検出部の一例は、レバー絶対角度センサ２６（第１回動角0度検出部の一例）と、ベースプレート角度センサ１０１（第２回動角度検出部の一例）と、第２演算部１１４（演算部の一例）または演算部１２１（演算部の一例）と、を有する。レバー絶対角度センサ２６は、ジョイスティックレバー５１の支持部４２に対する実際のレバー角度θi_real（回動角度の一例）をレバー角度の検出値θi_detectとして検出する。ベースプレート角度センサ１０１は、ベースプレート７１（回動部の一例）またはベースプレート４７１（回動部の一例）の支持部４２に対する実際のベースプレート角度θb_real（回動角度の一例）をベースプレート角度の検出値θb_detectとして検出する。第２演算部１１４（演算部の一例）または演算部１２１（演算部の一例）は、レバー絶対角度センサ２６によって検出されたレバー角度の検出値θi_detectと、ベースプレート角度センサ１０１によって検出されたベースプレート角度の検出値θb_detectから、レバー相対角度θｄ（相対回動角度の一例）を演算する。
　このように、ジョイスティックレバー５１の支持部４２に対するレバー角度の検出値θi_detectと、ベースプレート７１またはベースプレート４７１の支持部４２に対するベースプレート角度の検出値θb_detectを検出することによって、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１またはベースプレート４７１に対するレバー相対角度の検出値θd_detectを求めることができる。
　（４）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）では、相対角度検出部の一例は、ベースプレート７１（回動部の一例）またはベースプレート４７１（回動部の一例）に対するジョイスティックレバー５１（操作部の一例）のレバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）を検出するセンサである。
　これにより、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１またはベースプレート４７１に対するレバー相対角度の検出値θd_detectを求めることができる。
　（５）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）では、位置調整部４５は、電気モータ９１（アクチュエータの一例）と、出力ギヤ９２、減速ギヤ９３、およびウォームギヤ９４（伝達部の一例）と、を有する。出力ギヤ９２、減速ギヤ９３、およびウォームギヤ９４は、セルフロック機能を有し、電気モータの駆動力をベースプレート７１またはベースプレート４７１に伝達する。
　電気モータ９１が発生するトルクを増加させることにより、ベースプレート７１またはベースプレート４７１をスムーズに回動させることができる。
　（６）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）では、位置調整部４５によって調整されるベースプレート７１（回動部の一例）またはベースプレート４７１（回動部の一例）の支持部４２に対する実際のベースプレート角度θb_real（回動角度の一例）は、実際の車体フレーム角度θs_real（実ステアリング角度の一例）と対応する。
　これによって、ベースプレート７１またはベースプレート４７１の実際のベースプレート角度θb_realに実際の車体フレーム角度θs_realを反映することができる。
　（７）
　本実施の形態のホイールローダ１（作業車両の一例）の制御方法は、ステップＳ４０（駆動ステップの一例）と、ステップＳ７０（相対角度検出ステップの一例）と、ステップＳ８０（トルク設定ステップの一例）と、ステップＳ９０（位置調整ステップの一例）と、を備える。ステップＳ４０は、支持部４２に回動可能に支持されたベースプレート７１（回動部の一例）またはベースプレート４７１（回動部の一例）に対して所定位置に付勢され、支持部４２に回動可能に支持されているジョイスティックレバー５１のレバー角度の検出値θi_detect（回動角度の一例）またはレバー相対角度の検出値θd_detect（回動角度の一例）に基づいてステアリングシリンダ２１、２２（油圧アクチュエータの一例）を駆動して実際の車体フレーム角度θs_real（実ステアリング角の一例）を変更する。ステップＳ７０は、ジョイスティックレバー５１のベースプレート７１（回動部の一例）またはベースプレート４７１（回動部の一例）に対するレバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）を検出する。ステップＳ８０は、レバー相対角度の検出値θd_detectに基づいて、ベースプレート７１またはベースプレート４７１を回動させるトルクを設定する。ステップＳ９０は、設定したトルクによって、車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて、支持部４２に回動可能に支持されたベースプレート７１またはベースプレート４７１の回動位置を調整する。
　これにより、オペレータのジョイスティックレバー５１の操作に対して付勢部４４または付勢部４４４によって操作感を付与することができるため、操作感の発生のためにモータ等のアクチュエータを用いずに済む。このため、操作ユニット２５、４２５の小型化を図ることが可能となる。
