JP3622217B2 - トラクタの４ｗｄロック制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、トラクタ作業時における四輪駆動（以下、４ＷＤと云う。）ロック制御装置に関し、傾斜地走行における作業に利用できる。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、畑地、傾斜地でのトラクタ作業では、ステアリングハンドルの操向角が大きく、操向変化も多い。そこでこの操向を安定するため二輪駆動（以下、２ＷＤと云う。）走行を４ＷＤ走行に切替えてロックする操作が必要であった。
そこで本出願人は、前記切替え操作を自動にするべく、前輪回転センサと後輪回転センサを備え、両回転センサの検出に応じて走行状態を判定し２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替えるトラクタを出願している（特願平４−２５２７７７）。しかしながら、前記トラクタに搭載した４ＷＤ切換装置には、特に凹凸の激しい走行面や傾斜地で正確に作動しがたいという課題が有った。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記トラクタの４ＷＤロック制御装置を、車両の状態に応じてより正確に作動するべく以下のように構成した。即ち、請求項１の発明のように、前輪回転センサ８と後輪回転センサ９を備え、両回転センサ８，９の検出に応じて走行状態を判定し２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替えるトラクタにおいて、一定時間内に一定回数以上の２ＷＤと４ＷＤとの切替が行われることによって４ＷＤにロックするロック制御装置を構成すると共に、前記車体に操向角を検出するセンサ１０を設け、前記ロック制御装置の作動中に一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする４ＷＤロック制御装置とした。
また請求項２の発明のように、前記ロック作動前の操向角Ａの平均値を基準操向角Ｂとして設定し、この基準操向角Ｂに対して一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする請求項１に記載の４ＷＤロック制御装置とした。
【０００４】
【作用、及び発明の効果】
請求項１の発明では、前、後輪駆動による４ＷＤによって走行中に、車体の操向角やスリップ等の走行条件によって、自動的に後輪駆動による２ＷＤに切替ったり、この２ＷＤから更に４ＷＤに戻る。このような４ＷＤと２ＷＤとの切替制御が一定時間内に一定回数以上行われると、これにもとづいて、４ＷＤに自動的にロックされるが、車体が一定角以上に操向されると前記ロック状態を解除し再度一旦２ＷＤに戻る。
【０００５】
また請求項２の発明では、この４ＷＤロック制御の行われるまでの間の一定時間の操向角の平均値が基準操向角Ｂとして設定され、４ＷＤロック制御が行われる。そして、この基準操向角に対して一定以上の操向が行われることによって該４ＷＤロックが解除される。
これによって常にロック解除を行うに必要なステアリングハンドルの操作量が一定となり、過度の２ＷＤと４ＷＤとの切替制御を防止し、２ＷＤと４ＷＤとの切替クラッチ等の構成部品の寿命向上を図り、制御を安定させることができる。
【０００６】
【実施例】
図１〜図３において、トラクタ車体の伝動機構は、エンジンＥから主クラッチ１及び主変速装置や副変速装置等を介して走行軸２へ伝動し、この走行軸２から各々差動装置等を経て後輪３、前輪４を伝動する。４ＷＤクラッチ５は該走行軸２から前輪４を伝動する伝動系路中にあって、油圧クラッチにより構成され、この４ＷＤクラッチ５が中立位置にあるときは、前輪４への伝動が行われない２ＷＤとなるが、普通速ギヤ７側にクラッチ接続するときは、前輪４が後輪３とほゞ同速で伝動回転される４ＷＤとなり、倍速ギヤ６側にクラッチ接続するときは前輪４が後輪３よりも増速した速度（例えば、１．７倍から２倍に増速）で伝動される倍速４ＷＤとなる。
【０００７】
前記４ＷＤクラッチ５を出力する４ＷＤロック制御装置を有したコントローラＣＰＵはマイクロコンピュータを有して、該普通速ギヤ７の回転を検出する前輪回転センサ９、倍速ギヤ６の回転を検出する後輪回転センサ８、前輪４の操向角Ａを検出するステアリングセンサ１０等を入力し、更に、車体の前後方向の傾斜角を検出するピッチングセンサ１１や、車体の左右方向の傾斜角を検出するローリングセンサ１２や、その他、車体に対する作業装置の昇降位置を操作するポジションレバー１３や、制御モードスイッチ１４等を有する。このモードスイッチ１４は、２ＷＤモード、４ＷＤモード、及びこれら２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替える自動モード（フルタイム４ＷＤ制御とするもよい。）とを選択できる。
