JP2000062494A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前輪と後輪の両方を駆動する状態もしくは前
輪と後輪のいずれかのみを駆動する状態に切替可能な作
業車両において、安全性を損なうことなく、左右傾斜が
比較的きつい傾斜地でも二駆状態での走行を可能にす
る。 【解決手段】 機体の傾斜量を検出する傾斜センサ１
６，１７と、操向車輪の操向量を検出する操向量センサ
１１と、これら各センサの検出結果に基づき前輪と後輪
の両方を駆動する状態もしくは前輪と後輪のいずれかの
みを駆動する状態の切替を制御する制御手段１４ａとを
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、前輪と後輪の両方
を駆動する状態もしくは前輪と後輪のいずれかのみを駆
動する状態に切替可能な作業車両に関する。 【０００２】 【従来の技術】トラクタ等の四輪作業車両において、傾
斜地での作業の安全を図るため、前輪と後輪のいずれか
のみを駆動する二駆状態で走行中に機体の左右方向の傾
斜が一定以上になると、前輪と後輪の両方を駆動する四
駆状態に自動的に切り替える制御がある。従来のこの制
御は、機体の左右傾斜量だけを基準にして二駆と四駆の
切替を行っていたので、左右傾斜地でハンドル操作を行
う場合や、左右方向だけでなく前後方向にも地面が傾斜
している場合のことも考慮に入れて、二駆から四駆に切
り替える左右傾斜量の基準値を低めに設定していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】作業車両にモアを連結
して草刈り作業を行う場合、作業面を傷めずきれいに仕
上げるためには、なるべく二駆状態で走行するのが好ま
しいが、上記従来の制御によれば、等高線に沿っての作
業時においては安全上問題のない傾斜の緩い傾斜地でも
四駆状態になってしまうという不都合があった。そこで
本発明は、安全性を損なうことなく、左右傾斜が比較的
きつい傾斜地でも二駆状態での走行を可能にするととも
に、雨露で濡れた芝地等のようなスリップしやすい状況
でも安定した走行が行えるようにすることを課題として
いる。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明に
かかる作業車両は、前輪と後輪の両方を駆動する状態も
しくは前輪と後輪のいずれかのみを駆動する状態に切替
可能な作業車両において、機体の傾斜量を検出する傾斜
センサと、操向車輪の操向量を検出する操向量センサと
を設けるとともに、これら各センサの検出結果に基づき
前輪と後輪の両方を駆動する状態もしくは前輪と後輪の
いずれかのみを駆動する状態への切替を制御する制御手
段を設けたことを特徴としている。 【０００５】機体の傾斜量として、機体の左右傾斜量と
前後傾斜量を検出すると正確な制御を行える。そして具
体的には、操向量が大きいほど二駆から四駆に切り替え
る左右傾斜量を小さく、かつ前後傾斜量が大きいほど二
駆から四駆に切り替える左右傾斜量が小さくするととも
に、左右傾斜量、前後傾斜量、及び操向量の少なくとも
いずれかが或る値以上になると二駆から四駆に切り替え
るように制御する。これにより、前後傾斜がないときや
操向操作していないときにおける二駆から四駆へ切り替
える左右傾斜量の基準値を大きくすることができ、等高
線に沿って作業を行う場合に、従来の制御と比較して、
斜度のきつい傾斜地でも二駆状態での走行が可能とな
る。 【０００６】 【発明の実施の状態】以下、本発明の好ましい実施の状
態を図面に基づき説明する。図１は作業車両にモアを連
