(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸車両用の操舵システムであって、
少なくとも一つの前車軸に装着された少なくとも一対の前車輪（２４）を操舵する前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）と、
少なくとも一つの中間車軸に装着された少なくとも一対の中間車輪（２４）を操舵する中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）と、
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）に接続する第１コネクタ（２０）と、
少なくとも一つの後車軸に装着された少なくとも一対の後車輪（２４）を操舵する後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）と、
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）に接続する調整可能コネクタ（３２）とを備え、
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）における前記少なくとも一対の中間車輪（２４）の操舵が、前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）における前記少なくとも一対の前車輪（２４）の操舵角と前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）における前記少なくとも一対の後車輪（２４）の操舵角との比に基づいて補正される個別操舵であることを特徴とする操舵システム。
【請求項２】
前記調整可能コネクタ（３２）が、前記後車軸操舵機構（１１．１３．１０．２２）を前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）と独立して操作できるよう調整する請求項１にかかる操舵システム。
【請求項３】
前記前車軸、中間車軸、後車軸の各操舵機構（１６、１３、２−４、６−８、１０、１１、２２）と、前記第１コネクタ（２０）と、前記調整可能コネクタ（３２）とが、少なくとも前記中間車輪のほぼ独立した操舵角を実現させる請求項1にかかる操舵システム。
【請求項４】
前記調整可能コネクタ（３２）が、伸縮自在ステアリングロッド（１）を含む請求項1にかかる操舵システム。
【請求項５】
前記調整可能コネクタが更に、前記伸縮自在ステアリングロッド（１）の長さを測定するセンサ（５）を含む請求項４に係る操舵システム。
【請求項６】
前記伸縮自在ステアリングロッド（１）がロック可能である請求項４に係る操舵システム。
【請求項７】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が少なくとも一つの中間車軸に装着された少なくとも第一及び第二車輪（２４）を操舵し、前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が、
前記第一及び第二車輪（２４）にそれぞれ結合する第一及び第二ステアリングレバー（１３）と、
前記第一及び第二ステアリングレバー（１３）に接続する第一トラックロッド（１０）と、
第一固定サポート（１００）に軸支されるセレクションレバー（８）と、
第二固定サポート（１００）と前記セレクションレバー（８）との間に接続される第一ステアリングシリンダ（２）と
前記セレクションレバー（８）と前記第二ステアリングレバー（１３）との間に接続される第二ステアリングシリンダ（３）と
を含む、請求項１に係る操舵システム。
【請求項８】
前記第一コネクタ（２０）が、前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）と前記セレクションレバー（８）との間に接続される請求項７に係る操舵システム。
【請求項９】
前記調整可能コネクタ（３２）が、
第三固定サポート（１００）に軸支されたセレクタレバー（１２）と、
前記セレクションレバー（８）と前記セレクタレバー（１２）との間に接続されたステアリングプッシュロッド（９）と、
前記セレクタレバー（１２）と前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）との間に接続される伸縮自在シリンダ（１）と、
からなる請求項７に係る操舵システム。
【請求項１０】
前記伸縮自在シリンダ（１）がロック可能である請求項９に係る操舵システム。
【請求項１１】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）がロック可能なステアリングシリンダ（３、４）を含む請求項１に係る操舵システム。
【請求項１２】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が更に前記ロック可能なステアリングシリンダ（３、４）の少なくとも一つと接続し、その接続するロック可能ステアリングシリンダ（３、４）の長さを測定するセンサ（６、７）を含む請求項１１に係る操舵システム。
