JP3441098B2 - Shift control device for four-wheel drive system - Google Patents

Shift control device for four-wheel drive system

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JP3441098B2
JP3441098B2 JP31351292A JP31351292A JP3441098B2 JP 3441098 B2 JP3441098 B2 JP 3441098B2 JP 31351292 A JP31351292 A JP 31351292A JP 31351292 A JP31351292 A JP 31351292A JP 3441098 B2 JP3441098 B2 JP 3441098B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、建設機械用大型ダンプ
トラック等の走行車両の4輪走行装置における変速機の
変速時に可変油圧ポンプの容量を制御する装置に関す
る。 【0002】 【従来の技術】4輪走行装置としては、例えば特開昭6
3−258223号公報に示すように、エンジンの出力
動力を変速機を介して後輪に機械式に伝動し、そのエン
ジンで可変油圧ポンプを駆動し、その可変油圧ポンプの
吐出圧油で駆動される可変油圧モータによって前輪を駆
動するようにした機械駆動式と油圧駆動式を組み合せた
4輪駆動の走行装置が知られている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】かかる4輪走行装置に
おける前輪回転速度は可変油圧ポンプの単位時間当りの
吐出量(以下単に吐出量という)と可変油圧モータの容
量によって決定され、その可変油圧ポンプの吐出量はエ
ンジン回転数と可変油圧ポンプの容量によって決定され
る。他方、変速機を変速する場合には変速開始時にエン
ジン回転数が急激に低下し、変速終了後に急激に上昇す
るので、エンジン回転数が変速時に急激に変動する。 【0004】このために、変速時に可変油圧ポンプの吐
出量が急激に変動して可変油圧モータへの供給流量が急
激に増減するために可変油圧モータのトルクが急激に変
化して前輪駆動力の適正化が妨げられてスムーズな走行
ができないことがある。 【0005】例えば、変速前の走行時に可変油圧ポンプ
の吐出量を可変油圧モータのトルクをある値に維持でき
る値としてある場合に、変速時にエンジン回転数の急激
な低下によって可変油圧ポンプの吐出量が急激に減少す
ると可変油圧モータのトルクをある値に維持できなくな
って前輪駆動力が低下する。 【0006】前述の可変油圧ポンプの吐出量減少が著し
い場合には前輪が車体慣性走行によって逆駆動されるこ
とになって可変油圧モータがポンプ作用をして可変油圧
ポンプの回転抵抗が大となってエンジン回転数をより低
下させることになってしまう。 【0007】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした4輪走行装置の変速時制御装置を提供するこ
とを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】エンジン7の出力側を変
速機9を介して後輪3に連結し、前輪2を駆動する可変
油圧モータ13とエンジン7で駆動される可変油圧ポン
プ15を設け、この可変油圧ポンプ15と可変油圧モー
タ13を回路接続し、前記可変油圧モータ13の出力側
をクラッチ14を介して前輪2に連結した4輪走行装置
において、前記可変油圧ポンプ15の容量を制御する手
段と、前記変速機9の変速動作を検出する手段と、この
変速開始信号でクラッチ14を切とし、変速終了信号が
入力されてから所定時間後にクラッチ14を接とする手
段を設けたことを特徴とする4輪走行装置の変速時制御
装置。 【0009】 【作 用】変速開始時にクラッチ14が切となって可変
油圧モータ13の出力側と前輪2が不連続となり、変速
終了してから所定時間後にクラッチ14が接となって可
変油圧モータ13の出力側と前輪2が連結するから、変
速時にエンジン回転数が急激に変化しても前輪駆動力が
急激に変化することがなくスムーズな走行ができる。 【0010】 【実 施 例】図1に示すように、車体1の前後部に左
右一対の前輪2と左右一対の後輪3が取付けてあると共
に、その車体1の前部には運転室4が設けられ、車体1
の後部にはボディ5がホイストシリンダ6で起伏自在に
取付けられて建設機械用大型ダンプトラックを構成して
いる。前記車体1の前部に取付けたエンジン7の出力側
はトルクコンバータ8、変速機9、動力伝達軸10、差
動機11等を介して左右一対の駆動後輪3に連結され、
後輪3はエンジン7によって機械的に駆動される。 【0011】図2に示すように、前輪2は車体に対して
揺動自在に支承されたアーム12に回転自在に支承さ
れ、そのアーム12に正転・逆転可能な可変油圧モータ
13が取付けてあり、その可変油圧モータ13の出力側
はクラッチ14を介して前輪2に連結され、前記エンジ
ン7で駆動される可変油圧ポンプ15の吐出圧油が第1
・第2主回路16,17で可変油圧モータ13に供給さ
れる。この可変油圧ポンプ15は吐出方向を逆とするこ
とが可能となっている。 【0012】図2に示すように、エンジン7の回転数は
エンジン回転センサ18で検出され、変速機9の入力軸
回転数は入力軸回転センサ19で検出され、変速機9の
変速段は変速段検出センサ20で検出され、前記第1・
第2主回路16,17の油圧力は第1・第2圧力センサ
21,22で検出され、それらの検出値は主コントロー
ラ23に入力され、この主コントローラ23にはアクセ
ルセンサ24よりエンジン回転数制御信号、ブレーキセ
ンサ25よりブレーキ信号、リターダセンサ26よりリ
ターダブレーキ信号、切換スイッチ27より4輪駆動信
号、2輪駆動信号、操舵角センサ28より操舵角度信
号、前輪回転センサ29より前輪回転数信号がそれぞれ
入力される。 【0013】前記クラッチ14は油圧作動式となり、そ
の受圧室14aに圧油を供給すると接、タンクに排出す
ると切となるようにしてあって、その受圧室14aには
クラッチ切換バルブ30によりトルクコンバータチャー
ジポンプ等の補助油圧ポンプ31の吐出圧油が供給さ
れ、そのクラッチ切換バルブ30はソレノイド30aに
通電することでドレーン位置aから供給装置bに切換え
られる。 【0014】前記可変油圧モータ13と可変油圧ポンプ
15は図3に示すように容量制御部材40を備え、この
容量制御部材40はシリンダ41により正逆方向に作動
されて容量を正逆方向に制御できるようになり、そのシ
リンダ41にはコントロール用油圧ポンプ42の吐出圧
油が電磁比例弁43によってそれぞれ供給され、各電磁
比例弁43の第1・第2ソレノイド43a,43bに主