結して草刈り作業を行う状態を表している。作業車両１
は、左右各一対の前輪２，２及び後輪３，３を備えた四
輪車両で、機体の前部にエンジン５、その後方にミッシ
ョンケース６が設けられている。ミッションケース６の
上側に座席７が設置され、その前方に前輪２，２を操向
操作するハンドル８が設けられている。また、ハンドル
８の下方の座席足下部には、踏圧操作により後述するブ
レーキ装置３８Ｌ，３８Ｒを作動させる左右のブレーキ
ペダル９，９が設けられている。 【０００７】前記ハンドル８の切れ角は操向量センサ１
１によって検出される。操向量センサとしては、前輪の
切れ角を直接検出する構成としても、或は操向系統の他
の部分の作動量を検出する構成としてもよい。また、前
記ブレーキペダル９，９を踏圧操作すると、ブレーキペ
ダルスイッチ１３がＯＮになるようになっている。座席
９の側方にはコントロールボックス１４があり、これに
二駆四駆切替スイッチ１５等が設けられている。さら
に、作業車両の左右傾斜及び前後傾斜は、左右傾斜セン
サ１６と前後傾斜センサ１７によってそれぞれ検出され
る。 【０００８】モア２０は、作業車両１に基部を枢着した
前後の取付リンク２１，２２に取り付けられ、油圧シリ
ンダ２３によって高さ調節可能に設けられている。２４
は補助車輪で、モア２０を取付リンク２１，２２から外
したときにはこの補助車輪が接地する。 【０００９】図２はこの作業車両の動力系統図である。
エンジン５の回転動力は、まず主クラッチ３０を介して
ミッションケース６の入口部に設けた油圧式無段変速装
置３１へ伝達される。油圧式無段変速装置３１は、入力
側から出力側へ連続的に無段階で変速することのできる
変速装置で、第一出力軸３１ａに前輪及び後輪を駆動す
る走行駆動力が取り出され、第二出力軸３１ｂに外部動
力取出のＰＴＯ駆動力が取り出される。 【００１０】第一出力軸３１ａに取り出された走行駆動
力は、カウンタ軸３３を経由し、ギヤ式の走行変速装置
３４によって作業速と路上走行速とに切替可能に後輪ド
ライブシャフト３５へ伝達される。そして、後輪ドライ
ブシャフト３５の後端部から後輪デフ装置３６を介して
左右のリヤアクスル３７Ｌ，３７Ｒに伝動され、後輪
３，３を駆動する。リヤアクスル３７Ｌ，３７Ｒには前
記ブレーキペダル９，９でそれぞれ操作するブレーキ装
置３８Ｌ，３８Ｒが設けられている。 【００１１】また、後輪ドライブシャフト３５は前部が
ミッションケース６の前方に突出する前輪ドライブシャ
フト４０と伝動連結されており、該シャフトの前端部に
連結した前輪伝動軸４１を経由し、さらに前輪デフ装置
４２を介して左右のフロントアクスル４３Ｌ，４３Ｒに
伝動され、前輪５，５を駆動する。前輪ドライブシャフ
ト４０は伝動上手側の一次軸４０ａと伝動下手側の二次
軸４０ｂとからなり、二駆四駆切替装置４５によって両
軸４０ａ，４０ｂが伝動連結する状態と伝動連結しない
状態に切り替えられるようになっている。両軸を伝動連
結すると前輪と後輪の両方を等速度で駆動する四駆状態
となり、両軸を伝動連結しないと前輪の駆動を切って後
輪だけを駆動する二駆状態となる。二駆四駆切替装置４
５の構造については後述する。 【００１２】前輪ドライブシャフトの一次軸４０ａと二
次軸４０ｂの回転数は、後輪回転数センサ４６と前輪回
転数センサ４７によって検出される。一次軸４０ａの回
転数は左右後輪の平均回転速度に比例し、二次軸４０ｂ
の回転数は左右前輪の平均回転速度に比例している。こ
の実施の形態では、一次軸４０ａが１回転する間に二次
軸４０ｂが１回転するとき、前輪の回転速度と後輪の回
