JP2949786B2 - 動力車両の操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は四輪操舵制御装置に関するものであり、特
に、動力車両のステアリング操舵角に対応する車輪の操
舵角の変化量を、前進時と後進時とで異にした四輪操舵
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 乗用管理機、トラクタ等をはじめとする動力車両で
は、近時、前輪及び後輪の双方を操舵自在に形成したも
のが増加している。之等は、前輪のみ若しくは後輪のみ
又は前後輪とも操舵できるようにするため、ギヤの組合
せによつて操舵モードの切替えを行う構成のものや、前
後のドラツグアームを油圧シリンダで回動する構成のも
の等が知られている。

例えば防除作業のように、車両の側方へ長いブームを
突出した場合は旋回が容易でないため、動力車両が前輪
操舵モードにて圃場の一端部まで前進したときには、そ
こで旋回せずそのまま圃場の他端部まで後進走行する。
然るときは、後輪操舵モードに切替えて操舵の安定を図
っている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したように、動力車両を後進走行させて作業を行
う場合は、作業者は首を後方へ向けながら片手でステア
リング操作を行うため、ステアリングの保持が十分でな
く車両が蛇行しやすい。

そこで、後進走行時のステアリングの操舵を容易にす
るために解決せられるべき技術的課題が生じてくるので
あり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために提案せられたも
のであり、ドラッグアームに操舵用シリンダを取り付け
て車輪を操舵自在に形成した動力車両に於いて、前後進
シフト位置を検出する手段を設け、ステアリング操舵に
対する車両の操舵の変化量を、前進走行位置にシフトし
たときの変化量より後進走行位置にシフトしたときの変
化量を小にした動力車両の操舵装置を提供するものであ
る。

［作用］ 動力車両の前後進のシフト位置を検出する手段によ
り、動力車両が前進走行であるか後進走行であるかを判
断する。又、ステアリングの操舵を検出する手段により
ステアリングが左右何れの方向へ何度操舵されたかを検
出し、そのときのステアリングの操舵方向と操舵のデー
タが制御部へ送られる。制御部では、前後進のシフト位
置の判断データと前記ステアリングの操舵データによ
り、ステアリング操舵に対する車輪の操舵の変化量を決
定し、前進走行時より後進走行時の操舵の変化量を小に
する。従って、後進走行時ではステアリングの操舵に対
応する車輪の操舵の変化量が小となり、ステアリングの
応答性が緩慢となって車両の蛇行が低減する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に従って詳
述する。第１図は乗用管理機（１）の側面を示し、第２
図はその平面を示している。当該乗用管理機（１）の前
車軸（２）の左右には、フアイナルケース（３）（３）
を取り付けて左右の前輪（４）（４）へ駆動力を伝達
し、該フアイナルケース（３）（３）にナツクルアーム
（５）（５）を突設してドラツグリンク（６）（６）の
一端部を連結すると共に、ドラツグリンク（６）（６）
の他端部を前車軸（２）の略中央部に設けられたドラツ
グアーム（７）に連結する。このドラツグアーム（７）
はピン（８）の中心に水平方向へ回動自在であり、その
一側部に操舵用シリンダ（９）の前端部（9a）を連結す
る。又、ピン（８）にはポテンショメータ（10）を取り
付けて前輪（４）（４）の操舵量の一例としての操舵角
の検出手段とし、前輪が左右何れの方向へ何度回向して
いるかを検出する。

一方、シヤーシ（11）の後部に設けられた後車軸（1
2）（12）の左右にも前輪（４）（４）と同様にして、
フアイナルケース（13）（13）を取り付けて左右の後輪
（14）（14）へ駆動力を伝達し、該フアイナルケース
（13）（13）にナツクルアーム（15）（15）を突設して
ドラツグリンク（16）（16）の一端部を連結すると共
に、ドラツグリンク（16）（16）の他端部を後車軸（1
2）の略中央部に設けられたドラツグアーム（17）に連
結する。更に、ピン（18）を中心にして回動自在なるド
ラツグアーム（17）の一側部に操舵用シリンダ（19）の
後端部（19a）を連結し、該ピン（18）にポテンシヨメ
ータ（20）を取り付けて後輪（14）（14）の操舵量の一
例としての操舵角の検出手段とする。

