CN104144844A - 车辆用操舵装置 - Google Patents

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Abstract

在车体(2)上安装通过操舵机构(12)而能够转向操作的前轮(6L、6R)。操舵机构(12)的转向缸(22L、22R)根据设置在驾驶室(5)内的操舵驾驶盘(27)的操作而伸长或缩小，对前轮(6L、6R)进行转向操作。在操舵机构(12)设置检测左侧的前轮(6L)的操舵角(θ)的旋转角度传感器(28)、和检测前轮(6L)是否为直进状态的接近开关(29)。控制器(30)在由旋转角度传感器(28)检测出的操舵角(θ)和接近开关(29)的检测结果不同时，判定为旋转角度传感器(28)或者接近开关(29)为异常。

Description

车辆用操舵装置
技术领域
本发明涉及搭载于例如自卸车等搬运车辆上的且适合用于对车辆进行操舵的车辆用操舵装置。
背景技术
一般地，称为自卸车的大型搬运车辆在车体的框架上具备能够起伏的容器(车箱)。该自卸车以在容器中大量地装载包括碎石物或土砂的搬运对象物的状态行驶(专利文献1)。
这种现有技术的搬运车辆具备：能够自行的车体；以能够倾斜转动(起伏)的方式设置在该车体上且装载搬运对象物的车箱；以及以位于该车箱的前侧的方式设置于上述车体且在内部划分形成操作室的驾驶室。在搬运车辆的驾驶室内设有供驾驶员把持并对车辆的行进方向进行转向操作的操舵驾驶盘。
在现有技术的搬运车辆上装配有称为动力转向装置(Power Steering)的操舵装置，该操舵装置是利用液压压力来进行车辆的转向的结构，以便能够减轻驾驶员的驾驶盘操作。这种操舵装置构成为包含：操舵驾驶盘；根据该操舵驾驶盘的操作来控制压力油的供给、排出的转向阀；以及利用经由该转向阀供给、排出的压力油来进行车辆的操舵的转向缸(专利文献2)。
近年来，为了用于车辆的姿势控制系统、或者对转向机构进行自动操舵的停车辅助系统等，要求与转向车轮的操舵角相关的信息。对于这样的要求，公知有检测动力转向装置的操作角的结构(专利文献3)。另一方面，还公知有由多个检测器检测转向机构的位置的结构(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－262750号公报
专利文献2：日本特开平5－155344号公报
专利文献3：日本特开平11－59447号公报
专利文献4：日本特开平10－316000号公报
发明内容
然而，乘用车辆的动力转向机构是使用齿条和小齿轮等机械式地与操舵驾驶盘连结的构造。对此，在大型的自卸车中，由转向阀和转向缸构成动力转向机构，因此即使在操舵驾驶盘上搭载角度传感器，也无法检测出转向车轮的操舵角。因此，为了直接检测转向车轮的操舵角，需要在例如转向车轮的轮轴等上设置操舵角传感器。
该情况下，由于在转向车轮的附近设置传感器，因此与例如在操舵驾驶盘的附近等那样在车内设置传感器的情况相比，具有难以确保可靠性的倾向。另一方面，转向车轮的操舵角的信息为了用于车辆的姿势控制而要求较高的可靠性。
因此，考虑设置多个操舵角传感器，从而多重地检测操舵角的方法。但是，在使用相同的操舵角传感器而多重化的情况下，例如像自卸车那样，在气温、湿度等气候条件、或土砂、尘埃等那样的搭载环境差异较大的场所使用的车辆中，存在由于这些气候条件或搭载环境的影响，而容易同时产生不良状况之类的问题。
本发明是鉴于上述的现有技术的问题而提出的方案，本发明的目的在于提供一种能够得到可靠性高的转向车轮的操舵角的信息的车辆用操舵装置。
(1).本发明适用于车辆用操舵装置，其具备：驾驶员进行转向车轮的转向操作的操舵驾驶盘；根据该操舵驾驶盘的操作来控制压力油的供给、排出的转向阀；以及利用经由该转向阀供给、排出的压力油来进行车辆的操舵的转向缸。
本发明采用的特征在于，具备：检测上述转向车轮的操舵角的操舵角检测单元；作为上述车辆能够直进的状态而判定上述转向车轮是否为直进状态的直进检测单元；以及在由上述操舵角检测单元检测出的操舵角与上述直进检测单元的检测结果不同时，判定为上述操舵角检测单元以及上述直进检测单元中的至少任一方为异常的异常判定单元。
根据该结构，由操舵角检测单元检测转向车轮的操舵角，由直进检测单元判定转向车轮是否为直进状态。在此，能够预先把握转向车轮成为直进状态的操舵角。因此，在直进检测单元检测为直进状态时，在由操舵角检测单元检测出的操舵角在直进状态的范围内时，认为操舵角检测单元以及直进检测单元均正常地动作。另外，在直进检测单元检测为非直进状态时，由操舵角检测单元检测出的操舵角也为直进状态的范围外时，认为操舵角检测单元以及直进检测单元均正常地动作。即、该情况下，认为车辆在弯曲的道路上沿着弯道行驶。
另一方面，在直进检测单元检测为直进状态时，在由操舵角检测单元检测出的操舵角为直进状态的范围外时，存在操舵角检测单元以及直进检测单元中的至少任一方成为不正常动作的异常状态的可能性。另外，在直进检测单元检测为非直进状态时，在由操舵角检测单元检测出的操舵角为直进状态的范围内时，也存在操舵角检测单元以及直进检测单元中的至少任一方成为异常状态的可能性。
因此，异常判定单元在由操舵角检测单元检测出的操舵角与直进检测单元的检测结果不同时，判定为操舵角检测单元以及直进检测单元中的至少任一方为异常。在异常判定单元判定为异常时，能够使用警报、灯等手段通知给驾驶员，并且能够进行各种保护动作、异常动作的记录。其结果，能够使用种类相互不同的操舵角检测单元和直进检测单元来判定相互的异常，能够得到可靠性高的转向车轮的操舵角的信息。
(2).根据本发明，上述直进检测单元构成为，在上述转向车轮的操舵角(θ)为预先决定的规定的临界值为止的范围内，检测为上述转向车轮为直进状态，上述异常判定单元构成为，在由上述操舵角检测单元检测出的操舵角处于包含上述临界值的非灵敏区的范围内时不进行异常判定，在由上述操舵角检测单元检测出的操舵角处于上述非灵敏区的范围外时进行异常判定。
