JP2874251B2 - 動力車両の四輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トラクターや建設機械等の四輪操舵装置
に関する。

［従来技術及びその課題］ 前輪と後輪とを操舵可能に構成するものが従来からあ
るが、これらの装置は多くの舵取り用の油圧シリンダー
と電磁バルブとを必要とし、このため、コスト高となる
問題点があった。また、近年は、こうした電磁バルブを
マイコンで制御しているが、マイコンが故障したときに
は、機体を操ることが難しくなり、機体を直進させるこ
とが出来ないといった不具合を有していた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、前記した問題に顧み提案するものであっ
て、たとえマイコンを有するコントローラが故障して
も、手動により電磁バルブの切り換えを可能とし、機体
を走行することができる操舵装置を得ることを目的と
し、このため、次のような技術的手段を講じた。

即ち、前後輪操舵用の油圧シリンダー18,19と、これ
らの油圧シリンダー18,19への油路を切り換える電磁バ
ルブ25,28を備え、この電磁バルブ25,28を適宜切り換え
ることにより、各種の操舵モードに切り換える動力車両
の四輪操舵装置において、前記電磁バルブ25,28を駆動
する電源供給回路を、マイコン54の指令により供給する
コントローラ操作用回路L1と、前記マイコン54への電源
供給を切断することでリレー接点65a,65bを作動させ、
同マイコン54を迂回して電源供給部61と前記電磁バルブ
25,28とを直接通電可能な手動操作用回路L2と、を備え
たことを特徴とする動力車両の四輪操舵装置とした。

［実施例及びその作用］ 以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明す
る。まず、構成から説明すると、１は四輪駆動型のトラ
クターで、機体の前後部に夫々前輪２、２と後輪３、３
とを備えている。エンジン５の回転動力はミッションケ
ース６内のギヤ機構（図示省略）を介して適宜減速さ
れ、前輪２、２と後輪３、３とに伝達される。また、こ
のトラクター１は前輪２、２のみならず、後輪３、３の
舵取りも可能に構成されており、第２図の概略平面図に
基づいて前輪操舵系Ａと、後輪操舵系Ｂを詳細に説明す
る。７、８はピットマンアームであって、機体に支点ピ
ン９、10を中心として回動自在に枢着されている。各ピ
ットマンアーム７、８は、前輪２、２の舵取用ナックル
アーム12、12と後輪用ナックルアーム13、13とに夫々タ
イロッド15、15、16、16を介して連動連結され、また、
ピットマンアーム７、８の一側に突設した腕部7a,8aに
は、油圧シリンダー18、19のピストンロッド20、21の一
端が枢支連結されている。

前輪操舵系Ａ及び後輪操舵系Ｂは、夫々、油圧シリン
ダー18、19、ピストンロッド20、21、ピットマンアーム
７、８、ナックルアーム12、12、13、13により構成され
る。油圧シリンダー18、19はいずれもそれらの中間部が
機体に回動可能に枢支されている。25は前輪操舵系Ａを
制御する電磁バルブで、２位置４ポート式の弁にて構成
され、常態では油圧ポンプ30側と油圧シリンダー18のシ
リンダー室（18aあるいは18b）とが連通する状態とな
り、電磁バルブ25のソレノイド26が励磁されると、右側
の室に切り替わって油圧ポンプ30と油圧シリンダー18側
とは遮断される。

28は後輪操舵系Ｂを制御する電磁バルブであって３位
置４ポート式の弁で構成され、常態では中立を保ち、ソ
レノイド31が励磁されると右側の室に切り替わり、逆に
ソレノイド32が励磁されると、左側の室に切り替わる。
なお、同図において、符号35は全油圧方式の操舵機構を
示し、ステアリングハンドル38を回すと油路と油量が同
時に制御される。40はこの油圧操舵機構35の中に組み込
まれた分流弁で、この分流弁40で分流された一部の作動
油はトラクター１後部に装着された作業機（図示省略）
を昇降するメインコントロールバルブ42に導かれる。メ
インコントロールバルブ42は「中立位置」と「上げ位
置」と「下げ位置」とを有し、左右一対の作業機昇降用
の油圧シリンダー44、44のシリンダー室内に作動油を給
排して作業機を上げ下げする。

前記した２つの電磁バルブ25、28は油路を切り換える
ためのものであり、３つのソレノイド26、31、32を電気
的にオン、オフすることにより次の４つのモード選択が
できる。即ち、３つのソレノイド26、31、32が全てオフ
の状態であれば、後輪３、３は直進状態となって固定さ
れ、前輪２、２のみが操向可能な前輪操舵モード（Ｉ）
に切り換えられる。