【請求項１３】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が、前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）のステアリングシリンダ（１１）で生じるトルクの２倍のトルクを発生させるステアリングシリンダ（２）を含む請求項１に係る操舵システム。
【請求項１４】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が前記調整可能コネクタ（３２）と協調して、前車輪（２４）と後車輪（２４）の各回転軸のほぼ交点に当たる車両の旋回中心の方向へ前記中間車輪（２４）の回転軸を向ける請求項１に係る操舵システム。
【請求項１５】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が前記調整可能コネクタ（３２）と協調して、前記中間車輪（２４）の回転軸を前記前車輪と前記後車輪の回転軸にほぼ平行になる方向へ向ける請求項１に係る操舵システム。
【請求項１６】
多軸車両用の操舵システムであって、
少なくとも一つの前車軸に装着された少なくとも一対の前車輪（２４）を操舵する前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）と、
少なくとも一つの中間車軸に装着された少なくとも一対の中間車輪（２４）を操舵する中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）と、
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）に接続する第一コネクタ（２０）と、
少なくとも一つの後車軸に装着された少なくとも一対の後車輪（２４）を操舵する後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）と、
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）に接続する第二コネクタ（３２）と、
前記前車輪（２４）の操舵角と前記後車輪（２４）の操舵角との比を測定する測定手段（５、３０）と、
その比に基づいて前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を制御するコントローラ（３０）とから構成され
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）における前記少なくとも一対の中間車輪（２４）の操舵が、前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）における前記少なくとも一対の前車輪（２４）の操舵角と前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）における前記少なくとも一対の後車輪（２４）の操舵角との比に基づいて補正される個別操舵であることを特徴とする操舵システム。
【請求項１７】
前記第二コネクタ（３２）が、前記中間車軸ならびに前記後車軸の操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３、２２）に接続された調整可能コネクタ（３２）である請求項１６に係る操舵システム。
【請求項１８】
前記後車軸操舵機構（１１、１３、１０、２２）が前記前車軸操舵機構（１６、１３、１１、１０、１８）から独立して作動するように、前記コントローラ（３０）が前記調整可能コネクタ（３２）を調整する請求項１７に係る操舵システム。
【請求項１９】
少なくとも前記中間車輪（３２）がほぼ独立した操舵角が取れるように、前記コントローラ（３０）が前記調整可能コネクタ（３２）を調整する請求項１７に係る操舵システム。
【請求項２０】
前記調整可能コネクタ（３２）が、伸縮自在ステアリングロッド（１）を含む請求項１７に係る操舵システム。
【請求項２１】
前記測定手段（５、３０）が前記伸縮自在ステアリングロッド（１）の長さを測定するセンサ（５）を有し、そのセンサ（５）からの出力を基に前記比を測定する請求項２０に係る操舵システム。
【請求項２２】
前記伸縮自在ステアリングロッド（１）がロック可能である請求項２０に係る操舵システム。
【請求項２３】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）がロック可能なステアリングシリンダ（３、４）を有する請求項１に係る操舵システム。
【請求項２４】
前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）が更に、少なくとも前記ロック可能なステアリングシリンダ（３、４）に結合しその結合したロック可能なステアリングシリンダ（３、４）の長さを測定するセンサ（６、７）を含む請求項２３に係る操舵システム。
【請求項２５】
前記コントローラ（３０）が前記センサ（６、７）の出力に基づいて前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）を制御する請求項２４に係る操舵システム。
【請求項２６】
前記コントローラ（３０）が前記調整可能コネクタ（３２）と前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）とを制御し、少なくとも一つの運転モードでの操業に於いて前記中間車軸車輪（２４）の回転軸を、前車輪（２４）と後車輪（２４）との回転軸のほぼ交点に当たる車両の旋回中心に向ける請求項１７に係る操舵システム。