【０００８】
モードスイッチ１４によって自動モードを選択すれば、４ＷＤで走行しながら走行条件に応じて２ＷＤに自動的に切替えられ、又、自動的に４ＷＤに戻る。例えば傾斜θ地を等高線に沿う方向に走行しながらトラクタ作業を行うものとすればステアリングハンドルに操向角Ａの変化はステアリングセンサ１０の検出入力によって、図２のように検出される。このような操向角Ａの変化は一定時間例えば５秒毎の平均の操向角が算出されている。このため、例えば１５秒間において３回以上の２ＷＤと４ＷＤとの間の切替えが制御されるときは、この直前における５秒間における平均操向角が基準操向角Ｂとして設定され、又、同時に４ＷＤにロック制御Ｃされることとなり、２ＷＤへの制御が牽制される。
【０００９】
従って、この４ＷＤのロック制御されている間は、ステアリングハンドルの中立位置が該基準操向角Ｂに設定されて操向制御される。そこで操向角Ａがこの基準操向角Ｂに対して左側（昇り側）αから右側（下り側）βの領域内にあるときは、４ＷＤ制御ロックの状態にあって、４ＷＤ制御が維持継続される細かい操向制御が行われ難くなる。しかし、操向角Ａが許容領域α〜βの領域を越えるとＤ、この越えた時点Ｄから４ＷＤロックが解除される。従って、走行条件によって例えばステアリングハンドルの切角Ａが一定以上に大きくなると２ＷＤに切替えられることとなる。以下同様の制御が行われる。
【００１０】
傾斜地における等高線方向の走行では、図２の場合、左側に昇り傾斜しているから、ステアリングハンドルは左側操向角は強制的な切り角となり、右側操向角は前輪４が中立位置（直進位置）に戻ろうとする戻り角となる。
なお、前記自動モード時の通常の直進状態での４ＷＤロック制御による走行において、旋回時はステアリングセンサ１０の検出により４ＷＤロックが解除されるように切替制御される。又、前輪回転センサ８や後輪回転センサ９等によって、車体の走行速度や前、後輪のスリップを検出できる。車輪３，４のスリップの多いときは４ＷＤ走行となる。
【００１１】
図４においては、前記４ＷＤと２ＷＤとの自動切替制御において、ウォッチドツグタイマーによって制御プログラムの暴走チェックを行い、暴走と判定されたときはプログラムにリセットをかける。このプログラムの初期出力は４ＷＤとする。これによって、プログラムの暴走をウォッチドッグタイマーによってリセットすることで防止し、リセットがかかった時の初期出力を４ＷＤとすることによって、車両走行の安定性を確保する。
【００１２】
図５〜図８においては、前記コントローラＣＰＵからの出力によって４ＷＤクラッチ５（図１）を作動させる２ＷＤと４ＷＤとの切替作動を行う油圧切替バルブ１５の構成に関する。４ＷＤクラッチ５を制御する切替バルブ１５を、中立位置を含めた３方向切替バルブとし、中立位置（図５）においては２つの出力ポートＣ６，Ｃ７をオリフィス（絞り）１６，１７を介してタンクポートＴへ連通すると共に、どちらか一方Ｃ７へ切替った場合（図６）は他方の出力ポートＣ６をオリフィス１６を介さないで直接タンクポートＴへ落すものである。
【００１３】
図５〜図７の切替バルブ１５においては、電磁ソレノイド１８，１９によって作動されるスプール２０を有し、ポンプポートＰと、タンクポートＴと、前記４ＷＤクラッチ５の普通速ギヤ７側の出力ポートＣ７及び倍速ギヤ６側の出力ポートＣ６との間を切替えるもので、オリフィス１６，１７は各出力ポートＣ６，Ｃ７のスプールエリアとタンクポートＴのスプールエリアとの間に亘って設けられる。
【００１４】
タンクポートに絞りを設けない場合と設ける場合との４ＷＤクラッチ５作動シリンダの油圧力と前輪４の回転数との関係は、図８の（１）、（２）のようになる。ここで、常に出力状態でないポートをオリフィスを介してタンクポートへ連通する形態とすると、一方の出力ポートから他方の出力ポートに瞬時に切替った場合（特に低温時に）出力が切られた側の油圧が下るのに時間がかかるため、その間の４ＷＤクラッチが同時作動を起した状態となり、クラッチ寿命が短かくなる（図８の（３）のようになる）。
【００１５】
又、前輪の駆動制御を前、後輪の周速比によって行う場合、車両が４ＷＤ走行の状態においては、前後輪周速比検出の際に一旦２ＷＤ状態にする必要がある。この時油圧切替バルブのタンクポートを絞り、油圧を徐々に下げることによって前輪の急激な回転変化を押えることができるが、４ＷＤと前輪倍速との二方向の出力ポートが瞬時に切替った場合、短時間ではあるが４ＷＤクラッチの同時作動状態が発生し、上記の問題点が発生する。