コントローラ23より電気信号を出力する。 【0015】例えば、第1ソレノイド43aに通電する
と容量制御部材40は正方向に作動して可変油圧ポンプ
15は第1主回路16に圧油を吐出し、可変油圧モータ
13は正転すると共に、第2ソレノイド43bに通電す
ると容量制御部材40は逆方向に作動して可変油圧ポン
プ15は第2主回路16に圧油を吐出し、可変油圧モー
タ13は逆転し、容量は第1・第2ソレノイド43a,
43bへの通電量に比例する。 【0016】次に変速時の可変油圧ポンプ15の容量制
御について説明する。4輪走行時には主コントローラ2
3より各電磁比例弁43の第1ソレノイド43aに通電
して可変油圧ポンプ15、可変油圧モータ13の容量を
所定の値として可変油圧ポンプ15の吐出圧油を可変油
圧モータ13に供給して駆動して前輪2を油圧駆動し、
エンジン7の動力を変速機9を介して後輪3に伝動して
後輪3を機械駆動する。 【0017】変速機9の速度段検出センサ20は変速機
9の速度段を検出して主コントローラ23に入力してお
り、その変速機9を変速する時には速度段検出センサ2
0より変速開始信号と変速終了信号、つまり変速信号が
主コントローラ23に入力される。これは変速機9が自
動変速する場合であり、変速レバーによって変速する場
合にはその変速レバーより変速信号を主コントローラ2
3に入力するようにしても良い。 【0018】主コントローラ23は変速開始信号が入力
されたらクラッチ切換弁30のソレノイド30aへの通
電を中止してドレーン位置aとし、クラッチ14の受圧
室14aの内の圧油をタンクに流出してクラッチ14を
切とする。これによって可変油圧モータ13の出力側と
前輪2は不連続となって前輪2は車両走行によって自由
回転するから、可変油圧モータ13には負荷が作用せず
に可変油圧ポンプ15の吐出量が変速開始時のエンジン
回転数低下によって減少しても何ら問題ない。 【0019】変速機9が変速終了すると変速終了信号が
主コントローラ23に入力され、主コントローラ23は
変速終了信号が入力されてから所定時間(つまり、変速
終了してからエンジン回転数が所定値となるまでの時
間)後にクラッチ切換弁30aとソレノイド30aに通
電して供給位置bとし、クラッチ14の受圧室14aに
圧油を供給してクラッチ14を接として可変油圧モータ
13の出力側と前輪2を連結する。 【0020】これによって、クラッチ14が接となって
可変油圧モータ13の出力側と前輪2が連結された時に
はエンジン回転数が所定の値となって可変油圧ポンプ1
5の吐出量は設定した値であるから可変油圧モータ13
のトルクも設定した値となって前輪駆動力が設定値とな
り、変速時に前輪駆動力が急激に変化することがないの
でスムーズな走行ができる。 【0021】例えは、速度段とエンジン回転数と車速の
関係は図4に示すようになり、変速時にはエンジン回転
数が低下し、変速終了後にエンジン回転数が順次立上が
るので、エンジン回転数変化は図5(a)に示すように
なり、可変油圧ポンプ15の吐出量は図5(b)のよう
になり、可変油圧モータ13の圧力(トルク)は図5
(c)のようになる。 【0022】 【発明の効果】変速開始時にクラッチ14が切となって
可変油圧モータ13の出力側と前輪2が不連続となり、
変速終了してから所定時間後にクラッチ14が接となっ
て可変油圧モータ13の出力側と前輪2が連結するか
ら、変速時にエンジン回転数が急激に変化しても前輪駆
動力が急激に変化することがなくスムーズな走行ができ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the capacity of a variable hydraulic pump during shifting of a transmission in a four-wheel traveling device of a traveling vehicle such as a large dump truck for construction equipment. Related to the device. 2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-258223, output power of an engine is mechanically transmitted to a rear wheel via a transmission, a variable hydraulic pump is driven by the engine, and the variable hydraulic pump is driven by discharge pressure oil of the variable hydraulic pump. There is known a four-wheel drive traveling apparatus that combines a mechanical drive type and a hydraulic drive type in which front wheels are driven by a variable hydraulic motor. [0003] The front wheel rotation speed in such a four-wheel traveling device is determined by the discharge amount per unit time of the variable hydraulic pump (hereinafter simply referred to as discharge amount) and the capacity of the variable hydraulic motor. The discharge amount of the variable hydraulic pump is determined by the engine speed and the capacity of the variable hydraulic pump. On the other hand, when shifting the transmission, the engine speed sharply decreases at the start of the shift and sharply increases after the shift is completed, so that the engine speed fluctuates rapidly during the shift. [0004] For this reason, the discharge amount of the variable hydraulic pump fluctuates abruptly during shifting and the