特許第5654187号(P5654187)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社小松製作所の特許一覧

特許5654187作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法
<>
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000002
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000003
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000004
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000005
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000006
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000007
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000008
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000009
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000010
  • 特許5654187-作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法 図000011
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】5654187
(24)【登録日】2014年11月28日
(45)【発行日】2015年1月14日
(54)【発明の名称】作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
   B62D 1/22 20060101AFI20141218BHJP
【FI】
   B62D1/22
【請求項の数】8
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2014-534685(P2014-534685)
(86)(22)【出願日】2014年5月29日
(86)【国際出願番号】JP2014064307
【審査請求日】2014年10月8日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】榎本 良太
【審査官】 杉▲崎▼ 覚
(56)【参考文献】
【文献】 実開平01−155561(JP,U)
【文献】 特開2013−184669(JP,A)
【文献】 特開2013−232404(JP,A)
【文献】 特開昭61−002419(JP,A)
【文献】 実開平01−152830(JP,U)
【文献】 特開2005−256408(JP,A)
【文献】 特開平10−045014(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 1/00− 1/28
G05G 1/00−25/04
H03K 17/00−17/70
G01R 1/00
H01H 9/54
E02F 9/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
操舵のために傾動操作するレバーと、
前記レバーからの操舵信号を有効/無効状態に設定するための第1のスイッチと、
前記レバーによる傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、前記レバーを支持するレバー支持部材と、
前記レバー支持部材が前記所定位置に位置する場合に導通し、前記所定位置から跳ね上げられた場合に連動して非導通となる第2のスイッチと、
前記レバーによる操舵を有効/無効に設定するための制御装置とを備え、
前記第1のスイッチは、前記レバーからの操舵信号を有効状態および無効状態の設定に従ってそれぞれ導通して、前記第2のスイッチと並列に前記制御装置と電気的に接続される複数の端子を有し、
前記制御装置は、前記第1および第2のスイッチに基づき入力される信号の入力順序に従って異常状態を判断する、作業車両の操舵装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記第1および第2のスイッチに基づき入力される信号に基づいて異常状態を判断する、請求項1記載の作業車両の操舵装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記第1のスイッチに基づき前記複数の端子から入力される信号が同じ電位の信号である場合に異常状態と判断する、請求項2記載の作業車両の操舵装置。
【請求項4】
通過する電流に従って発光する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子に電流を供給することが可能な電流供給回路とをさらに備え、
前記制御装置は、前記第1および第2のスイッチに基づき入力される信号の組み合わせに基づいて前記電流供給回路を活性化する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車両の操舵装置。
【請求項5】
前記第1の発光素子と並列に前記電流供給回路に接続され、前記レバーの操作量に応じた操舵角を調整するための第3のスイッチをさらに備える、請求項4記載の作業車両の操舵装置。
【請求項6】
前記第1の発光素子と並列に前記電流供給回路に接続され、前記第3のスイッチと直列に接続されて通過する電流に従って発光する第2の発光素子をさらに備える、請求項5記載の作業車両の操舵装置。
【請求項7】
前記異常状態を報知する報知部をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の作業車両の操舵装置。
【請求項8】
操舵のために傾動操作するレバーからの操舵信号を有効/無効状態に設定するための第1のスイッチと、前記レバーによる傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、前記レバーを支持するレバー支持部材と、前記レバー支持部材が前記所定位置に位置する場合に導通し、前記所定位置から跳ね上げられた場合に連動して非導通となる第2のスイッチとを備える、作業車両の操舵装置の制御方法であって、
前記第1および第2のスイッチを操作するステップと、
前記第1および第2のスイッチの操作に基づき入力される信号に基づいて異常状態を判断するステップとを備え、