【請求項２７】
前記コントローラ（３０）が前記調整可能コネクタ（３２）と前記中間車軸操舵機構（２、３、４、６、７、８、１０、１１、１３）とを制御し、少なくとも一つの運転モードでの運転に於いて前記中間車軸車輪（２４）の回転軸を、前車輪（２４）と後車輪（２４）との回転軸にほぼ平行な方向へ向ける請求項１７に係る操舵システム。
【請求項２８】
前記前・中間・後の操舵機構（１６、１３、２−４、６−８、１０、１１、２２）が、少なくとも前記第一及び第二コネクタ（２０、３２）を介して機械的に作動され、その機械的作動をアシストするため前記コントローラ（３０）が前記前・中間・後の操舵機構（１６、１３、２−４、６−８、１０、１１、２２）に含まれる流体モータ（２、３、４、１１）を制御する請求項１６に係る操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は少なくとも各一つの前車軸、中間車軸、後車軸を有する多軸車両用の操舵システムに関するもので、この各車軸はステアリングロッド／シリンダの構成を介しお互い関連してそして／もしくは独立して操舵可能なものである。各車軸は、少なくとも二つの車輪からなる一つの車軸、四つの車輪からなる二つの車軸、六つの車輪からなる三つの車軸から構成されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばトラックやクレーン車などの多軸車両には、旋回時に道路からの摩擦を最小限に止めたいとの要求がある。その意味は各車輪の操舵方向偏差（即ち操舵角）を調整することによって可能ならば車輪の回転方向に対する横方向の動きが何ら生じないように車輪を回転させるということにある。理想的な状況は全車輪が車両の旋回中心の回りを円弧状に動くことで、究極的にはこの旋回中心が、全車輪の回転軸の唯一の交点となっていることである。
【０００３】
クレーン車は対象外として（クレーン車は四つよりも多くの車軸を持つ）、道路走行をする比較的高速走行用、軽量に設計されたトラックその他同等の車両を対象に、電子制御を活用してこのような究極的操舵角が実現できるような操舵システムの開発がされてきた。そのようなものとして公知のものに独立操舵システムがあり、これによれば最前列と最後列の車軸はその操舵角がポテンシオメータにより感知される。コンピュータプログラムにより、その他車軸の車輪に対する操舵角が算出され、電気油圧的に車輪が操舵される。各車軸間には、何らの機械的接続も存在せず、各車軸もしくは各車軸の車輪は、お互い独立して操舵される。
このような車両を建設現場や道路上の厳しい状況下で旋回運動する場合には、別個の操舵装置を装備する必要がある。例えばこのような個別操舵構成では、前車軸システムの車輪には後車軸システムの車輪よりも操舵角を大きくしたり小さくしたりするので、各車軸システムの操舵アレンジは独立した調整ができるようでなければならない。
【０００４】
ドイツ特許出願第ＤＥ  ４１  １９  ６４１  Ａ１号により、クレーン車の操舵を選択する装置が開示されている。この操舵システムには前車軸と後車軸の関連を絶つことができるセレクターユニットが含まれており、これによって道路走行時およびオフロード走行時の優れた操舵性を実現している。
これに対してドイツ特許出願第ＤＥ  ４２  ２１  ９７３  Ａ１は、道路上では安定した走行反応を示し、急旋回時には妥当な操舵角を得ることのできるクレーン車用の操舵システムを開示している。この目的のためにギアセグメントレバーがステアリングロッド機構に内蔵されており、そこでのギアの噛合いは直線走行のときは急旋回時よりも操舵効率が低くなるように設計されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような既存の個別操舵装置の欠点は、急旋回時に一方の車軸もしくは車輪の構成（例えば前車輪もしくは後車輪の構成）が他方よりも大きく操舵されたときに、操舵システムの「調和を失う」ことである。
前車軸、中間車軸、後車軸の構成を持つ車両において、一つの車軸構成の車輪がそのほかの車軸構成の車輪より大きく操舵されたときには、以上のように形成される旋回中心はズレてしまうことになる。例えばもし後車輪の方が前車輪よりもより大きく操舵されたら、前車輪と後車輪の両回転軸は車両の前側に移動した点で交差してしまう。そうなると中間車軸の車輪回転軸はもはやこの点を通ることができなくなり、その結果中間車軸の車輪が地面に対して横滑りを起こし、摩擦を発生させる。
【０００６】
オフロードつまり作業現場でクレーン車に要求される特有な動きの一つに、「ドッグトロット(犬の駆け足)」もしくは「蟹操舵」と呼ばれるものがある。ドッグトロットでは、車両は自らの中心軸の方向を変えることなく、横にずれながら前進もしくは後退をする。その意味は地面と接触している全ての車輪が同じ方位に操舵されるということである。しかしながら従来の操舵システムではすべての車輪にこのような操舵をすることは、道路走行時の安定性も確保せねばならないという操舵運動学的見地から不可能であった。伝統的に少なくとも中間車軸は固定軸とするか、もしくは僅かな操舵角となるように設計されなければならなかった。この結果、「ドッグトロット」における最前軸と最後軸の限界舵角は、中間車軸のそれとは大きく異なるものであった。