根据该结构，例如转向车轮的操舵角在临界值附近，因直进检测单元、操舵角检测单元的检测误差而相互的判定结果不同，存在错误判定是否异常的可能性。对此，异常判定单元在由操舵角检测单元检测出的操舵角处于包含临界值的一定的非灵敏区的范围内时不进行异常判定，在由操舵角检测单元检测出的操舵角处于非灵敏区的范围外时进行异常判定。因此，能够防止基于直进检测单元、操舵角检测单元的检测误差的错误判定，从而能够正确地判定直进检测单元、操舵角检测单元的异常。
(3).根据本发明，上述车辆具备左、右的上述转向车轮，上述操舵角检测单元由检测左、右任一方的上述转向车轮的操舵角的旋转角度传感器构成，上述直进检测单元由检测左、右上述转向车轮中与上述旋转角度传感器相同的转向车轮是否为直进状态的接近开关构成。
根据该结构，成为操舵角检测单元的旋转角度传感器和成为直进检测单元的接近开关设置在左、右的转向车轮中相同的转向车轮上，旋转角度传感器以及接近开关在相同的转向车轮进行操舵角的检测和是否为直进状态的检测。因此，能够减小旋转角度传感器和接近开关的检测误差，从而能够抑制基于检测误差的错误判定。
(4).根据本发明，上述异常判定单元在由上述操舵角检测单元检测出的操舵角与上述直进检测单元的检测结果在整个规定时间持续不同时判定为异常。
根据该结构，在由操舵角检测单元检测出的与实际的行驶状态相应的操舵角、与由直进检测单元检测的是否为直进行驶的检测结果不同的状态在整个规定时间范围内持续的情况下，或者在由操舵角检测单元检测出的操舵角、与由直进检测单元检测出的与实际的行驶状态相应的是否为直进行驶的检测结果不同的状态在整个规定时间范围内持续的情况下，能够判定为操舵角检测单元和直进检测单元中的至少一方为异常。
(5).根据本发明，上述车辆具备左、右的上述转向车轮，上述操舵角检测单元由检测左、右任一方的上述转向车轮的操舵角的旋转角度传感器构成，上述直进检测单元由检测左、右上述转向车轮中与上述旋转角度传感器不同的转向车轮是否为直进状态的接近开关构成。
根据该结构，由于成为操舵角检测单元的旋转角度传感器和成为直进检测单元的接近开关设置在左、右的转向车轮中相互不同的转向车轮上，因此旋转角度传感器以及接近开关在相互不同的转向车轮进行操舵角的检测和是否为直进状态的检测。因此，能够分离地配置旋转角度传感器和接近开关，例如即使飞石、土砂等碰撞到转向车轮的附近，也能够抑制旋转角度传感器和接近开关一起成为异常状态，能够提高异常判定的可靠性。另外，即使在连结左、右的转向车轮的联杆机构产生不良状况时，也由于由旋转角度传感器检测出的操舵角和接近开关的检测结果不同，从而能够检测联杆机构的不良状况。
(6).根据本发明，对上述转向车轮进行操舵的操舵机构具备：基端侧安装在上述车辆的车体上的拖曳臂；以能够在前、后方向上转动的方式安装在该拖曳臂的前端侧且以能够旋转的方式支撑上述转向车轮的主轴；设置在该主轴上的关节臂；以及设置在该关节臂与上述拖曳臂之间且使上述主轴相对于上述拖曳臂转动的上述转向缸，上述操舵角检测单元包括与上述主轴一起旋转的旋转部、以及固定在上述拖曳臂侧的固定部，检测上述旋转部与上述固定部之间的旋转位移。
根据该结构，通过操舵角检测单元的旋转部与固定部之间的旋转位移，能够检测主轴相对于拖曳臂的转动角，从而能够检测由主轴以能够旋转的方式支撑的转向车轮的操舵角。
(7).根据本发明，上述直进检测单元包括：安装在上述拖曳臂侧的检测部；以及与上述主轴一起旋转且具有与上述转向车轮成为直进状态的操舵角的角度范围相应的长度尺寸的检测板，上述检测板在上述转向车轮成为直进状态时，与上述检测部对置，在上述转向车轮成为非直进状态时，从与上述检测部对置的位置离开。
根据该结构，在直进检测单元的检测板与检测部对置的期间，能够检测出转向车轮处于直进状态的情况，在直进检测单元的检测板不与检测部对置的期间，能够检测出转向车轮不处于直进状态的情况。
(8).根据本发明，具备：设有前轮和后轮的能够自行的车体；以后部侧为支点能够倾斜转动地设置在该车体上且装载搬运对象物的车箱；以位于该车箱的前侧的方式设置在上述车体上且在内部划分形成操纵室的驾驶室；设置在上述车箱与车体之间且在将上述搬运对象物从车箱排出时使该车箱向后方倾斜的翻斗缸，在上述驾驶室内设置上述操舵驾驶盘，上述前轮构成上述转向车轮并通过上述转向缸而使操舵角变化，上述转向阀设置在上述车体上。
根据该结构，例如能够将本发明的车辆用操舵装置应用于操舵驾驶盘与转向车轮不以机械方式连结的大型的自卸车，在操舵驾驶盘的操舵角与转向车轮的操舵角未必一致时，也能够得到可靠性高的转向车轮的操舵角的信息。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的操舵装置所适用的自卸车的主视图。
图2是表示自卸车的操舵装置的结构图。
图3是表示图2中的左侧前轮、旋转角度传感器、接近开关等的放大结构图。
图4是从前侧观察车体、前轮、操舵机构等的主视图。
图5是从图4中的箭头V－V方向观察操舵机构、旋转角度传感器、接近开关等的俯视图。
图6是表示旋转角度传感器以及接近开关的安装状态的立体图。
图7是表示接近开关判定直进状态和非直进状态的范围以及异常判定的非灵敏区的说明图。
图8是表示控制器的异常判定程序的流程图。
图9是表示第二实施方式的操舵装置的与图2相同的结构图。
具体实施方式
以下，以应用于搬运在矿山等采掘的碎石物的自卸车的情况为例，参照附图对本发明的实施方式的车辆用操舵装置进行详细说明。
图1至图8表示第一实施方式的车辆用操舵装置。此外，在本实施方式中，例示了后述的旋转角度传感器28和接近开关29设置在作为相同的转向车轮的左侧的前轮6L侧的情况。
图中，符号1表示使用了车辆用操舵装置的自卸车，该自卸车1构成为大型的搬运车辆，由车体2、容器3、驾驶室5、前轮6L、6R、后轮7L、7R等构成。
车体2构成框架构造体。在车体2的上侧搭载有作为以后部侧为支点能够倾斜转动(起伏)的车箱的容器3。