　また、オペレータのジョイスティックレバー５１の操作によって付勢部４４または付勢部４４４を介してベースプレート７１またはベースプレート４７１に反力が生じ、位置調整部４５によってベースプレート７１またはベースプレート４７１が回動し難くなる場合がある。しかしながら、上記のようにレバー相対角度の検出値θd_detect（相対回動角度の一例）に基づいてトルクを設定することによって、生じる反力に対応したトルクを発生することができるため、ベースプレート７１またはベースプレート４７１の回動をスムーズに行うことができる。
　［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）
　上記実施の形態では、電気モータ９１の駆動力を伝達ギヤ部７４に伝達する伝達部の一例にウォームギヤ９４を含めたが、ウォームギヤに限らなくても良く、ボールねじ、ワンウェイクラッチ等が用いられても良い。伝達部にセルフロックトランスミッションが用いられた場合に、伝達ギヤ部７４と伝達部の間に摩擦が発生する場合があるため、上記実施の形態で述べたＰゲインの制御は有効である。
　（Ｂ）
　上記実施の形態では、線形のバネ部材８０を用いたためＰ制御ゲインの特性も線形であったが、非線形の特性を有するバネ部材を用いる場合には、バネ部材の特性に合わせてＰ制御ゲインも非線形にする方が好ましい。
　非線形のＰ制御ゲインとしては、例えば、図１４（ａ）に示すように、折れ線形状であってもよい。この場合、レバー相対角度の検出値θd_detectの絶対値が所定値θ３に達するまでは一定のＰ制御ゲインになり、θ３以上になるとθｄの絶対値に比例してＰ制御ゲインの値も大きくなる。
　また、例えば、図１４（ｂ）に示すようにθｄに対してＰ制御ゲインが設定されていもよい。この場合、θｄの絶対値が所定値θ４になるまでは一定のＰ制御ゲインになる、θ４以上θ５までの間は、θｄの絶対値が大きくなるにしたがってＰ制御ゲインの値が指数関数的に大きくなり、θ４以上になると一定のＰ制御ゲインになる。
　このように、θｄに対するＰ制御ゲインの値は適宜設定してもよい。
　（Ｃ）
　上記実施の形態では、制御部２８は、記憶部１１５と記憶部１２２を有しているが、一つの記憶部にまとめられていてもよい。
　（Ｄ）
　上記実施の形態２では、モータ駆動制御部１１０の第２演算部１１４が設けられておらず、ステアリング制御部１２０の演算部１２１がレバー相対角度の検出値θd_detectを演算してＰＩＤ制御部１１２に送信しているが、これに限らなくてもよい。例えば、ステアリング制御部１２０の演算部１２１が設けられておらず、図３に示すモータ駆動制御部１１０の第２演算部１１４がレバー相対角度の検出値θd_detectを演算してＥＰＣ指令部１２３に送信してもよい。
　（Ｅ）
　上記実施の形態では、ベースプレート７１、４７１を回動させるアクチュエータの一例として電気モータ９１を用いているが、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。
　（Ｆ）
　上記実施の形態では、ウォームギヤ９４を用いて電気モータ９１の駆動力を伝達ギヤ部７４に伝達しているが、ウォームギヤを用いずに歯車状のギヤを用いて電気モータ９１の駆動力を伝達ギヤ部７４に伝達しても良い。ただし、セルフロック機能を有するため、ウォームギヤを用いるほうが好ましい。
　（Ｇ）
　上記実施の形態では、制御弁の一例である電磁パイロットバルブ３３から入力されるパイロット圧に応じて油圧バルブ３１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に構成されていたが、油圧バルブ３１を介さずに電磁パイロットバルブ３３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。すなわち、電磁パイロットバルブ３３に代えて電磁メインバルブが用いられてもよい。
　（Ｈ）
　上記実施の形態では、付勢部４４、４４４にダンパ８４が設けられていたが、ダンパに限らずフリクションブレーキであってもよいし、ダンパおよびフリクションブレーキであってもよいし、ダンパまたはフリクションブレーキが設けられていなくてもよい。
　（Ｉ）
　上記実施の形態では、ベースプレート角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭くなっているが、車体フレーム角度の範囲以上であってもよい。ただし、ベースプレート角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭いほうが、オペレータの操作範囲が狭くなるため操作しやすくなり好ましい。
　（Ｊ）
　上記実施の形態では、ジョイスティックレバー５１は、支持部４２に支持されていたが、ベースプレート７１、４７１に回動可能に支持されていてもよい。さらに、ベースプレート７１、４７１が設けられているベース部４３、４４３にジョイスティックレバー５１が回動可能に支持されていてもよい。
　（Ｋ）
　上記実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダ１を用いて説明したが、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い。
　（Ｌ）
　上記実施の形態では、操作部の一例としてジョイスティックレバー５１を操作してステアリングシリンダ２１、２２への流量を制御しているが、ジョイスティックレバーに限らなくてもよく、ステアリングホイールであってもよい。