転速度が一致した状態となる。 【００１３】第二出力軸３１ｂに取り出されたＰＴＯ駆
動力は、ＰＴＯクラッチ５０により伝動入・切可能なＰ
ＴＯクラッチ軸５１、ＰＴＯドライブシャフト５２等を
経由して、後向きの第一ＰＴＯ軸５３と前向きの第二Ｐ
ＴＯ軸５４に分岐して伝達される。なお、モア２０へ
は、第二ＰＴＯ軸５４から動力が伝達される。 【００１４】二駆四駆切替装置４５の構造を図３に示
す。前輪ドライブシャフトの一次軸４０ａにクラッチボ
ス６０がスプラインで一体回転するように嵌合し、これ
に複数の一次摩擦板６１，…が並列に取り付けられてい
る。また、前輪ドライブシャフトの二次軸４０ｂにはク
ラッチドラム６２がスプラインで一体回転するように嵌
合し、これと一体回転かつ軸方向に摺動自在に複数の二
次摩擦板６３，…が設けられている。一次摩擦板６１，
…と二次摩擦板６３，…は交互に並んで配置されてお
り、スプリング６４によって二次摩擦板６３，…が一次
摩擦板６１，…側に付勢されている。よって、常態では
一次摩擦板６１，…と二次摩擦板６３，…とが当接し、
一次軸４０ａから二次軸４０ｂへ回転動力が伝達され
る。つまり、前輪と後輪が共に駆動される四駆状態とな
る。 【００１５】また、二次軸４０ｂとクラッチドラム６２
に対し摺動自在にクラッチ作動ピストン６６が設けられ
ている。このピストン６６は、ディスク６７、連結部材
６８、ディスク６９を介して二次摩擦板６２，…と一体
に作動するようになっている。ミッションケース６内に
充填されている潤滑油の一部を油圧ポンプＰで吸引加圧
し、それを二駆四駆切替用ソレノイド制御弁７０を介し
て、二次軸４０ｂとクラッチドラム６２とピストン６６
とで囲まれたシリンダ室７１内に供給すると、ピストン
６６が作動して二次摩擦板６３，…が一次摩擦板６１，
…から離れ、一次軸４０ａから二次軸４０ｂへ回転動力
が伝達されなくなる。つまり、前輪は駆動されず後輪の
みが駆動される二駆状態となる。 【００１６】このように、油圧クラッチで二駆状態と四
駆状態を切り替えるようになっているが、この油圧クラ
ッチはスプリング６４で四駆側に付勢した構造となって
いるので、エンジン停止時等のように作動油の供給が停
止されているときには、二駆状態と四駆状態とを切り替
える操作具の操作位置にかかわらず、常に四駆状態とな
る。したがって、トラックで作業車両を運搬する際に、
荷台上で作業車両が移動しにくく、安全に運搬できる。 【００１７】図４は二駆四駆の切替を制御する制御装置
のブロック図で、コントロールボックス１４に収容され
ている制御手段であるコントローラ１４ａの入力側に二
駆四駆切替スイッチ１５、操向量センサ１１、左右傾斜
センサ１６、前後傾斜センサ１７、後輪回転数センサ４
６、前輪回転数センサ４７、及びブレーキペダルスイッ
チ１３が接続され、出力側に制御弁７０のソレノイド７
０ａが接続されている。次に、この制御装置の制御内容
を説明する（図５のフローチャート参照）。 【００１８】（１）二駆四駆切替スイッチ１５が「四
駆」に操作されているときは、ソレノイド７０ａへの出
力をＯＦＦにして駆動形態を四駆にする。二駆四駆切替
スイッチ１５が「二駆」に操作されているときは、以下
の（２）〜（５）の制御を行い、いずれの制御でも四駆
指令が出されなかったなら、ソレノイド７０ａへの出力
をＯＮにして駆動形態を二駆にする。 【００１９】（２）左右傾斜センサ値と操向量センサ値
を図６の制御マップに照らし合わして、両センサ値の交
点がマップの二駆領域または四駆領域のいずれにあるか
を判定し、交点が二駆領域にある場合は二駆のまま保持
し、四駆領域にある場合は四駆に切り替える。この制御
マップは、左右傾斜量が規定値（１５度）以上である場
