JP3613804B2 - 四輪駆動力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は四輪駆動車両の駆動力制御装置に関するものであり、特に、作業モードの変化に対応した四輪駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の四輪駆動車両は、エンジンの動力をリバーサークラッチ、主変速装置、並びに副変速装置を介して後車輪と前車輪に伝達している。また、前後車輪を略等速で駆動する前後四輪駆動方式（４ＷＤ）と、前車輪の駆動を切って後車輪のみを駆動する後二輪駆動方式（２ＷＤ）と、旋回時に前車輪の平均周速を後車輪の平均周速の約二倍程度に増速する前輪増速四輪駆動方式（４ＷＤＤ）との何れかの駆動方式を、自動制御によって切り替え自在にした四輪駆動車両が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の此種四輪駆動力制御装置は、最初に設定した標準的な作動順序に合わせて機械的に制御を行うだけであって、地面の状態の変化が生じても無視して標準的な作動を行っている。然し、標準的な状態の地面上を走行する場合は問題ないが、泥濘地や凹凸路面での直進走行や旋回走行において予め決められた標準的な作動を行うと、走行性能が悪化したり走行できない場合が生じる。
【０００４】
即ち、旋回時に単純に後二輪駆動に切り替えた場合に、泥濘地であって後車輪の一方がスリップすると、後車輪の中間中央部のデファレンシャル装置の作動により車体が前進できなくなったり、凹凸路面で旋回時点が下り坂になって後車輪がスリップすると、車体の重量を支えるのが後車輪だけとなり、エンジンブレーキが作用せずに車体が低地側に暴走する虞が生じる。
【０００５】
そこで、路面状態の変化や、車速に基づく作業モードの変化に対応した四輪駆動力制御装置を得るために解決す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。
【０００６】
【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されたものであり、エンジンの動力をリバーサークラッチ、主変速装置、並びに副変速装置を介して後車輪と前車輪に伝達するとともに、後二輪駆動、前後四輪駆動、前輪増速四輪駆動の何れかの駆動方式を制御手段により自動的に切り替え自在にした四輪駆動車両であって、一定角以上の操舵角で自動的に前輪増速四輪駆動方式に切り替わり、走行時には該前輪増速四輪駆動が作動しないようにした四輪駆動車両に於いて、
上記四輪駆動車両は前軸回転センサー、後軸回転センサー、操舵角センサーを備えてこれ等センサーの各検出結果を制御手段に伝達し、該制御手段にて、前記前軸回転センサー、後軸回転センサーからの車速と後輪スリップ率を算出するようになし、且つ、上記副変速装置は副変速レバーの操作により高速、中速、低速、超低速の４段階の変速を行なうことができ、該副変速レバーが高速位置にあるときは走行モードとみなされ後二輪駆動と前後四輪駆動のみを選択でき、該副変速レバーが中速位置以下にあるときは作業モードとみなされ、上記各センサーの検出値からの車速、操舵角、後輪スリップ率によって自動的に後二輪駆動、前後四輪駆動、前輪増速四輪駆動の全ての駆動方式中何れかの駆動方式が選択されるようにした制御手段を設けた四輪駆動力制御装置を提供するものである。
【０００７】
【作用】
本発明において副変速装置は副変速レバーの操作により高速、中速、低速、超低速の４段階の変速を行なうことができ、該副変速レバーが高速位置にあるときは走行モードとみなされ後二輪駆動と前後四輪駆動を選択することができ、
該副変速レバーが中速位置以下にあるときは作業モードとみなされ、上記各センサーの検出値からの車速、操舵角、後輪スリップ率によって自動的に後二輪駆動、前後四輪駆動及び前輪増速四輪駆動の全ての駆動方式が随時選択される。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述する。
図例は農用トラクター１４であって、この農用トラクター１４の前車輪４，４駆動部に、本発明を折り込んだものである。
農用トラクター１４である四輪駆動車両は、機体の前後四隅部に前後車輪４，４、３，３を取り付けており、エンジン１の動力を利用して駆動している。
【０００９】
前後車輪４，４、３，３は、夫々前後の車軸ケース１５，１６に連結されて外側に突設し、その基端部を前フレーム１７や主フレームであるギヤーケース１８等に取り付けられる。
前フレーム１７の後端は主フレーム側に一体に組み付けられた機枠となっており、この機枠である前フレーム１７の前方部にエンジン１が着脱自在に取り付けられている。
【００１０】
前車軸ケース１５の左右方向中央部は、前フレーム１７に対し左右揺動自在に軸着１９され、地面の凹凸により前車輪４，４が上下動する。
