(57)【要約】  本発明のステアリング制御装置は、すえ切り操作であるか否かを判定し、すえ切り操作を検出した場合に所定の処理を実行する。【解決手段】すえ切り操作判定手段１０１は、信号を検出する周期よりも長く設定される判定用周期毎に、すえ切り操作の有無を判定する。すえ切り操作判定手段１０１は、車速検出手段１０２により検出された車速とステアリング角検出手段１０３により検出されたステアリング角とに基づいて、すえ切り操作であるか否かを判定する。すえ切り操作であると判定された場合、ステアリング感度変更手段１１０は、パイロット圧を低下等させることにより、ステアリング感度を低下させる。報知手段１１２は、すえ切り操作であることをオペレータに報知する。
2009130866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両（１）のステアリング操作を制御するステアリング制御装置（１００）であって、
予め設定される第１サンプリング時間毎に、車速をそれぞれ検出する車速検出手段（１０２）と、
予め設定される第２サンプリング時間毎に、ステアリング角度をそれぞれ検出するステアリング角検出手段（１０５）と、
ステアリングがすえ切り操作されたか否かを判定するためのすえ切り操作判定手段（１０１）であって、前記第１サンプリング時間及び前記第２サンプリング時間よりも長く設定される第３サンプリング時間毎に、前記車速及び前記ステアリング角度に基づいてすえ切り操作されたか否かを判定する、すえ切り操作判定手段（１０１）と、
を備える作業車両のステアリング制御装置。
【請求項２】
ステアリング操作の感度を変更するためのステアリング感度変更手段（１１０）を更に設け、
前記ステアリング感度変更手段は、前記すえ切り操作判定手段によって前記すえ切り操作であると判定された場合に、ステアリング操作の感度を低下させる、請求項１に記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項３】
前記すえ切り操作判定手段により前記すえ切り操作であると判定される場合のブレーキの作動状態及び積載重量に基づく、運転状態を検出するための運転状態検出手段（１２０）を更に備える、請求項２に記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記ステアリング角検出手段は、車体の屈曲角度を検出するための車体屈曲角度検出手段（１０６）、または、ステアリングレバーの操作量を検出するためのレバー操作量検出手段（１０７）のいずれかである、請求項１〜３のいずれかに記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記すえ切り操作判定手段による判定結果を保存するためのデータ保存手段（１１１）を更に備える、請求項１〜４のいずれかに記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記すえ切り操作判定手段により前記すえ切り操作であると判定された場合に、警報を発するための報知手段（１１２）を更に備える、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項７】
前記すえ切り操作判定手段によって前記すえ切り操作であると判定された場合に、ブレーキの作動状態及び積載重量に基づいて、予め設定される複数区分のいずれに属する運転状態であるかを検出する運転状態検出手段（１２０）と、
前記運転状態に応じて、ステアリングポンプの吐出流量またはステアリングバルブを制御するためのパイロット圧のいずれかまたは両方を低下させることにより、ステアリング操作の感度を低下させるステアリング感度変更手段（１１０）と、
を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の作業車両のステアリング制御装置。
【請求項８】
作業車両（１）のステアリング操作を制御するステアリング制御方法であって、
予め設定される第１サンプリング時間毎に、車速をそれぞれ検出する車速検出手段（１０２）と、予め設定される第２サンプリング時間毎に、ステアリング角度をそれぞれ検出するステアリング角検出手段（１０５）とを備えており、
前記第１サンプリング時間及び前記第２サンプリング時間よりも長く設定される第３サンプリング時間が経過したか否かを判定するステップ（Ｓ１０）と、
前記第３サンプリング時間が経過した場合に、前記車速検出手段により検出される車速が予め設定される基準車速以下であるか否かを判定するステップ（Ｓ１３）と、
前記第３サンプリング時間が経過した場合に、前記ステアリング角検出手段により検出されるステアリング角が予め設定される基準角度以上変化しているか否かを判定するステップ（Ｓ１４）と、
前記車速が前記基準車速以下であると判定され、かつ、前記ステアリング角が前記基準角度以上変化していると判定された場合に、すえ切り操作が行われたと判定するステップ（Ｓ１５）と、
をそれぞれ実行する作業車両のステアリング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両のステアリング制御装置及びステアリング制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、作業車両としてのホイールローダは、前部車体と後部車体とが屈曲可能に連結されており、バケット等から構成される作業機械が前部車体に設けられる。オペレータは、土砂等を堀削してバケットに積込み、ダンプトラック等の車両まで運ぶ。このような作業を行う中で、オペレータは、ステアリングをすえ切り操作する場合がある。すえ切り操作とは、作業車両を停止させた状態で、ステアリングを左右いずれかの方向に大きく操作することを言う。【０００３】
ステアリングのすえ切り操作が行われると、タイヤが摩耗するため、タイヤの寿命が短くなる。ホイールローダに使用されるタイヤは比較的高価なため、タイヤ寿命が低下すると、ホイールローダのメンテナンスコストが増大する。【０００４】
特に、大型ホイールローダの場合は、バケットに多量の積載物を積み込むことができるため、前部車体の重量が重くなりやすい。従って、ステアリングのすえ切り操作が行われると、タイヤが著しく摩耗することがある。【０００５】
