(57)【要約】ホイールローダ（１）は、ステアリングシリンダ（２１、２２）、パイロット弁（４２）、ジョイスティックレバー（２４）、圧力検出部（２９）、力付与部（２７）および制御部（２８）を備える。パイロット弁（４２）は、ステアリングシリンダ（２１、２２）に供給する油の流量を制御する。ジョイスティックレバー（２４）は、ステアリング角（θｓ）を変更する際にオペレータによって操作され、パイロット弁（４２）を制御する。圧力検出部（２９）は、ステアリングシリンダ（２１、２２）に生じる圧力を検出する。力付与部（２７）は、ジョイスティックレバー（２４）の操作に対して補助力または反力を付与する。制御部（２８）は、圧力検出部（２９）で検出される圧力値に基づいて、ジョイスティックレバー（２４）の操作に対して抵抗を生じさせるように力付与部（２７）を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング角を変更する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに供給する油の流量を制御する制御弁と、
前記ステアリング角を変更する際にオペレータによって操作され、前記制御弁を制御する操作部材と、
前記油圧アクチュエータに生じる圧力を検出する圧力検出部と、
前記操作部材の操作に対して補助力または反力を付与する力付与部と、
前記圧力検出部で検出される圧力値に基づいて、前記操作部材の操作に対して抵抗を生じさせるように前記力付与部を制御する制御部と、を備えた作業車両。
【請求項２】
前記制御弁は、前記操作部材と、機械的に連結される、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御部は、前記圧力値の増加に伴って大きい抵抗力を生じさせるように、前記力付与部を制御する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記力付与部による補助力を減少または反力を増加させることにより、前記操作部材の操作に対して抵抗を発生させる、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項５】
前記油圧アクチュエータは、２つ設けられており、
一方の前記油圧アクチュエータが収縮し、他方の前記油圧アクチュエータが伸長することによって、左右のうち一方の側に向かって前記ステアリング角が変更され、
他方の前記油圧アクチュエータが収縮し、一方の前記油圧アクチュエータが伸長することによって、左右のうち他方の側に向かって前記ステアリング角が変更され、
前記圧力検出部は、前記２つの油圧アクチュエータの各々における圧力値を検出し、
前記制御部は、２つの前記圧力値に基づいて、前記力付与部を制御する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項６】
フロントフレームと、
前記フロントフレームに連結軸部において連結されたリアフレームと、を備え、
前記２つの油圧アクチュエータは、車幅方向において前記連結軸部の左右に配置されており、前記リアフレームに対する前記フロントフレームの角度を変更する、請求項５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記制御部は、前記２つの圧力値の差を算出し、その圧力差に基づいて、前記力付与部を制御する、
請求項５に記載の作業車両。
【請求項８】
前記操作部材の操作によって生じるトルクを検出するトルク検出部を更に備え、
前記力付与部は、駆動源として電動モータを有し、
前記制御部は、
前記圧力値および前記トルクに基づいて、前記力付与部を動作させる、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項９】
前記作業車両の速度を検出する速度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記圧力値および前記トルクに加えて、前記速度に基づいて前記力付与部を動作させる、
請求項８に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記トルクに基づいて予め設定されている第１付与力と、前記圧力値に基づいて予め設定されている第２付与力とを合わせることにより、前記操作部材の操作に対して付与する力を算出する算出部と、
前記算出された力を付与するように前記力付与部を動作させる動作制御部と、を有する、
請求項８に記載の作業車両。
【請求項１１】
前記作業車両の速度を検出する速度検出部と、
前記操作部材によって入力される目標ステアリング角を検出する目標ステアリング角検出部と、
前記油圧アクチュエータによって変更される実ステアリング角を検出する実ステアリング角検出部と、を更に備え、
前記第１付与力は、前記トルクに加えて、前記作業車両の速度に基づいて設定されており、
前記第２付与力は、前記圧力値に加えて、前記目標ステアリング角検出部の検出値および前記実ステアリング角検出部の検出値から算出される偏差角度に基づいて設定されている、
請求項１０に記載の作業車両。
【請求項１２】
前記操作部材は、ジョイスティックレバーであり、
前記制御弁は、
前記目標ステアリング角に応じて変位する第１入力部材と、
前記実ステアリング角に応じて変位する第２入力部材と、
前記第１入力部材の変位量が前記第２入力部材の変位量に一致するように前記第１入力部材を付勢する付勢部と、を有し、
前記第１入力部材の変位量と前記第２入力部材の変位量の差が、前記目標ステアリング角と前記実ステアリング角の偏差角度に対応し、
前記ジョイスティックレバーは、前記付勢部の付勢力に対抗して操作される、
請求項１１に記載の作業車両。
【請求項１３】
前記制御弁から入力されるパイロット圧に基づいて前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を調整するステアリング弁を更に備え、
前記制御弁は、前記パイロット圧を調整することにより、前記ステアリング弁から前記油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項１４】
ステアリング角を変更する油圧アクチュエータに生じる圧力を検出する圧力検出部からの検出信号を取得する取得ステップと、
前記ステアリング角を変更する際のオペレータによる操作部材の操作に対して、前記検出信号に基づいて抵抗を発生させる制御信号を生成する生成ステップと、
前記制御信号を、前記操作部材の操作に対して補助力または反力を付与する力付与部に送信する送信ステップと、
を備えた、作業車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーティキュレート式の作業車両として、フロントフレームとリアフレームに亘って配置された油圧アクチュエータに供給する油の流量を制御することによって、ステアリング角が変更される構成が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
特許文献１、２に示す作業車両には、入力されるパイロット圧に応じて油圧アクチュエータに供給する油の流量を調整するステアリング弁と、ステアリング弁に供給するパイロット圧を調整するパイロット弁が設けられている。【０００３】
パイロット弁には、相対的に回転可能に設けられた操作入力軸とフィードバック入力軸が設けられている。操作入力軸は、ジョイスティックレバーに連結されており、ジョイスティックレバーの回転角に応じて回転する。また、フィードバック入力軸は、リンク機構によってフロントフレームと連結されており、ステアリンング角の変化に応じて回転する。【０００４】
このようなパイロット弁は、操作入力軸の回転角とフィードバック入力軸の回転角の差に応じてステアリング弁に入力されるパイロット圧を調整する。調整されたパイロット圧に応じてステアリング弁から油圧アクチュエータに供給される油の流量が変更され、ステアリング角が変更される。
このように油圧によってステアリング角を変更するため、オペレータは、パイロット弁のポートの開閉状態を変更するために必要な軽い操作力をジョイスティックレバーに加えるだけでステアリング角を変更できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０５７２３号公報
【特許文献２】特開平１１−３２１６６４号公報
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２の作業車両では、ジョイスティックレバーに生じる反力は、パイロット弁に設けられているバネ部材の力によって決まっている。そのため、ステアリング動作の際にシリンダに負荷が生じた場合であっても、その負荷をオペレータはレバーの操作力から感じ取ることが出来なかった。
すなわち、ジョイスティックレバーを操作し、アーティキュレート動作を行ったときに障害物があると、動作が阻害されて油圧アクチュエータに負荷が発生する場合があるが、オペレータは、負荷を感じ取ることができない。そのため、オペレータは、負荷が掛かっているにも関わらず、更にアーティキュレート動作を行わせるためにジョイスティックレバーを操作する等といった無理な操作を行う可能性がある。
【０００７】
なお、このような課題は、アーティキュレート式の作業車両だけでなく、ステアリング動作において油圧シリンダを用いる作業車両（例えば、フォークリフト）においても発生しうる。
本発明は、従来の作業車両の課題を考慮し、ステアリング動作の際に油圧アクチュエータに生じる負荷をオペレータが感じ取ることが可能な作業車両および作業車両の制御方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、第１の発明に係る作業車両は、油圧アクチュエータと、制御弁と、操作部材と、圧力検出部と、力付与部と、制御部と、を備える。油圧アクチュエータは、ステアリング角を変更する。制御弁は、油圧アクチュエータに供給する油の流量を制御する。操作部材は、ステアリング角を変更する際にオペレータによって操作され、制御弁を制御する。圧力検出部は、油圧アクチュエータに生じる圧力を検出する。力付与部は、操作部材の操作に対して補助力または反力を付与する。制御部は、圧力検出部で検出される圧力値に基づいて、操作部材の操作に対して抵抗を生じさせるように力付与部を制御する。
【０００８】
このように、油圧アクチュエータに生じる圧力を検出することにより、作業車両のステアリング動作の際に障害物があって動作が阻害されて油圧アクチュエータに負荷が発生している場合に、その状態を検出することができる。
そして、検出される圧力値に基づいて、オペレータが操作部材を操作する際に、操作に対して抵抗を生じさせる。これにより、オペレータは、抵抗を感じることで油圧アクチュエータに負荷が生じていることを感じることができる。そのため、油圧アクチュエータに高い負荷が発生した場合にオペレータによる無理な操作を防止することができる。
【０００９】
第２の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、制御弁は、操作部材と、機械的に連結される。
これにより、オペレータは、制御弁の操作を直接的に感じ取ることが出来る。
第３の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、制御部は、圧力値の増加に伴って大きい抵抗力を生じさせるように、力付与部を制御する。
これにより、油圧アクチュエータに生じる圧力の増加を、操作部材に生じる抵抗から感じ取ることができる。
【００１０】
第４の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、制御部は、力付与部による補助力を減少または反力を増加させることにより、操作部材の操作に対して抵抗を発生させる。
これにより、操作部材の操作に対して補助力または反力を付与しながら抵抗を発生することができる。
【００１１】
第５の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、油圧アクチュエータは、２つ設けられている。一方の油圧アクチュエータが収縮し、他方の油圧アクチュエータが伸長することによって、左右のうち一方の側に向かってステアリング角が変更される。他方の油圧アクチュエータが収縮し、一方の油圧アクチュエータが伸長することによって、左右のうち他方の側に向かってステアリング角が変更される。圧力検出部は、２つの油圧アクチュエータの各々における圧力値を検出する。制御部は、２つの圧力値に基づいて、力付与部を制御する。
このように２つの油圧アクチュエータによって作業車両の左右のステアリング動作が行われる場合には、それぞれの油圧アクチュエータにおける圧力値に基づいて、操作部材の操作に対して抵抗が生じるよう力付与部が制御される。これにより、オペレータは、操作部材を操作する際に、ステアリング操作の際に生じる負荷を感じ取ることができる。
【００１２】
第６の発明に係る作業車両は、第５の発明に係る作業車両であって、フロントフレームと、リアフレームと、を備える。リアフレームは、フロントフレームに連結軸部において連結されている。２つの油圧アクチュエータは、車幅方向において連結軸部の左右に配置されており、リアフレームに対するフロントフレームの角度を変更する。
このようなアーティキュレート式の作業車両においても、オペレータは、操作部材を操作する際に、ステアリング操作の際に生じる負荷を感じ取ることができる。
【００１３】
第７の発明に係る作業車両は、第５の発明に係る作業車両であって、制御部は、２つの圧力値の差を算出し、その圧力差に基づいて、力付与部を制御する。
例えば、圧力差の絶対値が大きいほど、操作部材の操作に対して生じさせる抵抗が大きくなるように力付与部を制御することができる。
【００１４】
第８の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、操作部材の操作によって生じるトルクを検出するトルク検出部を更に備える。力付与部は、駆動源として電動モータを有する。制御部は、圧力値およびトルクに基づいて、力付与部を動作させる。
これにより、オペレータが操作部材に加えたトルクに応じて力を付与できる。例えば、オペレータが操作部材に加えたトルクが大きいときには、力付与部によって付与する補助力を大きくし、トルクが小さいときには補助力を小さくするように付与する力の大きさを制御することができる。
【００１５】
第９の発明に係る作業車両は、第８の発明に係る作業車両であって、作業車両の速度を検出する速度検出部を更に備える。制御部は、圧力値およびトルクに加えて、速度に基づいて力付与部を動作させる。
これにより、速度に応じて抵抗を変化させることができる。例えば、速度が速いときには、生じさせる抵抗を小さくし、速度が遅くなるに従って抵抗を大きくすることができる。
【００１６】
第１０の発明に係る作業車両は、第８の発明に係る作業車両であって、制御部は、算出部と、動作制御部とを有する。算出部は、トルクに基づいて予め設定されている第１付与力と、圧力値に基づいて予め設定されている第２付与力とを合わせることにより、操作部材の操作に対して付与する力を算出する。動作制御部は、算出された力を付与するように力付与部を動作させる。
これにより、操作部材の操作に対して力付与部によって補助力または反力を付与しながら、油圧アクチュエータに生じる圧力に応じて操作部材の操作に対して抵抗を発生することができる。
【００１７】
第１１の発明に係る作業車両は、第１０の発明に係る作業車両であって、速度検出部と、目標ステアリング角検出部と、実ステアリング角検出部と、を更に備える。速度検出部は、作業車両の速度を検出する。目標ステアリング角検出部は、操作部材によって入力される目標ステアリング角を検出する。実ステアリング角検出部は、油圧アクチュエータによって変更される実ステアリング角を検出する。第１付与力は、トルクに加えて、作業車両の速度に基づいて設定されている。第２付与力は、圧力値に加えて、目標ステアリング角検出部の検出値および実ステアリング角検出部の検出値から算出される偏差角度に基づいて設定されている。
これにより、操作部材の操作に対して力付与部によって付与する補助力または反力を速度によって変更するとともに、偏差角度によって抵抗を生じさせることができる。
【００１８】
第１２の発明に係る作業車両は、第１１の発明に係る作業車両であって、操作部材は、ジョイスティックレバーである。制御弁は、第１入力部材と、第２入力部材と、付勢部と、を有する。第１入力部材は、目標ステアリング角に応じて変位する。第２入力部材は、実ステアリング角に応じて変位する。付勢部は、第１入力部材の変位量が第２入力部材の変位量に一致するように第１入力部材を付勢する。第１入力部材の変位量と第２入力部材の変位量の差が、目標ステアリング角と実ステアリング角の偏差角度に対応する。ジョイスティックレバーは、付勢部の付勢力に対抗して操作される。
【００１９】
これにより、ジョイスティックレバーを操作した後、ジョイスティックレバーに追従してステアリング角が変更し、ジョイスティックレバーの操作量とステアリング角が一致すると制御弁は中立位置となる。
また、このように制御弁には付勢部が設けられており、オペレータは付勢部による付勢力に対抗する操作力でジョイスティックレバーを操作する。この付勢力に対抗する操作に対して、抵抗を発生するように力付与部が制御される。
【００２０】
第１３の発明に係る作業車両は、第１の発明に係る作業車両であって、制御弁から入力されるパイロット圧に基づいて油圧アクチュエータに供給される油の流量を調整するステアリング弁を更に備える。制御弁は、パイロット圧を調整することにより、ステアリング弁から油圧アクチュエータに供給される油の流量を制御する。
このように、パイロット圧によってステアリング弁を操作するため、油圧アクチュエータにおいて生じる負荷について操作部材に伝達されないが、本発明では、操作部材の操作に対して抵抗を生じさせることにより、油圧アクチュエータの情報を感じ取ることができる。
【００２１】
第１４の発明に係る作業車両は、取得ステップと、生成ステップと、送信ステップと、を備える。取得ステップは、ステアリング角を変更する油圧アクチュエータに生じる圧力を検出する圧力検出部からの検出信号を取得する。生成ステップは、ステアリング角を変更する際のオペレータによる操作部材の操作に対して、検出信号に基づいて抵抗を発生させる制御信号を生成する。送信ステップは、制御信号を、操作部材の操作に対して補助力または反力を付与する力付与部に送信する。
【００２２】
このように、油圧アクチュエータに生じる圧力を検出することにより、作業車両のステアリング動作の際に障害物があって動作が阻害されて油圧アクチュエータに負荷が発生している場合に、その状態を検出することができる。
そして、検出される圧力値に基づいて、オペレータが操作部材を操作する際に、操作に対して抵抗を生じさせる。これにより、オペレータは、抵抗を感じることで油圧アクチュエータに負荷が生じていることを感じることができる。そのため、油圧アクチュエータに高い負荷が発生した場合にオペレータによる無理な操作を防止することができる。
（発明の効果）
本発明によれば、ステアリング操作の際に油圧アクチュエータに生じる負荷をオペレータが感じ取ることが可能な作業車両および作業車両の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施の形態１のホイールローダの側面図。
【図２】図１のホイールローダのステアリング操作装置の構成を示す油圧回路図。
【図３】図２のパイロット弁を示す断面構成図。
【図４】（ａ）（ｂ）図３のＡＡ´間の矢示断面図、（ｃ）（ｄ）図３のＢＢ´間の矢示断面図。
【図５】図２の連結部およびリンク機構を示す側面図。
【図６】図５のジョイスティックレバーを上面から見た図。
【図７】（ａ）図３のパイロット弁の模式図、（ｂ）図７（ａ）のパイロット弁における車体−レバー偏差角度とレバー反力の関係を示す図、（ｃ）偏差角度αがゼロのときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図、（ｄ）偏差角度αがθ２のときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図、（ｅ）偏差角度αがθ３のときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図。