この前車軸ケース１５の左右方向中央部には、左右の前車輪４，４の周速差を調整する前部デファレンシャル装置２０を内装しており、後述する伝動ケース２１から外部に突出する前駆動軸６を介して入力している。
【００１１】
２２はラジエター、２３は冷却ファンであって、エンジン１の前方に配設される。
１２はエンジン回転センサーであって、図例では冷却ファン２３近傍に設けられてエンジン１の回転数を測定し、制御手段であるコントローラ１３に伝えているが、エンジン１と比例的に回転していれば、クランク軸（図示省略）や他の回転部の回転を検出してもよい。
【００１２】
２４はボンネットであって、エンジン１や補器類（図示省略）の前方や側方を覆っている。
２６はクラッチハウジングであって、エンジン１の後部に取り付けられ内部に主クラッチ２７を内装しており、後部の伝動ケース２１部に駆動力を伝達している。
【００１３】
２８はハンドル、２９はハンドルポストであって、ハンドルポスト２９の下端部は機枠に取り付けられ、図示しないがハンドル２８を左右回転すると、前車輪４，４が左右操舵される。
そして、この前車輪４，４の左右操舵角度を操舵角センサー１１で読み取って、前記コントローラ１３に伝えている。
【００１４】
左右の後車輪３，３の前方から上方にかけてフェンダー３０，３０が取り付けられ、この左右フェンダー３０，３０間に座席３１が設けられる。
左右の後車輪３，３は後車軸ケース１６で左右連結され、左右中間部に後部デファレンシャル装置２５を設けている。
後部デファレンシャル装置２５を内装するギヤーケース１８は、前述の伝動ケース２１の後部に取り付けられ、伝動ケース２１は前記クラッチハウジング２６の後端部に一体に連結されている。
【００１５】
座席３１は下部の運転者足元部からハンドルポスト２９下部の両側方にかけて、略平板状のフロア３２を取付けている。
フロア３２は、略左右方向平板状でその外幅は左右のフェンダー３０，３０の外縁部近傍まで、即ち、機体全幅に近い広さとしている。
エンジン１から主クラッチ２７を経た駆動力は、伝動ケース２１の前部から入力する。
【００１６】
入力した駆動力は、前後進の変速を行うリバーサー装置３３や主変速装置３４や副変速装置３５等からなる変速機構２を経て後部デファレンシャル装置２５に達する走行車輪駆動系と、伝動ケース２１の入口部で伝動分岐した外部動力取り出し手段であるＰＴＯ駆動系３６との二系統に分かれる。
尚、前記副変速装置３５は、副変速レバー６４の操作によって高速、中速、低速、超低速の４段階に変速でき、副変速レバー位置センサー（図示せず）により何れの位置にシフトされているかを検出できるように形成する。また、前記副変速レバー６４のノブ、或いは、操作パネル等にアップダウンの押しボタンを設け、該押しボタンの操作によって主変速装置３４のギヤーが自動的に切り替わるように構成してある。
【００１７】
３７はＰＴＯ軸であって、ギヤーケース１８から後方に突出し、このＰＴＯ軸３７に各種の作業機を駆動する自在継手（図示省略）を着脱自在に装着する。
後部デファレンシャル装置２５から左右に出力軸７５，７５を突出し、この出力軸７５の中間部に左右のブレーキ７６、７６を備え、伝動経路後位に左右の後車輪３，３を取り付けている。
【００１８】
この左右の後車輪３，３は、図示しないが独立した左右のブレーキペタルにより夫々別個にまたは同時に制動される。
変速機構２から出力して後部デファレンシャル装置２５に入力する間の駆動軸上に、出力ギヤー３８及びカウンターギヤー３９を設け、後車輪駆動回転軸５の駆動力を主ギヤー４０に伝達する。
【００１９】
主ギヤー４０は、第一クラッチボス４１のスプライン部に係合しており、第一クラッチボス４１と一体回転する。
また、このスプライン部に係合して別の副ギヤー４２が取り付けられ、主副ギヤー４０，４２は同時回転する。これらは図例で二枚のギヤーとしているが、歯数に問題がなければ主副ギヤー４０，４２は一枚としても良い。
【００２０】
副ギヤー４２には、カウンター入口ギヤー４３が常時噛み合っており、連結駆動軸４４で連結されたカウンター出口ギヤー４５も一体回転可能としている。
カウンター出口ギヤー４５は第二クラッチギヤー４６と常時噛み合っており、この第二クラッチギヤー４６と一体の第二クラッチボス４７まで同時回転可能としている。
【００２１】
即ち、主ギヤー４０が回転すると、前駆動クラッチ軸４８上に対向して回転自由に設けた第一クラッチボス４１と第二クラッチボス４７は、回転数は異なるが同時に回転し、主ギヤー４０が停止すると第一、第二クラッチボス４１，４７は同時に停止する。
副ギヤー４２によりカウンター入口ギヤー４３が増速され、更に、カウンター出口ギヤー４５により第二クラッチギヤー４６が増速されており、第一クラッチボス４１が一回転するとき第二クラッチボス４７は略二回転する。
【００２２】