なお、ホイールローダ等の作業車両に関する技術ではないが、ステアリングのすえ切り操作時の負荷に応じて吸入空気量及び燃料噴射量を制御する技術（特許文献１）、すえ切り操作を支援するべくステアリングすえ切り操作時にモータを作動させる技術（特許文献２）は、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０７８００号公報
【特許文献２】特開平９−１９３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ホイールローダのような作業車両に関して、ステアリングのすえ切り操作を安定して検出する手段は知られていない。また、一般車両や電動ゴルフカートに関する上記従来技術では、すえ切り操作によるタイヤの摩耗が比較的少ないため、すえ切り操作を禁止するどころか逆に、すえ切り操作を円滑に行わせるべく、エンジンやモータを制御する。【０００８】
従って、従来技術では、ステアリングのすえ切り操作が検出された場合に、すえ切り操作を抑制させるのではなく、すえ切り操作が円滑に行われるように支援する。しかし、作業車両の場合は、ステアリングがすえ切り操作されると、タイヤが摩耗してしまい、メンテナンスコストが増大する。【０００９】
さらに、すえ切り操作が行われる場合の運転状態に応じて、タイヤの摩耗量はそれぞれ異なるが、従来技術では、すえ切り操作時の運転状態を考慮して、すえ切り操作を抑制する点について開示されていない。【００１０】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的は、ステアリングのすえ切り操作を適切に検知することができる作業車両のステアリング制御装置及びステアリング制御方法を提供することにある。本発明の他の目的は、ステアリングのすえ切り操作を検出した場合に、ステアリング感度を自動的に変更させることにより、ステアリングのすえ切り操作を抑制できるようにした作業車両のステアリング制御装置及びステアリング制御方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る、作業車両のステアリング操作を制御するステアリング制御装置は、予め設定される第１サンプリング時間毎に、車速をそれぞれ検出する車速検出手段と、予め設定される第２サンプリング時間毎に、ステアリング角度をそれぞれ検出するステアリング角検出手段と、ステアリングがすえ切り操作されたか否かを判定するためのすえ切り操作判定手段であって、第１サンプリング時間及び第２サンプリング時間よりも長く設定される第３サンプリング時間毎に、車速及びステアリング角度に基づいてすえ切り操作されたか否かを判定する、すえ切り操作判定手段と、を備える。【００１２】
ステアリング操作の感度を変更するためのステアリング感度変更手段を更に設け、ステアリング感度変更手段は、すえ切り操作判定手段によってすえ切り操作であると判定された場合に、ステアリング操作の感度を低下させることもできる。【００１３】
すえ切り操作判定手段によりすえ切り操作であると判定される場合の運転状態を検出するための運転状態検出手段を更に備えてもよい。【００１４】
ステアリング角検出手段は、車体の屈曲角度を検出するための車体屈曲角度検出手段、または、ステアリングレバーの操作量を検出するためのレバー操作量検出手段のいずれかであってもよい。【００１５】
すえ切り操作判定手段による判定結果を保存するためのデータ保存手段を更に備えることもできる。【００１６】
すえ切り操作判定手段により、すえ切り操作であると判定された場合に、警報を発するための報知手段を更に備えてもよい。【００１７】
すえ切り操作判定手段によってすえ切り操作であると判定された場合に、ブレーキの作動状態及び積載重量に基づいて、予め設定される複数区分のいずれに属する運転状態であるかを検出する運転状態検出手段と、運転状態に応じて、ステアリングポンプの吐出流量またはステアリングバルブを制御するためのパイロット圧のいずれかまたは両方を低下させることにより、ステアリング操作の感度を低下させるステアリング感度変更手段と、を備えてもよい。【００１８】
本発明の更に別の観点に係る、作業車両のステアリング操作を制御するステアリング制御方法は、予め設定される第１サンプリング時間毎に、車速をそれぞれ検出する車速検出手段と、予め設定される第２サンプリング時間毎に、ステアリング角度をそれぞれ検出するステアリング角検出手段とを備えており、第１サンプリング時間及び第２サンプリング時間よりも長く設定される第３サンプリング時間が経過したか否かを判定するステップと、第３サンプリング時間が経過した場合に、車速検出手段により検出される車速が予め設定される基準車速以下であるか否かを判定するステップと、第３サンプリング時間が経過した場合に、ステアリング角検出手段により検出されるステアリング角が予め設定される基準角度以上変化しているか否かを判定するステップと、車速が基準車速以下であると判定され、かつ、ステアリング角が基準角度以上変化していると判定された場合に、すえ切り操作が行われたと判定するステップと、をそれぞれ実行する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１サンプリング時間及び第２サンプリング時間よりも長く設定される第３サンプリング時間毎に、車速及びステアリング角に基づいてすえ切り操作されたか否かを判定することができる。【００２０】
本発明によれば、すえ切り操作判定手段によってすえ切り操作であると判定された場合に、ステアリング操作の感度を低下させることができる。【００２１】
本発明によれば、すえ切り操作であると判定される場合の運転状態を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態の全体概要を示す説明図。
【図２】ステアリング装置の構成を示す説明図。
【図３】ステアリング装置の油圧回路を示す説明図。
【図４】ステアリング角を検出する周期とステアリング角の変化量を判断する周期との関係を示す特性図。
【図５】ブレーキの作動状態及びバケットの積載状態に応じて、すえ切り操作時の運転状態を区分けする説明図。
【図６】ステアリング制御処理のフローチャート。