合は操向量の大きさに関係なく四駆にし、操向量が規定
値（６０度）以上である場合は左右傾斜量の大きさに関
係なく四駆にし、両者が共に規定値未満の場合は片方の
値が小さくても他方の値が大きければ四駆にすることを
意味している。 【００２０】（３）前後傾斜センサ値と左右傾斜センサ
値を図７の制御マップに照らし合わして、両センサ値の
交点がマップの二駆領域または四駆領域のいずれにある
かを判定し、交点が二駆領域にある場合は二駆のまま保
持し、四駆領域にある場合は四駆に切り替える。この制
御マップは、前後傾斜量が規定値（２０度）以上である
場合は左右傾斜量の大きさに関係なく四駆にし、左右傾
斜量が規定値（１５度）以上である場合は前後傾斜量の
大きさに関係なく四駆にし、両者が共に規定値未満の場
合は片方の値が小さくても他方の値が大きければ四駆に
することを意味している。 【００２１】（２）及び（３）の制御により、左右傾斜
地を走行中にハンドル操作を行った場合や、左右だけで
なく前後にも傾斜している斜面を走行時の安全を保ちな
がら、等高線に沿って走行するときには比較的左右傾斜
のきつい斜面でも二駆状態のまま走行することを可能に
している。 【００２２】（４）前輪回転数センサ値と後輪回転数セ
ンサ値とから後輪のスリップの有無を判定し、スリップ
している場合は、四駆に切り替える。雨露で濡れた芝地
等では、二駆状態だと車輪がスリップして作業面を傷め
ることがある。そこで、四駆にすることにより、走行を
安定させてスリップを防ぐのである。 【００２３】（５）ブレーキペダルスイッチ１３により
ブレーキ操作があったと判定されたなら、四駆に切り替
える。これにより、前輪と後輪の両方が制動され、制動
力が向上する。 【００２４】このように、二駆四駆切替スイッチ１５を
「二駆」にしておけば、通常は二駆で走行し、二駆のま
までは危険な状況或は不都合な状況になると自動的に四
駆に切り替わる。このため、オペレータは作業に集中す
ることができる。二駆四駆切替スイッチ１５は座席７の
近傍に設けられているので、このスイッチの切替操作を
容易に行える。 【００２５】図８は異なる作業車両の二駆四駆切替装置
を表している。この二駆四駆切替装置４５′は、後輪の
みを駆動する「後輪二駆」と、前輪と後輪を等速度で駆
動する「前後輪等速四駆」との他に、旋回を円滑に行え
るように前輪を後輪の約２倍の速度で駆動する「前輪増
速四駆」にも切り替えるようにしたものである。 【００２６】前輪ドライブシャフトの一次軸４０ａと一
体回転する第一クラッチボス８０に形成された第一クラ
ッチギヤ８１が、カウンタ軸３３の外周部に軸受にて回
転自在に支承されたカウンタ筒軸８２に形成された第一
カウンタギヤ８３と常時噛み合っている。また、カウン
タ筒軸８２に形成された第二カウンタギヤ８５が、前輪
ドライブシャフトの二次軸４０ｂに回転自在に嵌合する
第二クラッチボス８６に形成された第二クラッチギヤ８
７と常時噛み合っている。第一クラッチギヤ８１と第一
カウンタギヤ８３、及び第二カウンタギヤ８５と第二ク
ラッチギヤ８７で２段階に増速され、第一クラッチボス
８０と第二クラッチボス８６の回転比が１：２になって
いる。 【００２７】第一クラッチボス８０と第二クラッチボス
８６の間には二次軸４０ｂと一体回転するクラッチドラ
ム８８が設けられている。そして、そのクラッチドラム
８８の内側に、第一クラッチボス８０に取り付けた一次
摩擦板８０ａ，…及び第二クラッチボス８６に取り付け
た一次摩擦板８６ａ，…とクラッチドラム８８に取り付
けた二次摩擦板８８ａ，…，８８ｂ，…とが交互に並列