supply flow rate to the variable hydraulic motor rapidly fluctuates. Smooth running may not be possible due to hindrance to proper adjustment. For example, when the discharge amount of the variable hydraulic pump is set to a value that can maintain the torque of the variable hydraulic motor at a certain value during traveling before shifting, the discharge amount of the variable hydraulic pump is reduced due to a sharp decrease in the engine speed during shifting. Rapidly decreases, the torque of the variable hydraulic motor cannot be maintained at a certain value, and the front wheel driving force decreases. If the discharge amount of the above-mentioned variable hydraulic pump is remarkably reduced, the front wheels are driven in reverse by inertia running of the vehicle body, and the variable hydraulic motor performs a pumping operation to increase the rotational resistance of the variable hydraulic pump. As a result, the engine speed is further reduced. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shift control device for a four-wheel drive system which can solve the above-mentioned problems. [0008] An output side of an engine 7 is connected to a rear wheel 3 via a transmission 9 to drive a front wheel 2 and a variable hydraulic pump driven by the engine 7. 15 in which the variable hydraulic pump 15 and the variable hydraulic motor 13 are connected in a circuit, and the output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the front wheels 2 via the clutch 14. and means for controlling the volume, and means for detecting a shift operation of the transmission 9, the
The clutch 14 is disengaged by the shift start signal, and the shift end signal is
A method for engaging the clutch 14 after a predetermined time from the input.
Shift control of a four-wheel traveling device characterized by having a step
apparatus. [0009] [for work output side and the front wheel 2 is discontinuous next becomes the clutch 14 is a switching at the shift start variable hydraulic motor 13, shifting
After a predetermined time from the end, the clutch 14 is engaged and the output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the front wheel 2, so that even if the engine speed changes rapidly during shifting, the front wheel driving force changes rapidly. There is no running and smooth running is possible. 1, a pair of left and right front wheels 2 and a pair of left and right rear wheels 3 are mounted on the front and rear portions of a vehicle body 1, and a driver's cab 4 is mounted on the front portion of the vehicle body 1. As shown in FIG. Is provided, the vehicle body 1
A body 5 is attached to the rear of the vehicle by a hoist cylinder 6 so as to be able to move up and down, thereby forming a large dump truck for construction equipment. An output side of an engine 7 attached to a front portion of the vehicle body 1 is connected to a pair of left and right driving rear wheels 3 via a torque converter 8, a transmission 9, a power transmission shaft 10, a differential 11, and the like.