【図７】すえ切り操作の前後に収集されるデータの様子を示す説明図。
【図８】第２実施例に係るステアリング制御処理のフローチャート。
【図９】第３実施例に係るステアリング制御処理のフローチャート。
【図１０】第４実施例に係るステアリング制御処理のフローチャート。
【図１１】運転状態に応じてステアリング感度を低下させるためのテーブルを示す説明図。
【図１２】第５実施例に係るステアリング制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、以下に述べるように、信号検出用の時間間隔とは異なる判定用の時間間隔に従って、ホイールローダ１のステアリングがすえ切り操作されたか否かを自動的に判定する。さらに、本実施形態では、ステアリングのすえ切り操作が検出された場合に、すえ切り操作を抑制するための所定処理を実行する。所定処理としては、それぞれ後述のように、例えば、ステアリング感度を低下させる処理、すえ切り操作に関するデータを収集して保存する処理、すえ切り操作に関して警報を発する処理等を挙げることができる。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の実施例を、作業車両としてのホイールローダ１に適用した場合を例に挙げて説明する。但し、本実施例は、ホイールローダ１に限らず、例えば、モータグレーダ等の他の作業車両にも適用することができる。【００２５】
図１は、ホイールローダ１に設けられるステアリング制御装置１００の機能構成を示す説明図である。先にホイールローダ１について説明し、つぎに、ステアリング制御装置１００について説明する。より詳細な構造については、別図を参照して後述する。【００２６】
ホイールローダ１は、それぞれ後述するように、車体２（２Ａ〜２Ｃを総称して車体２と呼ぶ）と、車体２の前後左右に設けられる一対のタイヤ３と、機械室４と、作業機５と、運転室６とを備える。車体２は、例えば、後部車体２Ａと、後部車体２Ａの前側に設けられる前部車体２Ｂと、後部車体２Ａと前部車体２Ｂとを揺動可能に連結する連結部２Ｃとを備える。【００２７】
後部車体２Ａと前部車体２Ｂとの間には、左右一対のステアリングシリンダ１０が設けられている。オペレータが、運転室６内のステアリングレバー２４０（図２参照）を操作すると、この操作に応じて、一方のステアリングシリンダ１０のシリンダロッドが伸長し、他方のステアリングシリンダ１０のシリンダロッドが縮小する。これにより、ホイールローダ１は、進路を変えることができる。【００２８】
機械室４は、例えば、エンジンやステアリングポンプ２１０及びパイロットポンプ２３０（いずれも図２参照）等を収容する。【００２９】
作業機５は、前部車体２Ｂから前方に延びるようにして回動可能に設けられるブーム５Ａと、ブーム５Ａの先端に回動可能に設けられるバケット５Ｂと、ブーム５Ａを上下方向に回動させるためのブームシリンダ１１と、バケット５Ｂを回動させるためのバケットシリンダ１２とを備えている。【００３０】
運転室６は、後部車体２Ａの前側に設けられている。運転室６内には、ホイールローダ１を操縦するための操縦装置や座席、制御装置等が設けられている。【００３１】
ステアリング制御装置１００は、ホイールローダ１に設けられる。ステアリング制御装置１００は、それぞれ後述するように、例えば、すえ切り操作判定手段１０１と、車速検出手段１０２と、ステアリング角検出手段１０３と、サンプリング時間設定手段１０４と、車体屈曲角度検出手段１０６と、レバー操作量検出手段１０７と、ステアリング感度変更手段１１０と、データ保存手段１１１と、報知手段１１２と、運転状態検出手段１２０と、ブレーキ状態検出手段１２１と、積載状態検出手段１２２と、を備える。【００３２】
車速検出手段１０２は、例えば１０msec等の所定のサンプリング時間毎に、ホイールローダ１の車速を検出し、電気信号として出力する。ステアリング角検出手段１０３は、例えば、１０msec等の所定のサンプリング時間毎に、ステアリング角度を検出し、電気信号として出力する。サンプリング時間設定手段１０４は、すえ切り操作判定手段１０１による判定間隔を設定する。【００３３】
すえ切り操作判定手段１０１は、サンプリング時間設定手段１０４により設定される判定時間毎に、車速及びステアリング角に基づいて、ホイールローダ１のステアリングがすえ切り操作されたか否かを検出する。【００３４】
車体屈曲角度検出手段１０６は、後部車体２Ａと前部車体２Ｂとの角度を検出し、検出された角度を電気信号として出力する。レバー操作量検出手段１０７は、ステアリングレバー２４０の操作量を電気信号として出力する。【００３５】
車体屈曲角度またはステアリングレバー操作量のいずれか一方の値を、ステアリング角として使用することができる。図１に示す例では、車体屈曲角度及びレバー操作量の両方がステアリング角検出手段１０３に入力されているが、ステアリング角検出手段１０３は、車体屈曲角度またはレバー操作量のいずれか一方に基づいて、ホイールローダ１のステアリング角を検出する。【００３６】
車体屈曲角度は、ステアリング操作によって実際に生じたステアリング角度である。これに対し、レバー操作量は、これから実現しようとするステアリング角度である。従って、レバー操作量に基づいてステアリング角度を検出する場合は、ステアリング角の事前検知と呼ぶことができる。【００３７】
ステアリング感度変更手段１１０は、ステアリングを操作したときの感度を基準値から変更させるものである。後述のように、ステアリング感度変更手段１１０は、すえ切り操作であると判定された場合に、ステアリング操作の感度を低下させる。ステアリング感度を低下させることにより、すえ切り操作を抑制することができ、タイヤ３の摩耗量を低減させることができる。【００３８】
データ保存手段１１１は、すえ切り操作が検出された場合における各種データを収集して保存する。収集されたデータは、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶させることができる。あるいは、収集されたデータを、通信ネットワークを介して、コンピュータ装置に送信することもできる。すえ切り操作時のデータを保存して解析することにより、例えば、ホイールローダ１の各部に与える影響等を判断することができる。【００３９】