【図８】図２の力付与部の構成を示す斜視図。
【図９】図２の制御部の構成を示すブロック図。
【図１０】図９の制御部に記憶されている圧力差ごとに設けられたアシストトルク情報（レバー入力トルクに対して付与するアシストトルク）を示す図。
【図１１】本発明にかかる実施の形態１におけるホイールローダの制御方法を示すフロー図。
【図１２】図１０のアシストトルク情報に基づいてアシストトルクを付与した場合と付与していない場合の車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図。
【図１３】図１のホイールローダの操舵の際にステアリングシリンダに負荷が発生する場合の一例を示す図。
【図１４】本発明にかかる実施の形態２におけるホイールローダの制御部の構成を示すブロック図。
【図１５】本発明にかかる実施の形態２のホイールローダの制御方法を示すフロー図。
【図１６】（ａ）車両速度が低速の場合において図１５の制御部で決定されたアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図、（ｂ）車両速度が高速の場合において図１５の制御部で決定されたアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図、
【図１７】本発明にかかる実施の形態３におけるホイールローダの制御部の構成を示すブロック図。
【図１８】（ａ）図１７の制御部に記憶されている速度ごとに設けられたアシストトルク情報（レバー入力トルクに対して付与するアシストトルク）を示す図、（ｂ）図１７の制御部に記憶されている圧力差ごとに設けられたアシストトルク情報（偏差角度に対して付与するアシストトルク）を示す図。
【図１９】本発明にかかる実施の形態３のホイールローダの制御方法を示すフロー図。
【図２０】車両速度が低速の場合において図１７の制御部で決定されたアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図。
【図２１】車両速度が高速の場合において図１７の制御部で決定されたアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図。
【図２２】本発明にかかる実施の形態３の変形例において車両速度が高速の場合におけるアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図。
【図２３】本発明にかかる実施の形態３の変形例において車両速度が高速の場合におけるアシストトルクを付与したときと付与していないときの車体−レバー偏差角度に対するレバー反力を示す図。
【図２４】本発明にかかる実施の形態の変形例であるフォークリフトの外観を示す図。
【図２５】図２４のフォークリフトのステアリング操作装置の一例を示す図。
【図２６】図２４のフォークリフトのステアリング操作装置の一例を示す図。
【図２７】本発明にかかる実施の形態の変形例におけるステアリング操作装置を示す構成図。
【図２８】本発明にかかる実施の形態の変形例における力付与部を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明にかかる実施の形態のホイールローダについて図面を参照しながら以下に説明する。
（実施の形態１）
＜１．構成＞
（１−１．ホイールローダの構成の概要）
図１は、本実施の形態のホイールローダ１の構成を示す模式図である。本実施の形態のホイールローダ１は、車体フレーム２と、作業機３と、一対のフロントタイヤ４、キャブ５、エンジンルーム６、一対のリアタイヤ７、およびステアリング操作装置８（後述する図２参照）と、を備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
キャブ５は、リアフレーム１２上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのハンドルやジョイスティックレバー２４（後述する図２参照）、作業機３を操作するためのレバー、各種の表示装置等が配置されている。エンジンルーム６は、キャブ５の後側であってリアフレーム１２上に配置されており、エンジンが収納されている。
ステアリング操作装置８は、詳しくは後述するが、ステアリングシリンダ２１、２２を有しており、ステアリングシリンダ２１、２２に供給する油の流量を変更することによって、フロントフレーム１１のリアフレーム１２に対するステアリング角を変更してステアリング動作を行い、ホイールローダ１の進行方向を変更する。
【００２８】
（１−２．ステアリング操作装置）
図２は、ステアリング操作装置８の構成を示す油圧回路図である。本実施の形態のステアリング操作装置８は、一対のステアリングシリンダ２１，２２と、ステアリング油圧回路２３と、ジョイスティックレバー２４と、連結部２５と、リンク機構２６と、力付与部２７と、制御部２８と、圧力検出部２９と、を主に有する。
【００２９】
（１−２−１．ステアリングシリンダ）
一対のステアリングシリンダ２１、２２は、油圧によって駆動される。一対のステアリングシリンダ２１、２２は、連結軸部１３を挟んで車幅方向の左右側に並んで配置されている。ステアリングシリンダ２１は、連結軸部１３の左側に配置されている（図１参照）。ステアリングシリンダ２２は、連結軸部１３の右側に配置されている。
【００３０】
ステアリングシリンダ２１は、シリンダチューブ２１ｃと、ピストン２１ｄと、ピストンロッド２１ｅとを有している。シリンダチューブ２１ｃは、フロントフレーム１１に連結されている。ピストン２１ｄは、シリンダチューブ２１ｃ内を摺動可能に設けられている。ピストンロッド２１ｅは、ピストン２１ｄに固定されており、リアフレーム１２に連結されている。
【００３１】
ステアリングシリンダ２２は、シリンダチューブ２２ｃと、ピストン２２ｄと、ピストンロッド２２ｅとを有している。シリンダチューブ２２ｃは、フロントフレーム１１に連結されている。ピストン２２ｄは、シリンダチューブ２２ｃ内を摺動可能に設けられている。ピストンロッド２２ｅは、ピストン２２ｄに固定されており、リアフレーム１２に連結されている。
【００３２】
ステアリングシリンダ２１には、伸長ポート２１ａと収縮ポート２１ｂが設けられており、ステアリングシリンダ２２には、伸長ポート２２ａと収縮ポート２２ｂが設けられている。
ステアリングシリンダ２１では、ピストン２１ｄによって、シリンダチューブ２１ｃ内の空間は、ピストンロッド２１ｅ側の第１空間と、その反対側の第２空間に分けられている。伸長ポート２１ａは、第２空間に繋がっており、収縮ポート２１ｂは、第１空間に繋がっている。
【００３３】
また、ステアリングシリンダ２２では、ピストン２２ｄによって、シリンダチューブ２２ｃ内の空間は、ピストンロッド２２ｅ側の第１空間と、その反対側の第２空間に分けられている。伸長ポート２２ａは、第２空間に繋がっており、収縮ポート２２ｂは、第１空間に繋がっている。
ステアリングシリンダ２１の伸長ポート２１ａおよびステアリングシリンダ２２の収縮ポート２２ｂに油が供給され、ステアリングシリンダ２１の収縮ポート２１ｂおよびステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａから油が排出されると、ステアリングシリンダ２１が伸長し、ステアリングシリンダ２２が収縮する。これによってステアリング角θｓが変化し車両は右に曲がる。また、ステアリングシリンダ２１の収縮ポート２１ｂおよびステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａに油が供給され、ステアリングシリンダ２１の伸長ポート２１ａおよびステアリングシリンダ２２の収縮ポート２２ｂから油が排出されると、ステアリングシリンダ２１が収縮し、ステアリングシリンダ２２が伸長する。これによってステアリング角θｓが変化し車両は左に曲がる。
【００３４】
なお、ステアリングシリンダ２１、２２の間に配置されている連結軸部１３の近傍には、ステアリング角θｓを検出するステアリング角検出部１０４が設けられている。ステアリング角検出部１０４は、例えばポテンショメータによって構成されており、検出されたステアリング角θｓは検出信号として制御部２８に送られる。
また、ステアリングシリンダ２１には、シリンダのストロークを検出するシリンダストロークセンサ１０６が設けられており、ステアリングシリンダ２２には、シリンダのストロークを検出するシリンダストロークセンサ１０７が設けられている。これらシリンダストロークセンサ１０６、１０７の検出値が制御部２８に送られ、ステアリング角θｓが検出されてもよい。
【００３５】
（１−２−２．ステアリング油圧回路）
ステアリング油圧回路２３は、ステアリングシリンダ２１、２２に供給する油の流量を調整するための油圧回路である。ステアリング油圧回路２３は、メイン油圧回路３０と、パイロット油圧回路４０と、を有する。
（ａ）メイン油圧経路
メイン油圧回路３０は、メイン油圧源３１からの油をステアリングシリンダ２１、２２に供給する回路であり、ステアリング弁３２を有している。メイン油圧源３１は、油圧ポンプおよびリリーフ弁等から構成される。
【００３６】
ステアリング弁３２は、スプール式の弁であり、入力されるパイロット圧に応じてステアリングシリンダ２１、２２に供給される油の流量を調整する流量調整弁である。ステアリング弁３２は、メインポンプポートＰ１、メインドレインポートＰ２、第１ステアリングポートＰ３、および第２ステアリングポートＰ４を有している。メインポンプポートＰ１は、メイン油圧管路３６を介してメイン油圧源３１と接続されている。メインドレインポートＰ２は、メインドレイン管路３７を介して油を回収するドレンタンクＤＴに接続されている。第１ステアリングポートＰ３は、第１ステアリング管路３８を介して、ステアリングシリンダ２１の収縮ポート２１ｂとステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａに接続されている。第２ステアリングポートＰ４は、第２ステアリング管路３９を介して、ステアリングシリンダ２１の伸長ポート２１ａとステアリングシリンダ２２の収縮ポート２２ｂに接続されている。
【００３７】
また、ステアリング弁３２は、中立位置Ｎｓ、左ステアリング位置Ｌｓ、右ステアリング位置Ｒｓに移動可能な弁体３３を有している。弁体３３が中立位置Ｎｓに配置されている場合は、メインポンプポートＰ１とメインドレインポートＰ２が連通する。この場合、第１ステアリングポートＰ３と第２ステアリングポートＰ４は、それぞれいずれのポートとも連通していない。弁体３３が、左ステアリング位置Ｌｓに配置されている場合は、メインポンプポートＰ１と第１ステアリングポートＰ３が連通し、メインドレインポートＰ２と第２ステアリングポートＰ４が連通する。弁体３３が右ステアリング位置Ｒｓに配置されている場合は、メインポンプポートＰ１と第２ステアリングポートＰ４が連通し、メインドレインポートＰ２と第１ステアリングポートＰ３が連通する。
【００３８】
ステアリング弁３２は、第１パイロット室３４と第２パイロット室３５とを有する。第１パイロット室３４並びに第２パイロット室３５にパイロット圧が供給されていない場合および第１パイロット室３４並びに第２パイロット室３５に同じパイロット圧が供給されている状態では、弁体３３は中立位置Ｎｓに位置する。第１パイロット室３４のみにパイロット圧が供給されている状態では、弁体３３は左ステアリング位置Ｌｓに位置する。第２パイロット室３５のみにパイロット圧が供給されている状態では、弁体３３が右ステアリング位置Ｒｓに位置する。弁体３３が左ステアリング位置Ｌｓおよび右ステアリング位置Ｒｓに位置している場合には、ステアリング弁３２は、供給されるパイロット圧に応じてメイン油圧源３１からの油が通行する開口面積を変化させる。これにより、ステアリング弁３２は、パイロット圧に応じてステアリングシリンダ２１またはステアリングシリンダ２２に供給する油の流量を制御する。
【００３９】
（ｂ）パイロット油圧回路
パイロット油圧回路４０は、パイロット油圧源４３からの油をステアリング弁３２の第１パイロット室３４と第２パイロット室３５に供給するための回路である。
パイロット油圧回路４０は、可変減圧部４１と、パイロット弁４２とを有する。
（ｉ）可変減圧部
可変減圧部４１は、パイロット油圧源４３からパイロット弁４２に送られる油圧を減圧して調整する。可変減圧部４１は、電磁式減圧弁を内蔵し、制御部２８からの指令信号を受けて油圧の制御を行う。
【００４０】
（ｉｉ）パイロット弁
パイロット弁４２は、パイロット油圧源４３からステアリング弁３２に入力されるパイロット圧を調整するロータリー式の弁である。
（パイロット弁の構成概要）
ロータリー式のパイロット弁４２は、パイロットポンプポートＰ５、パイロットドレンポートＰ６、第１パイロットポートＰ７、第２パイロットポートＰ８を有する。パイロットポンプポートＰ５は、パイロット油圧管路４４を介して可変減圧部４１と繋がっており、可変減圧部４１がパイロット油圧源４３に繋がっている。パイロットドレンポートＰ６は、パイロットドレン管路４５を介して油を回収するドレンタンクＤＴに接続されている。第１パイロットポートＰ７は、第１パイロット管路４６を介して、ステアリング弁３２の第１パイロット室３４に接続されている。第２パイロットポートＰ８は、第２パイロット管路４７を介して、ステアリング弁３２の第２パイロット室３５に接続されている。
【００４１】
パイロット弁４２は、操作スプール７１と操作スリーブ７２を含む弁体部６０を有しており、操作スリーブ７２を基準として、操作スプール７１は、中立位置Ｎｐ、左パイロット位置Ｌｐ、および右パイロット位置Ｒｐに移動可能である。
操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐにある場合は、パイロットポンプポートＰ５、パイロットドレンポートＰ６、第１パイロットポートＰ７、および第２パイロットポートＰ８がそれぞれ連通する。操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して左パイロット位置Ｌｐに配置されている場合には、パイロットポンプポートＰ５と第１パイロットポートＰ７が連通し、パイロットドレンポートＰ６と第２パイロットポートＰ８が連通する。また、操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して右パイロット位置Ｒｐに配置されている場合には、パイロットポンプポートＰ５と第２パイロットポートＰ８が連通し、パイロットドレンポートＰ６と第１パイロットポートＰ７が連通する。
【００４２】
図３は、パイロット弁４２の断面構成図である。
パイロット弁４２は、弁体部６０と、操作入力軸６１と、フィードバック入力軸６２と、ハウジング６３と、第１スプリング６４と、第２スプリング６５と、フィードバック部６６と、を主に有する。
（操作入力軸）
操作入力軸６１は、その中心軸Ｏ周りに回転可能に設けられており、ハウジング６３に挿入されている。操作入力軸６１は、後述するジョイスティックレバー２４と連結部２５を介して連結されている。操作入力軸６１は、ジョイスティックレバー２４の左右への回転角θｉｎと同じ回転角で回転する。
【００４３】
（フィードバック入力軸）
フィードバック入力軸６２は、操作入力軸６１と同軸上に配置されており、中心軸Ｏ周りに回転可能に設けられている。フィードバック入力軸６２は、操作入力軸６１と対向するようにハウジング６３に挿入されている。フィードバック入力軸６２は、後述するリンク機構２６を介してフロントフレーム１１と連結されており、フロントフレーム１１のリアフレーム１２に対するステアリング角θｓと同じ回転角で回転する。
【００４４】
（ハウジング）
ハウジング６３には、略円筒状の空間が形成されており、上述したように操作入力軸６１およびフィードバック入力軸６２が挿入されている。ハウジング６３には、弁体部６０およびフィードバック部６６が収納されており、パイロットポンプポートＰ５、パイロットドレンポートＰ６、第１パイロットポートＰ７、および第２パイロットポートＰ８が形成されている。
【００４５】
（弁体部）
弁体部６０は、操作スプール７１と、操作スリーブ７２とを有し、操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して回転することにより、中立位置Ｎｐ、左パイロット位置Ｌｐ、および右パイロット位置Ｒｐをとる。
操作スプール７１は、略円筒状であって操作入力軸６１と同軸上に配置されており、操作入力軸６１と接続されている。ジョイスティックレバー２４は、後述する連結部２５を介して操作入力軸６１と繋がっており、オペレータがジョイスティックレバー２４を回転角θｉｎ右側に操作すると、操作入力軸６１および操作スプール７１も中心軸Ｏを中心に回転角θｉｎ右回転する。また、操作スプール７１の操作入力軸６１寄りには、中心軸Ｏを挟むように対向する２か所の位置に周方向に沿ってスリット７１ａ、７１ｂが形成されている。
【００４６】
操作スリーブ７２は略円筒状であって、操作スプール７１の外側であってハウジング６３の内側に、操作スプール７１およびハウジング６３に対して回転可能に配置されている。
なお、本明細書において右回転および左回転とは、上方から見た場合の回転方向を示す。
【００４７】
（第１スプリング）
第１スプリング６４は、互いに回転可能な操作スプール７１と操作スリーブ７２の間に挿入されており、互いの回転角の差に応じた反力を発生させる。
図４（ａ）は、中心軸Ｏに対して垂直なＡＡ´間の矢示断面図である。図４（ａ）に示すように、操作スプール７１には、方形状の孔７１ｃ、７１ｄが、直径方向の対向壁のそれぞれに設けられている。また、操作スリーブ７２の操作入力軸６１側の端には、直径方向の対向壁のそれぞれに矩形状の溝７２ｃ、７２ｄが形成されている。第１スプリング６４は、複数枚の凸形状の板バネを重ね合わせた２組の板バネ部６４ａから形成される。２組の板バネ部６４ａは、図４（ａ）においてＸ型になるように、凸同士を対向させるように配置されている。２組の板バネ部６４ａは、操作スプール７１の孔７１ｃ、７１ｄを貫通して、両端が操作スリーブ７２の溝７２ｃ、７２ｄに貫入されている。このように第１スプリング６４によって操作スプール７１と操作スリーブ７２は連結されている。
【００４８】
図４（ａ）のように、孔７１ｃと溝７２ｃの周方向の位置が略一致し、孔７１ｄと溝７２ｄの周方向の位置が略一致した状態が、弁体部６０が中立位置Ｎｐに位置した状態である。
また、ジョイスティックレバー２４を操作することによって、図４（ｂ）に示すように操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して回転し、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して左パイロット位置Ｌｐまたは右パイロット位置Ｒｐに移動する。ジョイスティックレバー２４を右側に回転操作すると、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して右側に回転し右パイロット位置Ｒｐに移動する。また、ジョイスティックレバー２４を左側に回転操作すると、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して左側に回転し左パイロット位置Ｌｐに移動する。
なお、この移動の際には、オペレータは第１スプリング６４のバネ力に逆らってジョイスティックレバー２４を移動させるため、ジョイスティックレバー２４にはレバー反力が生じる。いいかえると、第１スプリング６４は、操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐに位置するように操作スプール７１を付勢する。
【００４９】
（フィードバック部）
一方、フィードバック部６６は、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１のステアリング角θｓを弁体部６０にフィードバックする。フィードバック部６６は、フィードバックスプール７３と、フィードバックスリーブ７４と、ドライブシャフト７５と、第１センタピン７６と、規制部７８と、を主に有する。