The rear wheel 3 is mechanically driven by the engine 7. As shown in FIG. 2, the front wheel 2 is rotatably supported by an arm 12 which is supported swingably with respect to the vehicle body, and a variable hydraulic motor 13 which can rotate forward and reverse is mounted on the arm 12. The output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the front wheel 2 via a clutch 14, and the discharge pressure oil of a variable hydraulic pump 15 driven by the engine 7
The power is supplied to the variable hydraulic motor 13 in the second main circuits 16 and 17. This variable hydraulic pump 15 can reverse the discharge direction. As shown in FIG. 2, the rotation speed of the engine 7 is detected by an engine rotation sensor 18, the input shaft rotation speed of the transmission 9 is detected by an input shaft rotation sensor 19, and the speed of the transmission 9 is changed. Detected by the step detection sensor 20, the first
The hydraulic pressures of the second main circuits 16 and 17 are detected by first and second pressure sensors 21 and 22, and the detected values are input to a main controller 23, which sends an engine speed to an accelerator sensor 24. Control signal, brake signal from brake sensor 25, retarder brake signal from retarder sensor 26, four-wheel drive signal from changeover switch 27, two-wheel drive signal, steering angle signal from steering angle sensor 28, front wheel rotation signal from front wheel rotation sensor 29 Are respectively input. The clutch 14 is of a hydraulically actuated type. When the pressure oil is supplied to the pressure receiving chamber 14a, the clutch 14 is brought into contact with the pressure receiving chamber 14a. The discharge pressure oil of the auxiliary hydraulic pump 31 such as a charge pump is supplied, and the clutch switching valve 30 is switched from the drain position a to the supply device b by energizing the solenoid 30a. The variable hydraulic motor 13 and the variable hydraulic pump 15 are provided with a displacement control member 40 as shown in FIG. 3, and the displacement control member 40 is operated by a cylinder 41 in forward and reverse directions to control the displacement in forward and reverse directions. The discharge pressure oil of the control hydraulic pump 42 is supplied to the cylinder 41 by an electromagnetic proportional valve 43, and the first and second solenoids 43 a and 43 b of each electromagnetic proportional valve 43 are supplied to the cylinder 41 by the main controller 23. Output a signal. For example, when power is supplied to the first solenoid 43a, the displacement control member 40 operates in the forward direction, the variable hydraulic pump 15 discharges pressure oil to the first main circuit 16, the variable hydraulic motor 13 rotates forward, and When the second solenoid 43b is energized, the displacement control member 40 operates in the reverse direction, the variable hydraulic pump 15 discharges pressure oil to the second main circuit 16, the variable hydraulic motor 13 rotates in the reverse direction, and the displacement becomes the first and second displacements. Solenoid 43a,
It is proportional to the amount of current supplied to 43b. Next, the displacement control of the variable hydraulic pump 15 at the time of shifting will be described. Main controller 2 for four-wheel running
3, the first solenoid 43a of each of the electromagnetic proportional valves 43 is energized to supply the discharge hydraulic oil of the variable hydraulic pump 15 to the variable hydraulic motor 13 by setting the capacity of the variable hydraulic pump 15 and the variable hydraulic motor 13 to a predetermined value and driven. To hydraulically drive the front wheels 2,
The power of the engine 7 is transmitted to the rear wheel 3 via the transmission 9 to mechanically drive the rear wheel 3. The speed stage detection sensor 20 of the transmission 9 detects the speed stage of the transmission 9 and inputs it to the main controller 23. When shifting the transmission 9, the speed stage detection sensor 2
From 0, a shift start signal and a shift end signal, that is, a shift signal, are input to the main controller 23. This is the case where the transmission 9 automatically shifts. When the transmission 9 is shifted by the shift lever, a shift signal is transmitted from the shift lever to the main controller 2.