報知手段１１２は、すえ切り操作が検出された場合に、警告を発する。報知手段１１２は、例えば、「すえ切り操作はタイヤを摩耗させるので、必要最低限の使用にとどめて下さい。」等のようなメッセージを、文字または音声として出力する。【００４０】
ブレーキ状態検出手段１２１は、ブレーキがオン状態であるかオフ状態であるかを検出する。積載状態検出手段１２２は、バケット５Ｂが満載状態であるか空荷状態であるかを検出する。運転状態検出手段１２０は、ブレーキ状態及び積載状態に基づいて、すえ切り操作検出時の運転状態を検出する。後述のように、ブレーキのオンオフ状態とバケットの積込み状態との組合せにより、４つの段階に分けることができる。運転状態検出手段１２０は、すえ切り操作検出時の運転状態が、予め設定された４段階のいずれに該当するかを検出する。【００４１】
検出された運転状態に応じて、ステアリング感度変更手段１１０は、ステアリング感度を減少させることができる。データ保存手段１１１は、検出された運転状態を各種データと共に保存することができる。報知手段１１２は、検出された運転状態に応じて警告の内容を変えることができる。【００４２】
図２は、本実施例による油圧式ステアリング機構の制御構成を示す説明図である。なお、以下の説明では、便宜上、すえ切り操作判定手段１０１をすえ切り操作判定部１０１と、車速検出手段１０２を車速センサ１０２と、ステアリング角検出手段１０３をステアリング角検出手段１０３と、サンプリング時間設定手段１０４をサンプリング時間設定部１０４と、車体屈曲角度検出手段１０６を車体屈曲角度検出センサ１０６と、レバー操作量検出手段１０７をレバー操作量検出センサ１０７と、ステアリング感度変更手段１１０をステアリング感度変更部１１０と、データ保存手段１１１をデータ保存部１１１と、報知手段１１２を報知部１１２と、運転状態検出手段１２０を運転状態検出部１２０と、それぞれ呼ぶ。【００４３】
上述の通り、前部車体２Ｂと後部車体２Ａとの間には、その左右両側に、ステアリングシリンダ１０がそれぞれ設けられている。以下、ステアリングを操作するオペレータの視点を基準にして、前後左右を区別する。車体２の右側に位置するステアリングシリンダに符号１０Ｒを、車体２の左側に位置するステアリングシリンダに符号１０Ｌをそれぞれ与えて区別する。【００４４】
左側のステアリングシリンダ１０Ｌのピストンロッドが伸長し、右側のステアリングシリンダ１０Ｒのピストンロッドが縮小することにより、前部車体２Ｂは、後部車体２Ａに対して進行方向右側に回動する。これとは逆に、ステアリングシリンダ１０Ｒのピストンロッドが伸長し、ステアリングシリンダ１０Ｌのピストンロッドが縮小すると、前部車体２Ｂは、後部車体２Ａに対して進行方向左側に回動する。【００４５】
ステアリングバルブ２００は、ステアリングシリンダ１０Ｌ，１０Ｒを作動させるためのもので、例えば、４ポート３位置の方向切替弁として構成される。ステアリングバルブ２００の出力側の各ポートは、各シリンダ１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ接続される。ステアリングバルブ２００は、パイロットバルブ２２０からのパイロット圧に基づいて作動し、その位置を切り替える。【００４６】
ステアリングバルブ２００の位置が中立位置から左右いずれかの位置に切り替わると、ステアリングポンプ２１０からの圧油がステアリングバルブ２００を介して、各ステアリングシリンダ１０Ｌ，１０Ｒのうち所定のステアリングシリンダに供給される。圧油の供給されたステアリングシリンダは、ピストンロッドを伸長させる。【００４７】
パイロットバルブ２２０は、例えば、４ポート３位置の方向切替弁として構成されており、その出力側の各ポートはステアリングバルブ２００のパイロットポートにそれぞれ接続されており、その入力側の各ポートはパイロットポンプ２３０に接続されている。【００４８】
パイロットバルブ２２０には、ステアリングを操作するためのステアリングレバー２４０が取り付けられている。パイロットバルブ２２０は、ステアリングレバー２４０の操作に応じて位置を切り替え、流路面積を変化させる。流路面積が変化することにより、パイロット圧が調節される。【００４９】
ステアリングレバー２４０は、例えば、ジョイスティック型のレバー装置として構成されており、運転室６内に設けられる。オペレータは、ステアリングレバー２４０を左右に傾動させることにより、ステアリングを操作する。【００５０】
パイロットポンプ２３０は、図３に示すような電磁式減圧弁２３１を備える。コントローラ１００からの制御信号に応じて、減圧弁２３１が作動することにより、パイロット圧が制御される。【００５１】
コントローラ１００は、図１に示すステアリング制御装置の主要部を構成する。従って、コントローラに符号１００を与えて説明する。コントローラ１００は、例えば、マイクロプロセッサやメモリ等を備えるコンピュータ装置として構成されており、運転室６内に設けられる。コントローラ１００には、例えば、車速センサ１０２と、車体屈曲角度検出センサ１０６と、レバー操作量検出センサ１０７とがそれぞれ接続されている。【００５２】
コントローラ１００は、制御回路１００Ａと、記憶部１００Ｂとを備えている。記憶部１００Ｂは、例えば、半導体メモリ等の記憶装置から構成されており、各機能１０１，１０３，１０４，１１０，１１１，１１２，１２０をそれぞれ実現するための所定プログラムが記憶されている。【００５３】
制御回路１００Ａは、ステアリング感度変更部１１０からの指示に従って、パイロットポンプ２３０に制御信号を出力し、パイロット圧を低下させる。より正確には、パイロットポンプ２３０に設けられる電磁式減圧弁２３１に制御信号が与えられることにより、パイロット圧が低下する。但し、これに限らず、例えば、パイロットポンプ２３０を斜板式ポンプとして構成する場合は、ポンプ吐出圧を直接制御することができる。【００５４】
図３は、油圧式ステアリング装置の回路構成を示す説明図である。まず、パイロットバルブ２２０の構成を説明する。構造を簡略化して説明すると、パイロットバルブ２２０は、内側本体２２１の外側に、外側本体２２２を相対回転可能に設けてなるロータリ式パイロットバルブとして構成されている。【００５５】
