JP3622217B2 - 4WD lock control device for tractor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、トラクタ作業時における四輪駆動(以下、4WDと云う。)ロック制御装置に関し、傾斜地走行における作業に利用できる。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、畑地、傾斜地でのトラクタ作業では、ステアリングハンドルの操向角が大きく、操向変化も多い。そこでこの操向を安定するため二輪駆動(以下、2WDと云う。)走行を4WD走行に切替えてロックする操作が必要であった。
そこで本出願人は、前記切替え操作を自動にするべく、前輪回転センサと後輪回転センサを備え、両回転センサの検出に応じて走行状態を判定し2WDと4WDとを自動的に切替えるトラクタを出願している(特願平4−252777)。しかしながら、前記トラクタに搭載した4WD切換装置には、特に凹凸の激しい走行面や傾斜地で正確に作動しがたいという課題が有った。
【0003】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記トラクタの4WDロック制御装置を、車両の状態に応じてより正確に作動するべく以下のように構成した。即ち、請求項1の発明のように、前輪回転センサ8と後輪回転センサ9を備え、両回転センサ8,9の検出に応じて走行状態を判定し2WDと4WDとを自動的に切替えるトラクタにおいて、一定時間内に一定回数以上の2WDと4WDとの切替が行われることによって4WDにロックするロック制御装置を構成すると共に、前記車体に操向角を検出するセンサ10を設け、前記ロック制御装置の作動中に一定角以上の操向が行われることによって前記4WDロック状態を解除することを特徴とする4WDロック制御装置とした。
また請求項2の発明のように、前記ロック作動前の操向角Aの平均値を基準操向角Bとして設定し、この基準操向角Bに対して一定角以上の操向が行われることによって前記4WDロック状態を解除することを特徴とする請求項1に記載の4WDロック制御装置とした。
【0004】
【作用、及び発明の効果】
請求項1の発明では、前、後輪駆動による4WDによって走行中に、車体の操向角やスリップ等の走行条件によって、自動的に後輪駆動による2WDに切替ったり、この2WDから更に4WDに戻る。このような4WDと2WDとの切替制御が一定時間内に一定回数以上行われると、これにもとづいて、4WDに自動的にロックされるが、車体が一定角以上に操向されると前記ロック状態を解除し再度一旦2WDに戻る。
【0005】
また請求項2の発明では、この4WDロック制御の行われるまでの間の一定時間の操向角の平均値が基準操向角Bとして設定され、4WDロック制御が行われる。そして、この基準操向角に対して一定以上の操向が行われることによって該4WDロックが解除される。
これによって常にロック解除を行うに必要なステアリングハンドルの操作量が一定となり、過度の2WDと4WDとの切替制御を防止し、2WDと4WDとの切替クラッチ等の構成部品の寿命向上を図り、制御を安定させることができる。
【0006】
【実施例】
図1〜図3において、トラクタ車体の伝動機構は、エンジンEから主クラッチ1及び主変速装置や副変速装置等を介して走行軸2へ伝動し、この走行軸2から各々差動装置等を経て後輪3、前輪4を伝動する。4WDクラッチ5は該走行軸2から前輪4を伝動する伝動系路中にあって、油圧クラッチにより構成され、この4WDクラッチ5が中立位置にあるときは、前輪4への伝動が行われない2WDとなるが、普通速ギヤ7側にクラッチ接続するときは、前輪4が後輪3とほゞ同速で伝動回転される4WDとなり、倍速ギヤ6側にクラッチ接続するときは前輪4が後輪3よりも増速した速度(例えば、1.7倍から2倍に増速)で伝動される倍速4WDとなる。
【0007】
前記4WDクラッチ5を出力する4WDロック制御装置を有したコントローラCPUはマイクロコンピュータを有して、該普通速ギヤ7の回転を検出する前輪回転センサ9、倍速ギヤ6の回転を検出する後輪回転センサ8、前輪4の操向角Aを検出するステアリングセンサ10等を入力し、更に、車体の前後方向の傾斜角を検出するピッチングセンサ11や、車体の左右方向の傾斜角を検出するローリングセンサ12や、その他、車体に対する作業装置の昇降位置を操作するポジションレバー13や、制御モードスイッチ14等を有する。このモードスイッチ14は、2WDモード、4WDモード、及びこれら2WDと4WDとを自動的に切替える自動モード(フルタイム4WD制御とするもよい。)とを選択できる。
【0008】
モードスイッチ14によって自動モードを選択すれば、4WDで走行しながら走行条件に応じて2WDに自動的に切替えられ、又、自動的に4WDに戻る。例えば傾斜θ地を等高線に沿う方向に走行しながらトラクタ作業を行うものとすればステアリングハンドルに操向角Aの変化はステアリングセンサ10の検出入力によって、図2のように検出される。このような操向角Aの変化は一定時間例えば5秒毎の平均の操向角が算出されている。このため、例えば15秒間において3回以上の2WDと4WDとの間の切替えが制御されるときは、この直前における5秒間における平均操向角が基準操向角Bとして設定され、又、同時に4WDにロック制御Cされることとなり、2WDへの制御が牽制される。
【0009】