この第一、第二クラッチボス４１，４７間には、第一ピストン４９と第二ピストン５０が配設されるとともに、複数の摩擦板５１，５１を内装した駆動ドラム５２で外周を覆われている。
駆動ドラム５２は、仕切壁５３で前後に仕切られており、後部の第一クラッチボス４１と摩擦板５１と第一ピストン４９で直結クラッチ７を構成し、前部の第二クラッチボス４７と摩擦板５１と第二ピストン５０で増速クラッチ８を構成している。
【００２３】
駆動ドラム５２は、前駆動クラッチ軸４８のスプライン部に一体に組み付けられている。
伝動ケース２１内には潤滑油５４が保持され、各伝動歯車や軸類を潤滑している。
この潤滑油５４の一部をオイルポンプ５５で吸引し加圧するとともに、油路切替弁５８を介して前述の直結クラッチ７の第一ピストン４９と仕切壁５３間の第一油室５６、または、増速クラッチ８の第二ピストン５０と仕切壁５３間の第二油室５７の何れか一方に供給する。
【００２４】
図２の油路切替弁５８は中立状態を示しており、この中立状態では、直結クラッチ７と増速クラッチ８は双方共にＯＦＦ状態になっている。次に第一ソレノイド５９に通電すると油路切替弁５８は弁５８ａ部に切り替わって高圧油が第一油室５６に流入し、直結クラッチ７が接続されて後車輪駆動回転軸５の回転動力をそのまま前駆動クラッチ軸４８に伝える。
【００２５】
第二ソレノイド６０に通電すると油路切替弁５８は弁５８ｂ部に切り替わって高圧油が第二油室５７に流入し、増速クラッチ８が接続されて後車輪駆動回転軸５の回転を略二倍として前駆動クラッチ軸４８に伝える。
この前駆動クラッチ軸４８に入力した後車輪駆動回転軸５の回転は、前述した前駆動軸６に連動連結されており、前部デファレンシャル装置２０を経て前車輪４，４を駆動する。
【００２６】
このように、直結クラッチ７がＯＮで増速クラッチ８がＯＦＦの場合の前駆動軸６の回転は後車輪駆動回転軸５に対し略等速で駆動され、前後四輪駆動状態（４ＷＤ）となり、直結クラッチ７がＯＦＦで増速クラッチ８がＯＮの場合の前駆動軸６の回転は後車輪駆動回転軸５に対し略二倍速で駆動され、前輪増速四輪駆動状態（４ＷＤＤ）となる。また、両クラッチ７，８が双方共にＯＦＦ状態のときの前駆動軸６は単に転輪状態となり、後二輪駆動状態（２ＷＤ）となる。（転輪状態とは、前車輪４は機体が移動すれば引かれて回転し、機体停止時は止まっていることである。）
６１はドレン油路であって、油路切替弁５８が切り替わるとクラッチ７，８の油室５６，５７内の圧油を、油圧タンクを兼ねる伝動ケース２１に逃がす。
【００２７】
図例では、伝動ケース２１を油溜りとして使用しているが、別体のオイルタンクを専用に設けても良い。
カウンター出口ギヤー４５近傍には後軸回転センサー９が配設され、駆動ドラム５２近傍には前軸回転センサー１０が配設されて、夫々の回転部の回転数を検出して制御手段であるコントローラ１３に伝えている。
【００２８】
本発明の農用トラクター１４は、先ず、後車輪３のみを駆動する「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行し、この走行中にハンドル２８の操舵角度を操舵角センサー１１で検出し、設定角度「α」（仮に５度とする）を超えると「旋回制御Ｆ」６２の制御を行い、超えないときは「直進制御Ｇ」６３の制御を行う。
「旋回制御Ｆ」６２は、更に図６で示す条件の全てを満足すると大操舵角度での「ターン制御▲１▼」６７の制御を行い、条件の一部が否定されると小操舵角度での「ターン制御▲２▼」６８へと制御が替わる。
【００２９】
「旋回制御Ｆ」６２の大操舵角度での「ターン制御▲１▼」６７は図７にて後述し、小操舵角度での「ターン制御▲２▼」６８は図８にて後述する。
「直進制御Ｇ」６３は、図１０で示すように各種条件により、「スリップ制御」７１または「ブレーキ制御」７７に分かれる。
「スリップ制御」７１は、「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）を継続するか否かを判定するものである。
【００３０】
「ブレーキ制御」７７は、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行中の農用トラクター１４の後車輪３を制動したとき、前車輪４の回転の変化を前軸回転センサー１０で検出し、前車輪４の回転が落ちないときには直結クラッチ７をＯＮして「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）とすることにより、ブレーキ性能を向上させるものである。
【００３１】
次に、本発明の四輪駆動力制御の内容を更に詳述する。
先ず、図５に示すように、農用トラクター１４が前述した「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行中に、ハンドル２８の操舵量が操舵角センサー１１の設定角度「α」（５度）を超えたか否かにより、「旋回制御Ｆ」または「直進制御Ｇ」の制御へ移行する。このように、操舵角センサー１１の検出値により、先ず大きな二通りのサブルーチンに制御が分かれる。