为了大量地装载由碎石物等构成的重的搬运对象物(以下称为碎石R)，容器3作为全长例如为10～13m左右的大型的容器而形成。容器3的后侧底部经由连结销3A而能够倾斜转动地连结于车体2的后端侧。另外，在容器3的前侧上部一体地设有从上侧覆盖后述的驾驶室5的檐部3B。通过使翻斗缸4伸长或缩小，容器3的前部侧(檐部3B侧)以连结销3A为支点而在上、下方向上转动(升降)。
翻斗缸4以能够伸长和缩小的状态设于车体2与容器3之间。该翻斗缸4分别设于车体2的左、右(图1中仅图示一个)。
驾驶室5位于容器3的前侧并设置在车体2的前部上侧。该驾驶室5形成供自卸车1的驾驶员(操作员)乘降的操纵室。在驾驶室5内设有驾驶席、发动机开关、加速踏板、制动踏板(均未图示)、后述的操舵驾驶盘27等。
前轮6L、6R以能够旋转的方式设置在车体2的前部下侧。前轮6L配置在车体2的左侧，前轮6R配置在车体2的右侧。这些左、右前轮6L、6R构成通过后述的转向缸22L、22R而使操舵角变化的转向车轮。这些前轮6L、6R与后述的后轮7L、7R同样地以例如2～4m左右的轮胎直径(外径尺寸)形成。并且，在自卸车1的驾驶员对后述的操舵驾驶盘27进行了操作时，左、右前轮6L、6R通过转向缸22L、22R的伸长动作和缩小动作而进行转向操作。
后轮7L、7R以能够旋转的方式设置在车体2的后部侧。后轮7L配置在车体2的左侧，后轮7R配置在车体2的右侧。这些左、右后轮7L、7R构成自卸车1的驱动轮，由后述的行驶用马达9L、9R旋转驱动。通过对左、右后轮7L、7R进行旋转驱动，自卸车1进行路上行驶。
发动机8位于驾驶室5的下侧并设置在车体2内。发动机8例如由大型的柴油发动机构成。发动机8驱动主发电机(未图示)并且对后述的液压泵24等进行旋转驱动。
行驶用马达9L、9R通过轮轴壳(未图示)设置于车体2。行驶用马达9L驱动左侧后轮7L，行驶用马达9R驱动左侧后轮7R。这些行驶用马达9L、9R由从主发电机经由马达控制装置10供给的电力旋转驱动，由大型的电动马达构成。
各行驶用马达9L、9R由马达控制装置10控制，分别独立地旋转驱动。马达控制装置10基于来自后述的控制器30的控制信号，进行如下等控制，即、在车辆直进时使左、右后轮7L、7R的旋转速度相同，在回转时根据回转方向而使左、右后轮7L、7R的旋转速度不同。
接着，参照图2至图6对作为第一实施方式的主要部位的车辆用操舵装置11的结构进行说明。
车辆用操舵装置11构成动力转向装置(Power Steering)，该动力转向装置根据驾驶员对操舵驾驶盘27的操作并利用液压压力而使得能够以较轻的操作力改变作为转向车轮的前轮6L、6R的方向。在此，车辆用操舵装置11具备：后述的操舵机构12；对该操舵机构12的转向缸22L、22R进行驱动的液压回路23；以及对该液压回路23的转向阀26进行操作的操舵驾驶盘27。
操舵机构12构成为包含拖曳臂13L、13R、支柱17L、17R、主轴18L、18R、转向缸22L、22R。
图4以及图5所示，拖曳臂13L、13R经由成为枢轴的交叉管14安装在车体2上。交叉管14由横穿车体2并在左、右方向上延伸的圆筒体形成。左侧的拖曳臂13L从交叉管14朝向后方左外侧延伸。左侧的拖曳臂13L的基端部由交叉管14轴支承。由此，拖曳臂13L的前端部能够在上、下方向上位移。另外，在拖曳臂13L的前端部安装有主轴18L。
拖曳臂13L的长度方向的中途位置设有用于安装转向缸22L的缸体用托架15。并且，在拖曳臂13L的前端附近设有用于安装支柱17L的支柱用托架16。
右侧的拖曳臂13R形成为与左侧的拖曳臂13L左、右对称的形状。因此，右侧的拖曳臂13R也与左侧的拖曳臂13L同样地设有缸体用托架15和支柱用托架16，并且基端部由交叉管14轴支承，在前端部安装有主轴18R。
支柱17L、17R由利用了例如液压、空压的缓冲器形成，位于车体2的前侧并分别安装在左、右。左侧的支柱17L的上端部安装在车体2上，下端部安装在拖曳臂13L的支柱用托架16上。同样，右侧的支柱17R的上端部安装在车体2上，下端部安装在拖曳臂13R的支柱用托架16上。
主轴18L、18R安装在拖曳臂13L、13R的前端，以能够旋转的方式支撑前轮6L、6R。在左侧的主轴18L上一体地设有在上、下方向上延伸的中心销19，该主轴18L以中心销19为中心能够在前、后方向上转动地支撑在拖曳臂13L上。在主轴18L上一体地设有朝向后方延伸的关节臂20L。
右侧的主轴18R形成为与左侧的主轴18L左、右对称的形状。因此，右侧的主轴18R也与左侧的主轴18L同样，一体地设有在上、下方向上延伸的中心销19，该主轴18R以中心销19为中心能够在前、后方向上转动地支撑在拖曳臂13R上，并且一体地设有关节臂20R。
关节臂20L、20R的前端部由拉杆21连结。拉杆21以及关节臂20L、20R构成联杆机构。通过该联杆机构，主轴18L、18R以前轮6L、6R向左、右方向中彼此相同的方向倾斜的方式旋转位移。
转向缸22L、22R由通过来自后述的液压泵24的压力油的供给、排出而伸长、缩小的液压缸构成。左侧的转向缸22L的基端部安装在拖曳臂13L的缸体用托架15上，前端部连结于关节臂20L的长度方向的中途位置。同样，右侧的转向缸22R的基端部安装在拖曳臂13R的缸体用托架15上，前端部连结于关节臂20R的长度方向的中途位置。
转向缸22L、22R的一方伸长时，另一方缩小。由此，转向缸22L、22R使左、右的前轮6L、6R向转向方向动作，进行车辆的操舵。
如图2所示，液压回路23构成为包含液压泵24、转向阀26，根据操舵驾驶盘27的操作，来控制压力油相对于转向缸22L、22R的供给和排出。
液压泵24设置在发动机8的附近且由发动机8旋转驱动。该液压泵24与安装在车体2的侧面的工作油箱25连接，向转向缸22L、22R等供给压力油。
转向阀26根据操舵驾驶盘27的操作来对压力油向转向缸22L、22R的供给和排出进行切换控制。该转向阀26使用例如滑阀等构成。转向阀26与操舵驾驶盘27的驾驶盘轴27A连结，根据操舵驾驶盘27的转动方向来对压力油的供给和排出进行切换，并且根据操舵驾驶盘27的旋转角度来对压力油的流量进行控制。