又、ステアリング（21）の回動基部には操舵方向を検
出する手段としてロータリエンコーダ（22）を設けると
共に全油圧式コントローラ（23）が設けられ、油圧ポン
プ（24）からの圧力油を方向切替バルブ（25）及び（2
6）へ圧送し、且つ、シヤーシ（11）の後部に設けたメ
インコントロールバルブ（27）にも圧力油を圧送してい
る。該乗用管理機（１）の後部にはリンク機構（28）を
してロータリ等の対地作業機（29）が取り付けられてお
り、前記メインコントロールバルブ（27）からの圧力油
によつてリフトシリンダ（30）（30）が作動し、該対地
作業機（29）を上下に昇降するように形成してある。

そして、前記リフトシリンダ（30）を作動させる油圧
レバー（31）に昇降位置検出用のセンサ（32）を設け、
該センサ（32）によつて油圧レバー（31）がオンである
か否かを検出する。又、ステアリング（21）の近傍に設
けられた前後進切替レバー（33）にシフト位置検出用の
センサ（34）を設け、該前後進切替レバー（33）が後進
走行位置にシフトされたか否かを検出可能に形成する。

第３図は油圧回路を示しており、オイルタンク（35）
から油圧ポンプ（24）によつて全油圧コントローラ（2
3）へ圧力油が圧送され、全油圧コントローラ（23）内
のフローデバイス（36）及び油量調整バルブ（37）を通
り、前記ステアリング（21）の操舵方向及び操舵量の一
例としての回動角度の大小によつて、圧力油は油口
（Ｒ）又は油口（Ｌ）から方向切替バルブ（23）及び
（24）へ圧送される。夫々の方向切替バルブ（25）（2
6）はソレノイド（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）のオン・オ
フによつてスプールがa,b,c,dの位置に移動し、圧力油
の方向を切替えて操舵用シリンダ（９）（10）へ圧送
し、油量調整バルブ（37）はソレノイド（Ｅ）のオン・
オフによつてスプールがe,f何れかの位置へ移動する。
第３図に示した状態は各ソレノイド（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
（Ｄ）がすべてオフとなつてスプールがｎの位置であ
り、前輪操舵モード（モード１）になつている。又、ソ
レノイド（Ｅ）もオフとなつてスプールがｅの位置にあ
り、流量は全開の状態である。

例えば、ステアリング（21）を右方向へ操舵すれば、
圧力油は油口（Ｒ）から方向切替バルブ（26）を経て、
操舵用シリンダ（９）の油口（9b）からシリンダ内へ圧
入し、ピストン（9c）を後方へ押圧して油口（9d）から
方向切替バルブ（26）へ戻る。更に、圧力油は方向切替
バルブ（25）へ圧送されるが、ソレノイド（Ａ）（Ｂ）
がオフでスプールがｎの位置になつているので操舵用シ
リンダ（19）へ圧力油は圧送されず、全油圧コントロー
ラ（23）の油口（Ｌ）へ戻る。従って、前記ドラツグア
ーム（７）がピン（８）を中心に図中時計方向へ回動
し、前輪（４）（４）が鎖線で示すように回向して乗用
管理機（１）は右側へ旋回する。然るときは、流量が全
開であるので、ステアリング（21）の操舵用に対して車
輪の操舵角の変化量は鋭敏となる。又、フローデバイダ
（32）から分岐した圧力油はメインコントロールバルブ
（27）へ圧送され、リフトシリンダ（30）（30）を作動
させる。