前記異常状態を判断するステップは、前記第2のスイッチが導通から非導通に変化した場合に、前記第1のスイッチが前記レバーを有効状態に設定している場合には異常状態と判断する、作業車両の操舵装置の制御方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に操舵装置を備える作業車両および作業車両の操舵装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ホイールローダは、公道走行や作業現場における高速走行においてステアリング操作を行うために、ステアリングホイールが設けられている。また、ホイールローダには、短距離の走行とステアリング操作とを繰り返すような作業現場においては、簡単な操作で効率的なステアリング操作が行えるように、ジョイスティックのようなレバーが設けられている。
【0003】
特許文献1には、ステアリングホイールによる回転操作およびレバーによるレバー操作の両方によってステアリング操作を可能にしたホイールローダが開示されている。この特許文献1においては、ステアリングホイールによる回転操作中に運転者が誤ってレバーに触れた場合、意図せずにステアリング操作がなされる場合があるため、ステアリングホイール優先弁を作動させてステアリングホイールによる操作を優先させる方式が提案されている。
【0004】
一方で、従来においては、レバー操作の誤操作を防止するために、レバー操作を可能(有効)とするスイッチが設けられている。当該スイッチの構成として単一のスイッチを設けるのではなく、複数のスイッチを設けた構成が採用されていた。そして、電気回路的には、複数のスイッチをともに直列に接続し、複数のスイッチをともにオン(有効)した場合にレバー操作を可能と判断する構成が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第5362113号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、電気回路的に複数のスイッチを直列に接続した構成では、複数のスイッチのうちの1つのスイッチに異常が生じた場合であっても、異常の生じた上記スイッチと直列に接続された別のスイッチが信号経路上に存在する。このため、その信号経路上に存在する複数のスイッチのうちいずれのスイッチが異常な状態になっているのかを容易に判断することができないという課題がある。
【0007】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、簡易な方式で異常の生じたスイッチを判定することが可能な作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0008】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のある局面に従う作業車両の操舵装置は、レバーと、第1のスイッチと、レバー支持部材と、第2のスイッチと、制御装置とを備える。レバーは、操舵のために傾動操作する。第1のスイッチは、レバーからの操舵信号を有効/無効状態に設定する。レバー支持部材は、レバーによる傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、レバーを支持する。第2のスイッチは、レバー支持部材が所定位置に位置する場合に導通し、所定位置から跳ね上げられた場合に連動して非導通となる。制御装置は、レバーによる操舵を有効/無効に設定する。第1のスイッチは、レバーからの操舵信号を有効状態および無効状態の設定に従ってそれぞれ導通して、第2のスイッチと並列に制御装置と電気的に接続される複数の端子を有する。
【0010】
本発明の作業車両の操舵装置によれば、第1のスイッチは、レバーからの操舵信号を有効状態および無効状態の設定に従ってそれぞれ導通して、第2のスイッチと並列に制御装置と電気的に接続される複数の端子を有する構成である。したがって、第1および第2のスイッチは互いに並列に制御装置と接続されるとともに、第1のスイッチは、レバーからの操舵信号の有効状態および無効状態の設定に従ってそれぞれ導通して制御装置と電気的に接続されるため簡易な方式で異常の生じたスイッチを判定することが可能である。
【0011】
好ましくは、制御装置は、第1および第2のスイッチに基づき入力される信号に基づいて異常状態を判断する。
【0012】
上記によれば、制御装置は、第1および第2のスイッチの入力される信号の組み合わせに基づいて異常状態を判断するため簡易な方式で異常の生じたスイッチを判定することが可能である。
【0013】
好ましくは、制御装置は、第1のスイッチに基づき複数の端子から入力される信号が同じ電位の信号である場合に異常状態と判断する。
【0014】
上記によれば、同じ電位の信号入力により異常状態と判断するため簡易な方式で異常が生じたスイッチを判定することが可能である。
【0015】
好ましくは、作業車両の操舵装置は、通過する電流に従って発光する第1の発光素子と、第1の発光素子に電流を供給することが可能な電流供給回路とをさらに備える。制御装置は、第1および第2のスイッチに基づき入力される信号の組み合わせに基づいて電流供給回路を活性化する。
【0016】
上記によれば、発光素子によりレバーによる傾動操作が有効にされたことを操作者は容易に把握し、確認することが可能である。
【0017】
好ましくは、作業車両の操舵装置は、第3のスイッチをさらに備える。第3のスイッチは、第1の発光素子と並列に電流供給回路に接続され、レバーの操作量に応じた操舵角を調整する。
【0018】
上記によれば、第3のスイッチによりレバーの操作量に応じた操舵角の調整が可能である。
【0019】
好ましくは、作業車両の操舵装置は、第2の発光素子をさらに備える。第2の発光素子は、第1の発光素子と並列に電流供給回路に接続され、第3のスイッチと直列に接続されて通過する電流に従って発光する。
【0020】
上記によれば、発光素子によりレバーの操作量に応じた操舵角の調整がされたことを操作者は容易に把握し、確認することが可能である。
【0021】
好ましくは、制御装置は、第1および第2のスイッチに基づき入力される信号の入力順序に従って異常状態を判断する。
【0022】
上記によれば、制御装置は、信号の入力順序に従って異常状態を判断するため適切な順序による操作を促すことが可能である。
【0023】
好ましくは、作業車両の操舵装置は、報知部をさらに備える。報知部は、異常状態を報知する。
【0024】
上記によれば、報知することにより操作者に容易に異常状態を把握させることが可能である。
【0025】