内側本体２２１の一端側には、入力軸２２３が一体的に取り付けられており、この入力軸２２３には、ステアリングレバー２４０が連結されている。従って、ステアリングレバー２４０が回転すると、内側本体２２１は、外側本体２２２に対して回転する。【００５６】
一方、外側本体２２２の他端側には、フィードバック軸２２４が一体的に取り付けられており、このフィードバック軸２２４には、フィードバック用リンク２６０の端部が連結されている。従って、前部車体２Ｂの向きが変化すると、これに応じて、外側本体２２２は、内側本体２２１に対して回転する。【００５７】
パイロットバルブ２２０は、中立位置（ａ）及び左右のステアリング位置（ｂ），（ｃ）と、それぞれ２つずつの入力ポート及び出力ポートを備えている。初期状態では、パイロットバルブ２２０は中立位置にあり、ステアリングレバー２４０の回転方向に応じて、左右いずれかのステアリング位置（ｂ），（ｃ）に切り替わる。【００５８】
パイロットバルブ２２０の一方の入力ポートには、パイロット元圧管路２３２が接続されており、他方の入力ポートには、ドレン管路２３３が接続されている。パイロット元圧管路２３２は、電磁式減圧弁２３１を介して、パイロットポンプ２３０に接続される。ドレン管路２３３は、タンクに接続されている。【００５９】
パイロットポンプ２３０及び電磁式減圧弁２３１等が、パイロット圧を供給するためのパイロット供給源を構成する。電磁式減圧弁２３１は、コントローラ１００からの制御信号に応じてパイロットポンプ２３０からの吐出圧を減圧し、これをパイロット元圧として出力する。パイロット元圧が上昇すればパイロットバルブ２２０から出力されるパイロット圧も増加し、パイロット元圧が低下すればパイロット圧も減少する。【００６０】
パイロットバルブ２２０の一方の出力ポートは、一方のパイロット管路２５０を介して、ステアリングバルブ２００の一方のパイロットポートに接続されている。パイロットバルブ２２０の他方の出力ポートは、他方のパイロット管路２５１を介して、ステアリングバルブ２００の他方のパイロットポートに接続されている。そして、各パイロット管路２５０，２５１は、途中に絞り部２５３が設けられた連通管路２５２を介して、相互に接続されている。【００６１】
従って、パイロットバルブ２２０から供給されるパイロット圧は、その一方がそのままで、その他方が減圧されて、ステアリングバルブ２００の各パイロットポートにそれぞれ入力される。ステアリングバルブ２００は、両パイロット圧の差圧に応じて、位置を切り替える。【００６２】
ステアリングバルブ２００は、例えば、中立位置（ａ）と左右のステアリング位置（ｂ），（ｃ）とを備えた４ポート３位置の方向切替弁として構成される。ステアリングバルブ２００の一方の入力ポートは、メイン油圧管路２１１を介して、ステアリングポンプ２１０に接続される。ステアリングバルブ２００の他方の入力ポートは、ドレン管路２１２を介して、タンクに接続される。ステアリングバルブ２００の各出力ポートは、左右のステアリングシリンダ１０Ｌ，１０Ｒの各圧力室にそれぞれ接続されている。【００６３】
基本動作の概略を説明すると、パイロットバルブ２２０は、最初中立位置にある。ステアリングレバー２４０の操作軸からユニバーサルジョイント等を介して、操作角θＬが入力されると、入力軸２２３が回転する。パイロットバルブ２２０は、ステアリングレバー２４０から入力される操作角θＬとフィードバック軸２２４から入力される実際のステアリング角度θＡとの偏差Δθに応じて、パイロット元圧を減圧し、パイロット圧を発生させる。【００６４】
ステアリングバルブ２００は、各パイロットポートに入力されたパイロット圧の差圧に応じて動作し、ステアリングポンプ２１０から吐出された圧油の流量及び方向を制御して、ステアリングシリンダ１０Ｌ，１０Ｒを伸縮させる。【００６５】
左右のシリンダ１０Ｌ，１０Ｒの伸縮に応じてステアリング角度θＡが変化する。このステアリング角度θＡは、フィードバック用リンク２６０を介して検出され、パイロットバルブ２２０に伝達される。パイロットバルブ２２０は、偏差Δθ（＝｜θＡ−θＬ｜）が０になると、パイロット圧の出力を停止させる。【００６６】
より詳しくは、パイロットバルブ２２０が右ステアリング位置（ｂ）に切り替わると、ステアリングバルブ２００も右ステアリング位置（ｂ）に切り替わる。これにより、左シリンダ１０Ｌが伸長し、右シリンダ１０Ｒが縮小して、前部車体２Ｂの向きは右側に変化する。パイロットバルブ２２０が左ステアリング位置（ｃ）に切り替わると、ステアリングバルブも左ステアリング位置（ｃ）に切り替わる。これにより、右シリンダ１０Ｒが伸長し、左シリンダ１０Ｌが縮小して、前部車体２Ｂの向きは左側に変化する。【００６７】
図４は、ステアリング角の検出方法を示す説明図である。図４（ａ）は、ステアリング角θの時間変化を示す。横軸は時間（sec）を、縦軸はステアリング角（deg）をそれぞれ示す。【００６８】
オペレータがステアリングを左右いずれかの方向に操作すると、図４（ａ）に太線で示すように、ステアリング角が変化する。時刻ｔ０のときのステアリング角を０、ｔ０から１秒経過後の時刻ｔ１におけるステアリング角をθ０、ｔ１から１秒経過後の時刻ｔ２におけるステアリング角をθ１、ｔ２から１秒経過後の時刻ｔ３におけるステアリング角をθ２とする。以下同様である。【００６９】
図４（ａ）に示す例では、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの１秒間で、ステアリング角が１０度以上変化している（Δθ＝｜θ６−θ５｜≧１０ｄｅｇ）。本実施例では、後述のように、ホイールローダ１が実質的に停車している場合において、ステアリング角が１秒間に１０度以上変化した場合に、すえ切り操作が行われたと判定する。【００７０】
車速を検出する時間を第１サンプリング時間、ステアリング角を検出する時間を第２サンプリング時間、すえ切り操作か否かを判定する時間を第３サンプリング時間とする。車速の検出周期である第１サンプリング時間と、ステアリング角の検出周期である第２サンプリング時間とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。以下の説明ではステアリング角検出周期と車速検出周期は同じ表記ＳＴ１を使用する。【００７１】