【００３２】
サブルーチンの一つである「旋回制御Ｆ」は図６に示すように、以下の条件の全てを満足すると「ターン制御▲１▼」の制御を行い、条件の一部が否定されると「ターン制御▲２▼」の制御を行う。
「旋回制御Ｆ」がスタートすると、先ず初期設定として後述する「直進制御Ｇ」でのデータを初期化、即ち、第一ソレノイド５９と第二ソレノイド６０をＯＦＦとし、前車輪４，４への駆動力が切られた「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）での走行を開始する。
【００３３】
次に、副変速レバー６４のシフト位置を読み取り、該副変速レバー６４が高速位置にあるときは路上走行やトレーラ牽引等の走行モードとみなし、該副変速レバー６４が中速、低速、超低速の何れかの位置にあるときはロータリ耕耘や代掻き等の作業モードとみなす。そして、該副変速レバー６４が中速以下の位置にある場合は、後軸回転センサー９により読み取った後車輪３，３の左右平均した車速が設定車速「Ｖ」（４Ｋｍ／Ｈ程度）に達していないかどうか判断し、設定車速「Ｖ」に達せず、しかも、操舵角センサー１１で読み取った前車輪４，４の操舵角が±γ（直進状態から片側に略４０度）を超え、且つ、農用トラクター１４の機体端部に上下昇降自在に取り付けた作業機（図示せず）の昇降位置を操作するポジションレバー６６が上げ操作をされている場合には、「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）で走行する「ターン制御▲１▼」を作動させる。
【００３４】
また、「ターン制御▲１▼」の条件の判断である、副変速レバー６４が中速位置以下ではない（即ち高速位置にある）場合と、後軸回転センサー９により読み取った後車輪３，３の左右平均した車速が設定車速「Ｖ」を超した場合と、操舵角センサー１１で読み取った前車輪４，４の操舵角が±γに達しない場合と、ポジションレバー６６が下げ位置操作を保っている場合の、全て若しくは何れかの条件を満たしている場合には、「ターン制御▲２▼」を作動させる。
【００３５】
尚、副変速レバー６４のシフト位置によって走行モードと作業モードを判断するのではなく、前軸回転センサー１０の検出値に基づいて算出される実車速、または、後軸回転センサー９の検出値に基づいて算出される理論車速によって走行モードと作業モードを判断してもよい。そして、走行モードの場合は「ターン制御▲２▼」へ移行する。
【００３６】
次に、図７に従って「ターン制御▲１▼」の作動を説明する。
スタートして先ず最初はフルターンフラグがＯＮになっているか否かを判断し、なっていない場合は「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）での走行であり、前軸回転センサー１０と後軸回転センサー９の検出値を読み取り、前車輪４，４と後車輪３，３の左右車輪の平均周速に差があるか否かを判断する。
【００３７】
即ち、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行中の機体の移動速度を前軸回転センサー１０で検出するとともに、後車輪３の駆動速度を後軸回転センサー９で検出し、両者の速度差の大小を判断して、前車輪４が後車輪３に対してオーバラン気味かどうかを判定している。
前提条件の一つで、「ターン制御▲１▼」作動時には必ず前車輪４は操舵角γを超えているから操舵旋回中であるのがわかる。そして、夫々の車輪の周速は旋回半径の差に伴い後車輪３が駆動時に対地スリップを生じていなければ、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）であっても、前車輪４は旋回半径が大きい分だけ機体に押されて速く廻ることとなり、前車輪の周速が後車輪３の周速よりオーバランとなって、次のオーバラン率の判断へと移る。
【００３８】
前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ｂ」（後車輪に対し実験値で１８０％程度）を超える場合、即ち、後車輪３，３が確実に駆動力を地面に伝えているときは、前車輪４を増速駆動する「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）の作動は不必要であり、フルターンフラグはＯＮにならず「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で旋回する。
【００３９】