本発明のある局面に従う作業車両の操舵装置の制御方法は、操舵のために傾動操作するレバーからの操舵信号を有効/無効状態に設定するための第1のスイッチと、レバーによる傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、レバーを支持するレバー支持部材と、レバー支持部材が所定位置に位置する場合に導通し、所定位置から跳ね上げられた場合に連動して非導通となる第2のスイッチとを備える、作業車両の操舵装置の制御方法である。上記制御方法は、第1および第2のスイッチを操作するステップと、第1および第2のスイッチの操作に基づき入力される信号に基づいて異常状態を判断するステップとを備える。異常状態を判断するステップは、第2のスイッチが導通から非導通に変化した場合に、第1のスイッチがレバーを有効状態に設定している場合には異常状態と判断する。
【0026】
本発明の作業車両の操舵装置の制御方法によれば、異常状態を判断するステップは、第2のスイッチが導通から非導通に変化した場合に、第1のスイッチがレバーを有効状態に設定している場合には異常状態と判断する。したがって、第1のスイッチ、第2のスイッチについて適切な順序による操作を促すことが可能である。
【発明の効果】
【0027】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な方式で異常の生じたスイッチを判定することが可能な作業車両の操舵装置および作業車両の操舵装置の制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
図1】一実施形態に基づくステアリング装置が搭載されたホイールローダ1の全体構成図である。
図2】実施形態に基づくステアリング装置20の構成を説明する図である。
図3】左旋回時のステアリング装置の動作について説明する図である。
図4】実施形態に基づく操作パネル100の構成を説明する図である。
図5】実施形態に基づく運転室5の内部構成を示す斜視図である。
図6】実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチを説明する図である。
図7】実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチとコントローラとの回路図である。
図8】実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチの状態遷移を説明する図である。
図9】実施形態に基づく異常と判断する走行操作レバー22のスイッチの状態の組合わせを説明する図である。
図10】操作パネル100のディスプレイ115に表示される警告表示を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。
以下、「作業車両」の一例であるホイールローダについて、図面を参照しながら説明する。
【0030】
<ホイールローダの全体構成>
図1は、一実施形態に基づくステアリング装置が搭載されたホイールローダ1の全体構成図である。なお、図1はホイールローダ1の側面図が示されている。
【0031】
図1に示されるように、ホイールローダ1は、車体フレーム2、作業機3、1対のフロントタイヤ4、運転室5、エンジンルーム6、及び1対のリアタイヤ7を備えている。
【0032】
車体フレーム2は、いわゆるアーティキュレート構造であり、フロントフレーム11とリアフレーム12と連結部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おり、連結部13によってリアフレーム12に対して左右方向に回動自在に連結されている。
【0033】
作業機3は、リフトアーム15とバケット16とを有している。リフトアーム15及びバケット16は図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。リフトアーム15は、基端がフロントフレーム11に回動自在に支持されている。バケット16はリフトアーム15の先端部に回動自在に取り付けられている。
【0034】
運転室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ステアリングホイールや走行操作レバー、作業機を操作するための操作部材、各種の表示装置等が配置されている。
【0035】
<ステアリング装置の構成>
図2は、実施形態に基づくステアリング装置20の構成を説明する図である。
【0036】
図2に示されるステアリング装置20は、フロントフレーム11をリアフレーム12に対して回動させて車両を旋回させるための装置である。
【0037】
ステアリング装置20は、操舵のために回転操作されるステアリングホイール21と、操舵のために傾動操作される走行操作レバー22と、左右のステアリングシリンダ23L,23Rと、を有している。ステアリングホイール21及び走行操作レバー22は、操舵のために操作される部材(操舵装置)である。これらの部材を操作することによって、左右のステアリングシリンダ23L,23Rが伸縮し、フロントフレーム11がリアフレーム12に対して回動する。
【0038】
また、ステアリング装置20は、ステアリング弁25と、ステアリングホイール用制御弁としてのオービットロール26と、レバー用電磁制御弁27と、ステアリングホイール優先弁71と、を有している。
【0039】
(ステアリング弁25)
ステアリング弁25は、オービットロール26又はレバー用電磁制御弁27からのパイロット油圧に応じて、左右のステアリングシリンダ23L,23Rにともにポンプ30からの作動油を供給するものである。
【0040】
具体的には、ステアリング弁25を構成する方向制御弁25aは、左パイロットポートに作動油が供給されると左旋回ステージLに切り替えられ、右パイロットポートに作動油が供給されると右旋回ステージRに切り替えられる。方向制御弁25aが左旋回ステージLに切り替えられると、ポンプ30からの作動油は左ステアリングシリンダ23Lのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ23Rのロッド側油室に供給され、右ステアリングシリンダ23Rのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ23Lのロッド側油室内の作動油はドレン油路Pdを介してタンク31に戻される。
【0041】
逆に、方向制御弁25aが右旋回ステージRに切り替えられると、ポンプ30からの作動油は右ステアリングシリンダ23Rのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ23Lのロッド側油室に供給され、左ステアリングシリンダ23Lのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ23Rのロッド側油室内の作動油はドレン油路Pdを介してタンク31に戻される。