図４（ａ）では、あたかも１秒毎にステアリング角を検出しているかのように示しているが、実際には、図４（ｂ）に示すように、車体屈曲角度検出センサ１０６は、１秒よりも十分に短いサンプリング時間ＳＴ１毎にステアリング角を検出する。【００７２】
即ち、センサ１０６は、例えば１０ｍｓｅｃ等の比較的短い周期ＳＴ１で、ステアリング角を検出する。しかし、コントローラ１００は、センサの検出周期ＳＴ１よりも長い周期ＳＴ２（例えば１秒）で、ステアリング角θが基準角度（例えば１０度）以上変化したか否かを判定する。【００７３】
このように、本実施例では、センシング周期ＳＴ１（第１サンプリング時間、第２サンプリング時間）と判定周期ＳＴ２（第３サンプリング時間）とを違え、センシング周期ＳＴ１よりも十分に長い周期ＳＴ２毎に、ステアリング角の変化を判定する。従って、本実施例では、電気的ノイズ等による悪影響をできるだけ排除して、ステアリング角を検出することができる。また、偶発的なステアリング角の変化を排除し、オペレータの意志による動きを検出することができる。【００７４】
なお、特に図示はしないが、車速センサ１０２も比較的短い周期ＳＴ１でホイールローダ１の車速を検出する。コントローラ１００は、比較的長い周期ＳＴ２毎に、車速が基準車速以下であるか否かを判定する。車速センサ１０２が車速を検出する周期（サンプリング時間）ＳＴ１よりも十分長い周期ＳＴ２で、車速が基準車速以下であるか否かを判定する構成は、図４及び図４に関する記載から容易に理解される。【００７５】
図５は、すえ切り操作時の運転状態を分類するテーブルＴ１０を示す。ステアリングがすえ切り操作される場合の運転状態を、積載状態とブレーキ状態との複数の指標に基づいて複数段階に区別することができる。なお、本実施例では、すえ切り操作時の運転状態を問わない。後述する別の実施例において、すえ切り操作時の運転状態に応じて各種制御を実行する。【００７６】
積載状態とは、バケット５Ｂの積載状態である。積載状態は、空荷状態または積荷状態のいずれか一つの状態をとる。通常の場合、バケット５Ｂに積荷を半分だけ積み込むというような使い方はされず、バケット５Ｂには、土砂等の積荷が満載される。従って、積荷状態を満載状態と呼ぶこともできる。これに限らず、ブームシリンダ１１の圧力等に基づいてバケット５Ｂ内の積載重量を算出し、積載重量毎に積載状態をそれぞれ区別する構成としてもよい。例えば、空荷〜積載量１０％未満、積載量１０％〜３０％未満、積載量３０％〜７０％未満、積載量７０％〜満載状態のように、積載状態を３つ以上の状態で区分けしてもよい。【００７７】
ブレーキ状態とは、ブレーキの作動状態を意味する。ブレーキ状態は、ブレーキオンの状態とブレーキオフの状態とのいずれか一つの状態をとる。これに限らず、例えば、ブレーキペダルの踏込み量を検出するブレーキペダルセンサを設け、ブレーキペダルの操作量に応じて区分する構成でもよい。【００７８】
本実施例では、それぞれ２つずつの状態を有する積載状態とブレーキ状態とを組み合わせることにより、すえ切り操作時の運転状態を４段階（図５中のレベル１〜レベル４）のいずれかに分類する。【００７９】
第１段階（第１レベル）は、バケット５Ｂが満載状態であり、かつ、ブレーキが作動している状態である。第１段階の運転状態下ですえ切り操作が行われると、タイヤ３の摩耗量は最も多くなる。【００８０】
第２段階（第２レベル）は、バケット５Ｂが空荷状態であり、かつ、ブレーキが作動している状態である。第２段階の運転状態ですえ切り操作が行われると、タイヤ３の摩耗量は、第１段階における摩耗量に次いで多くなる。【００８１】
第３段階（第３レベル）は、バケット５Ｂが満載状態であり、かつ、ブレーキが作動していない状態である。第３段階の運転状態ですえ切り操作が行われると、タイヤ３の摩耗量は、第１段階における摩耗量に次いで多くなる。なお、第２段階における摩耗量と第３段階における摩耗量との大小関係は、場合による。【００８２】
第４段階（第４レベル）は、バケット５Ｂが空荷状態であり、かつ、ブレーキが作動していない状態である。第４段階の運転状態ですえ切り操作が行われると、タイヤ３の摩耗量は最も少なくなる。【００８３】
図６は、本実施例によるステアリング制御処理を示すフローチャートである。コントローラ１００は、前回の判定時から判定サイクルとしての１秒間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０）。この所定時間は、図４に示す判定サイクルＳＴ２に該当する。つまり、本処理は、判定用周期ＳＴ２毎に実施される。【００８４】
所定時間としての１秒が経過した場合（S10:YES）、コントローラ１００は、車速センサ１０２からの信号に基づいて車速Ｖを検出し（Ｓ１１）、さらに車体屈曲角度検出センサ１０６からの信号に基づいてステアリング角θを検出する（Ｓ１２）。【００８５】
コントローラ１００は、車速Ｖが予め設定されている基準車速Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１３）。基準車速Ｖｔｈは、例えば、時速１キロメートル程度に設定することができる。さらに、コントローラ１００は、ステアリング角の変化量Δθが予め設定される基準角度θＴｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。基準角度θＴｈは、例えば、１０度程度に設定することができる。即ち、コントローラ１００は、所定周期ＳＴ１毎に、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下であるか否か、及び、ステアリング角の変化量Δθが基準角度θＴｈ以上であるか否かを判定する。【００８６】
車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下であり（S13:YES）、かつ、ステアリング角の変化量Δθが基準角度θＴｈ以上である場合は（S14:YES）、ホイールローダ１が実質的に停車している状態においてステアリングが所定量以上操作された場合である。【００８７】