3 may be input. When a shift start signal is input, the main controller 23 stops energizing the solenoid 30a of the clutch switching valve 30 to set it to the drain position a, and the pressure oil in the pressure receiving chamber 14a of the clutch 14 flows out to the tank. The clutch 14 is disengaged. As a result, the output side of the variable hydraulic motor 13 and the front wheels 2 become discontinuous, and the front wheels 2 rotate freely by running the vehicle, so that the load is not applied to the variable hydraulic motor 13 and the discharge amount of the variable hydraulic pump 15 changes. There is no problem if it decreases due to the decrease in the engine speed at the start. When the speed change of the transmission 9 is completed, a shift end signal is input to the main controller 23, and the main controller 23 sets the engine speed to a predetermined value after the shift end signal is input (that is, the engine speed becomes a predetermined value after the shift end). After that, the clutch switching valve 30a and the solenoid 30a are energized to the supply position b, pressure oil is supplied to the pressure receiving chamber 14a of the clutch 14 and the clutch 14 is brought into contact with the output side of the variable hydraulic motor 13 and the front wheel 2 Concatenate. Thus, when the clutch 14 is engaged and the output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the front wheel 2, the engine speed becomes a predetermined value and the variable hydraulic pump 1
5 is a set value, the variable hydraulic motor 13
Is also a set value, and the front wheel driving force becomes the set value, and the front wheel driving force does not suddenly change at the time of shifting, so that smooth running can be performed. For example, the relationship between the speed stage, the engine speed, and the vehicle speed is as shown in FIG. 4. The engine speed decreases at the time of gear shifting, and the engine speed gradually rises after the shift is completed. 5A, the discharge amount of the variable hydraulic pump 15 is as shown in FIG. 5B, and the pressure (torque) of the variable hydraulic motor 13 is as shown in FIG.
(C). When the shift is started , the clutch 14 is disengaged, and the output side of the variable hydraulic motor 13 and the front wheel 2 become discontinuous .
Since the clutch 14 is engaged and the output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the front wheel 2 a predetermined time after the shift is completed, the front wheel driving force changes abruptly even if the engine speed changes rapidly during the shift. It can run smoothly without any trouble.

【図面の簡単な説明】 【図1】大型ダンプトラックの側面図である。 【図2】4輪走行装置の概略平面図である。 【図3】可変油圧ポンプ・モータの油圧回路図である。 【図4】エンジン回転数と速度段と車速の関係を示す図
表である。 【図5】変速時のエンジン回転数、吐出量、圧力変化を
示す図表である。 【符号の説明】 1…車体、2…前輪、3…後輪、13…可変油圧モー
タ、14…クラッチ、15…可変油圧ポンプ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a large dump truck. FIG. 2 is a schematic plan view of the four-wheel traveling device. FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a variable hydraulic pump / motor. FIG. 4 is a table showing a relationship among an engine speed, a speed gear, and a vehicle speed. FIG. 5 is a chart showing changes in engine speed, discharge amount, and pressure during gear shifting. [Description of Signs] 1 ... body, 2 ... front wheel, 3 ... rear wheel, 13 ... variable hydraulic motor, 14 ... clutch, 15 ... variable hydraulic pump.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 41/00 B60K 17/356 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60K 41/00 B60K 17/356

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 エンジン7の出力側を変速機9を介して
後輪3に連結し、前輪2を駆動する可変油圧モータ13
とエンジン7で駆動される可変油圧ポンプ15を設け、
この可変油圧ポンプ15と可変油圧モータ13を回路接
続し、前記可変油圧モータ13の出力側をクラッチ14
を介して前輪2に連結した4輪走行装置において、 前記可変油圧ポンプ15の容量を制御する手段と、前記
変速機9の変速動作を検出する手段と、この変速開始信
号でクラッチ14を切とし、変速終了信号が入力されて
から所定時間後にクラッチ14を接とする手段を設けた
ことを特徴とする4輪走行装置の変速時制御装置。
(57) Claims: 1. An output side of an engine 7 is connected to a rear wheel 3 via a transmission 9, and a variable hydraulic motor 13 for driving the front wheel 2 is provided.
And a variable hydraulic pump 15 driven by the engine 7,
The variable hydraulic pump 15 and the variable hydraulic motor 13 are connected in a circuit, and the output side of the variable hydraulic motor 13 is connected to the clutch 14.
A four-wheel traveling device connected to the front wheels 2 via a control means for controlling the displacement of the variable hydraulic pump 15, a means for detecting a shift operation of the transmission 9, and a shift start signal.
The clutch 14 is disengaged with the signal and the shift end signal is input.
A means for engaging the clutch 14 after a predetermined time from
A shift control device for a four-wheel traveling device, characterized in that:
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