操舵驾驶盘27设置在驾驶室5内，驾驶员进行转向操作。该操舵驾驶盘27通过驾驶员把持并使驾驶盘轴27A向左、右转动，来进行车辆的转向操作。
符号28表示检测左侧的前轮6L的操舵角θ的旋转角度传感器，该旋转角度传感器28构成本发明的操舵角检测单元。如图2至图6所示，旋转角度传感器28配置在主轴18L的中心销19的上端侧，包括例如由霍尔元件和磁铁构成的电磁拾波器式旋转角检测器、或者由发光体和受光体构成的光学式旋转角检测器等。旋转角度传感器28具备固定于中心销19且通过前轮6L的操舵而与主轴18L一起旋转的旋转部28A、以及固定于拖曳臂13L的固定部28B，对旋转部28A与固定部28B之间的旋转位移进行检测。在此，固定部28B通过安装臂28C安装在拖曳臂13L上。
在此，例如在前轮6L朝向车辆直进的方向时，即前轮6L成为与前、后方向平行的直进状态时，操舵角θ成为零(θ＝0°)。在前轮6L朝向车辆左转的方向倾斜了时，操舵角θ成为正值(θ＞0°)，在前轮6L朝向车辆右转的方向倾斜了时，操舵角θ成为负值(θ＜0°)。因此，旋转角度传感器28输出与这样的前轮6L的操舵角θ相应的操舵角信号Sa。此外，旋转角度传感器28也可以做成检测右侧的前轮6R的操舵角的结构。
符号29表示检测车辆是否为能够直进的状态的接近开关，该接近开关29构成本发明的直进检测单元。该接近开关29配置在左侧的主轴18L的中心销19的附近，例如由使用了非接触式电磁拾波器、霍尔元件等的接近传感器构成。在此，接近开关29由安装在拖曳臂13L上的检测部29A、和安装在与主轴18L一体地旋转的中心销19上的检测板29B构成。因此，接近开关29不会因摩损而劣化，对位及安装容易。
在此，在接近开关29的检测部29A内置有上述的电磁拾波器、霍尔元件等。该检测部29A安装在拖曳臂13L的支柱用托架16的附近且安装在构成旋转角度传感器28的安装臂28C上，并配置在与主轴18L在水平方向上对置的位置。此外，为了防止与支柱用托架16、支柱17L的干涉，检测部29A配置在例如比支柱用托架16靠后方侧。
另一方面，检测板29B由在上、下方向上延伸的圆弧状或平坦的磁性金属板等形成。该检测板29B安装在与主轴18L一体地旋转的中心销19上，通过前轮6L的操舵而与主轴18L一起旋转。此时，检测板29B配置在以中心销19为中心的半径方向上与检测部29A以微小的间隙对置的位置上。即、检测板29B配置在以中心销19为中心比主轴18L更靠水平方向的外侧的位置。
在此，检测板29B相对于以中心销19为中心的圆周方向而具有预先决定的规定的长度尺寸。检测板29B的圆周方向的长度尺寸根据前轮6L成为直进状态的操舵角θ的角度范围而决定。即、如图7所示，在操舵角θ为±θ1的范围(－θ1＜θ＜θ1)判定为前轮6L为直进状态时，检测板29B的圆周方向的长度尺寸根据该操舵角θ(－θ1＜θ＜θ1)的范围来决定。在此，操舵角θ的临界值θ1设定为例如10°～20°左右的值(θ1＝10°～20°)。并且，检测板29B在前轮6L成为直进状态时与检测部29A对置，在前轮6L向左、右倾斜而成为非直进状态时从与检测部29A的对置位置离开。
因此，接近开关29根据检测板29B相对于检测部29A接近或分离时的磁场变化，将前轮6L是否为直进状态作为接通/断开信号检测出来。因此，接近开关29将由接通/断开信号构成的直进检测信号Sb输出至控制器30。即、接近开关29在前轮6L为直进状态的情况下输出接通信号，在前轮6L为向左、右倾斜了的非直进状态的情况下输出断开信号。
此外，接近开关29并不限于检测磁场变化，例如也可以检测静电容量、光、超声波等的变化。
符号30表示判定旋转角度传感器28和接近开关29的异常的控制器，该控制器30构成本发明的异常判定单元。控制器30构成为包含微型计算机，执行后述的异常判定程序。如图2所示，控制器30的输入侧与旋转角度传感器28和接近开关29连接。另一方面，控制器30的输出侧与马达控制装置10连接，并且与设置在驾驶室5内的作为通知单元的显示器31、蜂鸣器32等连接。
控制器30基于例如由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ来进行车辆的姿势控制等。作为一个例子，控制器30基于操舵角θ，将用于控制左、右的行驶用马达9L、9R的控制信号输出至马达控制装置10。由此，马达控制装置10基于控制器30的控制信号，例如在车辆直进时同样地控制左、右的后轮7L、7R的旋转速度，另一方面，在回转时进行根据回转方向而使左、右的后轮7L、7R的旋转速度不同的控制。
另外，控制器30具有由ROM、RAM等构成的作为存储单元的存储器30A。在存储器30A储存有后述的图8所示的异常判定程序等。控制器30通过执行异常判定程序，从而能够判定旋转角度传感器28和接近开关29中的至少任一方是否为异常。
具体而言，控制器30在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与接近开关29检测的是否为直进状态的检测结果不同时，判定为旋转角度传感器28与接近开关29中的至少任一方为异常。另一方面，控制器30在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与接近开关29检测的是否为直进状态的检测结果一致时，判定为旋转角度传感器28以及接近开关29均为正常。
第一实施方式的自卸车1具有如上所述的结构，接着，对其动作进行说明。
首先，在矿山等碎石场，使用液压挖掘机(未图示)将作为搬运对象的碎石R装载到容器3上。并且，自卸车1以在容器3大量地装载了碎石R的状态，朝向规定的排放场所自行。当到达排放场所，驾驶室5内的驾驶员通过对操作杆(未图示)进行手动操作，使翻斗缸4伸长而使容器3向斜后方倾斜。由此，容器3内的碎石R以向下方滑落的方式从容器3排出。在排出碎石R后，使翻斗缸4缩小而使容器3下降。