このためにドッグトロット時には、通常中間車軸の車輪は地上接触を避けて持ち上げられていた。都合の悪いことにこのため前車軸と後車軸により大きな負荷がかかり、更にはより大きな操舵力が必要となった。
【０００７】
本発明の目的は、前記のような欠点をなくす多軸車両の操舵システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、急旋回時の車輪の摩擦を減少させ、車輪の磨耗を減らす多軸車両用の操舵システムを提供することにある。
本発明の更なる目的は、車両の中心軸を回転させること無く斜め走行をするとき（ドッグトロット時）にも、全車輪の地面との接触を可能にする多軸車両用の操舵システムを提供することにある。
本発明の更にまた他の目的は、上記したような目的を達成し、かつ道路走行時にも安定した走行が実現できる多軸車両用の操舵システムを提供することにある。本発明のもう一つの目的は、上記したようなすべての目的を複雑な独立操舵システムを採用することなく達成できる多軸車両用の操舵システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これら及びその他の目的が達成される多軸車両用の操舵システムは：少なくとも一つの前車軸に装着された少なくとも一対の前車輪を操舵する前車軸操舵機構と；少なくとも一つの中間車軸に装着された少なくとも一対の中間車輪を操舵する中間車軸操舵機構と；前記中間車軸操舵機構を前記前車軸操舵機構に連結させる第一コネクタと；少なくとも一つの後車軸に装着された少なくとも一対の後車輪を操舵する後車軸操舵機構と；前記中間車軸操舵機構を前記後車軸操舵機構に調整しつつ連結させる調整可能コネクタと、からなっている。
【０００９】
これら及びその他の目的が達成される多軸車両用の操舵システムは更に：少なくとも一つの前車軸に装着された少なくとも一対の前車輪を操舵する前車軸操舵機構と；少なくとも一つの中間車軸に装着された少なくとも一対の中間車輪を操舵する中間車軸操舵機構と；前記中間車軸操舵機構を前記前車軸操舵機構に連結させる第一コネクタと；少なくとも一つの後車軸に装着された少なくとも一対の後車輪を操舵する後車軸操舵機構と；前記中間車軸操舵機構を前記後車軸操舵機構に連結させる第二コネクタと；前記前車輪の操舵角度と前記後車輪の操舵角度との比率を測定する測定手段と；その比率に基づいて前記中間車軸操舵機構を制御するコントローラと、からなっている。
【００１０】
その他の本発明の目的、特徴、特質；本構造に関する各種要素の手段、操作及び機能；部品の構成；製造時の経済性などは、以下の好ましい実施例の詳細な説明と本明細書の一部をなす添付図面とから明らかとなり、各図面では同一の符号が対応する部品を示している。
本発明は、以下に示す詳細説明とそれに添付された図面によってより良く理解されることとなるが、これらの図面は例示のためのものであり本発明がこれにより限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図４−８を参照しながら、本発明の基本的原理を説明する。図４は、前車軸機構Ｙ、中間車軸機構Ｍ、そして後車軸機構Ｈをもつ例えばクレーン車などの六軸車両を示す。Ｙ、Ｍ、Ｈの各車軸機構は、各二つづつの車輪を持つ二つの車軸からなる。図４は、旋回時（図では左旋回）の理想的な車輪セッティングの状態を示している。各鎖線はそれぞれの車輪の回転軸を示している。すべての回転軸は一点即ち旋回中心ＬＰに会している事がわかる。このような旋回中心ＬＰの回りに全車輪が円弧状に回転する旋回時、車輪回転の軸方向（すなわち前進方向と直交する方向）には何らの動きも見られず、車輪による地面とのこすり、摩擦は起こらない。従ってこれが最適操舵角を表していることになる。
【００１２】
図５は、旋回半径を小さくするため車輪がより強く操舵されたときにどうなるかを示している。その意味は、図４に示す状態に比べてよりきつい左旋回を達成するものである。この目的のために後車軸機構Ｈの車輪がより強く操舵され、その間前車軸Ｙ、中間車軸Ｍの車輪は所定の状態に置かれる。図５から明らかなように、旋回中心（すなわち後車輪の回転軸が前車輪の回転軸と交差する位置）が、後車軸機構の車輪のより大きい操舵角のために前方へ移動する。この交差の中心が旋回中心LPとなる。従来技術の場合と同様に、中間車軸機構Ｍの車輪が始動状態のままに置かれる場合、これら車輪の回転軸はもはや旋回中心ＬＰの領域を通らなくなる。その結果、中間車軸機構Ｍの車輪は地面をこすり、磨耗を早めることとなる。この中間車軸機構Ｍの「不調和」セッティングはまた車両の前進運動の障害となる。
【００１３】
図６は、本発明に係る操舵システムにより操舵修正がされた後における中間車軸機構Ｍの車輪セッティングを示す。前車軸機構Ｙと後車軸機構Ｈとの車輪操舵角の比から計算される制御された操舵修正により、中間車軸機構Ｍの車輪は、その回転軸が旋回中心ＬＰで定められた領域（前車軸機構Ｙと後車軸機構Ｈとによる両回転軸の交点領域）を通過する場所に配置される。このため操舵修正により理想的状況がほぼ再現できる、すなわち全輪がほぼ旋回中心ＬＰの回りを円弧状に回転することとなり、これにより車輪のこすりと前進動作の障害をほぼ解消することができる。
【００１４】