第４図は後輪操舵モード（モード２）の状態を示し、
方向切替バルブ（25）のソレノイド（Ｂ）がオンとなつ
てスプールがｂの位置に移動し、且つ、方向切替バルブ
（26）のソレノイド（Ｃ）がオンとなつてスプールがｃ
の位置に移動している。又、ソレノイド（Ｅ）がオンと
なつて油量調整バルブ（37）のスプールがｆの位置に移
動し、流量絞られた状態となつている。ここで、例えば
ステアリング（21）を右方向へ操舵すれば、圧力油は油
口（Ｒ）から方向切替バルブ（26）ヘ圧送されるが、ソ
レノイド（Ｃ）がオンでスプールがｃの位置になつてい
るので操舵用シリンダ（９）へ圧力油は圧送されず、方
向切替バルブ（25）のスプールがｂの位置であるので操
舵用シリンダ（19）の油口（19b）から圧力油がシリン
ダ内へ圧入し、ピストン（19c）を前方へ押圧して油口
（19d）から排出され、ｂの位置を経て全油圧コントロ
ーラ（23）の油口（Ｌ）へ戻る。従って、ドラツグアー
ム（17）がピン（18）を中心に図中反時計方向へ回動
し、後輪（14）（14）が鎖線で示すように回向して乗用
管理機（１）は右側へ旋回する。然るとき、前記油量調
整バルブ（37）のスプールがｆの位置にあり流量が絞ら
れているため、前輪操舵モードに比べ、ステアリング
（21）の操舵用に対して車輪の操舵角の変化量が小とな
る。

第５図は同位相四輪操舵モード（モード３）の状態を
示し、方向切替バルブ（25）のソレノイド（Ａ）がオン
となつてスプールがａの位置に移動し、且つ、方向切替
バルブ（26）のソレノイドは双方共オフでスプールがｎ
の位置になつている。又、ソレノイド（Ｅ）がオンとな
つて油量調整バルブ（37）のスプールがｆの位置であ
り、流量が絞られた状態となつている。従って、ステア
リング（21）を右方向へ操舵すれば、ドラツグアーム
（７）及び（17）の双方が図中時計方向へ回動し、前輪
（４）（４）並びに後輪（14）（14）が鎖線で示すよう
に同位相で回向して乗用管理機（１）は右側へ斜行す
る。然るときも、前述した後輪操舵モードと同じく流量
が絞られているため、前輪操舵モードに比べ、ステアリ
ング（21）の操舵角に対して車輪の操舵角の変化量が小
となる。

第６図は逆位相四輪操舵モード（モード４）の状態を
示し、方向切替バルブ（25）のソレノイド（Ｂ）がオン
となつてスプールがｂの位置に移動し、且つ、方向切替
バルブ（26）のソレノイドは双方共オフでスプールがｎ
の位置になつている。又、ソレノイド（Ｅ）がオフとな
つて油量調整バルブ（37）のスプールがｅの位置へ移動
し、流量は全開の状態となる。従って、ステアリング
（21）を右方向へ操舵すれば、ドラツグアーム（７）が
図中時計方向へ回動すると共にドラツグアーム（17）が
反時計方向へ回動し、前輪（４）（４）並びに後輪（1
4）（14）が鎖線で示すように逆位相で回向して乗用管
理機（１）は右側へ旋回する。そして、流量が全開の状
態であるので、前輪操舵モードの場合と同じく、ステア
リング（21）の操舵角に対して車輪の操舵角の変化量は
鋭敏となる。

ここで、第７図に本発明のブロック図を示す。前輪及
び後輪の操舵角検出手段としてポテンシヨメータ（10）
及び（20）が設けられ、該ポテンシヨメータ（10）及び
（20）で検出された操舵角の信号は、A/D変換器でA/D変
換された後に入力インターフエースを介して制御部に伝
達される。昇降位置検出用のセンサ（32）は油圧レバー
（31）がオンであるときに信号を制御部へ発信し、対地
作業機（29）が上昇位置状態になつたことを制御部が検
出する。又、シフト位置検出用のセンサ（34）は前後進
切替レバー（33）が後進走行位置にシフトされたときに
信号を制御部へ発信し、車両が後進走行状態になつたこ
とを制御部が検出する。