在自卸车1在路上行驶时，若驾驶室5内的驾驶员向左方向或右方向转动操作操舵驾驶盘27，则切换转向阀26，压力油朝向左、右的转向缸22L、22R供给。由此，转向缸22L、22R进行伸长或缩小动作，能够使左、右的前轮6L、6R向转向方向动作。
在路上行驶时，对左、右的后轮7L、7R进行旋转驱动的左、右的行驶用马达9L、9R各自的旋转速度由控制器30独立控制。具体而言，若旋转角度传感器28的操舵角信号Sa输入至控制器30，则控制器30以与操舵角θ对应的比率使左、右的后轮7L、7R以相互不同的旋转速度旋转驱动。
在此，为了进行车辆的姿势控制，需要得到可靠性高的前轮6L的操舵角θ的信息。因此，控制器30使用来自旋转角度传感器28的操舵角信号Sa和来自接近开关29的直进检测信号Sb，判定旋转角度传感器28和接近开关29是否为异常。
接着，参照图8对控制器30执行的异常判定程序进行说明。
控制器30通过使起动发动机8的发动机开关(未图示)处于接通而开始控制。此时，控制器30执行判定旋转角度传感器28和接近开关29的异常的异常判定程序。
在步骤1中，读入来自旋转角度传感器28的操舵角信号Sa，检测前轮6L的操舵角θ。在步骤2中，读入来自接近开关29的直进检测信号Sb，检测前轮6L是否为直进状态。
接着在步骤3中，对操舵角θ和是否为直进状态的检测结果进行比较，判定旋转角度传感器28和接近开关29中的至少任一方是否为异常。在此，在操舵角θ的绝对值|θ|在比临界值θ1小的范围(|θ|＜θ1)时，接近开关29输出与直进状态对应的接通信号。另一方面，在操舵角θ的绝对值|θ|在比临界值θ1大的范围(|θ|＞θ1)时，接近开关29输出与非直进状态对应的断开信号。因此，在操舵角θ成为与临界值θ1接近的值时，直进检测信号Sb容易切换，存在因测定误差而错误检测是否为异常的可能性。
因此，如图7所示，在操舵角θ成为与正或者负的临界值θ1接近的值的范围设有非灵敏区。非灵敏区的角度范围例如为临界值θ1的前、后且为规定的非灵敏区宽度Δ的范围(θ1±Δ)。因此，在操舵角θ的绝对值|θ|为以下的数学式1所示的范围内时，控制器30不进行是否为异常的判定。另一方面，在操舵角θ的绝对值|θ|为数学式1所示的范围外时，控制器30进行是否为异常的判定。
(数学式1)
(θ1-Δ)<|θ|<(θ1+Δ)
非灵敏区宽度Δ是考虑了旋转角度传感器28、接近开关29的检测精度、主轴18L等的组装精度等的宽度，在比临界值θ1小的范围(Δ＜θ1)内适当设定。作为一个例子，非灵敏区宽度Δ例如设定为3°～7°左右。例如在将临界值θ1设定为11°、将非灵敏区宽度Δ设定为5°的情况下，在操舵角θ为－6°～－16°的范围内时，或者为6°～16°的范围内时，控制器30进行是否为异常的判定。
另一方面，在操舵角θ的绝对值|θ|比6°小时，或者操舵角θ的绝对值|θ|比16°大时，控制器30判定是否为异常。例如在操舵角θ的绝对值|θ|比6°小的情况下，如果接近开关29输出与直进状态相对应的接通信号，则控制器30判定为正常，如果接近开关29在规定时间T内持续输出与非直进状态相对应的断开信号，则控制器30判定为异常。
另外，例如在操舵角θ的绝对值|θ|比16°大的情况下，如果接近开关29输出与非直进状态相对应的断开信号，则控制器30判定为正常，如果接近开关29在整个规定时间T内持续输出与直进状态相对应的接通信号则判定为异常。
即、在直进行驶时在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与接近开关29检测的是否为直进行驶的检测结果不同的状态在整个规定时间T内持续的情况下、或者在非直进行驶时由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与接近开关29检测的是否为非直进行驶的检测结果不同的状态在整个规定时间T内持续的情况下，控制器30判定为旋转角度传感器28和接近开关29中的至少一方为异常。
此外，规定时间T是考虑了例如旋转角度传感器28、接近开关29因土砂、粉尘等而瞬间输出错误信号的情况等的时间，例如适当设定为几秒左右的值。作为一个例子，规定时间T设定为3秒左右。
在步骤3中判定为异常时，即在步骤3中判定为“是”时，转移到步骤4，使用显示器31输出表示旋转角度传感器28和接近开关29的任一个发生异常的错误显示，在步骤5中，使用蜂鸣器32鸣响报警声音(蜂鸣器声音)来唤起驾驶员的注意。然后，转移到步骤6，作为保护动作例如进行行驶用马达9L、9R的减速或停止等的处理，并且作为记录动作在存储器30A记录旋转角度传感器28或接近开关29的异常，转移到步骤7。
另一方面，在步骤3中未判定为异常时，即在步骤3判定为“否”时，转移到步骤7。此外，在步骤3中未判定为异常时，相当于在控制器30判定为正常时，或者在操舵角θ为非灵敏区的范围内，控制器30未进行是否为异常的判定时的情况。
在步骤7中，判定发动机开关(未图示)是否转换为断开。在发动机开关为接通的情况下，在步骤7中判定为“否”，重复步骤1以后的处理。另一方面，在发动机开关为断开的情况下，在步骤7中判定为“是”，结束上述一系列的异常判定处理。
而且，根据第一实施方式，设置检测前轮6L的操舵角θ的旋转角度传感器28，设置判定前轮6L是否为直进状态的接近开关29。另一方面，控制器30构成为，在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与接近开关29检测的检测结果不同时，判定为旋转角度传感器28和接近开关29中的任一方存在异常。因此，在控制器30判定为异常时，能够使用显示器31、蜂鸣器32等将旋转角度传感器28以及/或者接近开关29的异常通知给驾驶员。其结果，能够进行发生了异常的旋转角度传感器28和接近开关29的检查、修理、更换等，能够防止进行基于错误的检测结果的控制。