図７は、ドッグトロット、即ち車両の中心軸を回転させることなく斜めに動く時の当初車輪セッティングを示す。図７の右側に示すように、後車軸機構Ｈの車輪は前車軸機構Ｙの車輪とほぼ同じ角度に操舵されている。この状態で最良の前進走行を可能にするには、中間車軸機構Ｍの車輪も含めて、すべての車輪が同方位に操舵される必要がある。従来の操舵システムでは道路走行用の操舵運動性の故にこれが不可能であった。即ち中間車軸機構Ｍは、道路走行の円滑さを得るために完全に固定されていたかもしくはほんの僅かな操舵ができるだけであった（通常は一軸のみに作用する）。
容易に明らかなように、図７に示すようなドッグトロット用の車輪セッティングの車両においては、中間車軸機構Ｍの車輪がかなり強く地面をこするので、前進は困難であった。このために従来は、中間車軸機構Ｍの車輪は引き上げられ、結果として車両重量やその他荷重が他の車輪に分配され、ステアリングに障害をきたしていた。
【００１５】
図８は、本発明に係る操舵システムによって得られるこの問題の可能な解決策を示す。中間車軸機構Ｍの車輪操舵が改められ、中間車軸機構Ｍは前車軸機構Ｙおよび後車軸機構Ｈの操舵角と少なくともほぼ同じ操舵角をとることである。
図８は、平行のアレンジ（少なくともほぼ平行のアレンジ）が可能であることを示しており、これによりほぼ摩擦のない前進運動が達成される。従ってもはや中間車軸機構の車輪を引き上げる必要はなくなる。代わりにこれらの車輪は地面との接触を維持し、車両重量の分担に寄与する。これにより従来の操舵システムに比べて、前及び後の車軸機構Ｙ、Ｈの負担を軽減させることができる。車輪磨耗の低減に加えて、操舵性についてもステアリングリンクへの過負荷が無くなることから改善につながる。
【００１６】
【実施例】
図１は、本発明に係る操舵システムの具体例を採用した六軸車両（ここではクレーン車）を示す概略図である。但し、本発明は六軸車両への適用に限定されるものではなく、六軸よりも多いあるいは少ない他の多くの多軸車両へも適用できるものと理解すべきである。
図１に示すように、六軸車両は、前車軸機構Ｙ、中間車軸機構Ｍ、後車軸機構Ｈからなっている。前車軸機構Ｙは、第一車軸Ｉと第二車軸ＩＩ、中間車軸機構Ｍは第三車軸ＩＩＩと第四車軸ＩＶ、そして後車軸機構は第五車軸Ｖと第六車軸ＶＩとからなっている。六つの車軸Ｉ−ＶＩは各々車両のシャシ１００に取り付けられている。
更に図１は、車輪２４が第一から第六までの各車軸Ｉ−ＶＩの両端にステアリングレバー１３を介して軸支されている。更に各車軸の両端に配置された各一対のステアリングレバー１３は、トラックロッド１０に接続されている。第三と第四の車軸ＩＩＩ−ＩＶを除き、各車軸の両端に配置されたステアリングレバー１３とシャシ１００との間にステアリングシリンダ１１が接続されている。
【００１７】
第一ステアリングロッド１６が、第一車軸Ｉのステアリングレバー１３の一つと車両のステアリングホイルリンク１４との間に接続されている。このステアリングホイルリンク１４は運転者による望ましい操舵インプットをステアリングホイールを介して第一ステアリングロッド１６に伝え、この所望の操舵が第一ステアリングロッド１６から第一車軸ｌのステアリングレバー１３へ伝えられる。オプションのステアリングセンサ１５が所望の操舵を感知する。
第一車軸Ｉのステアリングレバー１３の一つと第二車軸ＩＩのステアリングレバー１３の一つとの間に接続された第二ステアリングロッド１８が、所望の操舵を第一車軸Ｉから第二車軸ＩＩへ伝える。同様に、第二車軸ＩＩの一つのステアリングレバー１３に接続された第三ステアリングロッド２０が、所望の操舵を前車軸機構Ｙから中間車軸機構Ｍへ伝える。
【００１８】
図２は、中間車軸機構Ｍ、そのステアリング機構、後車軸機構Ｈの一部及びそのステアリング機構を示している。図２に示すように、第３ステアリングロッド２０はセレクションレバー８の一端に接続され、そのセレクションレバーのもう一端はシャシ１００に軸支されている。第一ロック式ステアリングシリンダ３がセレクションレバー８と第三車軸ＩＩＩのステアリングレバー１３の一つとの間に接続されている。第一線形ポテンシオメータ６が同様に接続され、第一ロック式ステアリングシリンダ３の長さを測定している。
高トルクステアリングシリンダ２がセレクションレバー８とシャシ１００との間に接続されている。前に簡単に述べたように、第三車軸ＩＩＩは各ステアリングレバー１３に連結するステアリングシリンダ１１を含んでいない。その代わり、高トルクシリンダ２が使われている。この高トルクシリンダ２はステアリングシリンダ１１の2倍のトルクを発生する。
【００１９】
第四車軸ＩＶについていえば、ステアリングシリンダ１１がステアリングレバー１３のうちの一つとシャシ１００との間に接続されている。しかしながら、第二ロック式ステアリングシリンダ４がシャシ１００と第四車軸ＩＶの他のステアリングレバー１３との間に接続されている。第二線形ポテンシオメータ７が同様に接続され、第二ロック式ステアリングシリンダ４の長さを測定している。
調整可能コネクタ３２が所望の操舵を中間車軸機構Ｍの操舵機構から後車軸機構Ｍの操舵機構へ、伝える役割を果たす。この調整可能コネクタ３２は、第四車軸ＩＶと第五車軸Ｖとの間でシャシに軸支されるセレクタレバー１２を含んでいる。調整可能コネクタ３２は更に、セレクションレバー８とセレクタレバー１２の一端との間に接続された第四ステアリングロッド９と、セレクタレバー１２の他端と第五車軸のステアリングレバーの一つとの間に接続されたロック式伸縮自在ステアリングロッド１とを含んでいる。