従って、この4WDのロック制御されている間は、ステアリングハンドルの中立位置が該基準操向角Bに設定されて操向制御される。そこで操向角Aがこの基準操向角Bに対して左側(昇り側)αから右側(下り側)βの領域内にあるときは、4WD制御ロックの状態にあって、4WD制御が維持継続される細かい操向制御が行われ難くなる。しかし、操向角Aが許容領域α〜βの領域を越えるとD、この越えた時点Dから4WDロックが解除される。従って、走行条件によって例えばステアリングハンドルの切角Aが一定以上に大きくなると2WDに切替えられることとなる。以下同様の制御が行われる。
【0010】
傾斜地における等高線方向の走行では、図2の場合、左側に昇り傾斜しているから、ステアリングハンドルは左側操向角は強制的な切り角となり、右側操向角は前輪4が中立位置(直進位置)に戻ろうとする戻り角となる。
なお、前記自動モード時の通常の直進状態での4WDロック制御による走行において、旋回時はステアリングセンサ10の検出により4WDロックが解除されるように切替制御される。又、前輪回転センサ8や後輪回転センサ9等によって、車体の走行速度や前、後輪のスリップを検出できる。車輪3,4のスリップの多いときは4WD走行となる。
【0011】
図4においては、前記4WDと2WDとの自動切替制御において、ウォッチドツグタイマーによって制御プログラムの暴走チェックを行い、暴走と判定されたときはプログラムにリセットをかける。このプログラムの初期出力は4WDとする。これによって、プログラムの暴走をウォッチドッグタイマーによってリセットすることで防止し、リセットがかかった時の初期出力を4WDとすることによって、車両走行の安定性を確保する。
【0012】
図5〜図8においては、前記コントローラCPUからの出力によって4WDクラッチ5(図1)を作動させる2WDと4WDとの切替作動を行う油圧切替バルブ15の構成に関する。4WDクラッチ5を制御する切替バルブ15を、中立位置を含めた3方向切替バルブとし、中立位置(図5)においては2つの出力ポートC6,C7をオリフィス(絞り)16,17を介してタンクポートTへ連通すると共に、どちらか一方C7へ切替った場合(図6)は他方の出力ポートC6をオリフィス16を介さないで直接タンクポートTへ落すものである。
【0013】
図5〜図7の切替バルブ15においては、電磁ソレノイド18,19によって作動されるスプール20を有し、ポンプポートPと、タンクポートTと、前記4WDクラッチ5の普通速ギヤ7側の出力ポートC7及び倍速ギヤ6側の出力ポートC6との間を切替えるもので、オリフィス16,17は各出力ポートC6,C7のスプールエリアとタンクポートTのスプールエリアとの間に亘って設けられる。
【0014】
タンクポートに絞りを設けない場合と設ける場合との4WDクラッチ5作動シリンダの油圧力と前輪4の回転数との関係は、図8の(1)、(2)のようになる。ここで、常に出力状態でないポートをオリフィスを介してタンクポートへ連通する形態とすると、一方の出力ポートから他方の出力ポートに瞬時に切替った場合(特に低温時に)出力が切られた側の油圧が下るのに時間がかかるため、その間の4WDクラッチが同時作動を起した状態となり、クラッチ寿命が短かくなる(図8の(3)のようになる)。
【0015】
又、前輪の駆動制御を前、後輪の周速比によって行う場合、車両が4WD走行の状態においては、前後輪周速比検出の際に一旦2WD状態にする必要がある。この時油圧切替バルブのタンクポートを絞り、油圧を徐々に下げることによって前輪の急激な回転変化を押えることができるが、4WDと前輪倍速との二方向の出力ポートが瞬時に切替った場合、短時間ではあるが4WDクラッチの同時作動状態が発生し、上記の問題点が発生する。
【0016】
この発明では、図8の(4)のように前記オリフィス16,17の効果を保持すると共に、片側の4WDクラッチ5が作動した時には、一方の4WDクラッチ5内のオイルを直接タンクポートTに落すことによってクラッチ5の同時作動を防ぐものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】走行伝動系の制御図。
【図2】ステアリングハンドルの操向角と4WDロック制御との関係を示すグラフ。
【図3】ステアリングハンドルの操向角範囲を示すクラフ。
【図4】暴走チェック制御のフローチャート。
【図5】4WDクラッチ用切替バルブの平面図。
【図6】その作動を示す平面図。
【図7】その油圧回路図。
【図8】その圧力線図。
【符号の説明】
4 前輪
5 4WDクラッチ
10 ステアリングセンサ
15 切替バルブ
A 操向角
B 基準操向角
CPU コントローラ(4WDロック制御装置)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a four-wheel drive (hereinafter referred to as 4WD) lock control device at the time of tractor work, and can be used for work on sloped terrain.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Conventionally, in tractor work on upland fields and slopes, the steering angle of the steering wheel is large and the steering changes are also large. Therefore, in order to stabilize the steering, it is necessary to switch the two-wheel drive (hereinafter referred to as 2WD) traveling to 4WD traveling and lock it.