一方、ソレノイド26と31が励磁されると、前輪２、２
は直進状態にロックされ、後輪３、３のみが操向可能な
後輪操舵モード（II）に切り換えられる。また、電磁バ
ルブ28のソレノイド32のみが励磁されると、前輪２、
２、後輪３、３が同じ方向に操舵される前後輪同位相操
舵モード（III）に切り換えられる。また、電磁バルブ2
5のソレノイド26がオフで後輪側電磁バルブ28のソレノ
イド31のみが励磁されて右側の室に切り換えられると、
前輪２、２と後輪３、３とが逆方向に切り換えられる前
後輪逆位相操舵モード（IV）に切り換えられる。これら
の切り換えは、操舵席近傍に設けたモード切換用のスン
イッチ46にて行なわれ、また、各モード間の切換は前輪
２、２、後輪３、３が直進状態となったときに可能とな
るように構成している。後述するが、モード切換スイッ
チ46は、４接点２回路切換方式のスイッチで構成され
る。

50、51は夫々、前輪２、２と後輪３、３の操舵角を検
出するためのポテンショメータで、前記支点ピン９、10
と同軸芯上に設けられている。

次に第５図の制御回路を説明する。

前輪２、２及び後輪３、３の操舵角を検出するポテン
ショメータ50、51はA/D変換器53を介してマイコンから
なる制御部54に接続されている。制御部54には、制御部
54に定電圧（5V）を供給する電源回路55が接続されてい
る。

モード切換スイッチ46の回路２側の４つの接点
は入力インターフェース57を介して制御部54に接続さ
れる。ここで接点は前輪操舵モード（Ｉ）、接点は
後輪操舵モード（II）、接点は前後輪同位相操舵モー
ド（III）、接点は前後輪逆位相操舵モード（IV）用
である。

このモード切換スイッチ46をオペレータが回動操作し
て、４つのうちのいずれかのモードを選択すると、制御
部54からの指令によりソレノイド駆動回路58が働いて、
該当するソレノイド26、31、32が励磁される。各ソレノ
イド26、31、32の一端は前記ソレノイド駆動回路58に接
続されると共に、それらの他端は主電源ライン60を介し
てバッテリー61に接続される。62はこの主電源ラインの
途中に介装された非常用コネクタであり、常態では各ソ
レノイド26、31、32に電源を供給するが、マイコンから
なる制御部54が正常に作動しないような非常時には、こ
のコネクタ62を外してこの主電源ライン60を遮断するよ
うに構成している。

65は主電源ライン60とアースとの間に介装されたリレ
ーで、このリレー65に電源が供給されている間はリレー
接点65a、65bは開いている。66は主電源ライン60に対し
て並列に設けられた副電源ラインであり、バッテリー61
の（＋）端子と各ソレノイド26、31、32の一端とを接続
するが、リレー65に電源が供給されている限り、リレー
接点65aが開いているため、副電源ライン66を介してソ
レノイド26、31、32に電源が供給されることはない。
尚、第４図に示した制御回路図は、コネクタ62を外した
時の状態を示す。また、前記モード切換スイッチ46の回
路１側の接点はオープン状態にあり、接点のみ
ソレノイド31と接続されている。

67は共通アースラインであり、リレー65に電源が供給
されないでリレー65の接点65bが閉じているときには、
このライン67はアースされる。なお、図中符号70は制御
部54に接続されたランプ駆動回路であり、各モードの状
態を表示すべく選択されたモードのランプ71a、71b、71
c、71dを点灯させる。第５図はモード切換スイッチ46の
操作部を示すものであり、中央部に切換スイッチ46が設
けられ、その上方部位に前記したモード表示ランプ71
a、71b、71c、71dが配設されている。なお、第４図中の
１点鎖線で囲まれた部分はこの四輪操舵制御装置のコン
トローラ部分を示すものである。

次に上例の作用を説明する。マイコンの作動が正常な
ときに、オペレータがモード切換スイッチ46を回して必
要とするモードを選択すると、切換スイッチ46の回路２
側の接点（、、、のいずれか１つ）がアースさ
れ、この状態が入力インターフェース57を介して制御部
54に伝えられ、ソレノイド駆動回路58の作動により、選
択されたモードとなるように該当するソレノイドが励磁
される（矢印L1）。但し、前輪操舵モード（Ｉ）の場合
のみいずれのソレノイドも励磁されない。