【００５０】
ドライブシャフト７５は、操作入力軸６１とフィードバック入力軸６２の間であって、操作入力軸６１とフィードバック入力軸６２と同軸上（中心軸Ｏ）に配置されている。ドライブシャフト７５は、操作スプール７１の内側に配置されている。ドライブシャフト７５の操作入力軸６１側の端には、第１センタピン７６が中心軸Ｏに対して垂直に配置されている。第１センタピン７６の両端は、スリット７１ａ、７１ｂを通過して操作スリーブ７２に固定されている。詳しくは後述するが、第１センタピン７６とスリット７１ａ、７１ｂによって操作スプール７１の操作スリーブ７２に対する回転角は所定範囲内の角度に規制される。また、第１センタピン７６が操作スリーブ７２とドライブシャフト７５に固定されているため、ドライブシャフト７５が回転するとドライブシャフト７５と一体化された操作スリーブ７２も回転する。
【００５１】
フィードバックスプール７３は、略円筒状であってフィードバック入力軸６２と同軸上に配置されており、フィードバック入力軸６２と接続されている。フィードバックスプール７３のフィードバック入力軸６２寄りには、中心軸Ｏを挟むように対向する２か所の位置に周方向に沿ってスリット７３ａ、７３ｂが形成されている。フィードバックスプール７３の内側には、ドライブシャフト７５が配置されている。フィードバック入力軸６２は、後述するリンク機構２６を介してフロントフレーム１１に連結されており、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対してステアリング角θｓ右側に回転すると、フィードバック入力軸６２およびフィードバックスプール７３もステアリング角θｓと同じ回転角θｓ右側に回転する。
【００５２】
フィードバックスリーブ７４は略円筒形状であって、フィードバックスプール７３の外側であってハウジング６３の内側に、フィードバックスプール７３およびハウジング６３に対して回転可能に配置されている。
規制部７８は、フィードバックスリーブ７４のフィードバックスプール７３に対する回転を所定範囲内の角度に規制する。規制部７８は、第２センタピン７７と、スリット７３ａ、７３ｂの周方向の両端の壁部７３ａｅ、７３ｂｅ（後述する図７参照）によって構成される。
【００５３】
第２センタピン７７は、ドライブシャフト７５のフィードバック入力軸６２側の端に、中心軸Ｏに対して垂直に配置されている。第２センタピン７７の両端は、スリット７３ａ、７３ｂを通過してフィードバックスリーブ７４に固定されている。第２センタピン７７とスリット７３ａ、７３ｂによってフィードバックスリーブ７４のフィードバックスプール７３に対する回転は所定範囲内の角度に規制される。また、第２センタピン７７がフィードバックスリーブ７４とドライブシャフト７５に固定されているため、フィードバックスリーブ７４が回転すると、フィードバックスリーブ７４と一体化されたドライブシャフト７５も回転する。このドライブシャフト７５の回転により、第１センタピン７６によってドライブシャフト７５と固定されている操作スリーブ７２が回転する。
【００５４】
（第２スプリング）
第２スプリング６５は、互いに回転可能なフィードバックスプール７３とフィードバックスリーブ７４の間に挿入されており、互いの回転差に応じた反力を発生させる。図４（ｃ）は、図２３のＢＢ´間の矢示断面図である。
図４（ｃ）に示すように、フィードバックスプール７３には、方形状の孔７３ｃ、７３ｄが、直径方向の対向壁のそれぞれに設けられている。
【００５５】
また、フィードバックスリーブ７４のフィードバック入力軸６２側の端には、直径方向の対向壁のそれぞれに矩形状の溝７４ｃ、７４ｄが形成されている。第２スプリング６５は、複数枚の凸形状の板バネを重ね合わせた２組の板バネ部６５ａから形成される。２組の板バネ部６５ａは、図４（ｃ）においてＸ型になるように、凸同士を対向させるように配置されている。２組の板バネ部６５ａは、フィードバックスプール７３の孔７３ｃ、７３ｄを貫通して、両端がフィードバックスリーブ７４の溝７４ｃ、７４ｄに貫入されている。このように、フィードバックスプール７３とフィードバックスリーブ７４は第２スプリング６５によって連結されている。この図４（ｃ）の状態では、孔７３ｃと溝７４ｃが周方向において一致し、孔７３ｄと溝７４ｄが周方向において一致している。このようにフィードバックスプール７３の孔７３ｃ、７３ｄの周方向の位置に、溝７４ｃ、７４ｄの周方向の位置が合うようにフィードバックスリーブ７４は第２スプリング６５によって付勢されている。
【００５６】
なお、第１スプリング６４は操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して規制されるまで撓むが、規制されるまでの第１スプリング６４に生じる反力以上の力を加えることによって撓み始めるように第２スプリング６５は設定されている。
詳しくは図７を用いて後述するが、操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して規制される角度まで回転し、更に、ジョイスティックレバー２４を操作した場合に、図４（ｄ）に示すように、第２スプリング６５が撓んでフィードバックスリーブ７４はフィードバックスプール７３に対して回転する。尚、図４（ｄ）は、図３のＢＢ´間の矢示断面図であり、下方から視ているため、図４（ｂ）と比較して回転方向の矢印が逆向きになっている。
【００５７】
すなわち、操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して規制される角度以上にジョイスティックレバー２４を操作させる場合には、オペレータは、第２スプリング６５の付勢力に逆らってジョイスティックレバー２４を操作する必要がある。
上記フィードバック部６６の構成によって、ステアリング角の変化に応じてフィードバック入力軸６２が回転するとフィードバックスプール７３が回転し、フィードバックスプール７３と第２スプリング６５を介して連結しているフィードバックスリーブ７４も回転する。そして、フィードバックスリーブ７４と、第２センタピン７７、ドライブシャフト７５および第１センタピン７６を介して固定されている操作スリーブ７２が回転し、操作スプール７１と操作スリーブ７２の回転角の差に変化が生じパイロット圧が変更される。
【００５８】
すなわち、パイロット弁４２では、操作入力軸６１の回転角θｉｎとフィードバック入力軸６２の回転角ｆｂ（ステアリング角θｓと一致する）との差αに応じて、操作スリーブ７２に対する操作スプール７１の位置が、中立位置Ｎｐ、左パイロット位置Ｌｐまたは右パイロット位置Ｒｐに移動する。回転角の差αがゼロの場合は、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐに位置する。また、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して左パイロット位置Ｌｐまたは右パイロット位置Ｒｐに位置する場合には、パイロット弁４２は、回転角の差αに応じてパイロット油圧源４３からの油が通過する開口面積を変化させる。これにより、回転角の差αに応じてパイロット弁４２からステアリング弁３２に送られるパイロット圧が調整される。
【００５９】
なお、操作入力軸６１には、例えばロータリセンサによって構成された第１回転角検出部１０１が設けられている。第１回転角検出部１０１は、操作入力軸６１の回転角θｉｎを検出する。フィードバック入力軸６２には、例えばロータリセンサによって構成された第２回転角検出部１０２が設けられている。また、第２回転角検出部１０２は、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）を検出する。第１回転角検出部１０１および第２回転角検出部１０２によって検出された回転角θｉｎ、θｆｂは、検出信号として制御部２８に送られる。
上述したように、ステアリング角検出部１０４によって、連結軸部１３においてもステアリング角θｓの検出を行っているが、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂは、ステアリング角θｓと一致するため、ステアリング角検出部１０４が設けられていなくてもよい。
【００６０】
（１−２−３．ジョイスティックレバー、連結部）
図５は、キャブ５内の構成を示す側面図である。キャブ５内には、オペレータが着座する運転席５ａが設けられている。運転席５ａの車幅方向左側にはステアリングボックス８０が配置されている。
【００６１】
ジョイスティックレバー２４は、ステアリングボックス８０から前に向かって斜め上方に突出して配置されている。
連結部２５は、ジョイスティックレバー２４とパイロット弁４２とを連結する。連結部２５は、ステアリング操作軸８１と、連結バー８２と、ユニバーサルジョイント部８３と、を主に有している。
【００６２】
ステアリング操作軸８１は、鉛直方向に配置されており、その中心軸Ｅを中心に回転可能にステアリングボックス８０に支持されている。連結バー８２は、ステアリングボックス８０内に配置されており、ジョイスティックレバー２４とステアリング操作軸８１を連結している。
ステアリング操作軸８１は、詳細には、レバー側軸部８１ａと、入力軸部８１ｂと、弁側軸部８１ｃが順に繋がって構成されている（後述の図８参照）。すなわち、レバー側軸部８１ａの一端は連結バー８２に連結されており、レバー側軸部８１ａの他端は入力軸部８１ｂの一端に繋がっている。また、入力軸部８１ｂの他端は、弁側軸部８１ｃの一端に繋がっており、弁側軸部８１ｃの他端は、ユニバーサルジョイント部８３に繋がっている。入力軸部８１ｂには、後述する力付与部２７からの補助力または反力が入力される。
【００６３】
ユニバーサルジョイント部８３は、ステアリング操作軸８１と、運転席５ａの近傍に配置されているパイロット弁４２の操作入力軸６１とを連結している。ユニバーサルジョイント部８３は、伸縮自在な中央部８３ａと、中央部８３ａの両端に配置されたジョイント部８３ｂ、８３ｃを有している。ジョイント部８３ｂは、ステアリング操作軸８１に連結されている。ジョイント部８３ｃは、操作入力軸６１に連結されている。
【００６４】
図６は、ジョイスティックレバー２４近傍を上方から視た平面図である。図６に示すように、ジョイスティックレバー２４は、ステアリングボックス８０の上面に形成された円弧状の孔８４から斜め上方に突出して形成されている。ジョイスティックレバー２４は、ステアリング操作軸８１（詳細には中心軸Ｅ）を中心にして水平方向に旋回可能となっている。また、ステアリングボックス８０の孔８４の右端の縁にはＲマークが形成されており、左端の縁にはＬマークが形成されている。
【００６５】
例えば、図６に示すように、オペレータがジョイスティックレバー２４を中央位置から右側に回転角θin回転操作すると、ステアリング操作軸８１も回転角θin右回転する。このステアリング操作軸８１の回転角θinの回転が、ユニバーサルジョイント部８３を介して操作入力軸６１に伝達されて、操作入力軸６１も回転角θin右回転する。ジョイスティックレバー２４を左回転させたときも同様である。
【００６６】
（１−２−４．リンク機構）
リンク機構２６は、フォローアップレバー９１と、フォローアップリンク９２と、ブラケット９３とを有する。
フォローアップレバー９１は、パイロット弁４２のフィードバック入力軸６２に固定されている。ブラケット９３は、フロントフレーム１１に固定されている。フォローアップリンク９２は、フォローアップレバー９１とブラケット９３とを連結している。
【００６７】
このリンク機構２６によって、リアフレーム１２に配置されているパイロット弁４２とフロントフレーム１１がリンクされている。
リンク機構２６によってリアフレーム１２に対するフロントフレーム１１のステアリング角θｓと、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂは、同じ角度となる。
すなわち、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して連結軸部１３を中心にしてステアリング角θｓ右側に回転した場合には、リンク機構２６を介してフィードバック入力軸６２も回転角θｓ右回転し、ステアリング角θｓ左側に回転した場合には、リンク機構２６を介してフィードバック入力軸６２も回転角θｓ左回転する。
【００６８】
（１−２−５．レバー反力）
次に、ジョイスティックレバー２４を操作する際に第１スプリング６４および第２スプリング６５によって生じるレバー反力について説明する。
図７（ａ）は、パイロット弁４２を模式的に示した図である。図７（ｂ）は、車体−レバー偏差角度とレバー反力の関係を示す図である。なお、車体−レバー偏差角度αは、ジョイスティックレバー２４の回転角θｉｎと、フロントフレーム１１のリアフレーム１２に対するステアリング角θｓ（＝θｆｂ）の差（θｉｎ―θｆｂ）である。また、図７（ｃ）は、偏差角度αがゼロのときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図である。図７（ｄ）は、偏差角度αがθ２のときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図である。図７（ｅ）は、偏差角度αがθ３のときにおける図７（ａ）のＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の矢示断面図である。図７（ａ）に示すように、ＣＣ´間、ＤＤ´間、ＥＥ´間およびＦＦ´間の断面図は、いずれも上方から視た図である。尚、図７（ｂ）では、説明を分かり易くするためジョイスティックレバー２４の遊びは考慮していない。
【００６９】
オペレータがジョイスティックレバー２４を中央位置から回転角θｉｎで回転操作した場合、操作入力軸６１も回転角θｉｎで回転する。一方、ステアリングシリンダ２１、２２の応答が遅れるため、回転角θｉｎに追従してステアリング角θｓも除々に大きくなる。このジョイスティックレバー２４の回転角θｉｎが目標とするステアリング角を示し、ステアリング角θｓが実際の実ステアリング角を示す。ステアリング角θｓの変化に対応して、フィードバック入力軸６２もステアリング角θｓと同じ回転角θｓで回転する。そして、フィードバック入力軸６２とともにフィードバックスプール７３も回転し、その回転によって第２スプリング６５を介して連結しているフィードバックスリーブ７４も回転する。
【００７０】
ここで、フィードバックスリーブ７４と操作スリーブ７２は、第１センタピン７６、第２センタピン７７およびドライブシャフト７５によって一体化されているため、フィードバックスリーブ７４の回転によって操作スリーブ７２も回転する。
すなわち、操作スプール７１の回転角と操作スリーブ７２の回転角の間に生じた回転角の差が、偏差角度αに対応する（図４（ｂ）参照）。
【００７１】
第１スプリング６４は、操作スプール７１を操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐになるように付勢しているため、偏差角度αを大きくするためには、第１スプリング６４の付勢力に逆らってジョイスティックレバー２４を操作する必要がある。
第１スプリング６４は、図７（ｂ）に示すバネ特性Ｓ１を有している。第１スプリング６４のバネ特性Ｓ１では、操作入力軸６１を回転させるためには初期反力Ｆ１（第１スプリング６４を撓ませ始めるために必要な力）以上の力でジョイスティックレバー２４を操作する必要がある。また、第１スプリング６４のバネ特性Ｓ１では、偏差角度αが大きくなるに従ってレバー反力が大きくなる。すなわち、偏差角度αが大きくなるに従って、ジョイスティックレバー２４の操作に必要な力が大きくなる。
【００７２】
図７（ｃ）に示すように、偏差角度αがゼロの中立位置Ｎｐでは、第１センタピン７６は、操作スプール７１のスリット７１ａ、７１ｂの中央に配置されている。また、第２センタピン７７は、フィードバックスプール７３のスリット７３ａ、７３ｂの中央に配置されている。
そして、ジョイスティックレバー２４を例えば右側に回転操作して偏差角度αを大きくし、偏差角度αが角度θ２に達すると、図７（ｄ）に示すように、第１センタピン７６がスリット７１ａの周方向に形成されている壁部７１ａｅと、スリット７１ｂの周方向に形成されている壁部７１ｂｅに当接する。このとき、第２センタピン７７は、フィードバックスプール７３のスリット７３ａ、７３ｂの中央に配置されている。これは、偏差角度αが角度θ２のときの第１スプリング６４による反力をＦ２とすると、第２スプリング６５のバネ特性Ｓ２に示すように初期反力（第２スプリング６５を撓ませ始めるために必要な力）がＦ２に設定されているためである。なお、第２スプリング６５の初期反力は、Ｆ２より大きく設定されていてもよく、Ｆ２以上であればよい。
【００７３】
更に、オペレータがジョイスティックレバー２４を右側に回転操作するためには、第２スプリング６５の反力に逆らって操作する必要がある。すなわち、ジョイスティックレバー２４を更に右側に回転操作する場合、第１センタピン７６が壁部７１ｂｅと壁部７１ａｅに当接しているため、操作スプール７１を回転させようとすると操作スリーブ７２ごと回転させる必要がある。また、上述したように操作スリーブ７２は、フィードバックスリーブ７４と一体化されており、フィードバックスプール７３はフィードバック入力軸６２と接続されている。このため、ジョイスティックレバー２４を更に右側に回転操作する場合には、図４（ｄ）に示すように、第２スプリング６５の反力に逆らって操作することになる。
【００７４】
そして、偏差角度αがθ３に達すると、図７（ｅ）に示すように第２センタピン７７がスリット７３ａの周方向に形成されている壁部７３ａｅと、スリット７３ｂの周方向に形成されている壁部７３ｂｅに当接する。このように、第２センタピン７７は、角度（θ３−θ２）回転可能となっている。すなわち、角度θ３よりも偏差角度αが大きく出来ないようにパイロット弁４２は構成されている。このため、図７（ｂ）に示すように角度θ３でレバー反力が直線的に立ち上がっている。この第２センタピン７７の壁部７３ａｅ、７３ｂｅへの当接が勢い良く行われた場合、急減な反動が発生してオペレータの手首に負担が生じる。この角度θ３は、キャッチアップ角とも呼ばれる。
【００７５】
なお、図７（ｂ）では、ジョイスティックレバー２４を右側に回転操作した場合を例に挙げて説明したが、左側に回転操作した場合も同様であり、その場合、偏差角度αはマイナスの値となり、後述する図１２の二点鎖線Ｌ３０に示すように左右対称となる。すなわち、−θ２で第１センタピン７６が壁部７１ａｅ、７１ｂｅに当接し、−θ３で第２センタピン７７が壁部７３ａｅ、７３ｂｅに当接する。このように、偏差角度αの絶対値が角度θ３より大きくならないようにパイロット弁４２は構成されている。
【００７６】
なお、偏差角度αがθ２に達するまでは、操作スプール７１の回転角と操作スリーブ７２の回転角に差が生じるが、角度θ２を越えると操作スプール７１と操作スリーブ７２の間には回転角に差が生じないため、パイロット弁４２の開度は一定である。また、偏差角度αが角度θ２〜θ３の間は、パイロット弁４２の開度は一定であるが、可変減圧部４１を制御し偏差角度に応じてパイロット圧を変化させればよい。
【００７７】
（１−２−６．力付与部）
図８は、力付与部２７を示す斜視図である。
力付与部２７は、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力または反力を付与する。力付与部２７は、電動モータ１１１と、ウォームギア１１２と、を有する。ウォームギア１１２は、円筒ウォーム１１２ａとウォームホイール１１２ｂを持つ。ウォームホイール１１２ｂは、上述した入力軸部８１ｂの周囲に設けられており、円筒ウォーム１１２ａと噛み合っている。電動モータ１１１の出力軸は、円筒ウォーム１１２ａに接続されており、円筒ウォーム１１２ａを、その中心軸周りに回転させる。電動モータ１１１は、制御部２８に設けられている駆動回路２０４からの指令に基づいて駆動する。
【００７８】
なお、入力軸部８１ｂの第１端８１ｂ１がレバー側軸部８１ａと繋がっており、第２端８１ｂ２が弁側軸部８１ｃと繋がっている。