【0042】
また、左右のパイロットポートに作動油が供給されていない場合は、中立ステージNに切り替えられ、左右のステアリングシリンダ23L,23Rとポンプ30との間は遮断される。また、左右のステアリングシリンダ23L,23Rのシリンダとタンク31との間も遮断される。
【0043】
また、方向制御弁25aの両パイロットポートは絞り25bを介して連通されている。そして、一方のパイロットポートに作動油が供給されている場合は、他方のパイロットポート側の油路の作動油はオービットロール26及びドレン油路Pdを介してタンク31に戻される。
【0044】
なお、詳細は省略するが、このステアリング弁25には、以上の方向制御弁25aの他に、アンロード弁、リリーフ弁、安全弁等が含まれている。
【0045】
(オービットロール26)
オービットロール26は、入力側のPポートが、第1入力油路P01を介してファンポンプ等のパイロット油圧用のポンプ(図示せず)に接続されている。このオービットロール26は、ステアリングホイール21を左回転した場合はLポートから、ステアリングホイール21を右回転させた場合はRポートから、ステアリングホイールの回転量に比例した作動油を吐出するものである。出力側のLポートには左パイロット油路PLが接続され、Rポートには右パイロット油路PRが接続されている。
【0046】
左パイロット油路PLはステアリング弁25を構成する方向制御弁25aの左パイロットポートに接続されている。また、右パイロット油路PRは方向制御弁25aの右パイロットポートに接続されている。左右のパイロット油路PL,PRには、それぞれストップ弁34,35が設けられている。これらのストップ弁34,35は、ステアリング弁25へのパイロット油圧の供給を強制的に停止するものである。
【0047】
なお、オービットロール26の入力側のTポートはドレン油路Pdを介してタンク31に接続されている。前述のように、方向制御弁25aの一方のパイロットポートに作動油が供給されている場合、他方のパイロットポート側の油路は、このTポートを介してドレン油路Pdに接続される。
【0048】
(レバー用電磁制御弁27)
レバー用電磁制御弁27は、入力側のPポートが、第2入力油路P02を介して、第1入力油路P01が接続されたポンプに接続されている。レバー用電磁制御弁27は、走行操作レバー22の操作に応じて、Pポートから入力された作動油を出力側のLポート又はRポートに吐出するものである。Lポートには左レバー用パイロット油路PLlが接続され、左レバー用パイロット油路PLlは左パイロット油路PLに接続されている。また、Rポートには右レバー用パイロット油路PRlが接続され、右レバー用パイロット油路PRlは右パイロット油路PRに接続されている。そして、左レバー用パイロット油路PLl及び右レバー用パイロット油路PRlにステアリングホイール優先弁71が設けられている。
【0049】
以上のように、レバー用電磁制御弁27からの作動油は、ステアリングホイール優先弁71及び左右のパイロット油路PL,PRを介してステアリング弁25の各パイロットポートに供給される。
【0050】
(ステアリングホイール優先弁71)
ステアリングホイール優先弁71は、レバー用電磁制御弁27の出力側で左右のレバー用パイロット回路PLl,PRlの途中に設けられている。より詳細には、レバー用電磁制御弁27の出力ポートには左レバー用パイロット油路PLl及び右レバー用パイロット油路PRlが接続されている。左レバー用パイロット油路PLlは左パイロット油路PLに接続され、右レバー用パイロット油路PRlは右パイロット油路PRに接続されている。そして、ステアリングホイール優先弁71は、左右のレバー用パイロット油路PLl、PRlの途中に設けられている。
【0051】
ステアリングホイール優先弁71は、コントローラ150からの指示に従って制御されて、連通ステージStと遮断ステージSbとの間で切り替えられる。連通ステージStでは、レバー用電磁制御弁27の出力ポートは左右のレバー用パイロット油路PLl、PRlを介して左右のパイロット油路PL,PRに接続される。また、遮断ステージSbでは、レバー用電磁制御弁27の出力ポートと左右のパイロット油路PL,PRの間が遮断される。
【0052】
[ステアリング動作]
図3は、左旋回時のステアリング装置の動作について説明する図である。
【0053】
図3(A)には、左旋回のためにステアリングホイールによる回転操作を行った場合のステアリング用作動油(実線)とパイロット用作動油(破線)との流れが示されている。
【0054】
ステアリングホイール21が操作されると、第1入力油路P01からオービットロール26に作動油が入力される。この作動油はストップ弁35を介してステアリング弁25の方向制御弁25aの左パイロットポートに入力される。このパイロット油圧の入力によって、方向制御弁25aは左旋回ステージLに切り替えられる。
【0055】
なお、このとき、右パイロット油路PRの作動油は、オービットロール26のTポートからドレン油路Pdを介してタンク31に戻される。
【0056】
ステアリング弁25の方向制御弁25aが左旋回ステージLに切り替えられると、ポンプ30からの作動油がステアリング弁25を介して左ステアリングシリンダ23Lのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ23Rのロッド側油室に供給される。
【0057】
また、右ステアリングシリンダ23Rのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ23Lのロッド側油室内の作動油は、ステアリング弁25を介してタンク31に戻される。
【0058】
なお、このステアリングホイール21の操作時には、前述のように、オービットロール26のTポートから作動油がタンク31に戻される。
【0059】
[走行操作レバー22の操作時]
図3(B)には、左旋回のために走行操作レバー22による傾動操作を行なった場合のステアリング用作動油(実線)とパイロット用作動油(破線)との流れが示されている。
【0060】
走行操作レバー22が操作される場合には、コントローラ150からステアリングホイール優先弁71に対して指示され、ステアリングホイール優先弁71は連通ステージStに切り替えられる。
【0061】
このような状態では、第2入力油路P02から入力された作動油は、走行操作レバー22から左レバー用パイロット油路PLlに出力される。この作動油はステアリングホイール優先弁71を介して左パイロット油路PLに供給され、前述のステアリングホイール21による回転操作の場合と同様に、ステアリング弁25の方向制御弁25aの左パイロットポートに入力される。したがって、方向制御弁25aは左旋回ステージLに切り替えられる。また、右パイロット油路PRのパイロット油は、レバー用電磁制御弁27のドレン用Tポートからドレン油路Pdを介してタンク31に戻される。