　図１５（ａ）は、操作ユニット５２５として、ステアリングホイール５５１を用いた場合の構成を示す模式図である。図１５（ａ）に示す操作ユニット５２５には、ステアリングユニット５４１と、支持部５４２と、ベース部５４３と、付勢部５４４と、位置調整部５４５が設けられている。ステアリングユニット５４１は、ステアリングホイール５５１と、伝達軸５５２と、回動部材５５３とを有する。ステアリングホイール５５１は、オペレータによって回転操作される。伝達軸５５２は、ステアリングホイール５５１と回動部材５５３の間を連結しステアリングホイール５５１の回転を回動部材５５３に伝達する。
　ベース部５４３は、回転板５７１と、筒部５７２とを有する。支持部５４２は、回転板５７１を回転可能に軸支している。回転板５７１の端面にはギヤ形状が形成されている。筒部５７２は回転板５７１に固定されており、筒部５７２の内側には回動部材５５３が配置されている。
　図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＧＧ´間の矢示断面図である。付勢部５４４は、例えば板バネであって、回動部材５５３を貫通して、その両端が筒部５７２に固定されている。位置調整部５４５は、電気モータ５９１と、出力ギヤ５９２とを有している。出力ギヤ５９２は電気モータ５９１の出力軸に固定されている、回転板５７１と噛み合っている。
　このような構成により、オペレータがステアリングホイール５５１を回転させると、付勢部５４４によって反力が生じる。また、回動部材５５３の回動角度が、回転角度の検出値θｉ_detectとして検出され、その回転角度の検出値θｉ_detectに基づいてステアリング操作が行われる。
そして、車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて、電気モータ５８１が駆動され、回転板５７１が回転され筒部７５３が車体フレーム角度の検出値θs_detectに対応する実際の回転角度θb_realに変更される。
　以上のように、ステアリング角が変更される作業車両でありさえすれば、本発明を適用できる。
　本発明の作業車両は、操作ユニットの小型化を図ることが可能な効果を有し、ホイールローダ等として有用である。
１　　　　：ホイールローダ
２１　　　：ステアリングシリンダ
２２　　　：ステアリングシリンダ
２３　　　：ステアリング油圧回路
４２　　　：支持部
４３　　　：ベース部
４４　　　：付勢部
４５　　　：位置調整部
５１　　　：ジョイスティックレバー
７１　　　：ベースプレート
１１０　　：モータ駆動制御部
１２０　　：ステアリング制御部

Claims (8)

  1. 　実ステアリング角度を変更する油圧アクチュエータと、
    　前記実ステアリング角度を検出する実ステアリング角度検出部と、
    　オペレータによって回動操作される操作部と、前記操作部を回動可能に支持する支持部と、前記支持部に回動可能に支持された回動部と、前記回動部に対して前記操作部を所定位置に付勢する付勢部と、前記支持部に対する前記回動部の回動角度を調整する位置調整部と、を有し、ステアリング操作を行う操作ユニットと、
    　前記操作部の前記回動部に対する相対回動角度を検出する相対角度検出部と、
    　前記操作部の回動操作に基づいて、前記油圧アクチュエータを制御するステアリング制御部と、
    　前記相対回動角度に基づいてトルクを設定し、前記トルクを用いて前記実ステアリング角度に基づいて前記位置調整部を制御する位置調整制御部と、を備えた、
    作業車両。
  2. 　前記位置調整制御部は、前記相対回動角度に基づいて、前記位置調整部のＰＩＤ制御を行う、
    請求項１に記載の作業車両。
  3. 　前記位置調整制御部は、前記実ステアリング角度に基づいて設定される第１のパラメータと、前記支持部に対する前記回動部の回動角度の差分に基づいて、前記位置調整部のＰＩＤ制御を行う、
    請求項２に記載の作業車両。
  4. 　前記相対角度検出部は、
    　前記操作部の前記支持部に対する回動角度を検出する第１回動角度検出部と、
    　前記回動部の前記支持部に対する回動角度を検出する第２回動角度検出部と、
    　前記第１回動角度検出部によって検出された回動角度と、前記第２回動角度検出部によって検出された回動角度から、前記相対回動角度を演算する演算部と、を有する、
    請求項１または２に記載の作業車両。
  5. 　前記相対角度検出部は、前記回動部に対する前記操作部の相対回動角度を検出するセンサである、
    請求項１または２に記載の作業車両。
  6. 　前記位置調整部は、
    　アクチュエータと、
    　セルフロック機能を有し、前記アクチュエータの駆動力を前記回動部に伝達する伝達部と、を有する、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の作業車両。
  7. 　前記位置調整部によって調整される前記回動部の前記支持部に対する回動角度は、前記実ステアリング角度と対応する、
    請求項１～６のいずれか１項に記載の作業車両。
  8. 　前記付勢部は、
    　バネ部材と、
    　ダンパおよびフリクションブレーキの少なくとも一方と、を含む、
    請求項１に記載の作業車両。
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