電動モータ１１１が駆動されると、円筒ウォーム１１２ａが回転し、その回転によってウォームホイール１１２ｂが回転し、ウォームホイール１１２ｂと固定されている入力軸部８１ｂにも回転力が生じる。円筒ウォーム１１２ａの回転方向を変えることによって、入力軸部８１ｂに左回転および右回転のいずれの方向にも回転力を加えることができる。
【００７９】
例えば、ジョイスティックレバー２４を右回転させる際に、入力軸部８１ｂに右回転方向に力を加えることによって、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力を付与することになる。また、ジョイスティックレバー２４を右回転させる際に、入力軸部８１ｂに左回転方向に力を加えることによって、ジョイスティックレバー２４の操作に対して反力を付与することなる。
【００８０】
なお、入力軸部８１ｂには、トルクセンサ１０３が設けられている。トルクセンサ１０３は、オペレータがジョイスティックレバー２４に加えることによって入力軸部８１ｂに生じるトルクを検出する。本実施の形態のトルクセンサ１０３は、例えば、トーションバーのねじれをコイルによって検出することにより、入力軸部８１ｂの回転方向と入力軸部８１ｂに生じるトルクを検出する。検出された回転方向およびトルクＴは、操舵トルク信号として制御部２８へ出力される。
【００８１】
（１−２−７．圧力検出部）
圧力検出部２９は、図２に示すように、第１圧力センサ１０８と、第２圧力センサ１０９とを有する。第１圧力センサ１０８は、第１ステアリング管路３８における収縮ポート２１ｂと伸長ポート２２ａへの分岐点３８ａよりもステアリング弁３２側に配置されている。第１圧力センサ１０８は、ステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａ側の圧力（シリンダボトム側）を検出する。伸長ポート２２ａに油が供給されるときに、ステアリングが左方向に操作されるため、第１圧力センサ１０８は、左方向へのステアリング操作の際に伸長するステアリングシリンダ２２のボトム圧を計測する。
【００８２】
第２圧力センサ１０９は、第２ステアリング管路３９における収縮ポート２２ｂと伸長ポート２１ａへの分岐点３９ａよりもステアリング弁３２側に配置されている。第２圧力センサ１０９は、ステアリングシリンダ２１における伸長ポート２１ａ側の圧力（シリンダボトム側）を検出する。伸長ポート２１ａに油が供給されるときに、ステアリングが右方向に操作されるため、第２圧力センサ１０９は、右方向へのステアリング操作の際に伸長するステアリングシリンダ２１のボトム圧を計測する。
【００８３】
（１−２−８．制御部）
図９は、制御部２８の構成を示すブロック図である。図９に示すように、制御部２８は、アシストトルク決定部２０１と、圧力差演算部２０２と、駆動回路２０４と、を有する。
アシストトルク決定部２０１、および圧力差演算部２０２は、ＣＰＵ等の演算装置によって実行される。
【００８４】
圧力差演算部２０２は、第１圧力センサ１０８から第１圧力値の信号Ｓ（ＰＶ１）を受信し、第２圧力センサ１０９から第２圧力値の信号Ｓ（ＰＶ２）を受信する。圧力差演算部２０２は、第２圧力値ＰＶ２から第１圧力値ＰＶ１を引き、圧力差ΔＰを算出する。
アシストトルク決定部２０１は、ジョイスティックレバー２４の入力トルクに対して付与するアシストトルクの関係（アシストトルク情報）を複数の圧力差ごとに記憶している。なお、アシストトルク情報については後段にて詳述する。アシストトルク情報は、アシストトルク決定部２０１に設けられた記憶部に記憶されているが、別途設けられた記憶部に記憶されていてもよい。また、記憶部は、制御部２８内に設けられていてもよいし、制御部２８外に設けられていてもよい。記憶部は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはＨＤＤ等によって構成されている。
【００８５】
アシストトルク決定部２０１は、トルクセンサ１０３からの操舵トルク信号（図９に示すＳ（Ｔ０））および圧力差演算部２０２からの圧力差情報を受け取る。そして、アシストトルク決定部２０１は、操舵トルク信号および圧力差情報からアシストトルクを決定する。
アシストトルク決定部２０１は、決定したアシストトルクを第１アシストトルク信号（図９に示すＳ（Ｔ１））として出力する。
【００８６】
駆動回路２０４は、算出された目標アシストトルクに基づいて電動モータ１１１を駆動する。
このように、制御部２８は、トルクＴおよび圧力差ΔＰに基づいて、オペレータのジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力を付与できる。
なお、制御部２８は、回転角θｉｎ、回転角θｆｂ（＝θｓ）、および車速Ｖに基づいて、図２に示すように可変減圧部４１も制御する。これにより、左右のステアリングシリンダ２１、２２への油の流量が急減に変化しないように、パイロット弁４２に送られるパイロット圧の元圧を制御できる。
また、制御部２８による電動モータ１１１および可変減圧部４１の制御は、有線で行われてもよいし、無線によって行われても良い。
【００８７】
＜２．動作＞
以下に、本実施の形態のホイールローダ１のステアリング動作について説明する。
（２−１．ステアリング操作）
ジョイスティックレバー２４が中央位置にある場合、操作入力軸６１は所定の初期位置に位置しており、操作入力軸６１による回転角θｉｎはゼロである。また、ステアリング角θｓもゼロであるため、フィードバック入力軸６２も所定の初期位置に位置している。なお、本実施の形態では、ステアリング角θｓは、図７（ａ）に示すように、リアフレーム１２に対して前後方向に沿った状態をゼロとして、その状態からの角度を示す。また、回転角θｉｎは、図６に示すように、ジョイスティックレバー２４の中央位置からの回転角を示す。また、偏差角度を求める際には、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。
【００８８】
このとき、操作スプール７１は、操作スリーブ７２に対して図４（ａ）に示す中立位置Ｎｐに位置する。この場合、ステアリング弁３２の第１パイロット室３４と第２パイロット室３５のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁３２の弁体３３も中立位置Ｎｓとなっている。このため、左右のステアリングシリンダ２１、２２への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θｓはゼロに維持され、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）もゼロに維持される。
【００８９】
次に、オペレータがジョイスティックレバー２４を図６に示すように中央位置から右側に回転させるために操作力Ｆｉｎを加える。操作力Ｆｉｎが第１スプリング６４のＦ１を越えると操作入力軸６１がジョイスティックレバー２４と同様に右方向に回転して操作入力軸６１の回転角θｉｎが増大する。このとき、左右のステアリングシリンダ２１、２２の反応の遅れのために、ステアリング角θｓはまだゼロの状態であり、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）もゼロである。このため、回転角θｉｎとステアリング角θｓの偏差角度（α＝θｉｎ―θｓ）は増大する。
【００９０】
上記操作入力軸６１の回転とともに操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して右回転する。ここで、操作スリーブ７２は、フィードバックスリーブ７４と一体化されており、フィードバックスリーブ７４は、第２スプリング６５によってフィードバックスプール７３と連結されている。そして、第２スプリング６５の初期反力Ｆ２は、図７（ｂ）に示す第１スプリング６４のバネ特性Ｓ１の反力以上である。そのため、操作スリーブ７２は、操作スプール７１に連れられて回転せず、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して右回転する。
【００９１】
このように、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して右回転して右パイロット位置Ｒｐに移動し、第２パイロットポートＰ８にパイロット圧が供給され、第２パイロット室３５にパイロット圧が供給される。
これにより、ステアリング弁３２の弁体３３が右ステアリング位置Ｒｓに移動し、ステアリングシリンダ２１の伸長ポート２１ａおよびステアリングシリンダ２２の収縮ポート２２ｂに油が供給されるとともに、ステアリングシリンダ２１の収縮ポート２１ｂおよびステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａから油が排出される。これにより、アーティキュレート動作が開始し、ステアリング角θｓが除々に増大し、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して右方向に向けられる（図２のＲ参照）。このステアリング角θｓの変化は、リンク機構２６によってフィードバック入力軸６２へと伝達され、フィードバック入力軸６２は回転角θｓで回転する。
【００９２】
オペレータがジョイスティックレバー２４を所定の回転角θ１で停止させると、操作入力軸６１も回転角θ１で停止する。一方、ステアリング角θｓは除々に増大しているため、フィードバック入力軸６２の回転角θｓも増大する。フィードバック入力軸６２とともにフィードバックスプール７３も回転し、フィードバックスプール７３と第２スプリング６５を介して連結しているフィードバックスリーブ７４も回転する。フィードバックスリーブ７４は、第１センタピン７６、第２センタピン７７、およびドライブシャフト７５を介して操作スリーブ７２と一体化されているため、フィードバックスリーブ７４の回転とともに操作スリーブ７２も回転する。操作スリーブ７２の回転によって操作スリーブ７２と操作スプール７１の回転角の差（偏差角度α）は小さくなる。そして、ステアリング角θｓ（フィードバック入力軸６２の回転角θｓ）が回転角θ１（操作入力軸６１の回転角θｉｎ）に追いつくと、偏差角度αがゼロになる。このとき、パイロット弁４２の操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐに位置している。この場合、ステアリング弁３２の第１パイロット室３４と第２パイロット室３５のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁３２も中立位置Ｎｓとなる。このため、左右のステアリングシリンダ２１、２２への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θｓは回転角θ１に維持される。
【００９３】
このように、ジョイスティックレバー２４を右側へ回転させ所定の回転角θ１で停止させると、ステアリング角θｓも同じ回転角θ１に維持される。これにより、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して右側へ回転角θ１の方向に向けて維持される。
次に、オペレータがジョイスティックレバー２４を右側位置から中央位置に向けて戻すと、操作入力軸６１も同様に回転して操作入力軸６１の回転角θｉｎが減少する。このとき、左右のステアリングシリンダ２１、２２の反応の遅れのために、ステアリング角θｓはまだ回転角θ１の状態である。このため、回転角の差α（＝θｉｎ―θｓ）はゼロから減少してマイナスになる。すると、操作スプール７１が操作スリーブ７２に対して左回転して左パイロット位置Ｌｐに移動し、第１パイロットポートＰ７にパイロット圧が供給される。これにより、ステアリング弁３２の弁体３３が左ステアリング位置Ｌｓに移動し、ステアリングシリンダ２１の収縮ポート２１ｂおよびステアリングシリンダ２２の伸長ポート２２ａに油が供給されるとともに、ステアリングシリンダ２１の伸長ポート２１ａおよびステアリングシリンダ２２の収縮ポート２２ｂから油が排出される。これによりステアリング角θｓが回転角θ１から除々に減少する。このステアリング角θｓの変化は、リンク機構２６によってフィードバック入力軸６２へと伝達され、フィードバック入力軸６２はステアリング角θｓの変化と同じ回転角の変化で回転する。
【００９４】
オペレータがジョイスティックレバー２４を中央位置で停止させると、操作入力軸６１も初期位置すなわち回転角θｉｎがゼロの位置で停止する。一方、ステアリング角θｓも回転角θ１から除々に減少しているため、回転角の差（偏差角度）αは除々に小さくなる。そして、ステアリング角θｓがゼロになると、フィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）もゼロとなり、回転角の差αはゼロとなる。このとき、操作スプール７１は操作スリーブ７２に対して中立位置Ｎｐに配置されている。この場合、ステアリング弁３２の第１パイロット室３４と第２パイロット室３５のパイロット圧は同じであり、ステアリング弁３２も中立位置Ｎｓとなっている。このため、左右のステアリングシリンダ２１、２２への油の供給または排出が行われておらず、ステアリング角θｓもゼロに戻って維持される。これによって、フロントフレーム１１はリアフレーム１２に対して前後方向に沿った向きに戻される。
なお、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合は、上記と同様であるため省略する。
【００９５】
（２−２．力付与部の制御）
次に、上述したようなジョイスティックレバー２４の操作が行われた際の力付与部２７の制御について説明する。
【００９６】
本実施の形態のホイールローダ１では、アシストトルク情報に基づいて、トルクおよび圧力差からジョイスティックレバー２４の操作に対して付与するアシストトルクを変更する。そして、ステアリングシリンダ２１、２２における圧力が増加したときには、ジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を生じさせて、オペレータにステアリングシリンダ２１、２２の状態を感じ取らせる。
はじめに、アシストトルク情報について説明する。
【００９７】
（２−２−１．アシストトルク情報）
図１０は、複数の異なる圧力差においてレバー入力トルクに対して付与するアシストトルク（アシストトルク情報）を示す図である。図１０において、一点鎖線Ｌ１、点線Ｌ２、実線Ｌ３は、それぞれ、回転方向に対応する圧力差（回転方向を考慮した圧力差ともいえる）が小、中、大のときのアシストトルク情報を示す。
【００９８】
回転方向に対応する圧力差が大とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差ΔＰが＋２０ＭＰａとなる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差ΔＰが−２０ＭＰａとなる場合を示す。また、回転方向に対応する圧力差が中とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差が＋１０ＭＰａとなる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差が−１０ＭＰａとなる場合を示す。また、回転方向に対応する圧力差が小とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差が０ＭＰａ以下となる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差が０ＭＰａ以上となる場合を示す。
【００９９】
すなわち、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときには、回転方向に対応する圧力差は、０ＭＰａ以下から＋２０ＭＰａへと大きくなる。一方、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときには、回転方向に対応する圧力差は０ＭＰａ以上から−２０ＭＰａへと大きくなる。
図１０に示すグラフでは、正のレバー入力トルクが右方向側へのジョイスティックレバー２４の回転によって生じるトルクを示し、負のレバー入力トルクが左方向側へのジョイスティックレバー２４の回転によって生じるトルクを示す。また、正のアシストトルクが入力軸部８１ｂに右回転に力を加える場合を示し、負のアシストトルクが入力軸部８１ｂに左回転に力を加える場合を示す。
【０１００】
Ｌ１のうちレバー入力トルクが正の値であるＬ１ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた場合における圧力差が０ＭＰａ以下のときのアシストトルクを示す。Ｌ１のうちレバー入力トルクが負の値であるＬ１ｂは、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合における圧力差が０ＭＰａ以上のときのアシストトルクを示す。
ここで、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときでも、ＰＶ２からＰＶ１を引いた圧力差ΔＰが瞬間的に負の値になることがあるため、Ｌ１ａは、圧力差が０ＭＰａ以下に設定されている。また、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときでも、ＰＶ２からＰＶ１を引いた圧力差ΔＰが瞬間的に正の値になることがあるため、Ｌ１ｂは、圧力差が０ＭＰａ以上に設定されている。
【０１０１】
また、Ｌ２のうちレバー入力トルクが正の値であるＬ２ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた場合における圧力差が＋１０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。Ｌ２のうちレバー入力トルクが負の値であるＬ２ｂが、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合における圧力差が−１０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。また、Ｌ３のうちレバー入力トルクが正の値であるＬ３ａが、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた場合における圧力差が２０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。Ｌ３のうちレバー入力トルクが負の値であるＬ３ｂが、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合における圧力差が２０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。
【０１０２】
Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ３ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させる場合を示し、このときアシストトルクが正の値であるため、入力軸部８１ｂに右回転に力が加えられる。また、Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ｂは、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させる場合を示し、アシストトルクが負の値であるため、入力軸部８１ｂに左回転に力が加えられる。このように、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力が付加される。
【０１０３】
また、Ｌ１ａとＬ１ｂは原点に対して対称になっており、Ｌ２ａとＬ２ｂは原点に対して対称になっており、Ｌ３ａとＬ３ｂは原点に対して対称になっている。そのため、入力トルクの絶対値に対するアシスト力は左右対称となる。
図１０に示すアシストトルク情報では、回転方向に対応する圧力差が大きいほど、ジョイスティックレバー２４を補助する力が小さくなるように設定されている。すなわち、圧力差が大きくなると補助する力が減少するため、オペレータはジョイスティックレバー２４の操作に抵抗を感じ、ステアリングシリンダ２１、２２に負荷が発生していることを感じ取ることができる。