この旋回中に、圃場表面の状態が軟弱地等により後車輪３が対地スリップして機体を押す力が弱くなると、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ｂ」に達せず、「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）のフラグであるフルターンフラグがＯＮされ、次に第二ソレノイド６０がＯＮされて増速クラッチ８側の第二油室５７に圧油が流入し、前車輪４が増速回転にて駆動される。
【００４０】
第二ソレノイド６０がＯＮされてから増速クラッチ８が実際に作動するまでには、通常０．４〜０．５秒のタイムラグがある。このタイムラグの間はオーバラン率が「Ｂ」に達せず、タイムラグの０．４〜０．５秒が経過すると、増速クラッチ８の作動により前車輪４が増速駆動され、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ｂ」を超えることになって、次のウエイト処理へ進む。
【００４１】
先ず一回目は、ウエイト処理中を行っていないのでＮＯとなり、次の「２ＷＤとフルターン」とのカウント数の変化の回数をみる。
「２ＷＤとフルターン」とのカウント数の変化の回数とは、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ｂ」に達して「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行したり、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ｂ」に達せずにフルターンである「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）への切り替わりの変動の回数であって、この一往復のカウント数が所定の回数「Ｎ」（仮に３回とする）を超えたか否かを判断する。最初の一回目は、「２ＷＤとフルターン」とのカウント数をカウントしていないので先ずＴ秒（略一秒）間のウエイト処理７０を開始する。
【００４２】
この場合のウエイト処理７０とは、Ｔ秒の間第２ソレノイド６０のＯＮ状態を確認することであり、ウエイト処理７０が経過すると「２ＷＤとフルターン」の変動回数のカウントを一回加算して旋回を続ける。ウエイト処理７０がＴ秒間継続しない場合はカウント加算しない。
そして、「２ＷＤとフルターン」の変動回数のカウントが３回以下のときは、フルターンフラブを一旦クリアし、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）に復帰して旋回を継続する。
【００４３】
農用トラクター１４が圃場端で旋回するのに必要な時間は、時速３Ｋｍ程度で約６〜８秒であり、この６〜８秒の間にオーバラン率が所定の数値「Ｂ」を超えた状態を持続できない場合は、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）とフルターン「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）が随時切り替わる。従って、「２ＷＤとフルターン」の変動回数のカウントが設定回数Ｎ（３回）を超えない間は、走行圃場表面は滑りにくいと判定され、フルターンフラグをその都度クリアして「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で旋回を行う。
【００４４】
一方、この旋回中に「２ＷＤとフルターン」の変動回数が設定回数Ｎを超えて４回となった場合には、この走行圃場の表面は滑り易いと判定され、フルターンフラグをクリアせずに「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）の制御を行って、前車輪４と後車輪３で機体を強制的に牽引する。
圃場の端部で農用トラクター１４の旋回が終了すると、運転者はハンドル２８を次第に直進状態側に戻すことになり、「ターン制御▲１▼」から「ターン制御▲２▼」への制御へ移行する。
【００４５】
次に、図８に従って「ターン制御▲２▼」について説明する。
制御スタート後、「ターン制御▲１▼」でのデータを初期化し、第一、第二ソレノイド５９，６０をＯＦＦとして「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）から制御を開始する。
先ず、４ＷＤフラグがＯＮか否かを判断し、ＯＮでない場合には「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）のまま後車輪３がスリップしているかどうかの判断に移る。
【００４６】