そこで、コントローラ１００は、ステアリングのすえ切り操作が行われた場合であると判定する（Ｓ１５）。コントローラ１００は、すえ切り操作時の各種データを収集して記憶する（Ｓ１６）。【００８８】
図７は、すえ切り操作時に収集されて保存されるデータを説明する図である。図７の上側に太い矢印で示すように、すえ切り操作が検出された場合、すえ切り操作の検出された時刻の前後のデータがそれぞれ保存される。【００８９】
すえ切り操作の前のデータとしてＤＴ１，ＤＴ２が収集され、すえ切り操作の後のデータとしてＤＴ３が収集される。すえ切り操作前の第１データＤＴ１は、例えば１０秒等の比較的長い周期ＳＴ１１毎に収集されて保存される。すえ切り操作前の第２データＤＴ２は、例えば１秒等の比較的短い周期ＳＴ１２毎に収集されて保存される。すえ切り操作後のデータＤＴ３は、比較的短い周期ＳＴ１２毎に収集されて保存される。つまり、すえ切り操作の直前及び直後のデータは、比較的短い周期で収集されて保存される。【００９０】
すえ切り操作時に収集されるデータの一例をテーブルＴ２０として示す。このテーブルＴ２０は、例えば、発生時刻Ｃ２１と、エラーコードＣ２２と、発生前データＣ２３と、発生直前データＣ２４と、発生後データＣ２５とを対応付けて管理する。【００９１】
発生時刻Ｃ２１には、すえ切り操作が検出された時刻が設定される。エラーコードＣ２２には、すえ切り操作を示すエラーコードが設定される。発生前データＣ２３には、上述したデータＤＴ１が格納される。発生直前データＣ２４には、上述したデータＤＴ２が格納される。発生後データＣ２５には、上述したデーＤＴ３が格納される。【００９２】
すえ切り操作の発生前後に収集されるデータとしては、例えば、サービスメータの値、エンジン回転数、燃料噴射量、ブローバイ圧、ブースト圧、エンジン水温、排気温度、油温、油圧、車速等を挙げることができる。これらの各種データが、ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３としてそれぞれ収集され保存される。【００９３】
本実施例は上述のように構成されるため、以下の効果を奏する。本実施例では、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下の場合において、ステアリング角が基準角度θｔｈ以上変化した場合に、すえ切り操作であると判定する。従って、ホイールローダ１のステアリングがすえ切り操作されたか否かを検出することができる。【００９４】
本実施例では、検出用周期ＳＴ１（例えば１０ｍｓｅｃ）よりも長い判定用周期ＳＴ２（例えば１秒）で、すえ切り操作されたか否かを判定する。従って、ノイズ等の影響を低減して、すえ切り操作の有無を安定して検出することができる。
【実施例２】
【００９５】
以下、本発明の他の実施例を説明する。以下に述べる各実施例は、第１実施例の変形例に相当する。従って、第１実施例との相違点を中心に説明する。図８は、第２実施例に係るステアリング制御方法を示すフローチャートである。【００９６】
コントローラ１００は、すえ切り操作であると判定すると（Ｓ１５）、すえ切り操作の前後のデータを保存し（Ｓ１６）、さらに、ステアリング感度変更部１１０を用いて、ステアリングの感度を低下させる（Ｓ２０）。【００９７】
コントローラ１００は、複数の方法のうちのいずれか一つまたは複数を用いることにより、ステアリングの感度を低下させることができる。ステアリング感度とは、オペレータがステアリングレバー２４０を操作した場合の、タイヤ３の方向変化の速度を示す。ステアリング感度を低下させるとは、オペレータがステアリングレバー２４０を操作した場合、実際にタイヤ３の向きが変化するまでの時間がかかることを意味する。【００９８】
ステアリング感度を低下させる第１の方法では、パイロット圧を低下させる。例えば、コントローラ１００は、減圧弁２３１へ制御信号を出力してパイロット圧を低下させることにより、ステアリング感度を低下させる。パイロット圧が低下すると、ステアリングバルブ２００の作動速度が低下するため、ステアリング感度が低下する。なお、パイロットポンプ２３０を斜板型ポンプとして構成し、斜板角度を調整する構成としてもよい。【００９９】
ステアリング感度を低下させる第２の方法では、ステアリングポンプ２１０の吐出流量を低下させる。例えば、ステアリングポンプ２１０を斜板型ポンプとして構成し、斜板の角度を調節すればよい。【０１００】
なお、吐出圧（流量）を調整可能なポンプとして斜板型ポンプを例示したが、これに限らず、他の形式のポンプを用いることもできる。【０１０１】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、ステアリングのすえ切り操作が検出された場合に、ステアリング感度を低下させるため、すえ切り操作を抑制することができる。オペレータは、ステアリング感度の低下を体感することにより、すえ切り操作が不適切な操作であることに気づき、それ以後、より適切にステアリングを操作するであろう。さらに、すえ切り操作時のステアリング感度を低下させることにより、すえ切り操作時のタイヤ摩耗量を低減できる。【０１０２】
なお、ステアリング感度を低下させる方法として、パイロット圧の低下と、ステアリングポンプ２１０の吐出量低下とを挙げたが、本発明はそれらの方法に限定されない。
【実施例３】
【０１０３】
図９に基づいて第３実施例を説明する。第３実施例では、すえ切り操作を発見した場合に、警報を出力する。図９は、本実施例によるステアリング制御処理を示すフローチャートである。【０１０４】
第２実施例と同様に、コントローラ１００は、すえ切り操作を検出すると（Ｓ１５）、すえ切り操作時の前後の所定データを保存し（Ｓ１６）、ステアリング感度を低下させる（Ｓ２０）。さらに、コントローラ１００は、すえ切り操作を検出した旨をオペレータに報知する（Ｓ２１）。報知は、予め用意された警告文の画面表示や警告メッセージの読み上げ等により行われる。【０１０５】
なお、ホイールローダ１の管理者や所有者（以下、管理者等）に、すえ切り操作が検出された旨を報知する構成でもよい。オペレータ及び管理者等に、すえ切り操作に関して警告する構成でもよいし、オペレータまたは管理者等のいずれか一方にのみ警告する構成でもよい。【０１０６】