【０１０４】
（２−２−２．制御動作）
図１１は、力付与部２７の制御動作を示すフロー図である。
ジョイスティックレバー２４を操作すると、ステップＳ１１０において、制御部２８のアシストトルク決定部２０１はトルクセンサ１０３から操舵トルク信号（図９に示すＳ（Ｔ０））を受信する。操舵トルク信号には、トルクの大きさと回転方向に関する情報が含まれている。例えば、プラスのトルク値の場合、入力軸部８１ｂの右回転によって生じるトルクとし、マイナスのトルク値の場合、入力軸部８１ｂの左回転によって生じるトルクとすることによって、トルク値に、トルクの大きさと回転方向に関する情報を含ませることができる。
【０１０５】
次に、ステップＳ１２０において、制御部２８は、操舵トルク信号に基づいて、ジョイスティックレバー２４の操舵方向を判定する。この操舵方向によって、力を付与する際における電動モータ１１１の回転方向が決まる。
次にステップＳ１３０において、制御部２８の圧力差演算部２０２は、第１圧力センサ１０８から第１の圧力値信号Ｓ（ＰＶ１）を取得し、第２圧力センサ１０９から第２の圧力値信号Ｓ（ＰＶ２）を取得する。
【０１０６】
そして、ステップＳ１４０において、圧力差演算部２０２は、第２圧力値ＰＶ２から第１圧力値ＰＶ１を引いて圧力差を演算する。
つぎに、ステップＳ１５０において、アシストトルク決定部２０１は、記憶している図１０に示すアシスト情報に基づいて、圧力差演算部２０２から取得した圧力差情報とトルクセンサ１０３から取得した操舵トルク信号とからアシストトルクを決定する。そして、アシストトルク決定部２０１は、ステップＳ１６０において、決定したアシストトルクを目標アシストトルク信号（図９に示すＳ（Ｔ１））として駆動回路２０４に出力する。
【０１０７】
アシストトルク決定部２０１は、圧力差演算部２０２による圧力差の値に基づいて、記憶している複数の圧力差のアシストトルク情報（図１０のＬ１、Ｌ２、Ｌ３）から第１アシストトルクを決定する。また、ステップＳ１２０における操舵方向の判定によって、ジョイスティックレバー２４の操作が右回転であるか左回転であるかが判定されている。
圧力差演算部２０２からの検出値が３つの圧力差の間の場合、その圧力差におけるアシストトルクを補間計算によって算出する。例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転操作したときの圧力差が＋５ＭＰａの場合、操舵トルク信号から取得したレバー入力トルクにおける０ＭＰａ以下（Ｌ１ａ）、＋１０ＭＰａ（Ｌ２ａ）、＋２０ＭＰａ（Ｌ３ａ）におけるアシストトルクの値から補間計算により＋５ＭＰａにおけるアシストトルクを求める。このとき、Ｌ１ａのグラフは、０ＭＰａにおけるアシストトルクの値を示しているものとして補間計算が行われる。
【０１０８】
なお、ジョイスティックレバー２４を右側に回転操作したときの圧力差が０ＭＰａ以下の値のときは、補間計算は行われず、Ｌ１ａのグラフからアシストトルクの値が決定される。
また、ジョイスティックレバー２４を左側に回転操作したときの圧力差が−５ＭＰａの場合、操舵トルク信号から取得したレバー入力トルクにおける０ＭＰａ以上（Ｌ１ｂ）、−１０ＭＰａ（Ｌ２ｂ）、−２０ＭＰａ（Ｌ３ｂ）におけるアシストトルクの値から補間計算により−５ＭＰａにおけるアシストトルクを求める。なお、補間計算としては、例えば、線形補間を挙げることができる。このとき、Ｌ１ｂのグラフは、０ＭＰａにおけるアシストトルクの値を示しているものとして補間計算が行われる。また、ジョイスティックレバー２４を左側に回転操作したときの圧力差が０ＭＰａ以上の値のときは、補間計算は行われず、Ｌ１ｂのグラフからアシストトルクの値が決定される。
【０１０９】
このように、補間計算によりアシストトルクを算出することにより、圧力差の値に応じて連続的にアシストトルクを変化できる。
図１２は、決定されたアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与した場合の偏差角度に対するレバー反力を示す図である。図１２では、実線Ｌ４は回転方向に対応する圧力差が大（例えば、右側回転において＋２０ＭＰａ、左側回転において−２０ＭＰａ）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示し、点線Ｌ５は、回転方向に対応する圧力差が中（例えば、右側回転において＋１０ＭＰａ、左側回転において−１０ＭＰａ）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ６は回転方向に対応する圧力差が小（例えば右側回転において０ＭＰａ以下、左側回転において０ＭＰａ以上）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示す。また、図１２には、アシストトルクを付与しない場合が二点鎖線Ｌ３０で示されている。この図１２のＬ３０は、図７（ｂ）と同じ状態を示す。
【０１１０】
また、図１２では、正の偏差角度αがジョイスティックレバー２４を右側に移動した場合を示し、負の偏差角度αがジョイスティックレバー２４を左側に移動した場合を示す。すなわち、角度θ３は、図７（ｅ）に示すように、ジョイスティックレバー２４を右回転させたときに操作が規制される角度を示し、角度−θ３は、ジョイスティックレバー２４を左回転させたときに操作が規制される角度を示す。また、角度θ２は、図７（ｄ）に示すように、ジョイスティックレバー２４を右回転させたときに第１センタピン７６が壁部７１ａｅ、７１ｂｅに当接する角度を示し、角度−θ２は、ジョイスティックレバー２４を左回転させたときに第１センタピン７６が壁部７１ａｅ、７１ｂｅに当接する角度を示す。
【０１１１】
図１２に示すように、Ｌ４〜６、Ｌ３０は、それぞれ縦軸に対して線対称になっている。Ｌ４〜Ｌ６では、左右の操作に対して対称にアシスト力（補助力）が付与され、アシストトルクを付与しない場合（Ｌ３０）に比べてレバー反力が小さくなっている。
また、回転方向に対応する圧力差が大きくなるに応じて、レバー反力が大きくなるように設定されている。
以上により、ステアリングシリンダ２１、２２における圧力値に基づいてジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を発生させることができる。
【０１１２】
（２−２−３．負荷発生の一例）
図１３は、ステアリングシリンダ２１に負荷が発生する場合の一例を示す平面模式図である。ステアリングシリンダ２１のシリンダチューブ２１ｃ内のピストン２１ｄによって分けられる空間のうち、ピストンロッド２１ｅ側の第１空間が２１ｆとして示され、その反対側の第２空間が２１ｇとして示されている。第２空間２１ｇは、ステアリングシリンダ２１のボトム側の空間ともいえる。
【０１１３】
同様に、ステアリングシリンダ２２のシリンダチューブ２２ｃ内のピストン２２ｄによって分けられる空間のうち、ピストンロッド２２ｅ側の第１空間が２２ｆとして示され、その反対側の第２空間が２２ｇとして示されている。第２空間２２ｇは、ステアリングシリンダ２２のボトム側の空間ともいえる。
右方向にアーティキュレート動作（ステアリング動作ともいえる）が行われたときに、図１３に示すようにバケット１５の右側に障害物Ｑ（図１３では岩であるが、雪等も考えられる）が存在する場合を例に挙げて説明する。
【０１１４】
ジョイスティックレバー２４が、例えば右方向に回転角θ１操作されることにより、右方向にアーティキュレート動作が行われるが、バケット１５が障害物Ｑに干渉するまでは、ステアリング角θｓは回転角θ１に向かって変化する。また、ステアリングシリンダ２１の第２空間２１ｇとステアリングシリンダ２２の第１空間２２ｆに油が供給されるとともに、ステアリングシリンダ２１の第１空間２１ｆとステアリングシリンダ２２の第２空間２２ｇからは油が排出されるため、第１圧力センサ１０８による第１圧力値と第２圧力センサ１０９による第２圧力値の差は例えば１０ＭＰａである。このため、ジョイスティックレバー２４の操作に対する反力は、図１２に示すＬ５となっている。
【０１１５】
そして、ステアリング角θｓが、回転角θ１に達する前に障害物Ｑが存在する場合、アーティキュレート動作は障害物Ｑによって阻害される。このときの偏差角度αをθ１０とする。このとき、ステアリング角θｓが回転角θ１に到達していないため、ステアリング角θｓを回転角θ１に近づけるように、ステアリングシリンダ２１の第２空間２１ｇとステアリングシリンダ２２の第１空間２２ｆに油が供給され続ける。そのため、ステアリングシリンダ２１の第２空間２１ｇとステアリングシリンダ２２の第１空間２２ｆの圧力が徐々に高くなる。この圧力は、図２に示す第２圧力センサ１０９によって第２圧力値として検知される。
【０１１６】
一方、ステアリングシリンダ２１の第１空間２１ｆとステアリングシリンダ２２の第２空間２２ｇからは油が排出されるだけであるため、第１圧力センサ１０８によって検出される第１圧力値は高くならない。そのため、圧力差演算部２０２で演算される圧力差（第２圧力値−第１圧力値）は大きくなる。例えば、ジョイスティックレバー２４の位置を維持した状態（偏差角θｓがθ１０の状態）において圧力差が上昇すると、例えば点線Ｌ５（通常のステアリング操作時の圧力差１０ＭＰａ）から図１２に示す実線Ｌ４（圧力差２０ＭＰａ）に近づくように徐々にレバー反力が大きくなる（矢印Ｆ参照）。すなわち、偏差角度θ１０において、レバー反力がＬ５のレバー反力から上昇する。
【０１１７】
また、オペレータが、障害物Ｑに気付かず、アーティキュレート動作を行わせるために、ジョイスティックレバー２４を更に右方向に操作すると、偏差角度が大きくなるためレバー反力が上昇するとともに、圧力差ΔＰも上昇し、レバー反力が更に上昇する（矢印Ｇ参照）。例えば、矢印Ｇに示すように、レバー反力は、点線Ｌ５から偏差角度が大きくなりながら実線Ｌ４に近づく。そのため、オペレータはジョイスティックレバー２４の操作に抵抗を感じ取ることができる。これにより、オペレータは、ステアリングシリンダ２１、２２に負荷が発生していることに気付くことができる。
【０１１８】
（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。上記実施の形態１では、車両の速度については考慮せずにアシストトルクを決定しているが、本実施の形態では、車両の速度も考慮してアシストトルクの決定を行う。本実施の形態２では、実施の形態１の相違点を中心に説明を行う。なお、実施の形態１と同様の構成については同一番号を付する。
【０１１９】
＜１．構成＞
図１４は、本実施の形態２のホイールローダ１の制御部２２８を示す図である。本実施の形態２では、制御部２２８は、アシストトルク決定部２０１と、圧力差演算部２０２と、トルク調整決定部２０３と、調整演算部２０５と、駆動回路２０４とを主に有する。アシストトルク決定部２０１と、圧力差演算部２０２と、駆動回路２０４とは、実施の形態１と同様である。
【０１２０】
トルク調整決定部２０３は、車速センサ１０５から車両速度信号Ｓ（Ｖ）を受信し、ホイールローダ１の速度に基づいてアシストトルク決定部２０１で決定したアシストトルクを調整する。具体的には、トルク調整決定部２０３は、トルク調整情報に基づいて、取得した車速からアシストトルクの倍率を決定する。トルク調整情報は、トルク調整決定部２０３に記憶されているが、別途記憶部に記憶されていてよい。図１４に示すように、トルク調整情報は、車速がゼロのときの倍率を１として、車速が速くなるに従って倍率が低くなるように設定されている。トルク調整決定部２０３は、決定した調整倍率の情報を調整演算部２０５へと出力する。
【０１２１】
調整演算部２０５は、アシストトルク決定部２０１で決定したアシストトルクに調整倍率を掛けて目標アシストトルクを演算する。調整演算部２０５は、目標アシストトルクに関する情報を含む目標アシストトルク信号Ｓ（Ｔ１）を生成し、駆動回路２０４に出力する。
【０１２２】
＜２．動作＞
次に、本実施の形態２のホイールローダ１の力付与部２７の制御動作について説明する。図１５は、本実施の形態２の力付与部２７の制御動作を示すフロー図である。
ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の動作は、実施の形態１と同様である。ステップＳ１４０の次に、ステップＳ１４１において、制御部２２８のトルク調整決定部２０３が、車速センサ１０５から車両速度信号Ｓ（Ｖ）を受信する。
次に、ステップＳ１５０において、実施の形態１で説明したように、アシストトルク決定部２０１が、操舵トルク信号Ｓ（Ｔ０）および圧力差情報から、アシストトルク情報に基づいてアシストトルクを決定する。
【０１２３】
次に、ステップＳ１５１において、トルク調整決定部２０３が、トルク調整情報に基づいて、車速信号Ｓ（Ｖ）から調整倍率を決定する。
次に、ステップＳ１５２において、調整演算部２０５が、ステップＳ１５０で決定したアシストトルクにステップＳ１５１で決定した調整倍率を掛けて目標アシストトルクを演算する。
【０１２４】
次に、ステップＳ１６０において、調整演算部２０５は、目標アシストトルク（指令トルクともいえる）に関する情報を含む目標アシストトルク信号Ｓ（Ｔ１）を生成し、駆動回路２０４を介して電動モータ１１１へと出力する。
図１６（ａ）は、車速が低速（５ｋｍ／時）の場合に決定されたアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与したときの偏差角度に対するレバー反力を示す図である。図１６（ｂ）は、車速が高速（２０ｋｍ／時）の場合に決定されたアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与したときの偏差角度に対するレバー反力を示す図である。
【０１２５】
図１６（ａ）に示す実線Ｌ７は回転方向に対応する圧力差が大（例えば、右側回転において＋２０ＭＰａ、左側回転において−２０ＭＰａ）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ８は回転方向に対応する圧力差が小（例えば、右側回転において０ＭＰａ以下、左側回転において０ＭＰａ以上）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示す。また、アシストトルクを付与しない場合が二点鎖線Ｌ３０で示されている。
【０１２６】
図１６（ｂ）に示す実線Ｌ９は回転方向に対応する圧力差が大（例えば、右側回転において＋２０ＭＰａ、左側回転において−２０ＭＰａ）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ１０は回転方向に対応する圧力差が小（例えば、右側回転において０ＭＰａ以下、左側回転において０ＭＰａ以上）の場合における偏差角度に対するレバー反力を示す。また、アシストトルクを付与しない場合が二点鎖線Ｌ３０で示されている。
【０１２７】
Ｌ７とＬ９を比較するとわかるように、同じ圧力差（２０ＭＰａ）において車速が高速の場合の方が低速の場合よりもジョイスティックレバー２４の操作に対して加える補助力が小さく設定されている。また、Ｌ８とＬ１０の場合も同様に、同じ圧力差（０ＭＰａ）において車速が高速の場合の方が低速の場合よりもジョイスティックレバー２４の操作に対して加える補助力が小さく設定されている。
【０１２８】
このように高速の場合における補助力を低速の場合よりも小さくすることで、高速のときの走行安定性を確保できる。また、低速の場合の補助力を高速の場合よりも大きくすることにより、低速のときの操作性を確保できる。
また、Ｌ７とＬ８の間のレバー反力の差と、Ｌ９とＬ１０の間のレバー反力の差とからわかるように、車速が高速の場合には、低速の場合よりもステアリングシリンダ２１、２２のいずれかの圧力が大きくなった場合にジョイスティックレバー２４の操作に対して生じさせる抵抗力が小さく設定されている。
これによって、高速移動の場合に急激な抵抗の増加を抑制し高速における安定性を確保できる。
【０１２９】
（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。上記実施の形態２では、操舵トルク、圧力差、および車速に基づいてアシストトルクを決定しているが、本実施の形態３では、更に偏差角度にも基づいてアシストトルクを決定する。本実施の形態３では、実施の形態１、２の相違点を中心に説明を行う。なお、実施の形態１、２と同様の構成については同一番号を付する。
【０１３０】
＜１．構成＞
図１７は、本実施の形態３のホイールローダ１の制御部３２８の構成を示す図である。本実施の形態３では、制御部３２８は、第１アシストトルク決定部３０１と、第２アシストトルク決定部３０２と、偏差角演算部３０３と、圧力差演算部２０２と、合算部３０４と、駆動回路２０４とを備える。
【０１３１】
第１アシストトルク決定部３０１は、レバー入力トルクに対して付与するアシストトルクの関係（第１アシストトルク情報）を複数の速度において記憶している。この第１アシストトルク情報は、予め設定されている。第１アシストトルク決定部３０１は、トルクセンサ１０３からの操舵トルク信号（図１７に示すＳ（Ｔ０））および車速センサ１０５からの速度信号（図１７に示すＳ（Ｖ））を受信する。そして、第１アシストトルク決定部３０１は、記憶している第１アシストトルク情報に基づいて、トルクセンサ１０３からの操舵トルク信号および車速センサ１０５からの速度信号から第１アシストトルクを決定する。アシストトルク決定部２０１は、決定した第１アシストトルクを合算部３０４へ送る。
【０１３２】
偏差角演算部３０３は、第１回転角検出部１０１によって検出される回転角θｉｎを示す第１回転角信号（図１７に示すＳ（θｉｎ））と、第２回転角検出部１０２によって検出される回転角θｆｂ（＝θｓ）を示す第２回転角信号（図１７に示すＳ（θｓ））を受信する。そして、偏差角演算部３０３は、回転角θｉｎと回転角θｆｂの差を計算し偏差角度α（θｉｎ―θｆｂ）を算出する。
【０１３３】
第２アシストトルク決定部３０２は、偏差角度αに対して付与するアシストトルクの関係（第２アシストトルク情報）を複数の圧力差ΔＰにおいて記憶している。この第２アシストトルク情報は、予め設定されている。第２アシストトルク決定部３０２は、記憶している第２アシストトルク情報に基づいて、偏差角度αから第２アシストトルクを決定する。第２アシストトルク決定部３０２は、決定した第２アシストトルクを合算部３０４へ送る。
【０１３４】
第１アシストトルク情報は第１アシストトルク決定部３０１内の記憶部に記憶され、第２アシストトルク情報は第２アシストトルク決定部３０２内の記憶部に記憶されているが、第１アシストトルク情報および第２アシストトルク情報を記憶する記憶部が別途設けられていても良い。また、記憶部は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、またはＨＤＤ等によって構成されている。
【０１３５】
合算部３０４は、第１アシストトルク決定部３０１によって決定された第１アシストトルクと、第２アシストトルク決定部３０２によって決定された第２アシストトルクの和を演算し、入力軸部８１ｂに付与する目標アシストトルクを算出する。合算部３０４は、算出した目標アシストトルクを目標アシストトルク信号（図１７に示すＳ（Ｔ１））として駆動回路２０４に出力する。
【０１３６】
このように、制御部３２８は、トルクＴ、偏差角度α、速度Ｖおよび圧力差ΔＰに基づいて、オペレータのジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力または反力を付与できる。
【０１３７】
＜２．動作＞
次に、本実施の形態３のホイールローダ１の力付与部２７の制御動作について説明する。
本実施の形態のホイールローダ１は、第１アシストトルク情報に基づいて、トルクおよび速度に応じてジョイスティックレバー２４の操作に対して付与するアシストトルクを変更する。
さらに、本実施の形態のホイールローダ１は、第２アシストトルク情報に基づいて、ジョイスティックレバー２４を操作するときに、圧力差に応じてジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を生じさせる。
はじめに、第１アシストトルク情報および第２アシストトルク情報について説明する。