Therefore, the applicant of the present invention is provided with a front wheel rotation sensor and a rear wheel rotation sensor in order to make the switching operation automatic, and a tractor that automatically switches between 2WD and 4WD by determining a traveling state according to detection of both rotation sensors. An application has been filed (Japanese Patent Application No. 4-252777). However, the 4WD switching device mounted on the tractor has a problem that it is difficult to operate accurately on a traveling surface or a sloping ground with particularly uneven surfaces.
[0003]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the 4WD lock control device for the tractor is configured as follows to operate more accurately in accordance with the state of the vehicle. That is, as in the first aspect of the invention, the tractor includes the front
Further, as in the second aspect of the invention, an average value of the steering angle A before the lock operation is set as a reference steering angle B, and the steering more than a certain angle is performed with respect to the reference steering angle B. The 4WD lock control device according to
[0004]
[Operation and effect of the invention]
According to the first aspect of the present invention, during traveling by 4WD by front and rear wheel driving, it is automatically switched to 2WD by rear wheel driving depending on traveling conditions such as a steering angle of the vehicle body and slip, or further from this 2WD to 4WD. Return to. When the switching control between 4WD and 2WD is performed more than a certain number of times within a certain time, the 4WD automatically locks based on this, but when the vehicle body is steered more than a certain angle, the lock The state is released, and it returns to 2WD once again.
[0005]
In the invention of
As a result, the amount of steering wheel operation necessary to always release the lock becomes constant, and excessive switching control between 2WD and 4WD is prevented, and the life of components such as switching clutches between 2WD and 4WD is improved and control is performed. Can be stabilized.
[0006]
【Example】
1 to 3, the transmission mechanism of the tractor vehicle body is transmitted from the engine E to the
[0007]
A controller CPU having a 4WD lock control device for outputting the
[0008]
If the automatic mode is selected by the
[0009]
Therefore, during the 4WD lock control, the steering wheel neutral position is set to the reference steering angle B and the steering control is performed. Therefore, when the steering angle A is within the region from the left side (upward side) α to the right side (downward side) β with respect to the reference steering angle B, the 4WD control is locked and the 4WD control is maintained. It is difficult to perform detailed steering control. However, when the steering angle A exceeds the allowable range α to β, D, and the 4WD lock is released from the point D at which the steering angle A exceeds the range. Therefore, for example, when the turning angle A of the steering wheel becomes larger than a certain value depending on the traveling condition, the driving wheel is switched to 2WD. The same control is performed thereafter.
[0010]
In the case of running in the contour direction on the slope, in the case of FIG. 2, the steering wheel is tilted upward to the left, so the steering angle of the steering wheel is a forced turning angle, and the right steering angle is the neutral position (straight forward position). ) Is the return angle to return to.
It should be noted that during traveling by the 4WD lock control in the normal straight traveling state in the automatic mode, switching control is performed so that the 4WD lock is released by detection of the
[0011]
In FIG. 4, in the automatic switching control between 4WD and 2WD, a runaway check of the control program is performed by a watchdog timer, and when it is determined that runaway occurs, the program is reset. The initial output of this program is 4WD. As a result, the program runaway is prevented by being reset by the watchdog timer, and the initial output when the reset is applied is set to 4WD, thereby ensuring the stability of the vehicle running.
[0012]
5 to 8, the present invention relates to a configuration of a hydraulic
[0013]
The switching
[0014]
The relationship between the oil pressure of the
[0015]
Further, when front wheel drive control is performed based on the front and rear wheel peripheral speed ratios, when the vehicle is in a 4WD traveling state, the front and rear wheel peripheral speed ratios need to be temporarily set to the 2WD state. At this time, the tank port of the hydraulic pressure switching valve is throttled and the hydraulic pressure is gradually lowered to suppress a sudden change in the rotation of the front wheels, but when the two-way output port between 4WD and the front wheel double speed is instantaneously switched, Although it is a short time, the simultaneous operation state of the 4WD clutch occurs, and the above problem occurs.
[0016]
In the present invention, the effect of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control diagram of a traveling transmission system.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a steering angle of a steering wheel and 4WD lock control.
FIG. 3 is a graph showing a steering angle range of a steering handle.
FIG. 4 is a flowchart of runaway check control.
FIG. 5 is a plan view of a 4WD clutch switching valve.
FIG. 6 is a plan view showing the operation.
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram thereof.
FIG. 8 is a pressure diagram thereof.
[Explanation of symbols]
4
Claims (2)
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JP33123693A JP3622217B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 4WD lock control device for tractor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH07186750A JPH07186750A (en) | 1995-07-25 |
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1993
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