この後車輪３のスリップは、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）として前述のように後軸回転センサー９と前軸回転センサー１０を用いて判定し、前後車輪４，３の平均回転周速の差に基づいて判定する。後車輪３にスリップがある場合は、４ＷＤフラグをＯＮにし、第一ソレノイド５９をＯＮして前後車輪４，３を同時に略等速度で「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）にするとともに、「スリップ制御」のサブルーチンに入る。そして、後車輪３にスリップがない場合は、そのまま「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）での走行を継続する。
【００４７】
次に、図９に従って「スリップ制御」について説明する。この場合の「スリップ制御」は、前後車輪４，３を同時に略等速度で「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）を続けるかどうか判定しようとするものであり、４ＷＤロックフラグがＯＮの場合には、この「スリップ制御」は行わない。４ＷＤロックフラグとは、第一ソレノイド５９をＯＮすることにより直結クラッチ７を作用させ、前車輪４，４と後車輪３，３を略同速度で常時四輪駆動し、「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）にロツクして走行するためのフラグである。
【００４８】
４ＷＤロックフラグがＯＮでない場合に、走行圃場表面が滑りにくい状態では、「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）の制御指示があっても「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行し、走行圃場表面が滑り易いときは「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）で走行しようとするものである。
４ＷＤロックフラグがＯＮでない場合は、時間「Ｓ」秒（略３０秒）のカウントが開始されたか否かを判断し、カウントされていない場合は「Ｓ」秒の間カウントを開始する。
【００４９】
次に、後車輪３がスリップしているか否かを判定し、スリップしている場合にはスリップ制御を終了して「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）を継続するが、最初の一回目は前提条件により「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）にて走行しているため、後車輪３はスリップしていないと考えてウエイト処理へ移行する。
先ず、ウエイト処理中であるか否かを判断し、ウエイト処理中でない場合には、「Ｓ」秒が経過したか否かを判断し、未だ「Ｓ」秒に至っていないときはウエイト処理を開始する。
【００５０】
ウエイト処理に於いては、「Ｒ」秒（略２秒）に亘って４ＷＤ状態の制御が続いたか否かを判断し、「Ｒ」秒が経過すると「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更の数を一回カウント加算し、４ＷＤフラグをクリアした後に第一ソレノイド５９と第二ソレノイド６０の双方をＯＦＦして「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行し、「Ｓ」秒間の走行中に前後車輪４，３の回転数に一定以上の差が生じて、再度「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）の制御指示があるかどうかを待つ。
【００５１】
走行中に「Ｓ」秒（略３０秒）のカウントが経過すると、時間「Ｓ」秒のカウントをクリアするとともに、「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が、「Ｓ」秒間に定数「Ｍ」（仮に１０回とする）を超えたか否かを判定する。
「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が定数「Ｍ」を超えない判定の場合、「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウントをクリアして「スリップ制御」を終了し、後述する「直進制御Ｇ」等の制御を継続する。
【００５２】
「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が定数「Ｍ」を超える判定の場合には、その圃場はスリップが多いと判断されて「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウントをクリアするとともに、４ＷＤロックフラグをＯＮして「スリップ制御」を終了し、４ＷＤロックを一定時間継続する。
次に、図１０に従って「直進制御Ｇ」について説明する。
【００５３】