【００２０】
図２に示すように、セレクタレバー１２の支持点は、第四ステアリングロッド９ならびにロック式伸縮自在ステアリングロッド１とセレクタレバー１２との各接続点の中間に位置している。線形ポテンシオメータ５が、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の両端に接続され、そのロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さを測定している。オプションの回転センサ１７がセレクタレバー１２の回転とその回転方向を測定する。これによりステアリングセンサ１５もしくは回転センサ１７のどちらかが所望の操舵を感知するために使用でき、その他のセンサ類は本操舵システムから取り除くことができる。
図１に戻って、第五ステアリングロッド２２が第五車軸のステアリングレバー１３の一つと第六車軸ＶＩのステアリングレバー１３の一つとの間に接続され、所望の操舵を第五車軸から第六車軸へ伝える役割を果たす。
【００２１】
図２に示すように本発明に係る操舵システムにおいては更に電気油圧式制御システム３０を含み、第一、第二、第三線形ポテンシオメータ６、７、５からの出力、ステアリングセンサ１５もしくは回転センサ１７の出力、そして運転者の入力装置２８の出力を受け取る。運転者入力装置２８は図１に示されており、後に詳細を示す運転中の運転モードに関する入力を受け取る。電気油圧式制御システム３０は入力信号に基づき、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１、第一ロック式ステアリングシリンダ３、第二ロック式ステアリングシリンダ４、高トルクステアリングシリンダ２、そしてステアリングシリンダ１１の作動を制御する。図面を簡略化するために、電気油圧式制御システム３０と各ステアリングシリンダ１１との個別の接続は示されておらず、図２にのみ表示してある。
【００２２】
好ましい実施態様では、電気油圧式制御システム３０は、リードオンリーメモリＲＯＭとランダムアクセスメモリＲＡＭに接続された中央演算ユニットＣＰＵを含んでいる。ＣＰＵはＲＯＭやＲＡＭと協調して各種入力を受け取り処理した後に油圧システムを制御するための信号を発し、これが前記のような電気油圧式制御システム３０で制御される各種構成要素の操作を直接制御することとなる。代替具体案として、この電気油圧システム３０は完全な電子式もしくは電子／機械式システムとして実施することも可能である。
【００２３】
次に本発明の操作について述べる。運転者入力装置２８を使って、多軸車両の運転者は少なくとも３種類の異なる運転モードを選択することができる。即ち道路上つまり通常運転モードと、オフロードモードと、ドッグトロット又は蟹操舵モードである。道路を走行中は、急旋回やドッグトロットの能力は必要とされない。その代わり、円滑で安定した操舵が望まれる。これは多軸車両の中間車軸を所定の位置にロックするかもしくは僅かばかりの操舵を認めることで実現できる。従って、道路走行中は、電気油圧式制御システム３０は第一ロック式ステアリングロッド３と第二ロック式ステアリングシリンダ４とをロックする。更に電気油圧式制御システム３０は、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１を基準長さ、即ち前車軸機構Ｙの操舵機構と後車軸機構Ｈの操舵機構との操舵角比率（以下舵角比という）が１となるように固定する。
【００２４】
図３ａ）、３ｃ）と３ｇ）は、道路走行中の各車軸に取り付けられた車輪２４の操舵角と、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さと、左側マウンティングロッド５０と右側マウンティングロッド５２に対するロック式伸縮自在ステアリングロッド１の位置を示すものである。左側マウンティングロッド５０は前車軸機構Ｙの操舵機構のステアリングレバー１３に相当し、右側マウンティングロッド５２は後車軸機構Ｈの操舵機構のステアリングレバー１３に相当する。図３ａ）に示すように、直進走行中は各車軸の車輪２４は、何の操舵角も与えられない。図３ｃ）に示す左旋回時においては、第四車軸ＩＶの車輪２４に操舵角は加えないが、第三車軸ＩＩＩの車輪２４には僅かな操舵角が加えられる。同様な状況は、図３ｇ）に示す右旋回時にも見られる。
【００２５】
道路走行中の旋回においては、ステアリングセンサ１５もしくは回転センサ１７が所望の操舵量を感知し、電気油圧式制御システム３０はその感知された所望操舵量に基づいてステアリングシリンダ１１の操作を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１１は、第一から第六までの各車軸Ｉ−ＶＩの操舵機構間の機械的リンク、すなわち第一ステアリングロッド１６、第二ステアリングロッド１８、第三ステアリングロッド２０、第四ステアリングロッド９、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１．そして第五ステアリングロッド２２を通して生じた操舵にパワーアシストを提供する。従来技術であればオフロードでの操舵がおぼつかないほどの非常に複雑な独立操舵システムでやっと達成可能な車輪ポジションを、電気油圧システム３０にアシストされた機械的ステアリング機構の組み合わせで実現している。