第一实施方式中，使用如旋转角度传感器28和接近开关29那样彼此种类不同的多样化的传感器来判定异常。因此，即使在如自卸车1那样在土砂、粉尘、气候条件等差异较大的环境下使用的情况下，与多重设置相同种类的传感器的情况相比，能够降低旋转角度传感器28和接近开关29一起成为异常状态的可能性，能够得到可靠性高的前轮6L的操舵角θ的信息。
另外，接近开关29在前轮6L的操舵角θ为规定的临界值±θ1的范围内检测为前轮6L为直进状态。此时，控制器30在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ为包含临界值±θ1的一定的非灵敏区的范围内时不进行异常判定，在操舵角θ为非灵敏区的范围外时进行异常判定。因此，能够防止进行基于旋转角度传感器28、接近开关29的检测误差的错误判定，能够正确地判定旋转角度传感器28、接近开关29的异常。
并且，旋转角度传感器28和接近开关29设置在左、右的前轮6L中相同的前轮6L，因此旋转角度传感器28以及接近开关29在相同的前轮6L进行操舵角θ的检测和是否为直进状态的检测。因此，能够在旋转角度传感器28与接近开关29之间减小相互的检测误差，能够抑制基于检测误差的错误判定。而且，能够将来自旋转角度传感器28以及接近开关29的配线一起延伸至控制器30，配线的卷绕、固定变得容易。
并且，由于将车辆用操舵装置11应用于操舵驾驶盘27和前轮6L、6R不以机械方式连结的大型的自卸车1，因此即使操舵驾驶盘27的操舵角与前轮6L的操舵角θ未必一致时，也能够得到可靠性高的前轮6L的操舵角θ的信息。
接着，图9表示本发明的第二实施方式。第二实施方式的特征在于，旋转角度传感器和接近开关设置在左、右的转向车轮中相互不同的转向车轮上。此外，在第二实施方式中，对于与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同符号而省略其说明。
第二实施方式的车辆用操舵装置41构成为与第一实施方式的车辆用操舵装置11大致相同。但是，在相对于旋转角度传感器28检测左侧的前轮6L的操舵角θ，接近开关42检测右侧的前轮6R是否为直进状态这方面，与第一实施方式不同。此外，接近开关42设置在与第一实施方式的接近开关29左、右对称的位置，检测部与伴随前轮6R的操舵而旋转位移的检测板(均未图示)对置。控制器30在由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ与由接近开关42检测的是否为直进状态的检测结果不同时，判定为旋转角度传感器28与接近开关42中的至少任一方为异常。
而且，在第二实施方式中，能够使用旋转角度传感器28和接近开关42对这些相互的异常进行判定，能够得到与第一实施方式相同的作用效果。
另一方面，由于旋转角度传感器28和接近开关42设置在相互不同的前轮6L、6R上，因此旋转角度传感器28以及接近开关42在相互不同的前轮6L、6R进行操舵角θ的检测和是否为直进状态的检测。因此，能够分离地配置旋转角度传感器28和接近开关42，从而例如即使飞石、土砂等碰撞到前轮6L、6R的附近时，也能够抑制旋转角度传感器28和接近开关42一起成为异常状态，从而能够提高异常判定的可靠性。而且，即使在连结左、右的前轮6L、6R的拉杆21等产生不良状况时，也由于由旋转角度传感器28检测出的操舵角θ和由接近开关42检测的检测结果不同，从而能够检测由拉杆21等构成的联杆机构等的不良状况。
此外，在第二实施方式中，做成在左侧的前轮6L设置旋转角度传感器28、在右侧的前轮6R设置接近开关42的结构，但也可以做成在左侧的前轮6L设置接近开关、在右侧的前轮6R设置旋转角度传感器的结构。
在第一实施方式中，例示了如下情况，即分别在中心销19上安装旋转角度传感器28的旋转部28A和接近开关29的检测板29B。但是，本发明并不限于此，也可以做成分别在主轴18L上安装旋转角度传感器28的旋转部28A和接近开关29的检测板29B的结构。
在上述各实施方式中，作为操舵角检测单元，以使用了旋转角度传感器28的情况为例进行了说明，但作为操舵角检测单元，例如也可以做成使用检测转向缸的行程量的行程传感器的结构，能够使用可检测前轮的操舵角的各种传感器。
在上述各实施方式中，作为直进检测单元，以使用了非接触式的接近开关29、42的情况为例进行了说明，但也可以使用根据前轮的操舵角来切换接通/断开的接触式的开关，能够使用可判定前轮是否为直进状态的的各种开关、传感器。
在上述各实施方式中，以转向车轮为前轮6L、6R的情况为例进行了说明，但也能够应用于转向车轮为后轮的情况。
在上述各实施方式中，作为车辆，以作为大型的搬运车辆的自卸车为例进行了说明，但本发明并不限于此，例如也可以做成搭载于小型的搬运车辆、乘用车辆等其他车辆的结构。
符号的说明
1—自卸车(车辆)，2—车体，3—容器(车箱)，4—翻斗缸，5—驾驶室，6L、6R—前轮(转向车轮)，7L、7R—后轮，11、41—车辆用操舵装置，12—操舵机构，13L、13R—拖曳臂，18L、18R—主轴，19—中心销，20L、20R—关节臂，21—拉杆，22L、22R—转向缸，24—液压泵，26—转向阀，27—操舵驾驶盘，28—旋转角度传感器(操舵角检测单元)，28A—旋转部，28B—固定部，29、42—接近开关(直进检测单元)，29A—检测部，29B—检测板，30—控制器(异常判定单元)。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种车辆用操舵装置，具备：驾驶员进行转向车轮(6L、6R)的转向操作的操舵驾驶盘(27)；根据该操舵驾驶盘(27)的操作来控制压力油的供给、排出的转向阀(26)；以及利用经由该转向阀(26)供给、排出的压力油来进行车辆的操舵的转向缸(22L、22R)，
上述车辆用操舵装置的特征在于，具备：
检测上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的操舵角检测单元(28)；