【００１６】
この発明では、図８の（４）のように前記オリフィス１６，１７の効果を保持すると共に、片側の４ＷＤクラッチ５が作動した時には、一方の４ＷＤクラッチ５内のオイルを直接タンクポートＴに落すことによってクラッチ５の同時作動を防ぐものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行伝動系の制御図。
【図２】ステアリングハンドルの操向角と４ＷＤロック制御との関係を示すグラフ。
【図３】ステアリングハンドルの操向角範囲を示すクラフ。
【図４】暴走チェック制御のフローチャート。
【図５】４ＷＤクラッチ用切替バルブの平面図。
【図６】その作動を示す平面図。
【図７】その油圧回路図。
【図８】その圧力線図。
【符号の説明】
４ 前輪
５ ４ＷＤクラッチ
１０ ステアリングセンサ
１５ 切替バルブ
Ａ 操向角
Ｂ 基準操向角
ＣＰＵ コントローラ（４ＷＤロック制御装置）
【産業上の利用分野】
この発明は、トラクタ作業時における四輪駆動（以下、４ＷＤと云う。）ロック制御装置に関し、傾斜地走行における作業に利用できる。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、畑地、傾斜地でのトラクタ作業では、ステアリングハンドルの操向角が大きく、操向変化も多い。そこでこの操向を安定するため二輪駆動（以下、２ＷＤと云う。）走行を４ＷＤ走行に切替えてロックする操作が必要であった。
そこで本出願人は、前記切替え操作を自動にするべく、前輪回転センサと後輪回転センサを備え、両回転センサの検出に応じて走行状態を判定し２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替えるトラクタを出願している（特願平４−２５２７７７）。しかしながら、前記トラクタに搭載した４ＷＤ切換装置には、特に凹凸の激しい走行面や傾斜地で正確に作動しがたいという課題が有った。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記トラクタの４ＷＤロック制御装置を、車両の状態に応じてより正確に作動するべく以下のように構成した。即ち、請求項１の発明のように、前輪回転センサ８と後輪回転センサ９を備え、両回転センサ８，９の検出に応じて走行状態を判定し２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替えるトラクタにおいて、一定時間内に一定回数以上の２ＷＤと４ＷＤとの切替が行われることによって４ＷＤにロックするロック制御装置を構成すると共に、前記車体に操向角を検出するセンサ１０を設け、前記ロック制御装置の作動中に一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする４ＷＤロック制御装置とした。
また請求項２の発明のように、前記ロック作動前の操向角Ａの平均値を基準操向角Ｂとして設定し、この基準操向角Ｂに対して一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする請求項１に記載の４ＷＤロック制御装置とした。
【０００４】
【作用、及び発明の効果】
請求項１の発明では、前、後輪駆動による４ＷＤによって走行中に、車体の操向角やスリップ等の走行条件によって、自動的に後輪駆動による２ＷＤに切替ったり、この２ＷＤから更に４ＷＤに戻る。このような４ＷＤと２ＷＤとの切替制御が一定時間内に一定回数以上行われると、これにもとづいて、４ＷＤに自動的にロックされるが、車体が一定角以上に操向されると前記ロック状態を解除し再度一旦２ＷＤに戻る。
【０００５】
また請求項２の発明では、この４ＷＤロック制御の行われるまでの間の一定時間の操向角の平均値が基準操向角Ｂとして設定され、４ＷＤロック制御が行われる。そして、この基準操向角に対して一定以上の操向が行われることによって該４ＷＤロックが解除される。
これによって常にロック解除を行うに必要なステアリングハンドルの操作量が一定となり、過度の２ＷＤと４ＷＤとの切替制御を防止し、２ＷＤと４ＷＤとの切替クラッチ等の構成部品の寿命向上を図り、制御を安定させることができる。
【０００６】
【実施例】
図１〜図３において、トラクタ車体の伝動機構は、エンジンＥから主クラッチ１及び主変速装置や副変速装置等を介して走行軸２へ伝動し、この走行軸２から各々差動装置等を経て後輪３、前輪４を伝動する。４ＷＤクラッチ５は該走行軸２から前輪４を伝動する伝動系路中にあって、油圧クラッチにより構成され、この４ＷＤクラッチ５が中立位置にあるときは、前輪４への伝動が行われない２ＷＤとなるが、普通速ギヤ７側にクラッチ接続するときは、前輪４が後輪３とほゞ同速で伝動回転される４ＷＤとなり、倍速ギヤ６側にクラッチ接続するときは前輪４が後輪３よりも増速した速度（例えば、１．７倍から２倍に増速）で伝動される倍速４ＷＤとなる。