「直進制御Ｇ」は、図５にて前述したように、農用トラクター１４の操舵角が「α」（５度）以下のときの制御であって、後述する「ブレーキフラグ」と、前述した「４ＷＤフラグ」がＯＮされていない「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）のときの後車輪３のスリップを検出し、一定以上（仮に８％減程度）のスリップがある場合（後車輪が地面に駆動力を完全に伝えていないとき）は４ＷＤフラグをＯＮするとともに、第一ソレノイド５９をＯＮして「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）にて走行し、更に、前述した「スリップ制御」を経て「直進制御Ｇ」を継続する。
【００５４】
後車輪３に一定以上（仮に８％減程度）のスリップがない場合は、更に前車輪４が後車輪３より平均周速で速く廻っているか否かを前後軸回転センサー１０，９で判定し、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ａ」（仮に５％増程度）を超える場合、ブレーキフラグをＯＮして前車輪４の制動の必要性をコントローラ１３に伝え、第一ソレノイド５９をＯＮして「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）走行とし、後述する「ブレーキ制御」へと進む。このように「直進制御Ｇ」は、「スリップ制御」と「ブレーキ制御」の二通りの制御に分かれて継続する。
【００５５】
前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ａ」以下の場合は、そのまま「直進制御Ｇ」を継続する。また、「直進制御Ｇ」の開始時点でブレーキフラグがＯＮされている場合には、直ちに「ブレーキ制御」へ移行する。
次に、図１１に従って「ブレーキ制御」の作動について説明する。
先ず、前述した４ＷＤロックフラグがＯＮの場合にはこの「ブレーキ制御」はそのまま終了する。４ＷＤロックフラグがＯＮでない場合は、時間「Ｘ」秒（略３０秒）のカウントが開始されたか否かを判断し、カウントされていない場合は「Ｘ」秒のカウントを開始するとともに、前車輪４のオーバラン率が所定の数値「Ａ」（仮に５％増程度）に達しているか否かを判断する。前述したように「ブレーキ制御」の開始時には「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）にて走行しているため、後車輪４はスリップしていないと考えてウエイト処理へ移行する。
【００５６】
先ず、時間「Ｙ」秒（略２秒）がカウント中であるか否か（ウエイト処理が開始されたか？）を判断し、カウント中でない場合には、「Ｘ」秒のカウントが経過したか否かを判断し、未だ「Ｘ」秒に至っていないときはウエイト処理を開始する。
このウエイト処理は、「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）が時間「Ｙ」秒（略２秒）に亘って制御指令が出ていたか否かを検出するものであって、「Ｙ」秒が経過すると「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更の数を一回カウント加算し、４ＷＤフラグをクリアした後に第一ソレノイド５９と第二ソレノイド６０の双方をＯＦＦして「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）で走行し、「Ｘ」秒間の走行中に再度「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）の指示がなされるかどうかを待つ。
【００５７】
「Ｘ」秒（略３０秒）のカウントが経過すると、時間「Ｘ」秒のカウントをクリアするとともに、「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が定数「Ｍ」（仮に５回とする）を超えたか否かを判定する。
「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が定数「Ｍ」を超えていないと判定されたときは、「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウントをクリアして「ブレーキ制御」を終了する。
【００５８】
「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウント数が定数「Ｍ」を超えたと判定されたときは、「２ＷＤと４ＷＤ」間の駆動変更のカウントをクリアするとともに、４ＷＤロックフラグをＯＮして「ブレーキ制御」を終了し、前述した「直進制御Ｇ」での制御を継続する。
例えば、運転者が農用トラクター１４で走行中に急ブレーキをかけた際、後車輪３，３のブレーキが制動されて機体が停止しようとするが、前車輪４，４を同時に制動しない場合は機体の前車輪４側はそのままの走行速度で進むため、ブレーキの効きが悪くなる。