【０１３８】
（２−１．第１アシストトルク情報）
図１８（ａ）は、入力トルクに対して付与する車速ごとのアシストトルク（第１アシストトルク情報）を示す図である。図１８（ａ）において、実線Ｌ１１は、車両速度が０ｋｍ／ｈにおけるアシストトルク情報を示し、点線Ｌ１２は車両速度が２５ｋｍ／ｈにおけるアシストトルク情報を示し、一点鎖線Ｌ１３は車両速度が４０ｋｍ／ｈにおけるアシストトルク情報を示す。
【０１３９】
図１８（ａ）に示すグラフでは、正のレバー入力トルクが右方向側へのジョイスティックレバー２４の回転によって生じるトルクを示し、負のレバー入力トルクが左方向側へのジョイスティックレバー２４の回転によって生じるトルクを示す。また、正のアシストトルクが入力軸部８１ｂに右回転に力を加える場合を示し、負のアシストトルクが入力軸部８１ｂに左回転に力を加える場合を示す。
【０１４０】
すなわち、Ｌ１１ａが、車両速度が０ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときのアシストトルクを示し、Ｌ１１ｂが、車両速度が０ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときのアシストトルクを示す。また、Ｌ１２ａが、車両速度が２５ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときのアシストトルクを示し、Ｌ１２ｂが、車両速度が２５ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときのアシストトルクを示す。Ｌ１３ａが、車両速度が４０ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときのアシストトルクを示し、Ｌ１３ｂが、車両速度が４０ｋｍ／ｈの場合においてジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときのアシストトルクを示す。
【０１４１】
Ｌ１１ａ、Ｌ１２ａ、Ｌ１３ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させる場合を示し、このときアシストトルクが正の値であるため、入力軸部８１ｂに右回転に力が加えられる。また、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１３ｂは、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させる場合を示し、アシストトルクが負の値であるため、入力軸部８１ｂに左回転に力が加えられる。このように、第１アシストトルク情報では、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力が付加される。
また、Ｌ１１ａとＬ１１ｂは原点に対して対称になっており、Ｌ１２ａとＬ１２ｂは原点に対して対称になっており、Ｌ１３ａとＬ１３ｂは原点に対して対称になっている。そのため、入力トルクの絶対値に対するアシスト力は左右対称となる。
【０１４２】
（２−２．第２アシストトルク情報）
図１８（ｂ）は、第２アシストトルク情報を示す図である。第２アシストトルク情報は、ステアリングシリンダ２１、２２のいずれかに負荷が生じたときに、ジョイスティックレバー２４を操作に対して抵抗を発生させるために付与するアシストトルクを示す。図１８（ｂ）は、車体−レバー偏差角度（α）に対するアシストトルク（第２アシストトルク情報）を示す図である。
【０１４３】
図１８（ｂ）には、圧力差が異なる３つのアシストトルク情報が示されており、回転方向に対応する圧力差ΔＰが大の場合のアシストトルク情報が実線Ｌ２０で示されている。回転方向に対応する圧力差ΔＰが中の場合のアシストトルク情報が点線Ｌ２１で示されている。また、回転方向に対応する圧力差ΔＰが小の場合のアシストトルク情報が一点鎖線Ｌ２２で示されている。回転方向に対応する圧力差が大とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差が＋２０ＭＰａとなる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差が−２０ＭＰａとなる場合を示す。また、回転方向に対応する圧力差が中とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差が＋１０ＭＰａとなる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差が−１０ＭＰａとなる場合を示す。また、回転方向に対応する圧力差が小とは、例えば、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた際に圧力差が０ＭＰａ以下となる場合、およびジョイスティックレバー２４を左側に回転させた際に圧力差が０ＭＰａ以上となる場合を示す。
【０１４４】
図１８（ｂ）では、正の車体−レバー偏差角度α（θｉｎ−θｓ）がジョイスティックレバー２４を右側に操作する場合を示し、負の車体−レバー偏差角度αがジョイスティックレバー２４を左側に操作する場合を示す。また、正のアシストトルクが入力軸部８１ｂに右回転に力を加える場合を示し、負のアシストトルクが入力軸部８１ｂに左回転に力を加える場合を示す。
【０１４５】
Ｌ２２のうちで偏差角度が正の値であるＬ２２ａは、圧力差が０ＭＰａ以下の場合においてジョイスティックレバー２４を右側に回転させたときのアシストトルク（反力）を示す。Ｌ２２のうち偏差角度が負の値であるＬ２２ｂは、圧力差が０ＭＰａ以上の場合においてジョイスティックレバー２４を左側に回転させたときのアシストトルク（反力）を示す。
【０１４６】
また、Ｌ２１のうち偏差角度が正の値であるＬ２１ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた場合における圧力差が＋１０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。Ｌ２１のうち偏差角度が負の値であるＬ２１ｂは、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合における圧力差が−１０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。
また、Ｌ２０のうちレバー入力トルクが正の値であるＬ２０ａは、ジョイスティックレバー２４を右側に回転させた場合における圧力差が＋２０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。Ｌ２０のうちレバー入力トルクが負の値であるＬ２０ｂは、ジョイスティックレバー２４を左側に回転させた場合における圧力差が−２０ＭＰａのときのアシストトルクを示す。
【０１４７】
図１８（ｂ）に示すＬ２０ａ、Ｌ２１ａおよびＬ２２ａでは、偏差角度αが角度＋θ４に達すると反力が発生し、一定のアシストトルクが付与されるように設定されている。また、Ｌ２０ｂ、Ｌ２１ｂ、Ｌ２２ｂでは、偏差角度αが角度−θ４に達すると反力が発生し、一定のアシストトルクが付与されるように設定されている。なお、−θ４〜＋θ４までの間は、パイロット弁４２の遊びに相当する。
【０１４８】
詳細には、Ｌ２０ａ、Ｌ２１ａおよびＬ２２ａでは、ジョイスティックレバー２４が右側に回転操作されて偏差角度αが角度＋θ４に達すると、偏差角度αが＋θ３（キャッチアップ角）に達するまで入力軸部８１ｂには左回転方向に力が加えられる。この左回転方向への力は＋θ４〜＋θ５まで一定の傾きで抵抗が増加するように設定されている。偏差角度が＋θ５に達した以降は、入力軸部８１ｂに加えられる左回転方向の力は一定となる。
【０１４９】
また、Ｌ２０ｂ、Ｌ２１ｂ、Ｌ２２ｂでは、ジョイスティックレバー２４が左側に回転操作されて偏差角度αが角度−θ４に達すると、偏差角度αが−θ３（キャッチアップ角）になるまで入力軸部８１ｂには右回転方向に力が加えられる。この右回転方向への力は、一定の傾きで抵抗が増加するように設定されている。偏差角度が−θ５に達した以降は、入力軸部８１ｂに加えられる右回転方向の力は一定となる。
【０１５０】
また、Ｌ２０、Ｌ２１およびＬ２２に示すように、回転方向に対応する圧力差が大きいほど、ジョイスティックレバー２４の操作に対する抵抗力が大きくなるように設定されている。すなわち、右方向にジョイスティックレバー２４を回転した場合には、図１８（ｂ）では、左回転に力が加えられるが、マイナストルクの絶対値の大きさが圧力差とともに大きくなる。また、左方向にジョイスティックレバー２４を回転した場合には、図１８（ｂ）では、右回転に力が加えられるが、トルクの大きさが圧力差とともに大きくなる。一点鎖線Ｌ２２に示すように、圧力差がほとんど存在しない場合には、抵抗はほとんど発生しないように設定されている。
【０１５１】
（２−３．制御動作）
図１９は、力付与部２７の制御動作を示すフロー図である。
ジョイスティックレバー２４を操作すると、ステップＳ１００において、制御部２８の第２アシストトルク決定部３０２は、第１回転角検出部１０１から第１回転角信号（図１７に示すＳ（θｉｎ））を受信し、第２回転角検出部１０２から第２回転角信号（図１７に示すＳ（θｓ）を受信する。これにより、第２アシストトルク決定部３０２は、第１回転角検出部１０１から操作入力軸６１の回転角θｉｎを取得し、第２回転角検出部１０２からフィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）を取得する。そして、第２アシストトルク決定部３０２は、偏差角度α（＝θｉｎ―θｓ）を算出する。
【０１５２】
次に、ステップＳ１１０において、制御部２８のアシストトルク決定部２０１はトルクセンサ１０３から操舵トルク信号（図１７に示すＳ（Ｔ０））を受信し、ステップＳ１２０において、制御部２８は、操舵トルク信号に基づいて、ジョイスティックレバー２４の操舵方向を判定する。
次に、ステップＳ１３０において、制御部２８の圧力差演算部２０２は、第１圧力センサ１０８から第１の圧力値信号Ｓ（ＰＶ１）を取得し、第２圧力センサ１０９から第２の圧力値信号Ｓ（Ｐ２）を取得する。
【０１５３】
そして、ステップＳ１４０において、圧力差演算部２０２は、第２圧力値から第１圧力値を引いて圧力差を演算する。
次に、ステップＳ１４１において、制御部２８の第１アシストトルク決定部３０１は、車速センサ１０５から速度信号Ｓ（Ｖ）を受信する。
つぎに、ステップＳ１５０において、第１アシストトルク決定部３０１は、記憶している図１８（ａ）に示す第１アシストトルク情報に基づいて、操舵トルク信号および速度信号から第１アシストトルクを決定する。
【０１５４】
詳細には、第１アシストトルク決定部３０１は、図１８（ａ）に示す３つの第１アシストトルク情報（車両速度が０ｋｍ／ｈの場合と、２５ｋｍ／ｈの場合と、４０ｋｍ／ｈの場合）を記憶している。第１アシストトルク決定部３０１は、車速センサ１０５からの検出値が３つの速度の間の場合（例えば、１２ｋｍ／ｈ）、その車速におけるアシストトルクを補間計算によって算出する。このように補間計算によって、制御部２８は、第１アシストトルクを決定する。尚、補間計算により第１アシストトルクを算出することにより、速度変化に応じて連続的にアシストトルクを変化できる。そして、第１アシストトルク決定部３０１は、決定した第１アシストトルクを合算部３０４へ送る。
【０１５５】
つぎに、ステップＳ１５３おいて、第２アシストトルク決定部３０２は、図１８（ｂ）に示す第２アシストトルク情報に基づいて、ステップＳ１３０において算出した偏差角度αおよびステップＳ１４０において演算した圧力差ΔＰから第２アシストトルクを決定する。この第２アシストトルクは、反力であり、ジョイスティックレバー２４の操作に対して圧力差ΔＰに応じて抵抗力を生じさせるトルクである。第２アシストトルク決定部３０２は、決定した第２アシストトルクを合算部３０４へと送る。
【０１５６】
次に、ステップＳ１５４において、合算部３０４は、第１アシストトルクと第２アシストトルクを合算し、目標アシストトルクを算出し、ステップＳ１６０において算出した目標アシストトルクを目標アシストトルク信号（図１７に示すＳ（Ｔ１））として駆動回路２０４に出力する。ここで、目標アシストトルクは正負の値であり、回転方向の情報も含んでいる。
【０１５７】
合算部３０４において、これらの値が合算され、反力の絶対値が補助力の絶対値よりも大きい場合には目標アシストトルクはマイナスの値となり、ジョイスティックレバー２４を右側に操作したときに反力の絶対値から補助力の絶対値を差し引いた分の大きさの力が左回転に付与される。一方、補助力の絶対値が反力の絶対値よりも大きい場合には目標アシストトルクはプラスの値となり、ジョイスティックレバー２４を右側に操作したときに補助力の絶対値から反力の絶対値を差し引いた分の大きさの力が右回転に付与される。
【０１５８】
図２０は、低速の場合において合算部３０４によって合成されたアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与したときの偏差角度に対するレバー反力を示す図である。図２０では、実線Ｌ２４が、低速の場合における圧力差ΔＰが２０ＭＰａのときのレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ２５が、低速の場合における圧力差ΔＰが０ＭＰａのときのレバー反力を示す。また図２０には、アシストトルクを付与しない状態のレバー反力が二点鎖線Ｌ３０で示されている。
【０１５９】
低速の場合には、図１８（ａ）および図２０に示すように、ジョイスティックレバー２４の操作に対する補助力を増加させているが、圧力差ΔＰが大きくなると、Ｌ２４およびＬ２５に示すように、補助力が減少する。これによって、オペレータは、ステアリングシリンダ２１、２２における負荷の発生を感じ取ることができる。
図２１は、高速の場合において合算部３０４によって合成されたアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与したときの偏差角度に対するレバー反力を示す図である。図２１では、実線Ｌ２６が、高速の場合における圧力差ΔＰが２０ＭＰａのときのレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ２７が、高速の場合における圧力差ΔＰが０ＭＰａのときのレバー反力を示す。また図２１には、アシストトルクを付与しない状態のレバー反力が二点鎖線Ｌ３０で示されている。
【０１６０】
高速の場合には、図１８（ａ）および図２１に示すように、ジョイスティックレバー２４の操作に対する補助力を増加させているが、圧力差ΔＰが大きくなった場合、Ｌ２５およびＬ２６に示すように、偏差角−θ４〜+θ４の範囲を超えると補助力が減少する。これによって、オペレータは、ステアリングシリンダ２１、２２における負荷の発生を感じ取ることができる。
また、図２０に示す低速の場合と比較して、高速の場合には、同じ圧力差において補助力が小さく設定されている。これによって、高速のときの安定性と低速のときの操作性を両立させている。
【０１６１】
＜特徴等＞
（１）
本実施の形態１〜３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、パイロット弁４２（制御弁の一例）と、ジョイスティックレバー２４（操作部材の一例）と、圧力検出部２９と、力付与部２７と、制御部２８、２２８、３２８と、を備える。ステアリングシリンダ２１、２２は、ステアリング角θｓを変更する。パイロット弁４２は、ステアリングシリンダ２１、２２に供給する油の流量を制御する。ジョイスティックレバー２４は、ステアリング角θｓを変更する際にオペレータによって操作され、パイロット弁４２を制御する。圧力検出部２９は、ステアリングシリンダ２１、２２に生じる圧力を検出する。力付与部２７は、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力または反力を付与する。制御部２８、２２８、３２８は、圧力検出部２９で検出される圧力値に基づいて、ジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を生じさせるように力付与部２７を制御する。
【０１６２】
このように、ステアリングシリンダ２１、２２に生じる圧力を検出することにより、ホイールローダ１のステアリング動作の際に障害物があって動作が阻害されステアリングシリンダ２１、２２に負荷が発生している場合、その状態を検出することができる。
そして、検出される圧力値に基づいて、オペレータがジョイスティックレバー２４を操作する際に、操作に対して抵抗を生じさせる。これにより、オペレータは、抵抗を感じることでステアリングシリンダ２１、２２に負荷が生じていることを感じることができる。そのため、ステアリングシリンダ２１、２２に高い負荷が発生した場合にオペレータによる無理な操作を防止することができる。
【０１６３】
（２）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、パイロット弁４２（御弁の一例）は、ジョイスティックレバー２４（操作部材の一例）と、機械的に連結される。
これにより、オペレータは、パイロット弁４２の操作を直接的に感じ取ることが出来る。
【０１６４】
（３）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、制御部２８、２２８、３２８は、圧力値の増加に伴って大きい抵抗力を生じさせるように、力付与部２７を制御する。
これにより、ステアリングシリンダ２１、２２に生じる圧力の増加を、ジョイスティックレバー２４に生じる抵抗から感じ取ることができる。
【０１６５】
（４）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、制御部２８、２２８、３２８は、力付与部２７による補助力を減少または反力を増加させることにより、ジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を発生させる。
これにより、ジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力または反力を付与しながら抵抗を発生することができる。
【０１６６】
（５）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、ステアリングシリンダ２１、２２は、２つ設けられている。一方のステアリングシリンダ２１が収縮し、他方のステアリングシリンダ２２が伸長することによって、左右のうち一方の側に向かってステアリング角θｓが変更される。他方のステアリングシリンダ２２が収縮し、一方のステアリングシリンダ２１が伸長することによって、左右のうち他方の側に向かってステアリング角θｓが変更される。圧力検出部２９は、２つのステアリングシリンダ２１、２２の各々における圧力値ＰＶ１、ＰＶ２を検出する。制御部２８、２２８、３２８は、２つの圧力値ＰＶ１、ＰＶ２に基づいて、力付与部２７を制御する。
【０１６７】
このように２つのステアリングシリンダ２１、２２によってホイールローダ１の左右のステアリング動作が行われる場合には、それぞれのステアリングシリンダ２１、２２における圧力値ＰＶ１、ＰＶ２に基づいて、ジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗が生じるよう力付与部２７が制御される。これにより、オペレータは、ジョイスティックレバー２４を操作する際に、ステアリング操作の際に生じる負荷を感じ取ることができる。
【０１６８】
（６）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、フロントフレーム１１と、リアフレーム１２と、を備える。リアフレーム１２は、フロントフレーム１１に連結軸部１３において連結されている。２つのステアリングシリンダ２１、２２は、車幅方向において連結軸部１３の左右に配置されており、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の角度を変更する。