【０００７】
前記４ＷＤクラッチ５を出力する４ＷＤロック制御装置を有したコントローラＣＰＵはマイクロコンピュータを有して、該普通速ギヤ７の回転を検出する前輪回転センサ９、倍速ギヤ６の回転を検出する後輪回転センサ８、前輪４の操向角Ａを検出するステアリングセンサ１０等を入力し、更に、車体の前後方向の傾斜角を検出するピッチングセンサ１１や、車体の左右方向の傾斜角を検出するローリングセンサ１２や、その他、車体に対する作業装置の昇降位置を操作するポジションレバー１３や、制御モードスイッチ１４等を有する。このモードスイッチ１４は、２ＷＤモード、４ＷＤモード、及びこれら２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替える自動モード（フルタイム４ＷＤ制御とするもよい。）とを選択できる。
【０００８】
モードスイッチ１４によって自動モードを選択すれば、４ＷＤで走行しながら走行条件に応じて２ＷＤに自動的に切替えられ、又、自動的に４ＷＤに戻る。例えば傾斜θ地を等高線に沿う方向に走行しながらトラクタ作業を行うものとすればステアリングハンドルに操向角Ａの変化はステアリングセンサ１０の検出入力によって、図２のように検出される。このような操向角Ａの変化は一定時間例えば５秒毎の平均の操向角が算出されている。このため、例えば１５秒間において３回以上の２ＷＤと４ＷＤとの間の切替えが制御されるときは、この直前における５秒間における平均操向角が基準操向角Ｂとして設定され、又、同時に４ＷＤにロック制御Ｃされることとなり、２ＷＤへの制御が牽制される。
【０００９】
従って、この４ＷＤのロック制御されている間は、ステアリングハンドルの中立位置が該基準操向角Ｂに設定されて操向制御される。そこで操向角Ａがこの基準操向角Ｂに対して左側（昇り側）αから右側（下り側）βの領域内にあるときは、４ＷＤ制御ロックの状態にあって、４ＷＤ制御が維持継続される細かい操向制御が行われ難くなる。しかし、操向角Ａが許容領域α〜βの領域を越えるとＤ、この越えた時点Ｄから４ＷＤロックが解除される。従って、走行条件によって例えばステアリングハンドルの切角Ａが一定以上に大きくなると２ＷＤに切替えられることとなる。以下同様の制御が行われる。
【００１０】
傾斜地における等高線方向の走行では、図２の場合、左側に昇り傾斜しているから、ステアリングハンドルは左側操向角は強制的な切り角となり、右側操向角は前輪４が中立位置（直進位置）に戻ろうとする戻り角となる。
なお、前記自動モード時の通常の直進状態での４ＷＤロック制御による走行において、旋回時はステアリングセンサ１０の検出により４ＷＤロックが解除されるように切替制御される。又、前輪回転センサ８や後輪回転センサ９等によって、車体の走行速度や前、後輪のスリップを検出できる。車輪３，４のスリップの多いときは４ＷＤ走行となる。
【００１１】
図４においては、前記４ＷＤと２ＷＤとの自動切替制御において、ウォッチドツグタイマーによって制御プログラムの暴走チェックを行い、暴走と判定されたときはプログラムにリセットをかける。このプログラムの初期出力は４ＷＤとする。これによって、プログラムの暴走をウォッチドッグタイマーによってリセットすることで防止し、リセットがかかった時の初期出力を４ＷＤとすることによって、車両走行の安定性を確保する。
【００１２】
図５〜図８においては、前記コントローラＣＰＵからの出力によって４ＷＤクラッチ５（図１）を作動させる２ＷＤと４ＷＤとの切替作動を行う油圧切替バルブ１５の構成に関する。４ＷＤクラッチ５を制御する切替バルブ１５を、中立位置を含めた３方向切替バルブとし、中立位置（図５）においては２つの出力ポートＣ６，Ｃ７をオリフィス（絞り）１６，１７を介してタンクポートＴへ連通すると共に、どちらか一方Ｃ７へ切替った場合（図６）は他方の出力ポートＣ６をオリフィス１６を介さないで直接タンクポートＴへ落すものである。
【００１３】
図５〜図７の切替バルブ１５においては、電磁ソレノイド１８，１９によって作動されるスプール２０を有し、ポンプポートＰと、タンクポートＴと、前記４ＷＤクラッチ５の普通速ギヤ７側の出力ポートＣ７及び倍速ギヤ６側の出力ポートＣ６との間を切替えるもので、オリフィス１６，１７は各出力ポートＣ６，Ｃ７のスプールエリアとタンクポートＴのスプールエリアとの間に亘って設けられる。
【００１４】