【0062】
ステアリング用の作動油の流れについては、ステアリングホイール21による回転操作の場合とまったく同様である。
【0063】
なお、ここでは、左旋回時のステアリング装置の動作について説明したが、右旋回の場合の動作は、パイロット用及びステアリング用の作動油の流れる油路が異なるだけで、基本的な動作は同じである。
【0064】
<操作パネルの構成>
操作パネルの構成について説明する。
【0065】
図4は、実施形態に基づく操作パネル100の構成を説明する図である。
図4に示されるように、操作パネル100のディスプレイ115にエンジン状態に関する情報が表示された標準画面の一例が示されている。
【0066】
操作者がホイールローダ1を操作している最中でも視認しやすいように、アイコンの形態でディスプレイ115に表示される。
【0067】
アイコンとは、物事を簡単な絵柄で記号化して表示するものである。例では、複数のアイコンとともに、数値で表現される各種データもディスプレイ115に表示されている。
【0068】
ディスプレイ115の上又は上方は、運転室5の天井側であって、矢印Uで示す側であり、下又は下方は運転室5の床側であって、矢印Bで示す側である。
【0069】
ディスプレイ115の下方には、複数(この例では6個)のファンクションスイッチ116a、116b、116c、116d、116e、116fが配置されている。これらを特に区別しない場合には符号116を用い、区別する場合には符号116a、116b等を用いる。ディスプレイ115の画面中の下端部には、それぞれのファンクションスイッチ116a、116b、116c、116d、116e、116fに対応する位置にガイド用指標としてのファンクションガイド130a、130b、130c、130d、130fが表示されている。これらを特に区別しない場合には符号130を用い、区別する場合には符号130a、130b等を用いる。
【0070】
複数のファンクションスイッチ116はディスプレイ115の下方に配置されているが、複数のファンクションスイッチ116は、これ以外の場所に配置されていてもよい。例えば、複数のファンクションスイッチ116は、ディスプレイ115の側方又は上方に配置されていてもよい。この場合、ディスプレイ115の画面中には、それぞれのファンクションスイッチ116に対応する位置に対応して、複数のファンクションガイド130が表示される。例えば、複数のファンクションスイッチ116がディスプレイ115の側方に配置される場合、ディスプレイ115の画面中の側端部には、それぞれのファンクションスイッチ116に対応して複数のファンクションガイド130が表示される。
【0071】
それぞれのファンクションガイド130は、ファンクションスイッチ116の機能を案内する指標であり、実施形態では、アイコンの形式でディスプレイ115に表示される。それぞれのファンクションガイド130は、対応するファンクションスイッチ116がどのような機能を有しているかをアイコンの形式で表示している。それぞれのファンクションガイド130は、これらが表示されている画面に対して機能が割り振られている。
【0072】
ファンクションガイド130により、操作者は、ファンクションスイッチ116の機能を直感的に把握して、所望のファンクションスイッチ116を選択することができる。また、ファンクションガイド130がファンクションスイッチ116の機能を表示することにより、操作者の視認性が向上する。
【0073】
例において、ディスプレイ115は、5個のメーター型のゲージアイコンを表示している。これらは、マルチゲージ131、エンジン水温ゲージ132、作動油温度ゲージ133、燃料ゲージ134、ミッションオイル温度ゲージ135である。これらのアイコンは、指針と円弧上のメモリとを有しており、指針を回転させることにより各種のゲージの大きさを表示する。この他に、ディスプレイ115は、燃料消費量を元にして省エネルギー運転の指標を示す省エネゲージ136、時刻を表示する時計137等を表示する。
【0074】
マルチゲージ131は、複数種類のエンジン状態に関する情報をファンクションスイッチ116で切り替えて表示する指標である。実施形態において、マルチゲージ131は、ファンクションスイッチ116bを操作することにより、自身が表示するエンジン状態に関する情報を変更することができる。
【0075】
例えば、図4に示す例は、ホイールローダ1が搭載するエンジンの回転速度(単位時間あたりの回転数)を表示している。ファンクションガイド130bに対応するファンクションスイッチ116bを操作すると、例えば、マルチゲージ131は、牽引力を表示するように表示が切り替わるようにしても良い。マルチゲージ131が表示する他の情報の一例としては、作動油圧力、エンジン油圧、バッテリー電圧、牽引力、車速、時計、エンジン回転速度がある。実施形態においては、ファンクションスイッチ116bを1回操作する毎に、マルチゲージ131の表示する上記情報が1つずつ切り替わるようにすることが可能である。
【0076】
後述するが、ディスプレイ115は、コントローラ150からの指示に従い警告メッセージを表示する。
【0077】
<運転室5の構成>
図5は、実施形態に基づく運転室5の内部構成を示す斜視図である。
【0078】
図5(A)に示されるように、運転室5は、ステアリングホイール21と、オペレータシート19と、左側操作装置37等を有する。
【0079】
オペレータシート19は、運転室に乗降するオペレータ(操作者)が着座して運転操作を行う座席であって、前後にスライド可能な状態で設置されている。
【0080】
このオペレータシート19の正面には、オペレータ(操作者)が着座した状態で操作可能なステアリングホイール21が設置されている。操作者は、ステアリングホイール21を操作して、上記のステアリング動作を実行することが可能である。
【0081】
このオペレータシート19の左脇には、操作者によって操作される左側操作装置37が設置されている。
【0082】
左側操作装置37は、オペレータシート19に着座した操作者からみてオペレータシート19の左側に配置されている。左側操作装置37の上面には、走行操作レバー22が設けられている。走行操作レバー22は、車体の前進方向を前方とした場合の左右方向において傾動操作され、ステアリング操作がなされる。
【0083】
左側操作装置37は、走行操作レバー22による傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、上下方向に回動自在に設けられる。
【0084】
操作者が運転室5から外部に出る際には、左側操作装置37を所定位置から跳ね上げて通路を確保する必要がある。
【0085】