このようなアーティキュレート式の作業車両においても、オペレータは、ジョイスティックレバー２４を操作する際に、ステアリング操作の際に生じる負荷を感じ取ることができる。
【０１６９】
（７）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、制御部２８、２２８、３２８は、２つの圧力値ＰＶ１、ＰＶ２の差ΔＰを算出し、その圧力差ΔＰに基づいて、力付与部２７を制御する。
例えば、圧力差の絶対値が大きいほど、ジョイスティックレバー２４の操作に対して生じさせる抵抗が大きくなるように力付与部２７を制御することができる。
【０１７０】
（８）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）は、ジョイスティックレバー２４の操作によって生じるトルクを検出するトルクセンサ１０３（トルク検出部の一例）を更に備える。力付与部２７は、駆動源として電動モータ１１１を有する。制御部２８、２２８、３２８は、圧力値およびトルクに基づいて、力付与部２７を動作させる。
これにより、オペレータがジョイスティックレバー２４に加えたトルクに応じて力を付与できる。例えば、オペレータがジョイスティックレバー２４に加えたトルクが大きいときには、力付与部２７によって付与する補助力を大きくし、トルクが小さいときには補助力を小さくするように付与する力の大きさを制御することができる。
【０１７１】
（９）
本実施の形態２、３のホイールローダ１（作業車両の一例）は、ホイールローダ１の速度を検出する車速センサ１０５（速度検出部の一例）を更に備える。制御部２２８、３２８は、圧力値およびトルクに加えて、速度に基づいて力付与部２７を動作させる。
これにより、速度に応じて抵抗を変化させることができる。例えば、速度が速いときには、生じさせる抵抗を小さくし、速度が遅くなるに従って抵抗を大きくすることができる。
【０１７２】
（１０）
本実施の形態３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、制御部３２８は、合算部３０４（算出部の一例）と、駆動回路２０４（動作制御部の一例）とを有する。合算部３０４は、トルクに基づいて予め設定されている第１アシストトルク（第１付与力の一例）と、圧力値に基づいて予め設定されている第２アシストトルク（第２付与力の一例）とを合わせることにより、ジョイスティックレバー２４の操作に対して付与する力を算出する。駆動回路２０４は、算出された力を付与するように力付与部２７を動作させる。
これにより、ジョイスティックレバー２４の操作に対して力付与部２７によって補助力または反力を付与しながら、ステアリングシリンダ２１、２２に生じる圧力に応じてジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を発生することができる。
【０１７３】
（１１）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）は、車速センサ１０５（速度検出部の一例）と、第１回転角検出部１０１（目標ステアリング角検出部の一例）と、第２回転角検出部１０２（実ステアリング角検出部の一例）と、を更に備える。車速センサ１０５は、ホイールローダ１の速度を検出する。第１回転角検出部１０１は、ジョイスティックレバー２４によって入力される回転角θｉｎ（目標ステアリング角の一例）を検出する。第２回転角検出部１０２は、ステアリングシリンダ２１、２２によって変更されるステアリング角θｓ（実ステアリング角の一例）を検出する。第１アシストトルクは、トルクに加えて、ホイールローダ１の速度に基づいて設定されている。第２アシストトルクは、圧力値に加えて、第１回転角検出部１０１の検出値および第２回転角検出部１０２の検出値から算出される偏差角度αに基づいて設定されている。
これにより、ジョイスティックレバー２４の操作に対して力付与部２７によって付与する補助力または反力を速度によって変更するとともに、偏差角度αによって抵抗を生じさせることができる。
【０１７４】
（１２）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、パイロット弁４２（制御弁の一例）は、操作入力軸６１（第１入力部材の一例）と、フィードバック入力軸６２（第２入力部材の一例）と、第１スプリング６４（付勢部の一例）および第２スプリング６５（付勢部の一例）と、を有する。操作入力軸６１は、回転角θｉｎ（目標ステアリング角の一例）に応じて変位する。フィードバック入力軸６２は、ステアリング角θｓ（実ステアリング角の一例）に応じて変位する。第１スプリング６４および第２スプリング６５は、操作入力軸６１の回転角θｉｎ（変位量の一例）がフィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓｓ）（変位量の一例）に一致するように操作入力軸６１を付勢する。操作入力軸６１の回転角θｉｎとフィードバック入力軸６２の回転角θｆｂ（＝θｓ）の差が、回転角θｉｎとステアリング角θｓの偏差角度αに対応する。ジョイスティックレバー２４は、第１スプリング６４および第２スプリング６５の付勢力に対抗して操作される。
【０１７５】
これにより、ジョイスティックレバー２４を操作した後、ジョイスティックレバー２４に追従してステアリング角θｓが変更し、ジョイスティックレバー２４の回転角θｉｎとステアリング角θｓが一致するとパイロット弁４２は中立位置Ｎｐとなる。
また、このようにパイロット弁４２には第１スプリング６４および第２スプリング６５が設けられており、オペレータは第１スプリング６４および第２スプリング６５による付勢力に対抗する操作力でジョイスティックレバー２４を操作する。この付勢力に対抗する操作に対して、抵抗を発生するように力付与部２７が制御される。
【０１７６】
（１３）
本実施の形態１〜３のホイールローダ１（作業車両の一例）では、パイロット弁４２から入力されるパイロット圧に基づいてステアリングシリンダ２１、２２に供給される油の流量を調整するステアリング弁３２を更に備える。パイロット弁４２は、パイロット圧を調整することにより、ステアリング弁３２からステアリングシリンダ２１、２２に供給される油の流量を制御する。
このように、パイロット圧によってステアリング弁３２を操作するため、ステアリングシリンダ２１、２２において生じる負荷についてジョイスティックレバー２４に伝達されないが、本発明では、ジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を生じさせることにより、ステアリングシリンダ２１、２２の情報を感じ取ることができる。
【０１７７】
（１４）
本実施の形態１〜３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Ｓ１３０（取得ステップの一例）と、ステップＳ１５０、Ｓ１５３（生成ステップの一例）と、ステップＳ１６０（送信ステップの一例）と、を備える。ステップＳ１３０（取得ステップの一例）は、ステアリング角θｓを変更するステアリングシリンダ２１、２２（油圧アクチュエータの一例）に生じる圧力を検出する圧力検出部２９からの検出信号Ｓ（ＰＶ１）、Ｓ（ＰＶ２）を取得する。ステップＳ１５０、Ｓ１５３（生成ステップの一例）は、ステアリング角θｓを変更する際のオペレータによるジョイスティックレバー２４（操作部材の一例）の操作に対して、検出信号Ｓ（ＰＶ１）、Ｓ（ＰＶ２）に基づいて抵抗を発生させる目標アシストトルク信号Ｓ（Ｔ２）（制御信号の一例）を生成する。ステップＳ１６０（送信ステップの一例）は、目標アシストトルク信号Ｓ（Ｔ２）をジョイスティックレバー２４の操作に対して補助力または反力を付与する力付与部２７に送信する。
【０１７８】
このように、ステアリングシリンダ２１、２２に生じる圧力を検出することにより、ホイールローダ１のステアリング動作の際に障害物があって動作が阻害されてステアリングシリンダ２１、２２に負荷が発生している場合、その状態を検出することができる。
そして、検出される圧力値に基づいて、オペレータがジョイスティックレバー２４を操作する際に、操作に対して抵抗を生じさせる。これにより、オペレータは、抵抗を感じることでステアリングシリンダ２１、２２に負荷が生じていることを感じることができる。そのため、ステアリングシリンダ２１、２２に高い負荷が発生した場合にオペレータによる無理な操作を防止することができる。
【０１７９】
［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３では、図２１に示す高速の場合において、パイロット弁４２の第１スプリング６４および第２スプリング６５のバネ力によって生じるレバー反力（Ｌ３０参照）に対して補助力を与えているが、パイロット弁４２のバネ力よりもレバー反力が大きくなるように反力を付与してもよい。
【０１８０】
図２２は、パイロット弁４２のバネ力よりもレバー反力が大きくなる場合を説明するための図であり、高速の場合においてアシストトルクをジョイスティックレバー２４の操作に対して付与したときの偏差角度に対するレバー反力を示す図である。図２２に示す実線Ｌ２８は、高速の場合における回転方向に対応する圧力差ΔＰが大（例えば、右側回転において＋２０ＭＰａ、左側回転において−２０ＭＰａ）のときのレバー反力を示し、一点鎖線Ｌ２９が、高速の場合における回転方向に対応する圧力差ΔＰが小（例えば、右側回転において０ＭＰａ以下、左側回転において０ＭＰａ以上）のときのレバー反力を示す。
【０１８１】
Ｌ２９のように、圧力差ΔＰが小のときは、第２アシストトルク情報によって付与される反力がほぼゼロであるため、第１アシストトルク情報によって補助力が付与される。
Ｌ２８はアシストトルクを付与しない場合のレバー反力を示すＬ３０と偏差角度±θ８および±θ９で交差している。そして、Ｌ２８では、偏差角度θ８〜θ９の間および−θ９〜−θ８の間において、Ｌ３０よりもジョイスティックレバー２４の操作に必要な力が大きくなる。
【０１８２】
すなわち、ジョイスティックレバー２４を右方向に操作すると、偏差角度αがθ８〜θ９の間において、力付与部２７は入力軸部８１ｂに左回転方向に力を付与する。
このように、第１アシストトルク情報および第２アシストトルク情報を適宜設定することによって、ジョイスティックレバー２４の操作に対して反力を付与するように設定することができる。
【０１８３】
また、図２３に示すように、圧力差ΔＰが２０ＭＰａの場合（実線Ｌ２８´）および圧力差ΔＰが０ＭＰａの場合（一点鎖線Ｌ２９´）が、偏差角度の全ての領域（−θ３〜＋θ３）において、Ｌ３０よりもレバー反力が大きくなるように設定されていてもよい。この場合、圧力差ΔＰが大きくなると、反力を大きくするように力付与部２７を制御することによってジョイスティックレバー２４の操作に対して抵抗を生じさせる。
【０１８４】
（Ｂ）
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し、更に、アーティキュレート式に限らなくてもよい。作業車両の一例として、フォークリフトを用いて以下に説明を行う。
【０１８５】
（Ｂ−１）
図２４は、フォークリフト４００の外観を示す図である。フォークリフト４００は、左右一対の前輪４０１と、左右一対の後輪４０２と、ステアリング操作装置４０３（図２５参照）と、アクセルペダル４０４と、運転席４０５等を備えている。前輪４０１は駆動操舵輪である。ステアリング操作装置４０３は、ステアリングホイール４１０を有しており、オペレータによるステアリングホイール４１０の操作により前輪４０１が左右に回転しステアリング角が変化する。
【０１８６】
図２５は、ステアリング操作装置４０３の構成を示す模式図である。ステアリング操作装置４０３は、ステアリングホイール４１０と、オービットロール（登録商標）４１１と、ポンプ４１２と、ステアリングシリンダ４１３、４１４と、リンク機構４１５と、アーム４１６、４１７と、回転軸部４１８、４１９とを主に有する。
ステアリングホイール４１０は、コラム４０８を介してオービットロール４１１に接続されている。オービットロール４１１は、ステアリングホイール４１０の回転に伴ってポンプ４１２から供給された油をステアリングシリンダ４１３、４１４に供給する。
【０１８７】
左側の前輪４０１を前輪４０１ａとし、右側の前輪４０１を前輪４０１ｂとする。回転軸部４１８、４１９は、フォークリフト４００のフレーム４０６に回転可能に取り付けられている。前輪４０１ａは、アーム４１６を介して回転軸部４１８に連結されている。前輪４０１ｂは、アーム４１７を介して回転軸部４１９に連結されている。リンク機構４１５は、回転軸部４１８から前方に突出したアーム４２１と、回転軸部４１９から前方に突出したアーム４２２と、アーム４２１とアーム４２２の先端を連結するリンク４２３によって構成されている。
【０１８８】
ステアリングシリンダ４１３は、そのシリンダチューブ４１３ａの先端がフレーム４０６に連結されている。また、ステアリングシリンダ４１３のピストンロッド４１３ｂの先端が、アーム４２１に連結されている。ステアリングシリンダ４１４は、そのシリンダチューブ４１４ａの先端がフレーム４０６に連結されている。また、ステアリングシリンダ４１４のピストンロッド４１４ｂの先端が、アーム４２２に連結されている。
【０１８９】
オービットロール４１１からステアリングシリンダ４１３の伸長ポート４１３ｃとステアリングシリンダ４１４の収縮ポート４１４ｄを繋ぐ第１油流路４３１が設けられている。オービットロール４１１からステアリングシリンダ４１３の収縮ポート４１３ｄとステアリングシリンダ４１４の伸長ポート４１４ｃを繋ぐ第２油流路４３２が設けられている。また、第１油流路４３１には、第１圧力センサ４４１が設けられ、ステアリングシリンダ４１３の伸長ポート４１３ｃ側の空間とステアリングシリンダ４１４の収縮ポート４１４ｄ側の空間の圧力を検出する。第２油流路４３２には、第２圧力センサ４４２が設けられ、ステアリングシリンダ４１３の収縮ポート４１３ｄ側の空間とステアリングシリンダ４１４の伸長ポート４１４ｃ側の空間の圧力を検出する。
【０１９０】
ステアリングホイール４１０を右回転させると、オービットロール４１１から第２油流路４３２を通じて、ステアリングシリンダ４１４の伸長ポート４１４ｃとステアリングシリンダ４１３の収縮ポート４１３ｄに供給される油量が増加する。これによって、ステアリングシリンダ４１３は収縮し、ステアリングシリンダ４１４は伸長し、アーム４２１、４２２が右方向に回転する。このため、回転軸部４１８、４１９に固定されているアーム４１６、４１７も右回転し、前輪４０１ａ、４０１ｂも右回転する。
【０１９１】
ステアリングホイール４１０を左回転させると、オービットロール４１１から第１油流路４３１を通じて、ステアリングシリンダ４１３の伸長ポート４１３ｃとステアリングシリンダ４１４の収縮ポート４１４ｄに供給される油量が増加する。これによって、ステアリングシリンダ４１３は伸長し、ステアリングシリンダ４１４は収縮し、前輪４０１ａ、４０１ｂは左回転する。
【０１９２】
右方向にステアリングを曲がる際に障害物が存在し、ステアリングシリンダ４１３の収縮ポート４１３ｄ側の空間と、ステアリングシリンダ４１４の伸長ポート４１４ｃ側の空間の圧力が上昇すると、第２圧力センサ４４２の値が第１圧力センサ４４１の値よりも大きくなる。ここで、図９を用いて説明すると、図９に示す第１圧力センサ１０８を第１圧力センサ４４１とし、第２圧力センサ１０９を第２圧力センサ４４２とすると、第２圧力センサ４４２の圧力値から第１圧力センサ４４１の圧力値を引いた圧力差が算出される。第２圧力センサ４４２による検出値のほうが第１圧力センサ４４１による検出値よりも大きいため圧力差はプラスの値となる。そのため、Ｌ１ａおよびＬ３ａに示すように、ステアリングホイール４１０の右方向の回転に対する補助力が小さくなり、オペレータがステアリングホイール４１０の回転の際に操作に抵抗を感じる（操作が重くなるともいえる）。
このように、ステアリングシリンダ４１３、４１４に対して負荷が生じていることをオペレータは感じ取ることができる。
【０１９３】
（Ｂ−２）
また、フォークリフト４００のステアリング操作装置４０３では、２つのステアリングシリンダが設けられているが、これに限らず、いわゆるインテグラルステアリングタイプのステアリング操作装置が用いられても良い。なお、上記と同様に、駆動操舵輪は前輪４０１である。また、左側の前輪４０１を前輪４０１ａとし、右側の前輪４０１を前輪４０１ｂとする。
【０１９４】
図２６は、インテグラルステアリングタイプのステアリング操作装置５０３の構成を示す図である。ステアリング操作装置５０３は、ステアリングホイール５１０と、パワーステアリングギアボックス５１１と、リンク機構５１２と、アスクル５１３と、パワーシリンダ５１４と、圧力検出部５１５とを主に備える。
パワーステアリングギアボックス５１１は、リンク機構５１２を作動する作動部５２１と、パワーシリンダ５１４に油を供給する油圧回路５２２とを有する。
【０１９５】
リンク機構５１２は、その一端が作動部５２１に連結されており、他端がアスクル５１３に連結されている。リンク機構５１２は、互いに連結されたピットマンアーム５３１およびドラグリンク５３２から主に構成されている。ピットマンアーム５３１は作動部５２１に連結されており、ドラグリンク５３２は、アスクル５１３のベルクランク５４１に接続されている。
【０１９６】
アスクル５１３は、ベルクランク５４１と、ベルクランク５４１が回転可能に配置されたアスクルビーム５４２と、左右の平行リンク５４３、５４４と、平行リンク５４３、５４４のいずれかとベルクランク５４１を連結するタイロッド５４５と、平行リンク５４３、５４４のそれぞれが連結するナックル５４６、５４７とを有する。アスクル５１３の左右のナックル５４６、５４７のそれぞれが前輪４０１ａ、４０１ｂに連結されている。
【０１９７】
また、パワーシリンダ５１４は、左右方向に沿って配置されており、左右方向の両方にロッドを有する。パワーシリンダ５１４のそれぞれのロッド５１４ｓは、左右の平行リンク５４３、５４４のそれぞれに連結されている。パワーシリンダ５１４は、パワーステアリングギアボックス５１１の油圧回路５２２から油を供給されて左右の平行リンク５４３、５４４を作動することで操舵の補助力を発生させる。
【０１９８】
圧力検出部５１５は、第２圧力センサ５５１と、第１圧力センサ５５２とを有する。第２圧力センサ５５１は、パワーシリンダ５１４のロッド５１４ｓを左方向（矢印Ｌ参照）に移動させる第１ポート５１４ａ側の空間の圧力を検出する。第１圧力センサ５５２は、パワーシリンダ５１４のロッド５１４ｓを右方向（矢印Ｒ参照）に移動させる第２ポート５１４ｂ側の空間の圧力を検出する。ロッド５１４ｓが左方向に移動すると、ナックル５４６、５４７が右回転し、前輪４０１ａ、４０１ｂが右方向に回転し、ステアリングが右方向に操舵される。またロッド５１４ｓが右方向に移動すると、ナックル５４６、５４７が左回転し、前輪４０２ａ、４０２ｂが左方向に回転し、ステアリングが左方向に操舵される。
【０１９９】
例えば、右方向にステアリングを操舵する際に障害物が存在し、パワーシリンダ５１４の第１ポート５１４ａ側の空間の圧力が上昇すると、第２圧力センサ５５１の値が第１圧力センサ５５２の値よりも大きくなる。ここで、図９を用いて説明すると、図９に示す第１圧力センサ１０８を第１圧力センサ５５２とし、第２圧力センサ１０９を第２圧力センサ５５１とすると、第２圧力センサ５５１の圧力値から第１圧力センサ５５２の圧力値を引いた圧力差が算出される。第２圧力センサ５５１による検出値のほうが第１圧力センサ５５２による検出値より大きいため圧力差はプラスの値となる。そのため、Ｌ１ａおよびＬ３ａに示すように、ステアリングホイール４１０の右方向の回転に対する補助力が小さくなり、オペレータがステアリングホイール４１０の回転の際に操作に抵抗を感じる（操作が重くなるともいえる）。
【０２００】
このように、パワーシリンダ５１４に対して負荷が生じていることをオペレータは感じ取ることができる。
なお、実施の形態２で述べたように速度に応じてアシストトルクを異ならせる構成を、上記（Ｂ−１）、（Ｂ−２）において述べたステアリング操作装置４０３、５０３に対して適用してもよい。
【０２０１】
（Ｃ）