一方、ステアリングの操舵角検出手段としてロータリ
エンコーダ（22）が設けられ、該ロータリエンコーダ
（22）にて常時Ａ相及びＢ相のパルスを発生する。第８
図に示すように、ステアリングを右方向へ操舵したとき
にはＢ相にパルスが1/4周期だけ遅延してCWパルスとな
り、回転方向判別回路で右方向と判断する。一方、ステ
アリングを左方向へ操舵したときにはＡ相のパルスが1/
4周期だけ遅延してCCWパルスとなり、回転方向判別回路
で左方向と判断する。之等のパルス信号は入力インター
フエースを介して制御部に伝達され、CWパルス或はCCW
パルスをカウントすることにより、ステアリングの操舵
方向及び操舵角を判読する。又、操舵モード切替スイッ
チによりモード１乃至モード４の任意の操舵モードに切
替えると共に、どのモードに切替えられたかの信号が入
力インターフエースを介して制御部に伝達される。制御
部では入力インターフエースからの各信号を判断し、出
力インターフエースを介して方向切替バルブ（25）及び
（26）の各ソレノイド（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）をオン
・オフするように制御信号を発信する。そして、操舵モ
ードがモード１及びモード４の場合は、油量調整バルブ
（37）のソレノイド（Ｅ）をオフとして流量を全開の状
態にし、モード２及びモード３の場合は、該ソレノイド
（Ｅ）をオンとして流量を絞った状態にする。又、シフ
ト位置検出用のセンサ（34）により後進走行位置にシフ
トされたと制御部が検出したときも、前記油量調整バル
ブ（37）のソレノイド（Ｅ）をオンとして流量を絞った
状態にする。

而して、本実施例に於けるステアリングの操舵角に対
応する車輪の操舵角の関係を第９図に示す。直線（L1）
は前進走行時、或はモード１又はモード４のときであつ
て、油量調整バルブ（37）の流量を全開にした状態のと
きの関係を示している。このときは、ステアリングの中
点から左右へ夫々１回転（360゜）したときに車輪の操
舵角が最大（±30゜）となるように設定されている。一
方、直線（L2）は後進走行時、或いはモード２又はモー
ド３のときであつて、油量調整バルブ（37）の流量を絞
った状態のときの関係を示している。このときは、ステ
アリングの中点から左右へ夫々1.5回転（540゜）したと
きに車輪の操舵角が最大（±30゜）となるように設定さ
れている。即ち、直線（L1）のときに比較して直線（L
2）のときは、ステアリングの操舵角に対する車輪の操
舵角の変化量が小となり、ステアリングの応答性が緩慢
になる。本実施例に於ては、後進走行位置にシフトした
ときは自動的にモード２へ切替れるように制御されてい
るため、後進走行時には車両の進行方向の前部側の車輪
を操舵することになり、ステアリング操舵の方向性が向
上すると共に、ステアリングの応答性が緩慢となつて車
両の蛇行を抑止する。又、傾斜地での横ずれを防止する
ためにモード３にした場合は、前進走行位置にシフトし
たときであつても油量調整バルブ（37）の流量を絞った
状態にし、ステアリングの操舵角に対する車輪の操舵角
の変化量を小として車両の微妙な姿勢調整を可能にして
いる。

尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種
々の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改変せ
られたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は上記一実施例に詳述したように、前記走行
時に比較して後進走行時ではステアリングの操舵角に対
応する車輪の操舵の変化量が小となつているため、後進
時のステアリングの応答性が緩慢となる。従って、片手
でステアリング操作を行いつつ後進走行する場合に、ス
テアリングの操舵量が大となり過ぎたときであっても、
車両の蛇行を最小に抑えることができ、後進走行時の走
行安定性に寄与できる発明である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例であり、第１図は乗用管理機の側
面図、第２図は同平面を示す説明図、第３図は前輪操舵
モードの油圧回路図、第４図は後輪操舵モードの油圧回
路図、第５図は同位相四輪操舵モードの油圧回路図、第
６図は逆位相四輪操舵モードの油圧回路図、第７図はブ
ロック図、第８図はパルスのタイミングチヤート図、第
９図はステアリングの操舵角と車輪の操舵角との関係を
示すグラフである。 （１）……乗用管理機、（４）……前輪 （７）（17）……ドラツグアーム、（９）（19）……操
舵用シリンダ （10）（20）……ポテンシヨメータ （14）……後輪 （22）……ロータリエンコーダ （25）（26）……方向切替バルブ （33）……前後進切替レバー （34）……シフト位置検出用のセンサ （37）……油量調整バルブ （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）……ソレノイド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドラッグアームに操舵用シリンダを取り付
   けて車輪を操舵自在に形成した動力車両に於いて、前後
   進シフト位置を検出する手段を設け、ステアリング操舵
   に対する車輪の操舵の変化量を、前進走行位置にシフト
   したときの変化量より後進走行位置にシフトしたときの
   変化量を小にしたことを特徴とする動力車両の操舵装
   置。