タンクポートに絞りを設けない場合と設ける場合との４ＷＤクラッチ５作動シリンダの油圧力と前輪４の回転数との関係は、図８の（１）、（２）のようになる。ここで、常に出力状態でないポートをオリフィスを介してタンクポートへ連通する形態とすると、一方の出力ポートから他方の出力ポートに瞬時に切替った場合（特に低温時に）出力が切られた側の油圧が下るのに時間がかかるため、その間の４ＷＤクラッチが同時作動を起した状態となり、クラッチ寿命が短かくなる（図８の（３）のようになる）。
【００１５】
又、前輪の駆動制御を前、後輪の周速比によって行う場合、車両が４ＷＤ走行の状態においては、前後輪周速比検出の際に一旦２ＷＤ状態にする必要がある。この時油圧切替バルブのタンクポートを絞り、油圧を徐々に下げることによって前輪の急激な回転変化を押えることができるが、４ＷＤと前輪倍速との二方向の出力ポートが瞬時に切替った場合、短時間ではあるが４ＷＤクラッチの同時作動状態が発生し、上記の問題点が発生する。
【００１６】
この発明では、図８の（４）のように前記オリフィス１６，１７の効果を保持すると共に、片側の４ＷＤクラッチ５が作動した時には、一方の４ＷＤクラッチ５内のオイルを直接タンクポートＴに落すことによってクラッチ５の同時作動を防ぐものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】走行伝動系の制御図。
【図２】ステアリングハンドルの操向角と４ＷＤロック制御との関係を示すグラフ。
【図３】ステアリングハンドルの操向角範囲を示すクラフ。
【図４】暴走チェック制御のフローチャート。
【図５】４ＷＤクラッチ用切替バルブの平面図。
【図６】その作動を示す平面図。
【図７】その油圧回路図。
【図８】その圧力線図。
【符号の説明】
４ 前輪
５ ４ＷＤクラッチ
１０ ステアリングセンサ
１５ 切替バルブ
Ａ 操向角
Ｂ 基準操向角
ＣＰＵ コントローラ（４ＷＤロック制御装置）
Claims (2)
- 前輪回転センサ８と後輪回転センサ９を備え、両回転センサ８，９の検出に応じて走行状態を判定し２ＷＤと４ＷＤとを自動的に切替えるトラクタにおいて、一定時間内に一定回数以上の２ＷＤと４ＷＤとの切替が行われることによって４ＷＤにロックするロック制御装置を構成すると共に、前記車体に操向角を検出するセンサ１０を設け、前記ロック制御装置の作動中に一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする４ＷＤロック制御装置。
- 前記ロック作動前の操向角Ａの平均値を基準操向角Ｂとして設定し、この基準操向角Ｂに対して一定角以上の操向が行われることによって前記４ＷＤロック状態を解除することを特徴とする請求項１に記載の４ＷＤロック制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33123693A JP3622217B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | トラクタの４ｗｄロック制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33123693A JP3622217B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | トラクタの４ｗｄロック制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07186750A JPH07186750A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3622217B2 true JP3622217B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=18241424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33123693A Expired - Fee Related JP3622217B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | トラクタの４ｗｄロック制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3622217B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33123693A patent/JP3622217B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07186750A (ja) | 1995-07-25 |
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