作为上述车辆能够直进的状态而检测上述转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的直进检测单元(29、42)，以及
在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)与上述直进检测单元(29、42)的检测结果不同时，判定为上述操舵角检测单元(28)以及上述直进检测单元(29、42)中的至少任一方为异常的异常判定单元(30)，
上述直进检测单元(29、42)构成为，在上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)为预先决定的规定的临界值(θ1)为止的范围内，检测为上述转向车轮(6L、6R)为直进状态，
上述异常判定单元(30)构成为，在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)处于包含上述临界值(θ1)的非灵敏区的范围内时不进行异常判定，在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)处于上述非灵敏区的范围外时进行异常判定。
2.(删除)
3.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述车辆具备左、右的上述转向车轮(6L、6R)，
上述操舵角检测单元(28)由检测左、右任一方的上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的旋转角度传感器(28)构成，
上述直进检测单元(29)由检测左、右上述转向车轮(6L、6R)中与上述旋转角度传感器(28)相同的转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的接近开关(29)构成。
4.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述异常判定单元(30)在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)与上述直进检测单元(29、42)的检测结果在整个规定时间(T)持续不同时判定为异常。
5.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述车辆具备左、右的上述转向车轮(6L、6R)，
上述操舵角检测单元(28)由检测左、右任一方的上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的旋转角度传感器(28)构成，
上述直进检测单元(42)由检测左、右上述转向车轮(6L、6R)中与上述旋转角度传感器不同的转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的接近开关(42)构成。
6.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
对上述转向车轮(6L、6R)进行操舵的操舵机构(12)具备：基端侧安装在上述车辆的车体(2)上的拖曳臂(13L、13R)；以能够在前、后方向上转动的方式安装在该拖曳臂(13L、13R)的前端侧且以能够旋转的方式支撑上述转向车轮(6L、6R)的主轴(18L、18R)；设置于该主轴(18L、18R)的关节臂(20L、20R)；以及设置在该关节臂(20L、20R)与上述拖曳臂(13L、13R)之间且使上述主轴(18L、18R)相对于上述拖曳臂(13L、13R)转动的上述转向缸(22L、22R)，
上述操舵角检测单元(28)包括与上述主轴(18L、18R)一起旋转的旋转部(28A)、以及固定在上述拖曳臂(13L、13R)侧的固定部(28B)，并检测上述旋转部(28A)与上述固定部(28B)之间的旋转位移。
7.根据权利要求6所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述直进检测单元(29、42)包括：安装在上述拖曳臂(13L、13R)侧的检测部(29A)；以及与上述主轴(18L、18R)一起旋转且具有与上述转向车轮(6L、6R)成为直进状态的操舵角(θ)的角度范围相对应的长度尺寸的检测板(29B)，上述检测板(29B)在上述转向车轮(6L、6R)成为直进状态时，与上述检测部(29A)对置，在上述转向车轮(6L、6R)成为非直进状态时，从与上述检测部(29A)的对置位置离开。
8.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
具备：设有前轮(6L、6R)和后轮(7L、7R)的能够自行的车体(2)；以后部侧为支点能够倾斜转动地设置于该车体(2)且装载搬运对象物的车箱(3)；以位于该车箱(3)的前侧的方式设置于上述车体(2)且在内部划分形成操纵室的驾驶室(5)；以及设置在上述车箱(3)与车体(2)之间且在从车箱(3)排出上述搬运对象物时使该车箱(3)向后方倾斜的翻斗缸(4)，
在上述驾驶室(5)内设置上述操舵驾驶盘(27)，上述前轮(6L、6R)构成上述转向车轮并通过上述转向缸(22L、22R)而使操舵角(θ)变化，上述转向阀(26)设置在上述车体(2)上。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
根据国际检索机关的意见书，认定为，权利要求1、3～8的发明根据国际检索报告中引用的文献1(JP10－316000A)、文献2(JP2009－143427A)、文献3(WO2011/083627A1)、文献4(JP61－81278A)、文献5(JP2010－120465A)以及文献6(JP2006－35917A)没有创造性。
另一方面，权利要求2的发明被认定为在任意文献中均未记载，对于本领域人员来说不是显而易见的。
因此，新的权利要求1合并了原申请的权利要求1和权利要求2。