【００２６】
運転者が運転者入力装置２８によりオフロードモードの運転を選択した場合、電気油圧式制御システム３０は、ステアリングセンサ１５、もしくは回転センサ１７の出力に基づき引き続き第一、第二、第五、そして第六の各車軸Ｉ、ＩＩ、Ｖ、ＶＩのステアリングシリンダ１１を制御する。しかし、電気油圧式制御システム３０は、第一ロック式ステアリングシリンダ３、第二ロック式ステアリングシリンダ４、そしてロック式伸縮自在ステアリングロッド１のロックを解除する。ロック式伸縮自在ステアリングロッド１のロック解除により、後車軸機構Ｈの操舵機構は、前車軸機構Ｙの操舵機構から解放される。換言すれば、第一ステアリングロッド１６、第二ステアリングロッド１８、第三ステアリングロッド２０から第四ステアリングロッド９に伝わった所望の操舵は、必ずしもロック式伸縮自在ステアリングロッド１によりそれ以降伝えられないこととなる。その代わり、電気油圧式制御システム３０は、後車軸機構Ｈの操舵機構に対する所望操舵の機械的伝達量を制御するため、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さを変化させることができる。
【００２７】
運転者がステアリングホイールのリンク１４を操作することで急旋回の意思表示をしたら、電気油圧式制御システム３０はステアリングセンサ１５もしくは回転センサ１７の出力によってこの状況を感知し、きつい回転半径を実現させるため第一、第二、第五、第六の各車軸Ｉ、ＩＩ、Ｖ、ＶＩのステアリングシリンダ１１と、伸縮自在ステアリングロッド１の長さを制御する。前述の通り、多軸車両の旋回中心は移動するので、ある種の修正がなければ、第三・第四車軸ＩＩＩ、ＩＶの回転軸はもはや旋回中心の方向には向かなくなる。
しかしながら本発明においては、第三線形ポテンシオメータがロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さを示す出力を電気油圧式制御システム３０に提供する。ロック式伸縮自在ステアリングロッド１がその基礎位置または長さにおける舵角比（即ち前車軸機構Ｙの操舵角と後車軸機構Ｈの操舵角の比）が分かっているので、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さが変化したときは、電気油圧式制御システム３０は第三線形ポテンシオメータ５の出力から、その舵角比を検出することができる。この検出された舵角比を元に、電気油圧式制御システム３０は、第三車軸ＩＩＩ及び第四車軸ＩＶの車輪の操舵角を決定し、その回転軸を旋回中心の方向へ向けることができる。電気油圧式制御システム３０は、そこで高トルクステアリングシリンダ２、第一ロック式ステアリングシリンダ３、第二ロック式ステアリングシリンダ４及び第四車軸ＩＶのステアリングシリンダ１１を制御し、上記で得られた操舵角を実現する。車輪の正しいポジションを確保するため電気油圧式制御装置は、第一及び第二線形ポテンシオメータ６、７の出力により、第三及び第四車軸ＩＩＩ、ＩＶの車輪２４の操舵角を監視する。この方法により、多軸車両の操舵は最適化され、多軸車両の車軸の回転軸が旋回中心に向けて揃い、急旋回時に地面との間で起きるこすり現象をなくすことができる。
【００２８】
以上から分かるように、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１と中間車軸機構Ｍの操舵機構とを上手く制御することによって、電気油圧式制御システム３０は、中間車軸Ｍを構成する第三車軸ＩＩＩと第四軸ＩＶとの操舵角をほぼ独立して制御することができる。
図３ｂ）と３ｆ）は、それぞれ左急旋回、右急旋回時の車輪２４の状況を示したものである。加えてこれらの図は舵角比に基づいたロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さと、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の左方マウンティングポイント５０と右方マウンティングポイント５２に対する位置を示したものである。
【００２９】
ドッグトロット・モードにおける操作はオフロード・モードの時と類似しており、電気油圧式制御システム３０は、引き続き第一、第二、第五、第六車軸Ｉ、ＩＩ．Ｖ、ＶＩのステアリングシリンダ１１をステアリングセンサ１５もしくは回転センサ１７の出力に応じて制御し；第一ロック式ステアリングシリンダ３、第二ロック式ステアリングシリンダ４、そしてロック式伸縮自在ステアリングロッド１のロックを解除し、第三線形ポテンシオメータの出力に基づいて舵角比を算出；そしてこの求められた舵角比と第一、第二線形ポテンシオメータの出力とに基づいて、第三車軸ＩＩＩ、第四車軸ＩＶに取り付けられた車輪２４の操舵角を制御する。しかしながら、ドッグトロットモードにおいては、電気油圧式制御システム３０は、高トルクステアリングシリンダ２、第一ロック式ステアリングシリンダ３、第二ロック式ステアリングシリンダ４、ステアリングシリンダ１１、そしてロック式伸縮自在ステアリングロッド１を制御し、第一から第六車軸Ｉ−ＶＩに取り付けられた各車輪の回転軸がほぼ平行となるようにする。
【００３０】