図5(B)には、左側操作装置37を所定位置から跳ね上げた状態が示されている。
当該状態において、操作者は、着座しているオペレータシート19から外部に出ることが可能となる。また、逆に、当該状態からオペレータシート19に着座することが可能である。
【0086】
左側操作装置37を所定位置に固定した際には、オペレータシート19から外部に出たり、あるいは、外部からオペレータシート19に着座することはできない。
【0087】
図6は、実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチを説明する図である。
図6(A)には、図5(A)の領域(点線領域)200を拡大した場合が示されている。
【0088】
当該図に示されるように左側操作装置37の前方上部に走行操作レバー22が支持されている。また、左側操作装置37には、走行操作レバー22からの操舵信号を有効/無効状態に設定するためのレバー有効スイッチ202が設けられる。
【0089】
また、走行操作レバー22の傾動操作の操作量に応じた操舵角を調整するための調整スイッチ203と、当該調整スイッチ203を有効状態に設定した場合に点灯するLEDLD2と、走行操作レバー22による操舵が有効にされた場合に点灯するLEDLD1とが設けられる。当該LEDを設けることにより有効にされたことを操作者は容易に把握し、確認することが可能である。
【0090】
調整スイッチ203が導通した場合には、非導通の場合と比べて走行操作レバー22による傾動操作の操作量に応じた操舵角が大きくなる。
【0091】
図6(B)には、跳ね上げ可能に設けられた左側操作装置37が跳ね上げられた状態が示されている。当該左側操作装置37には、跳上スイッチ204が設けられる。
【0092】
跳上スイッチ204は、スイッチ本体部204Aと、押下部204Bとを有する。
押下部204Bは、左側操作装置37の下部側に取り付けられる。左側操作装置37を所定位置に固定する際に押下部204Bは、スイッチ本体部204Aと接触して、スイッチ本体部204Aを押下げるように配置される。
【0093】
押下部204Bによりスイッチ本体部204Aを押し下げることにより跳上スイッチ204は、有効状態に設定される。一方で、左側操作装置37が跳ね上げられて押下部204Bによる押し下げから解放された場合、跳上スイッチ204は、無効状態に設定される。
【0094】
走行操作レバー22による傾動操作を行う所定位置に左側操作装置37が位置する場合に跳上スイッチ204は導通し、左側操作装置37が所定位置から跳ね上げられて走行操作レバー22による傾動操作が困難な位置に左側操作装置37が位置する場合に跳上スイッチ204は非導通となる。
【0095】
なお、走行操作レバー22、左側操作装置37、レバー有効スイッチ202、跳上スイッチ204、調整スイッチ203、LEDLD1、LEDLD2は、それぞれ本発明の「レバー」、「レバー支持部材」、「第1のスイッチ」、「第2のスイッチ」、「第3のスイッチ」、「第1の発光素子」、「第2の発光素子」の一例である。
【0096】
図7は、実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチとコントローラとの回路図である。
【0097】
図7には、コントローラ150とスイッチとの関係が示されている。
コントローラ150は、出力端子O1と、入力端子I1〜I4とを有する。コントローラ150は、走行操作レバー22のスイッチに基づき入力される信号に基づいて走行操作レバー22による操舵を有効/無効に設定する。
【0098】
レバー有効スイッチ202は、ノードN2と接続された接地電圧GNDと、コントローラ150との間に設けられる。レバー有効スイッチ202は、コントローラ150と接続される複数端子を有する単極双投型のスイッチである。
【0099】
レバー有効スイッチ202は、単極双投型の複数端子を有するためON回路およびOFF回路を有し、スイッチの状態に応じた信号をコントローラ150に出力する。
【0100】
レバー有効スイッチ202のON回路側は、入力端子I2と接続される。また、レバー有効スイッチ202のOFF回路側は、入力端子I3と接続される。入力端子I2,I3は、電源電圧Vccによりプルアップされた状態である。
【0101】
例えば、レバー有効スイッチ202のON回路側にスイッチ操作された場合には、コントローラ150の入力端子I2は、接地電圧GNDと接続されたノードN2と電気的に結合される。したがって、入力端子I2は「L」レベルを検出する。一方、コントローラ150の入力端子I3は、オープン状態となるため、電源電圧Vccによりプルアップされて「H」レベルを検出する。これにより走行操作レバー22からの操舵信号が有効状態に設定される。
【0102】
また、レバー有効スイッチ202のOFF回路側にスイッチ操作された場合には、コントローラ150の入力端子I2は、オープン状態となるため、電源電圧Vccによりプルアップされて「H」レベルを検出する。一方、コントローラ150の入力端子I3は、接地電圧GNDと接続されたノードN2と電気的に結合される。したがって、入力端子I2は「L」レベルを検出する。これにより走行操作レバー22からの操舵信号が無効状態に設定される。
【0103】
それゆえ、レバー有効スイッチ202について、ON回路側にスイッチ操作した場合には、入力端子I2,I3は、それぞれ「L」レベル、「H」レベルを検出する。一方、OFF回路側にスイッチ操作した場合には、入力端子I2,I3は、それぞれ「H」レベル、「L」レベルを検出する。
【0104】
レバー有効スイッチ202が故障した場合、例えば短絡が生じてスイッチが非導通(OFF)から導通(ON)になるような場合には、入力端子I2,I3はともに「L」レベルとなる。したがって、コントローラ150は、入力端子I2,I3から同電位の信号が入力されるため異常状態(故障)であると判断することが可能である。反対に、天絡が生じてスイッチが導通(ON)から非導通(OFF)になるような場合には、入力端子I2,I3がともに「H」レベルとなる。したがって、コントローラ150は、入力端子I2,I3から同電位の信号が入力されるため異常状態(故障)であると判断することが可能である。これにより、レバー有効スイッチ202に故障等が生じた場合であっても、コントローラ150は、上記により異常状態であると判断することが可能であるため走行操作レバー22による操舵を無効に設定することが可能である。
【0105】
跳上スイッチ204は、レバー有効スイッチ202と並列にノードN2と接続された接地電圧GNDと、コントローラ150との間に設けられ、入力端子I4と接続される。
【0106】