例えば、前輪操舵モード（Ｉ）が選択されているとき
に、ステアリングハンドル38を左に切ると、油圧ポンプ
30から送り出された作動油は左側油路（イ）を通って電
磁バルブ28の中立位置を通過し、電磁バルブ25の左側室
を通過し、油圧シリンダー18の左側シリンダー室18a内
に流入する。すると、ピストンロッド20は前方へ移動さ
せられ、ピットマンアーム７は支点ピン９を中心として
反時計方向へ回動させられ、前輪２、２を左側へ回動さ
せる。逆に、ステアリングハンドル38を右側へ回動する
と、右側油路（ロ）を通った作動油は、まず、電磁バル
ブ25の左側室を通過し、油圧シンリンダー18の右側シリ
ンダー室18b内に流入し、ピストンロッド20を後退さ
せ、左側のシリンダー室18aから排出された作動油は電
磁バルブ28の中立位置を通って油路（イ）を通り、タン
ク75に排出される。以上が前輪操舵モード（Ｉ）の場合
であり、その他の場合の作用の説明は省略するが、第３
図に示すような関係により、各ソレノイド26、31、32は
励磁されて所望とする四輪操舵モードが選択される。

そして、マイコンが作動不良を起こし、コントローラ
が正常に働かないような場合には、前記コネクタ62を引
き離し、主電源ライン60を遮断する。すると、リレー65
への電源供給が遮断されるからリレー65は作動を停止
し、その接点65a、65bは閉じることになる。そして、モ
ード切換スイッチ46を後輪操舵モード（II）にすること
により、矢印L2のように、ソレノイド31への通電が可能
となり、ステアリングハンドル38を回動すれば後輪３、
３が操舵されることになる。そして、この状態で後輪
３、３を直進方向に向け、モード切換スイッチ46を回し
て接点以外の位置にすると、後輪３、３はその位置に
固定されることになる。

このようにして後輪３、３が直進方向を向いた後、ス
テアリングハンドル38を操作すると、通常の前輪操舵が
可能な状態となるから、機体を何ら支障なく所望とする
方向へ操ることができる。

最後にこの実施例をさらに改良したものを第６図に基
づいて説明する。この第６図に記載されたものと、第４
図に記載されたものとは大部分の回路構成が一致してい
るので、詳細説明は省略するが、相違点のみを述べる
と、この場合のモード切換スイッチ46は、４接点３回路
切換方式のスイッチにて構成されている。

回路１、回路２は夫々、共通アースライン80、81を有
し、リレー接点65b、65cを介してアースされる。これら
のリレー接点65b、65cとソレノイド26、31、32に電源を
供給する副電源ライン66中に介装されたリレー接点65a
は、マイコン54及びリレー65に電源が供給されている間
はオープン状態にあり、非常用のコネクタ62が引き抜か
れたときには、これらの接点65a、65b、65cが閉じるよ
うに構成される。モード切換スイッチ46の回路１の接点
はソレノイド31に接続され、回路２の接点はソレノ
イド26と結ばれている。また、回路１の接点はソレノ
イド32に結ばれ、回路２側の接点はオープン状態にあ
る。さらに、回路１側の接点はソレノイド31と結ば
れ、回路２側の接点はオープン状態にある。したがっ
て、コントローラ部分が故障しても、各ソレノイド26、
31、32には、副電源ライン66を介して電源が供給される
ので、モード切換スイッチ46による設定に応じて対応す
るソレノイドが励磁されることになり、この結果、所望
の四輪操舵モードを得ることが可能となった。なお、こ
の場合も、自動から手動操作への切換は、コネクタ62の
引き抜き操作にて行なうものである。

［発明の効果］ この発明は、前記の如く構成したので、マイコン54が
故障した場合でも、同マイコン54への電源供給を切断す
ることでリレー接点65a,65bが作動し、手動によって操
向モードを決める電磁バルブ31へ通電することができ
る。これにより、機体を暴走させることなく安全に操向
することができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はトラクターの側
面図、第２図は動作原理を示す平面的作用説明図、第３
図は各モードとソレノイドの励磁関係を示す表、第４図
は制御回路図、第５図はスイッチ操作部の平面図、第６
図は別実施例の制御回路図、第７図は要部の斜視図であ
る。 符号の説明 １……トラクター ２、２……前輪 ３、３……後輪 18、19……油圧シリンダー 25、28……電磁バルブ 26、31、32……ソレノイド 46……モード切換スイッチ 54……制御部（マイコン） 62……コネクタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後輪操舵用の油圧シリンダー18,19と、
   これらの油圧シリンダー18,19への油路を切り換える電
   磁バルブ25,28を備え、この電磁バルブ25,28を適宜切り
   換えることにより、各種の操舵モードに切り換える動力
   車両の四輪操舵装置において、前記電磁バルブ25,28を
   駆動する電源供給回路を、マイコン54の指令により供給
   するコントローラ操作用回路L1と、前記マイコン54への
   電源供給を切断することでリレー接点65a,65bを作動さ
   せ、同マイコン54を迂回して電源供給部61と前記電磁バ
   ルブ25,28とを直接通電可能な手動操作用回路L2と、を
   備えたことを特徴とする動力車両の四輪操舵装置。