前記のように、従来の操舵システムでは、多軸車両がその中心軸を回転されることなく右もしくは左に動く斜め移動の際には、中間車軸は引き上げた位置において置かねばならなかった。これに比べて本発明に係る操舵システムを装備した多軸車両にあっては、中間車軸に取り付けられた車輪の回転軸がその他の車軸に取り付けられた車輪の回転軸と平行となっているので、それを引き上げる必要は無い。その結果中間車軸は、その多軸車両の荷重を分担することができる。
図３ｅ）と３ｉ）は、各左及び右へのドッグトロットつまり横滑り時の各車輪２４の状況を示している。これらの図はまた、ロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さと、左方マウンティングポイント５０及び右方マウンティングポイント５２に対する各ロック式伸縮自在ステアリングロッド１のポジションを示している。図３ｅ）に示すように、左方への横滑り時にはロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さは最大にセットされ、右方への横滑り時にはロック式伸縮自在ステアリングロッド１の長さは最小にセットされる（図３ｉ）参照）。
【００３１】
本発明に係る操舵システムは以上述べてきた例に限定されるものではない。表示した例では六軸車両への適用であるが、本発明は六軸よりも多い多軸車両へも少ない多軸車両へも適用可能である。舵角比は、ロック式伸縮自在ステアリングロッドの両端に接続された線形ポテンシオメータの出力により決定しているが、前車軸機構Ｙの操舵機構と後車軸機構Ｈの操舵機構との実際の操舵角を測定するセンサを用いることもできる。更には線形ポテンシオメータ５もしくは他の前車軸と後車軸の操舵機構の操舵角を測定する代替センサは、線形ポテンシオメータでなくてもよく、回転センサであっても良い。
【００３２】
更にまた、図３ａ）−３ｉ）は、単に道路走行時、急旋回時、及び横滑り時の車輪の可能性のある状況のみを示したものであって、これらのモードでの運転におけるその他の多くの考え得る車輪状況が存在する。更にまた、少なくとも多軸車両の車軸の数や各種の運転モードでの好ましい車輪位置に応じて、この電気油圧式制御システム３０を特定の多軸車両用に応用することは、当業者の技術レベルの範囲に含まれるものである。
以上のべた発明は、種々変更可能であることは明らかである。そのような変更は、本発明の精神と範囲から逸脱するものと解釈してはならず、当業者にとって明白と思われるこれらの改良は、このクレームの範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る操舵システムの一実施例における、前、中間、後車軸機構とこれに対応するリンクもしくはシリンダ機構からなる操舵システムの平面図である。
【図２】  図１に示した操舵システムの二つの中間車軸と第五車軸の操舵システムの詳細図である。
【図３】  各車輪操舵角におけるロック式伸縮自在ステアリングロッドのポジション例を示す。
【図４】  六車軸車両の最適車輪操舵セッティングを示す。
【図５】  従来の操舵システムにおいて後車軸の車輪がより大きく操舵されたときの旋回中心の移動を示す。
【図６】  本発明に係る操舵システムにおいて後車軸の車輪がより大きく操舵されたときの旋回中心の移動を示す。
【図７】  「ドッグトロット」時における、従来型操舵システムにより得られる車輪のセッティングを示す。
【図８】  「ドッグトロット」時における、本発明に係る操舵システムにより得られる車輪のセッティングを示す。
【符号の説明】
１                    伸縮自在ステアリングロッド
２                    第一ステアリングシリンダ
３                    第二ステアリングシリンダ
４                    ステアリングシリンダ
５                    センサ
６                    センサ
７                    センサ
８                    セレクションレバー
９                    ステアリングプッシュロッド
１０                  第一トラックロッド
１１                  ステアリングシリンダ
１２                  セレクタレバー
１３                  第二ステアリングレバー
１６                  第一ステアリングロッド
１８                  第二ステアリングロッド
２０                  第一コネクタ
２２                  第五ステアリングロッド
２４                  車輪
３０                  コントローラ
３２                  調整可能コネクタ（第二コネクタ）
１００                固定サポート
【図１】
0003904721.tif 000002
【図２】
0003904721.tif 000003
【図３】
0003904721.tif 000004
【図４】
0003904721.tif 000005
【図５】
0003904721.tif 000006
【図６】
0003904721.tif 000007
【図７】
0003904721.tif 000008
【図８】
0003904721.tif 000009