跳上スイッチ204は、左側操作装置37が所定位置から跳ね上げられた場合に連動してオープン状態(非導通状態)となるため電源電圧Vccによりプルアップされて、入力端子I4は「H」レベルを検出する。一方、走行操作レバー22による傾動操作を行う所定位置に左側操作装置37を固定した場合に接地電圧GNDと接続されたノードN2と電気的に結合される。したがって、入力端子I4は「L」レベルを検出する。
【0107】
コントローラ150は、レバー有効スイッチ202がON回路側(操舵信号の有効状態)にスイッチ操作され、跳上スイッチ204が導通した場合に走行操作レバー22による操舵を有効に設定する。一方で、レバー有効スイッチ202、跳上スイッチ204の少なくとも一方が「L」レベルである場合には、コントローラ150は、走行操作レバー22による操舵を無効に設定する。この場合は、ステアリングホイールによる操舵が優先される。
【0108】
また、コントローラ150は、レバー有効スイッチ202がON回路側(操舵信号の有効状態)にスイッチ操作され、跳上スイッチ204が導通した場合に活性化部152を活性化させる。具体的には、コントローラ150は、入力端子I2,I4から入力された信号がともに「L」レベルを検出した場合に出力端子O1から活性化信号(「H」レベル)を出力する。
【0109】
ノードN0は、活性化部152を介して電源電圧Vccと接続される。
LEDLD1は、活性化部152を介して電気的に接続される電源電圧Vccと接地電圧GNDとの間に設けられる。
【0110】
LEDLD2と、調整スイッチ203とは、LEDLD1と並列にノードN0と接地電圧GNDとの間に設けられる。
【0111】
LEDLD2と、調整スイッチ203との間の中間ノードN1は、電源電圧Vccによりプルアップされるとともに入力端子I1と接続される。
【0112】
活性化部152は、コントローラ150からの信号を受けて活性化し、ノードN0と電源電圧Vccとを電気的に結合する。
【0113】
これにより、LEDLD1に電流が供給されて点灯する。
また、調整スイッチ203がスイッチ操作された場合にノードN1と接地電圧GNDとが電気的に結合される。
【0114】
これにより、活性化部152が活性化されている際、LEDLD2に電流が供給されて点灯する。また、調整スイッチ203がスイッチ操作された場合には、入力端子I1は「L」レベルを検出する。一方、調整スイッチ203がスイッチ操作されていない場合には、入力端子I1は、電源電圧Vccによりプルアップされて「H」レベルを検出する。
【0115】
コントローラ150は、入力端子I1について「L」レベルの検出に従い走行操作レバー22による傾動操作の操作量に応じた操舵角が大きくなるように設定する。
【0116】
上記構成に従い、実施形態に従うレバー有効スイッチ202と、跳上スイッチ204とは、コントローラ150にそれぞれ並列に接続される。そして、レバー有効スイッチ202は、単極双投型の複数端子を有し、コントローラ150は、レバー有効スイッチ202からの信号に基づいて異常を判断することが可能である。
【0117】
上記実施形態に基づく回路構成により、簡易な方式で走行操作レバー22のスイッチの異常を判断することが可能である。
【0118】
なお、跳上スイッチ204についても、レバー有効スイッチ202と同様に単極双投型の複数端子を有するスイッチとして異常を判断することも検討可能であるが、左側操作装置37の跳ね上げ動作に連動して導通/非導通となる構造上、単極双投型の複数端子を有するスイッチを適用することは難しい場合も考えられる。
【0119】
そこで、本実施形態においては、走行操作レバー22のスイッチを操作する手順(信号の入力順序)に従ってスイッチの異常を判断するようにした。
【0120】
なお、コントローラ150、電源電圧Vccおよび活性化部152は、それぞれ本発明の「制御装置」、「電流供給回路」の一例である。
【0121】
図8は、実施形態に基づく走行操作レバー22のスイッチの状態遷移を説明する図である。
【0122】
図8には、初期状態ST0、中間状態ST1、有効状態ST2、異常状態ST3、ST4が設けられている。初期状態ST0、中間状態ST1、有効状態ST2は、異常状態と対比させて正常状態とも称する。
【0123】
レバー有効スイッチ202、跳上スイッチ204の導通/非導通(ON/OFF)の組み合わせに基づいて各状態に移行する。
【0124】
初期状態ST0として、レバー有効スイッチ202が非導通(OFF)、跳上スイッチ204が非導通(OFF)の場合が示されている。当該状態において、レバー有効スイッチ202が(非導通)を維持しつつ、跳上スイッチ204が導通(ON)した場合には、中間状態ST1に移行する。
【0125】
中間状態ST1において、跳上スイッチ204が導通(ON)を維持しつつ、レバー有効スイッチ202が導通(ON)した場合には有効状態ST2に移行する。当該有効状態ST2においてコントローラ150は、走行操作レバー22による操舵を有効に設定する。そして、LEDLD1を点灯させる。なお、それ以外の状態について、コントローラ150は、走行操作レバー22による操舵を無効に設定する。
【0126】
中間状態ST1において、跳上スイッチ204が非導通(OFF)となった場合には、初期状態ST0に移行する。
【0127】
有効状態ST2において、レバー有効スイッチ202が非導通(OFF)となった場合には、中間状態ST1に移行する。
【0128】
有効状態ST2において、跳上スイッチ204が非導通(OFF)である場合には、異常状態ST3に移行する。異常状態ST3においては、スイッチ状態が異常である旨を告知する。具体的には、操作パネル100のディスプレイ115にスイッチ状態が異常である旨を表示する。あるいは、警告音を報知するようにしても良い。また、所定のシンボルを点灯させたり、色を変えたり、点滅させたりしても良い。
【0129】
異常状態ST3において、跳上スイッチ204を導通(ON)した場合であっても有効状態ST2には戻らず、異常状態ST4に移行する。したがって、異常状態が継続することになる。操作パネル100のディスプレイ115にスイッチ状態が異常である旨を表示する。あるいは、警告音を報知するようにしても良い。また、所定のシンボルを点灯させたり、色を変えたり、点滅させたりしても良い。
【0130】
異常状態ST3において、レバー有効スイッチ202を非導通(OFF)とした場合には、初期状態ST0に移行する。
【0131】
異常状態ST4に移行した場合に、次に、レバー有効スイッチ202を非導通(OFF)とした場合には、中間状態ST1に移行する。
【0132】
異常状態ST4に移行した場合に、再び跳上スイッチ204を非導通(OFF)とした場合には、異常状態ST3に移行する。
【0133】
初期状態ST0において、レバー有効スイッチ202を導通(ON)した場合には、異常状態ST3に移行する。
【0134】