上記実施の形態では、制御部２８は圧力差（右側回転において０ＭＰａ以下、＋１０ＭＰａ、＋２０ＭＰａ、左側回転において０ＭＰａ以上、−１０ＭＰａ、−２０ＭＰａ）のアシストトルク情報を記憶しているが、これらの圧力値に限られるものではない。
また、回転方向に対応する圧力差の大中小における３つのアシストトルク情報を有しているが、アシストトルク情報は３つに限られず、２つまたは４つ以上設けられていてもよい。なお、補間計算を行う上でアシストトルクを滑らかに変化させる場合には、３つ以上設けられているほうが好ましい。
【０２０２】
（Ｄ）
上記実施の形態では、制御部２８は３つの速度（０ｋｍ／ｈ、２５ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ）の第１アシストトルク情報を記憶しているが、これらの速度に限られるものではない。また、第１アシストトルク情報は３つに限られず、２つまたは４つ以上設けられていてもよい。なお、速度に応じてアシストトルクを滑らかに変化させる場合には、３つ以上設けられているほうが好ましい。
【０２０３】
（Ｅ）
上記実施の形態では、制御部２８は３つのアシストトルク情報を記憶しており、補間計算によって圧力値に応じてアシストトルクを連続的に変化させているが、段階的に変化させてもよい。
例えば、右方向に回転操作される場合において、圧力差が小のときにおけるアシストトルク情報を図１０の一点鎖線Ｌ１ａとし、圧力差が中のときにおけるアシストトルク情報を図１０の点線Ｌ２ａとし、圧力差が大のときにおけるアシストトルク情報を図１０の実線Ｌ３ａとする。そして、例えば、圧力差が小のときとは、０ＭＰ以下の所定値（例えば−１０ＭＰａ）より大きく６．５ＭＰａ未満の値とし、圧力差が中のときとは、６．５ＭＰａ以上１３．５ＭＰａ以下の値とし、圧力差が大のときとは、１３．５ＭＰａより大きく２０ＭＰａ以下の値と設定できる。また、左方向に回転操作される場合において、圧力差が小のときにおけるアシストトルク情報を図１０の一点鎖線Ｌ１ｂとし、圧力差が中のときにおけるアシストトルク情報を図１０の点線Ｌ２ｂとし、圧力差が大のときにおけるアシストトルク情報を図１０の実線Ｌ３ｂとする。そして、圧力差が小のときとは、０ＭＰａ以上の所定値（例えば＋１０ＭＰａ）より小さく−６．５ＭＰａより大きい値とし、圧力差が中のときとは、−６．５ＭＰａ以下−１３．５ＭＰａ以上の値とし、圧力差が大のときとは、−１３．５ＭＰａより小さく−２０ＭＰａ以上の値と設定できる。
【０２０４】
このような場合において、ジョイスティックレバー２４が操作されると、制御部２８は、圧力差演算部２０２によって演算された圧力差が、上記、大、中、小のいずれに該当するかを判断する。そして、判断した圧力差のアシストトルク情報を用いて、操舵トルク信号からアシストトルクを決定する。なお、３段階に限らず、２段階だけに分けられていてもよいし、３段階より細かく分けられていてもよい。
【０２０５】
（Ｆ）
上記実施の形態３では、制御部３２８は図１８（ａ）に示すように、３つの第１アシストトルク情報を記憶しており、補間計算によって速度に応じてアシストトルクを連続的に変化させているが、段階的に変化させてもよい。
例えば、低速における第１アシストトルク情報を図１８（ａ）の実線Ｌ１１とし、中速における第１アシストトルク情報を図１８（ａ）の点線Ｌ１２とし、高速における第１アシストトルク情報を図１８（ａ）の一点鎖線Ｌ１３とする。そして、例えば、低速は１５ｋｍ／時未満の速度、中速は１５ｋｍ／時以上２５ｋｍ／時未満の速度、高速は２５ｋｍ／時以上４０ｋｍ／時以下までの速度と設定される。また、例えば、１５ｋｍ／時を第１閾値とし、２５ｋｍ／時を第２閾値と設定できる。
【０２０６】
このような場合において、ジョイスティックレバー２４が操作されると、制御部２８は、車速センサ１０５によって検出された速度と、第１閾値並びに第２閾値を比較し、車両速度が低速、中速、高速のいずれに該当するかを判断する。そして、判断した速度の第１アシストトルク情報を用いて、操舵トルク信号から第１アシストトルクを決定する。なお、３段階に限らず、２段階だけに分けられていてもよいし、３段階より細かく分けられていてもよい。
【０２０７】
（Ｇ）
上記実施の形態１〜３では、トルクセンサ１０３によってジョイスティックレバー２４の操作方向を検出しているが、第１回転角検出部１０１と第２回転角検出部１０２から検出される車体−レバー偏差角度αを用いて操作方向が検出されてもよい。
また、車体−レバー偏差角度αは、第２回転角検出部１０２による検出値を用いず、ステアリング角検出部１０４によって検出されるステアリング角θｓと、第１回転角検出部１０１によって検出される回転角θｉｎとから算出されてもよい。
さらに、車体−レバー偏差角度αは、シリンダストロークセンサ１０６、１０７の検出値から算出されたステアリング角θｓと、第１回転角検出部１０１によって検出される回転角θｉｎとから算出されてもよい。
【０２０８】
（Ｈ）
また、上記実施の形態３では、図１８（ｂ）に示すように、第２アシストトルク情報において、ジョイスティックレバー２４を右側または左側に操作した際、偏差角度の絶対値がθ４〜θ５の間、反力が直線的に増加しているが、指数関数的に増加してもよい。
なお、ハンチングによる振動防止のために、抵抗の増加は、垂直に立ち上げずに幅を持たせたほうが好ましい。
また、上記実施の形態３では、偏差角度αが＋θ５以上および−θ５以下において、一定の反力が付与されているが、一定の値に限らなくても良い。
【０２０９】
（Ｉ）
上記実施の形態１〜３では、圧力差に基づいて、アシストトルクを決定しているが、差圧を算出せずに、管路ごとの油圧に基づいて、アシストトルクを決定しても良い。例えば、図２において、ステアリング弁３２が中立位置Ｎｓの状態における第２ステアリング管路３９の圧力からの変化量と、ステアリング弁３２が中立位置Ｎｓの状態における第１ステアリング管路３８の圧力からの変化量に基づいてアシストトルクを決定してもよい。
【０２１０】
（Ｊ）
上記実施の形態１〜３では、第１スプリング６４および第２スプリング６５の２つのスプリングが設けられていたが、第２スプリング６５が設けられていなくてもよい。この場合、例えば、フィードバックスプール７３とフィードバックスリーブ７４の間は固定されていればよい。
【０２１１】
（Ｋ）
上記実施の形態１〜３では、制御弁の一例であるパイロット弁４２から入力されるパイロット圧に応じてステアリング弁３２からステアリングシリンダ２１、２２に供給される油の供給量が制御されるよう構成されていたが、パイロット弁４２からの油が直接ステアリングシリンダ２１、２２に供給される構成であってもよい。
【０２１２】
（Ｌ）
上記実施の形態では、電動モータ１１１によって力を発生させているが、電動モータに限らず、油圧モータなどであってもよく、要するに付与する力を発生させることができるアクチュエータ等であればよい。
（Ｍ）
上記実施の形態では、駆動回路２０４は制御部２８に含まれているが、制御部２８に含まれておらず、駆動回路２０４のみが単体で実装されていてもよい。さらに駆動回路２０４は、電動モータに実装されていてもよい
（Ｎ）
上記実施の形態では、力付与部２７は、入力軸部８１ｂに対して補助力または反力を付与しているが、これに限らなくてもよく、ジョイスティックレバー２４からパイロット弁４２までの間のいずれの位置に対して補助力または反力を付与しても良い。例えば、力付与部２７は、操作入力軸６１に対して補助力または反力を付与しても良い。
【０２１３】
（Ｏ）
上記実施の形態では、例えば図１０で説明したように、入力トルクの絶対値に対するアシストトルク力は左右対称となっているが、左右非対称であってもよい。
（Ｐ）
上記実施の形態では、ジョイスティックレバー２４とパイロット弁４２は連結部２５によって機械的に連結されているが、機械的に連結されておらず電気的に連結されていてもよい。電気的に連結されているとは、電気信号の通信が可能なことを意味し、有線または無線のどちらの手段で通信が行われてもよい。また、ジョイスティックレバー２４の操作がコントローラなどに送信され、コントローラからパイロット弁４２に指令が送信されるように、電気信号の通信が直接行われず、間接的に行われてもよい。
【０２１４】
以下に、実施の形態１の変形例を用いて詳しく説明する。なお、実施の形態２、３においても同様に適用できる。
上記実施の形態では、連結部２５によってジョイスティックレバー２４とパイロット弁４２が機械的に連結されているが、これに限られるものではない。ジョイスティックレバー２４とパイロット弁が機械的に連結されておらず、ジョイスティックレバー２４の操作が電気的にパイロット弁に伝達されてパイロット弁が操作されてもよい。
【０２１５】
図２７は、ジョイスティックレバー２４の操作を電気的にパイロット弁４２´に伝達する構成の一例としてのステアリング操作装置８´を示す図である。図２７に示すパイロット弁４２´は、上記実施の形態のようなロータリー式ではなく、スプール式である。パイロット弁４２´は、スプール７１´とスリーブ（図示せず）を含む弁体部６０を有しており、スリーブを基準として、制御部２８からの信号によりスプール７１´は中立位置Ｎｐ、左パイロット位置Ｌｐ、および右パイロット位置Ｒｐに移動可能である。
【０２１６】
図２７に示す構成では、例えば、図５に示すようなユニバーサルジョイント部８３が設けられていない。ジョイスティックレバー２４は、ステアリング操作軸８１に接続されている。ステアリング操作軸８１はパイロット弁に連結されていない。上記実施の形態と同様に、力付与部２７は、ステアリング操作軸８１に補助力または反力を付与する。また、第１回転角検出部１０１は、ステアリング操作軸８１の回転角θｉｎを検出して制御部２８へと送信する。
【０２１７】
また、図５に示すようなパイロット弁とフロントフレーム１１をリンクするリンク機構２６が設けられていない。ステアリング角検出部１０４によって、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１のステアリング角θｓが検出され、制御部２８へと送信される。
制御部２８は、受信した回転角θｉｎとステアリング角θｓの情報に基づいて、パイロット弁４２´に指令を送信し、パイロット弁４２´のスプール７１´の移動を制御する。スプール７１´の移動により、パイロット弁４２´からステアリング弁３２へと供給されるパイロット圧が変化し、ステアリング弁３２からステアリングシリンダ２１、２２に供給される油量が変化する。これによって、ステアリング操作が行われる。このとき、制御部２８が、θｉｎとθｓの差分が小さくなるように、パイロット圧を制御することにより、回転角θｉｎとステアリング角θｓが一致するように制御してもよい。
【０２１８】
ステアリング操作装置８´では、電動モータ１１１の力がウォームギア１１２によってステアリング操作軸８１に伝達されているが、図２８に示す力付与部２７´のように、ウォームギア１１２等の減速装置を介さずに電動モータ１１１の回転軸が直接ステアリング操作軸８１に接続されていてもよい。
【０２１９】
図５に示すステアリング操作装置８は、ジョイスティックレバー２４自体が上下方向の軸を中心に、運転席の内側または外側に回動可能である。図２７に示すステアリング操作装置８´のジョイスティックレバー２４自体が水平方向の軸を中心に、運転席の内側または外側に回動可能な構成であってもよい。要するに、ジョイスティックレバー２４の操作に基づいてパイロット弁４２´が動作し、力付与部２７からの力がジョイスティックレバー２４に伝達可能な構成であればよい。
なお、上述したように、電気的な伝達は、有線または無線もどちらの手段で行われてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明の作業車両および作業車両の制御方法は、ステアリング操作の際に油圧アクチュエータに生じる負荷をオペレータが感じ取ることが可能な効果を有し、ホイールローダ、フォークリフト等として有用である。
【符号の説明】
【０２２１】
１        ：ホイールローダ
２        ：車体フレーム
３        ：作業機
４        ：フロントタイヤ
５        ：キャブ
５ａ      ：運転席
６        ：エンジンルーム
７        ：リアタイヤ
８        ：ステアリング操作装置
１１      ：フロントフレーム
１２      ：リアフレーム
１３      ：連結軸部
１４      ：ブーム
１５      ：バケット
１６      ：リフトシリンダ
１７      ：バケットシリンダ
１８      ：ベルクランク
２１      ：ステアリングシリンダ
２１ａ    ：伸長ポート
２１ｂ    ：収縮ポート
２１ｃ    ：シリンダチューブ
２１ｄ    ：ピストン
２１ｅ    ：ピストンロッド
２１ｆ    ：第１空間
２１ｇ    ：第２空間
２２      ：ステアリングシリンダ
２２ａ    ：伸長ポート
２２ｂ    ：収縮ポート
２２ｃ    ：シリンダチューブ
２２ｄ    ：ピストン
２２ｅ    ：ピストンロッド
２２ｆ    ：第１空間
２２ｇ    ：第２空間
２３      ：ステアリング油圧回路
２４      ：ジョイスティックレバー
２５      ：連結部
２６      ：リンク機構
２７      ：力付与部
２８      ：制御部
２９      ：圧力検出部
３０      ：メイン油圧回路
３１      ：メイン油圧源
３２      ：ステアリング弁
３３      ：弁体
３４      ：第１パイロット室
３５      ：第２パイロット室
３６      ：メイン油圧管路
３７      ：メインドレイン管路
３８      ：第１ステアリング管路
３８ａ    ：分岐点
３９      ：第２ステアリング管路
３９ａ    ：分岐点
４０      ：パイロット油圧回路
４１      ：可変減圧部
４２      ：パイロット弁
４３      ：パイロット油圧源
４４      ：パイロット油圧管路
４５      ：パイロットドレン管路
４６      ：第１パイロット管路
４７      ：第２パイロット管路
６０      ：弁体部
６１      ：操作入力軸
６２      ：フィードバック入力軸
６３      ：ハウジング
６４      ：第１スプリング
６４ａ    ：板バネ部
６５      ：第２スプリング
６５ａ    ：板バネ部
６６      ：フィードバック部
７１      ：操作スプール
７１ａ    ：スリット
７１ａｅ  ：壁部
７１ｂ    ：スリット
７１ｂｅ  ：壁部
７１ｃ    ：孔
７１ｄ    ：孔
７２      ：操作スリーブ
７２ｃ    ：溝
７２ｄ    ：溝
７３      ：フィードバックスプール
７３ａ    ：スリット
７３ａｅ  ：壁部
７３ｂ    ：スリット
７３ｂｅ  ：壁部
７３ｃ    ：孔
７３ｄ    ：孔
７４      ：フィードバックスリーブ
７４ｃ    ：溝
７４ｄ    ：溝
７５      ：ドライブシャフト
７６      ：第１センタピン
７７      ：第２センタピン
７８      ：規制部
８０      ：ステアリングボックス
８１      ：ステアリング操作軸
８１ａ    ：レバー側軸部
８１ｂ    ：入力軸部
８１ｂ１  ：第１端
８１ｂ２  ：第２端
８１ｃ    ：弁側軸部
８２      ：連結バー
８３      ：ユニバーサルジョイント部
８３ａ    ：中央部
８３ｂ    ：ジョイント部
８３ｃ    ：ジョイント部
８４      ：孔
９１      ：フォローアップレバー
９２      ：フォローアップリンク
９３      ：ブラケット
１０１    ：第１回転角検出部
１０２    ：第２回転角検出部
１０３    ：トルクセンサ
１０４    ：ステアリング角検出部
１０５    ：車速センサ
１０６    ：シリンダストロークセンサ
１０７    ：シリンダストロークセンサ
１０８    ：第１圧力センサ
１０９    ：第２圧力センサ
１１１    ：電動モータ
１１２    ：ウォームギア
１１２ａ  ：円筒ウォーム
１１２ｂ  ：ウォームホイール
２０１    ：アシストトルク決定部
２０２    ：圧力差演算部
２０３    ：トルク調整決定部
２０４    ：駆動回路
２０５    ：調整演算部
２２８    ：制御部
３０１    ：第１アシストトルク決定部
３０２    ：第２アシストトルク決定部
３０３    ：偏差角演算部
３０４    ：合算部
３２８    ：制御部
４００    ：フォークリフト
４０１、４０１ａ、４０１ｂ  ：前輪
４０２、４０２ａ、４０２ｂ  ：後輪
４０３    ：ステアリング操作装置
４０４    ：アクセルペダル
４０５    ：運転席
４０６    ：フレーム
４０８    ：コラム
４１０    ：ステアリングホイール
４１１    ：オービットロール
４１２    ：ポンプ
４１３    ：ステアリングシリンダ
４１３ａ  ：シリンダチューブ
４１３ｂ  ：ピストンロッド
４１３ｃ  ：伸長ポート
４１３ｄ  ：収縮ポート
４１４    ：ステアリングシリンダ
４１４ａ  ：シリンダチューブ
４１４ｂ  ：ピストンロッド
４１４ｃ  ：伸長ポート
４１４ｄ  ：収縮ポート
４１５    ：リンク機構
４１６    ：アーム
４１７    ：アーム
４１８    ：回転軸部
４１９    ：回転軸部
４２１    ：アーム
４２２    ：アーム
４２３    ：リンク
４３１    ：第１油流路
４３２    ：第２油流路
４４１    ：第１圧力センサ
４４２    ：第２圧力センサ
５０３    ：ステアリング操作装置
５１０    ：ステアリングホイール
５１１    ：パワーステアリングギアボックス
５１２    ：リンク機構
５１３    ：アスクル
５１４    ：パワーシリンダ
５１４ａ  ：第１ポート
５１４ｂ  ：第２ポート
５１４ｓ  ：ロッド
５１５    ：圧力検出部
５２１    ：作動部
５２２    ：油圧回路
５３１    ：ピットマンアーム
５３２    ：ドラグリンク
５４１    ：ベルクランク
５４２    ：アスクルビーム
５４３    ：平行リンク
５４４    ：平行リンク
５４５    ：タイロッド
５４６    ：ナックル
５４７    ：ナックル
５５１    ：第１圧力センサ
５５２    ：第２圧力センサ
【図１】
2018038266.tif 000003
【図２】
2018038266.tif 000004
【図３】
2018038266.tif 000005
【図４】
2018038266.tif 000006
【図５】
2018038266.tif 000007
【図６】
2018038266.tif 000008
【図７】
2018038266.tif 000009
【図８】
2018038266.tif 000010
【図９】
2018038266.tif 000011
【図１０】
2018038266.tif 000012
【図１１】
2018038266.tif 000013
【図１２】
2018038266.tif 000014
【図１３】
2018038266.tif 000015
【図１４】
2018038266.tif 000016
【図１５】
2018038266.tif 000017
【図１６】
2018038266.tif 000018
【図１７】
2018038266.tif 000019
【図１８】
2018038266.tif 000020
【図１９】
2018038266.tif 000021
【図２０】
2018038266.tif 000022
【図２１】
2018038266.tif 000023
【図２２】
2018038266.tif 000024
【図２３】
2018038266.tif 000025
【図２４】
2018038266.tif 000026
【図２５】
2018038266.tif 000027
【図２６】
2018038266.tif 000028
【図２７】
2018038266.tif 000029
【図２８】
2018038266.tif 000030
【国際調査報告】
2018038266.tif 000031
2018038266.tif 000032
2018038266.tif 000033