【００５９】
「ブレーキ制御」に於いては、斯かる状態を自動的に判断して瞬時に４ＷＤロックの走行とし、後車輪３の制動力を前車輪４にも駆動連動させるので、全体の制動力を増すことになる。
例えば、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）にて急な下り坂を走行する際、後車輪３は変速機構２を低速位置にして走行した場合であっても、地面が滑り易くて車輪の走行速度以上に機体が滑走することがある。然るときは、前車輪４のオーバランを前後軸回転センサー１０，９で判定し、制御手段であるコントローラ１３により「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）に制御して暴走を防ぐ。
【００６０】
この制御操作が、「Ｘ」秒間に６回以上も作動する判定の走行の場合は、先に「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）を保持する。
而して、本発明は「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）を指示した場合であっても、前後軸回転センサー１０，９の検出値に基づき、その指示が必要でないと判断したときは、コントローラ１３により自動的に「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）に切り替えて走行する。また、「後二輪駆動状態」（２ＷＤ）を指示した場合であっても、走行中に前後軸回転センサー１０，９の検出値に基づき、危険な状態を感知すれば、自動的にコントローラ１３により「前後四輪駆動状態」（４ＷＤ）或いは「前輪増速四輪駆動状態」（４ＷＤＤ）に切り替えるものである。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は上記一実施例に詳述したように、従来はモード切り替えをオペレータが手動で行っていたが、本発明では副変速レバーの操作によって自動的に走行モードと作業モードを判別し、車速、操舵角、後車輪のスリップ等の変化に応じて前車輪または後車輪の駆動力を最適な状態に制御できる。
【００６２】
斯くして、走行中の地面状態の変化に対応した細かな制御が行われ、地面の傷みを最小にできるとともに、走行時に良好なる対地駆動伝達性能を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示し、伝動系の説明線図。
【図２】直結クラッチ及び増速クラッチの要部側面断面図。
【図３】トラクター全体の側面図。
【図４】全体を展開した伝動平面線図。
【図５】四輪駆動制御全体のフローチャート。
【図６】サブルーチンである旋回制御Ｆのフローチャート。
【図７】サブルーチンであるターン制御▲１▼のフローチャート。
【図８】サブルーチンであるターン制御▲２▼のフローチャート。
【図９】サブルーチンであるスリップ制御のフローチャート。
【図１０】サブルーチンである直進制御Ｇのフローチャート。
【図１１】サブルーチンであるブレーキ制御のフローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 変速機構
３ 後車輪
４ 前車輪
５ 後車輪駆動回転軸
６ 前駆動軸
７ 直結クラッチ
８ 増速クラッチ
９ 後軸回転センサー
１０ 前軸回転センサー
１１ 操舵角センサー
１３ コントローラ
３３ リバーサー装置
３４ 主変速装置
３５ 副変速装置
６４ 副変速レバー

Claims (1)

1. エンジンの動力をリバーサークラッチ、主変速装置、並びに副変速装置を介して後車輪と前車輪に伝達するとともに、後二輪駆動、前後四輪駆動、前輪増速四輪駆動の何れかの駆動方式を制御手段により自動的に切り替え自在にした四輪駆動車両であって、一定角以上の操舵角で自動的に前輪増速四輪駆動方式に切り替わり、走行時には該前輪増速四輪駆動が作動しないようにした四輪駆動車両に於いて、
   上記四輪駆動車両は前軸回転センサー、後軸回転センサー、操舵角センサーを備えてこれ等センサーの各検出結果を制御手段に伝達し、該制御手段にて、前記前軸回転センサー、後軸回転センサーからの車速と後輪スリップ率を算出するようになし、且つ、上記副変速装置は副変速レバーの操作により高速、中速、低速、超低速の４段階の変速を行なうことができ、該副変速レバーが高速位置にあるときは走行モードとみなされ後二輪駆動と前後四輪駆動のみを選択でき、該副変速レバーが中速位置以下にあるときは作業モードとみなされ、上記各センサーの検出値からの車速、操舵角、後輪スリップ率によって自動的に後二輪駆動、前後四輪駆動、前輪増速四輪駆動の全ての駆動方式中何れかの駆動方式が選択されるようにした制御手段を設けたことを特徴とする四輪駆動力制御装置。

Images