当該状態遷移は、有効状態ST2において、レバー有効スイッチ202を非導通(OFF)とせずに、跳上スイッチ204を非導通(OFF)とした場合には、異常操作がなされたと判断して異常状態ST3に設定する。当該状態は、レバー有効スイッチ202を導通(ON)にしたまま左側操作装置37を跳ね上げた状態である。左側操作装置37が跳ね上げられた状態は、操作者が走行操作レバー22を操作し難い状態であり、レバー有効スイッチ202のスイッチ操作もし難い状態である。したがって、異常操作であるため、当該状態を異常状態とすることにより、操作者に対してスイッチの適切な順序による操作を促すことが可能となる。スイッチの適切な順序による操作として、まず、レバー有効スイッチ202を非導通(OFF)としてから跳上スイッチ204を非導通(OFF)とする操作を促すことが可能となる。
【0135】
図9は、実施形態に基づく異常と判断する走行操作レバー22のスイッチの状態の組合わせを説明する図である。
【0136】
図9(A)に示されるように、跳上スイッチが非導通(OFF)、有効スイッチが導通(ON)の場合に異常であると判断される。そして、操作パネル100に警告表示がなされる。
【0137】
図10は、操作パネル100のディスプレイ115に表示される警告表示を説明する図である。
【0138】
図10に示されるように、ディスプレイ115に警告メッセージ118が表示される場合が示されている。警告メッセージとして、「走行操作レバーのスイッチの状態が異常です。スイッチの状態を確認して下さい。」のメッセージが表示される。
【0139】
当該状態を操作者が確認することにより、スイッチ状態を確認してスイッチの適切な操作を促すことが可能である。
【0140】
また、当該警告メッセージとともに警告音により操作者に異常状態であることを報知することが可能である。また、所定のシンボルを点灯させたり、色を変えたり、点滅させたりしても良い。
【0141】
なお、操作パネル100は、本発明の「報知部」の一例である。
図9(B)、(C)を参照して、異常と判断する走行操作レバー22のスイッチが故障した場合を説明する図が示されている。
【0142】
図9(B)には、跳上スイッチ204が故障した場合が示される。
具体的には、レバー有効スイッチ202が導通(ON)の状態である場合に、跳上スイッチ204が故障により導通(ON)から非導通(OFF)となった場合には、上記で説明したようにコントローラ150は異常状態と判断することが可能である。
【0143】
また、レバー有効スイッチ202が導通(ON)の状態である場合に、跳上スイッチ204が故障により非導通(OFF)から導通(ON)となった場合には、上記で説明したようにコントローラ150は異常状態と判断することが可能である。
【0144】
一方、レバー有効スイッチ202が非導通(OFF)の状態である場合に、跳上スイッチ204が故障により導通(ON)から非導通(OFF)となった場合には、異常状態と判断されないが、上記で説明したようにコントローラ150は初期状態となるため誤操作を防止することが可能である。走行操作レバー22による操舵は無効に設定されておりステアリングホイールによる操舵が優先される。
【0145】
また、レバー有効スイッチ202が非導通(OFF)の状態である場合に、跳上スイッチ204が故障により非導通(OFF)から導通(ON)となった場合には、異常状態と判断されないが、上記で説明したようにコントローラ150は中間状態となるため誤操作を防止することが可能である。走行操作レバー22による操舵は無効に設定されておりステアリングホイールによる操舵が優先される。
【0146】
図9(C)には、レバー有効スイッチ202が故障した場合が示される。
レバー有効スイッチ202が故障により導通(ON)から非導通(OFF)となった場合あるいは、レバー有効スイッチ202が故障により導通(OFF)から導通(ON)となった場合には、コントローラ150は、入力端子I2,I3に入力される信号によりレバー有効スイッチ202に故障等が生じたことを検知するため異常状態であると判断することが可能である。レバー有効スイッチ202の異常を検知して、誤操作を防止することが可能である。走行操作レバー22による操舵は無効に設定されておりステアリングホイールによる操舵が優先される。
【0147】
この点、従来方式では、レバー有効スイッチ202および跳上スイッチ204に異常が生じた場合であっても直列に接続されていたためいずれのスイッチに異常が生じたかを容易に判断することができず、また、スイッチが故障した場合に走行操作レバー22による誤操作を防止することはできなかったが、本実施形態に基づく回路構成により簡易な方式で、スイッチの異常を判断し、走行操作レバー22による誤操作を防止することが可能である。
【0148】
<その他>
なお、本例においては、作業車両の一例として、ホイールローダを例に挙げて説明したが、油圧ショベルやブルドーザ等の作業車両にも適用可能であり、走行操作レバーが設けられた作業用の機械であればどのようなものにも適用可能である。
【0149】
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0150】
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 運転室、6 エンジンルーム、7 リアタイヤ、11 フロントフレーム、12 リアフレーム、13 連結部、15 リフトアーム、16 バケット、19 オペレータシート、20 ステアリング装置、21 ステアリングホイール、22 走行操作レバー、23L,23R ステアリングシリンダ、25 ステアリング弁、25a 方向制御弁、26 オービットロール、27 レバー用電磁制御弁、30 ポンプ、31 タンク、34,35
ストップ弁、37 左側操作装置、71 ステアリングホイール優先弁、100 操作パネル、115 ディスプレイ。
【要約】
作業車両1は、レバー22と、第1のスイッチ202と、レバー支持部材37と、第2のスイッチ204と、コントローラ150とを備える。レバー22は、操舵のために傾動操作する。第1のスイッチ202は、レバー22からの操舵信号を有効/無効状態に設定する。レバー支持部材37は、レバー22による傾動操作を行う所定位置から跳ね上げ可能に設けられ、レバー22を支持する。第2のスイッチ204は、レバー支持部材37が所定位置に位置する場合に導通し、所定位置から跳ね上げられた場合に連動して非導通となる。コントローラ150は、レバー22による操舵を有効/無効に設定する。第1のスイッチ202は、レバー22からの操舵信号を有効状態および無効状態の設定に従ってそれぞれ導通して、第2のスイッチ204と並列にコントローラ150と電気的に接続される複数の端子を有する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10