本実施例も第１実施例及び第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、すえ切り操作が検出された場合に警告する構成のため、すえ切り操作の頻度を低下させて、メンテナンスコストを低減させることができる。
【実施例４】
【０１０７】
図１０に基づいて第４実施例を説明する。第４実施例では、すえ切り操作時の運転状態に応じて、ステアリング感度を低下させる。図１０は、本実施例によるステアリング制御処理を示すフローチャートである。【０１０８】
コントローラ１００は、すえ切り操作を検出すると（Ｓ１５）、すえ切り操作時の運転状態を判別する（Ｓ２２）。つまり、コントローラ１００は、図５で説明した通り、ブレーキのオンオフ状態及びバケット５Ｂの積載状態に基づいて、すえ切り操作時の運転状態が４段階のいずれに該当するかを判別する（Ｓ２２）。【０１０９】
コントローラ１００は、所定のデータと一緒に、Ｓ２２で判別された運転状態を保存し（Ｓ２３）、さらに、Ｓ２２で判別された運転状態に応じてステアリング感度を低下させる（Ｓ２４）。【０１１０】
図１１は、ステアリング感度を制御するためのテーブルＴ３０を示す。コントローラ１００は、ステアリング感度制御テーブルＴ３０を用いることにより、運転状態の各段階に応じて、ステアリング感度を低下させることができる。【０１１１】
ステアリング感度制御テーブルＴ３０は、運転状態の各段階毎にそれぞれステアリング感度の低下量を対応付けて管理する。例えば、第１段階（レベル１）の場合、パイロット圧は通常値の１／３に設定される。第２段階（レベル２）または第３段階（レベル３）のいずれかの場合、パイロット圧は通常値の１／２に設定される。第４段階（レベル４）の場合、パイロット圧は通常値の２／３に設定される。【０１１２】
上述の通り、すえ切り操作時にタイヤ３の摩耗がもっとも多いのは第１段階であり、最も少ないのは第４段階である。第２段階及び第３段階は、第１段階と第４段階の中間に位置する。そこで、摩耗量の最も多い第１段階では、パイロット圧を１／３まで低下させて、ステアリング感度を最も低下させる。摩耗量の最も少ない第４段階では、パイロット圧の低下を２／３にとどめる。【０１１３】
本実施例も第１実施例及び第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、すえ切り操作時の運転状態に応じてステアリング感度を制御するため、より適切にすえ切り操作時のステアリング制御を行うことができる。
【実施例５】
【０１１４】
図１２に基づいて第５実施例を説明する。第５実施例では、車体屈曲角度検出センサ１０６に代えてレバー操作量検出センサ１０７を用いることにより、すえ切り操作が実際に行われるよりも前に、すえ切り操作を検出する。図１２は、本実施例によるステアリング制御処理のフローチャートである。【０１１５】
コントローラ１００は、レバー操作量検出センサ１０７からの信号に基づいて、ステアリング角を検出する（Ｓ１２Ａ）。コントローラ１００は、車速Ｖが基準車速Ｖｔｈ以下であり（S13:YES）、かつ、ステアリング角の変化量Δθが基準角度θＴｈ以上である場合に（S14:YES）、すえ切り操作が行われると推定する（Ｓ１５Ａ）。【０１１６】
コントローラ１００は、すえ切り操作の開始を推測するとデータを保存し（Ｓ１６）、さらに、ステアリング感度を低下させる（Ｓ２０）。【０１１７】
本実施例も第１実施例及び第２実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、ステアリングレバー２４０の操作量と車速とに基づいてすえ切り操作を検出するため、実際にすえ切り操作が開始されるよりも前に、すえ切り操作されることを事前に検出することができ、ステアリング感度を低下させることができる。【０１１８】
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１：ホイールローダ、２Ａ：後部車体、２Ｂ：前部車体、２Ｃ：連結部、３：タイヤ、４：機械室、５：作業機、５Ａ：ブーム、５Ｂ：バケット、６：運転室、１０，１０Ｌ，１０Ｒ：ステアリングシリンダ、１１：ブームシリンダ、１２：バケットシリンダ、１００：コントローラ、１００Ａ：制御回路、１００Ｂ：記憶部、１０１：操作判定手段（操作判定部）、１０２：車速検出手段（車速検出センサ）、１０３：ステアリング角検出手段、１０４：サンプリング時間設定手段（サンプリング時間設定部）、１０６：車体屈曲角度検出手段（車体屈曲角度検出センサ）、１０７：レバー操作量検出手段（レバー操作量検出センサ）、１１０：ステアリング感度変更手段（ステアリング感度変更部）、１１１：データ保存手段（データ保存部）、１１２：報知手段（報知部）、１２０：運転状態検出手段（運転状態検出部）、１２１：ブレーキ状態検出手段、１２２：積載状態検出手段、２００：ステアリングバルブ、２１０：ステアリングポンプ、２１１：メイン油圧管路、２１２：ドレン管路、２２０：パイロットバルブ、２２１：内側本体、２２２：外側本体、２２３：入力軸、２２４：フィードバック軸、２３０：パイロットポンプ、２３１：電磁式減圧弁、２３２：パイロット元圧管路、２３３：ドレン管路、２４０：ステアリングレバー、２５０，２５１：パイロット管路、２５２：連通管路、２５３：絞り部、２６０：フィードバック用リンク。
【図１】
2009130866.tif 000003
【図２】
2009130866.tif 000004
【図３】
2009130866.tif 000005
【図４】
2009130866.tif 000006
【図５】
2009130866.tif 000007
【図６】
2009130866.tif 000008
【図７】
2009130866.tif 000009
【図８】
2009130866.tif 000010
【図９】
2009130866.tif 000011
【図１０】
2009130866.tif 000012
【図１１】
2009130866.tif 000013
【図１２】
2009130866.tif 000014
【国際調査報告】
2009130866.tif 000015
2009130866.tif 000016
2009130866.tif 000017
2009130866.tif 000018