伴随权利要求1的修改，删除了权利要求2。

Claims (8)

1.一种车辆用操舵装置，具备：驾驶员进行转向车轮(6L、6R)的转向操作的操舵驾驶盘(27)；根据该操舵驾驶盘(27)的操作来控制压力油的供给、排出的转向阀(26)；以及利用经由该转向阀(26)供给、排出的压力油来进行车辆的操舵的转向缸(22L、22R)，
上述车辆用操舵装置的特征在于，具备：
检测上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的操舵角检测单元(28)；
作为上述车辆能够直进的状态而检测上述转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的直进检测单元(29、42)；以及
在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)与上述直进检测单元(29、42)的检测结果不同时，判定为上述操舵角检测单元(28)以及上述直进检测单元(29、42)中的至少任一方为异常的异常判定单元(30)。
2.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述直进检测单元(29、42)构成为，在上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)为预先决定的规定的临界值(θ1)为止的范围内，检测为上述转向车轮(6L、6R)为直进状态，
上述异常判定单元(30)构成为，在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)处于包含上述临界值(θ1)的非灵敏区的范围内时不进行异常判定，在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)处于上述非灵敏区的范围外时进行异常判定。
3.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述车辆具备左、右的上述转向车轮(6L、6R)，
上述操舵角检测单元(28)由检测左、右任一方的上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的旋转角度传感器(28)构成，
上述直进检测单元(29)由检测左、右上述转向车轮(6L、6R)中与上述旋转角度传感器(28)相同的转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的接近开关(29)构成。
4.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述异常判定单元(30)在由上述操舵角检测单元(28)检测出的操舵角(θ)与上述直进检测单元(29、42)的检测结果在整个规定时间(T)持续不同时判定为异常。
5.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述车辆具备左、右的上述转向车轮(6L、6R)，
上述操舵角检测单元(28)由检测左、右任一方的上述转向车轮(6L、6R)的操舵角(θ)的旋转角度传感器(28)构成，
上述直进检测单元(42)由检测左、右上述转向车轮(6L、6R)中与上述旋转角度传感器不同的转向车轮(6L、6R)是否为直进状态的接近开关(42)构成。
6.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
对上述转向车轮(6L、6R)进行操舵的操舵机构(12)具备：基端侧安装在上述车辆的车体(2)上的拖曳臂(13L、13R)；以能够在前、后方向上转动的方式安装在该拖曳臂(13L、13R)的前端侧且以能够旋转的方式支撑上述转向车轮(6L、6R)的主轴(18L、18R)；设置于该主轴(18L、18R)的关节臂(20L、20R)；以及设置在该关节臂(20L、20R)与上述拖曳臂(13L、13R)之间且使上述主轴(18L、18R)相对于上述拖曳臂(13L、13R)转动的上述转向缸(22L、22R)，
上述操舵角检测单元(28)包括与上述主轴(18L、18R)一起旋转的旋转部(28A)、以及固定在上述拖曳臂(13L、13R)侧的固定部(28B)，并检测上述旋转部(28A)与上述固定部(28B)之间的旋转位移。
7.根据权利要求6所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
上述直进检测单元(29、42)包括：安装在上述拖曳臂(13L、13R)侧的检测部(29A)；以及与上述主轴(18L、18R)一起旋转且具有与上述转向车轮(6L、6R)成为直进状态的操舵角(θ)的角度范围相对应的长度尺寸的检测板(29B)，上述检测板(29B)在上述转向车轮(6L、6R)成为直进状态时，与上述检测部(29A)对置，在上述转向车轮(6L、6R)成为非直进状态时，从与上述检测部(29A)对置的位置离开。
8.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置，其特征在于，
具备：设有前轮(6L、6R)和后轮(7L、7R)的能够自行的车体(2)；以后部侧为支点能够倾斜转动地设置于该车体(2)且装载搬运对象物的车箱(3)；以位于该车箱(3)的前侧的方式设置于上述车体(2)且在内部划分形成操纵室的驾驶室(5)；以及设置在上述车箱(3)与车体(2)之间且在从车箱(3)排出上述搬运对象物时使该车箱(3)向后方倾斜的翻斗缸(4)，
在上述驾驶室(5)内设置上述操舵驾驶盘(27)，上述前轮(6L、6R)构成上述转向车轮并通过上述转向缸(22L、22R)而使操舵角(θ)变化，上述转向阀(26)设置在上述车体(2)上。
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