状態で内装されている。二次軸４０ｂとクラッチドラム
８８に対し摺動自在に等速クラッチ作動ピストン９０と
増速クラッチ作動ピストン９１が設けられ、その内側に
シリンダ室９２，９３が形成されている。 【００２８】いずれのシリンダ室９２，９３にも作動油
が供給されないときは、一次摩擦板８０ａ，…，８６ａ
と二次摩擦板８８ａ，…，８８ｂ，…が離れており、一
次軸４０ａから二次軸４０ｂへ回転動力が伝達されな
い。つまり、前輪は駆動されず後輪のみが駆動される
「後輪二駆」となる。シリンダ室９２に作動油が供給さ
れると、等速クラッチ作動ピストン９０が作動して一次
摩擦板８０ａ，…と二次摩擦板８８ａ，…とが当接し、
一次軸４０ａの回転が等速度で二次軸４０ｂに伝達され
る「前後輪等速四駆」となる。また、シリンダ室９３に
作動油が供給されると、増速クラッチ作動ピストン９１
が作動して一次摩擦板７０ｂ，…と二次摩擦板７８ｂ，
…とが当接し、一次軸４０ａの回転が２倍の速度で二次
軸４０ｂに伝達される「前輪増速四駆」となる。 【００２９】このように、後輪回転数に対し前輪回転数
を変えられるようにする場合、一次軸４０ａと二次軸４
０ｂとの間にカウンタ軸を中継させる必要があるが、図
示の装置のように、このカウンタ軸を筒軸（カウンタ筒
軸）８２とし、これを他の軸（カウンタ軸３３）の外周
部に回転自在に嵌合させる構造とすれば、ミッションケ
ースを小さくすることができる。 【００３０】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる作業車両は、機体の傾斜量を検出する傾斜セン
サと、操向車輪の操向量を検出する操向量センサとの検
出結果に基づき、前輪と後輪の両方を駆動する状態と、
前輪と後輪のいずれかのみを駆動する状態とに自動的に
切り替えるように構成することにより、傾斜地での走行
の安全性を確保しながら、傾斜のきつい斜面でもなるべ
く二駆状態で走行することができ、しかも雨露で濡れた
芝地等のようなスリップしやすい場所でも安定した走行
が可能となり、特にモアを連結しての草刈り作業に使用
する作業車両に適したものとなった。

【図面の簡単な説明】 【図１】作業車両にモアを連結しての作業状態を表す側
面図である。 【図２】伝動系統図である。 【図３】二駆四駆切替装置の断面図である。 【図４】二駆四駆切替制御装置のブロック図である。 【図５】二駆四駆切替制御のフローチャートである。 【図６】左右傾斜量と操向量に関する制御マップであ
る。 【図７】前後傾斜量と左右傾斜量に関する制御マップで
ある。 【図８】異なる作業車両の二駆四駆切替装置の断面図で
ある。 【符号の説明】 １ 作業車両 １１ 操向量センサ １３ ブレーキペダルスイッチ １４ａ コントローラ（制御手段） １５ 二駆四駆切替スイッチ １６ 左右傾斜センサ １７ 前後傾斜センサ ２０ モア ４５ 二駆四駆切替装置 ４６ 後輪回転数センサ ４７ 前輪回転数センサ ７０ 制御弁 ７０ａ 制御弁のソレノイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 前輪と後輪の両方を駆動する状態もしく
   は前輪と後輪のいずれかのみを駆動する状態に切替可能
   な作業車両において、機体の傾斜量を検出する傾斜セン
   サと、操向車輪の操向量を検出する操向量センサとを設
   けるとともに、これら各センサの検出結果に基づき前輪
   と後輪の両方を駆動する状態もしくは前輪と後輪のいず
   れかのみを駆動する状態への切替を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする作業車両。