JPH03262782A - 動力車両の四輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野コ この発明は、トラクターや建設機械等の四輪操舵装置に
関し、主として傾斜地で利用可能な動力車両の四輪操舵
装置を提供せんとするものである。

［従来技術及びその課！ｇ］ 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、通常４つの操舵モードを備えてい
ることが多く、前輪のみの舵取操作を可能とする前輪操
舵モードと、後輪の舵取操作を可能とする後輪操舵モー
ドと１前後輪が同位相で操舵される前後輪同位相操舵モ
ード、及び前後軸を互いに逆方向に操舵する前後輪逆位
相操舵モードから構成される。

このうち１前後輪間位相操舵モートは、通常、傾斜地で
使用することが多い。例えば、農用トラクターの後部に
ロータリ耕耘装置の如き作業機を装着して等高級に沿い
ながら、機体を走行させるときには、前後輪共、僅かに
山側へ向けて走行するが、これは１機体が谷側へ滑り落
ちることを防止するためである。

しかしながら、このように前後輪共同方向に操舵してい
ても、作業中に作業機の負荷変動によって機体の向きが
僅かに変わることがあり、このようなときに１前後輪共
に同一角度に操舵したのでは、進行方向に対する機体の
ずれを修正することができず、機体の向きを修正するの
に時間がかかる欠点があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、前記した問題点に鑑みて提案するものであ
って１次のような技術的手段を講じた。

即ち、前後輪２．３を夫々独立的に舵取操舵できるよう
に構成した動力車両１において、前後輪２．３が共に同
方向を向く前後輪同位相操舵モード■峙には、前輪２若
しくは後輪３のいずれか一方の組の車輪を任意の角度で
固定し、他方の組の車輪を舵取回動操作可能にする制御
手段５５を設けたことを特徴とする動力車両の四輪操舵
装置の構成とする。

［実施例及びその作用］ 以下１図面に基づいて、この発明の詳細な説明する。ま
ず、構成から説明すると、ｌは四輪駆動型のトラクター
で、機体の前後部に夫々前１１１２゜２と後輪３，３と
を備えている６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ＩＩ！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Ｆと、後輪操舵系Ｒ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、工９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Ｆ及び後輪操舵系Ｒは、夫々、油圧シリンダ
ー１８．１９、ピストンロッド２ｏ、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Ｆ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３ｏ側
と油圧シリンダー１８のシリンダー室（１８ａあるいは
１８ｂ）とが連通ずる状態となり、電磁バルブ２５のソ
レノイドＣ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Ｒを制御する電磁バルブであって３位
置４ボート式の弁で構成され、常態では中立位置を保ち
、ソレノイドＢが励磁されると右側の室に切り替わり、
逆にソレノイドＡ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５例えば、同図において、ステ
アリングハンドル３８を左へ回すと、油圧ポンプ３０か
ら送られた作動圧油は油路（イ）を通って電磁バルブ２
８の中立位置を通過し、さらに電磁バルブ２５の左側室
を通って油圧シリンダー１８のシリンダー室り８ａ内に
流入する。すると、ピストンロッド２０は前側へ押され
てピットマンアーム７を支点ピン９廻りに左へ回動させ
、前輪２゜２を左へ回動させる。逆に、ステアリングハ
ンドル３８を右側へ切ったときには、油路（ロ）を通っ
て作動油は電磁バルブ２５の左側室に入り、さらに油圧
シリンダー１８のシリンダー室１８ｂ内に流入し、電磁
バルブ２８の中立位置を通ってタンク７０に回収される
６ なお、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４ｏで分流された一部の作動油は
トラクターエ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Ｉ
ＥＪ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Ａ、Ｂ、Ｃを電
気的にオン、オフ操作することにより次の４つのモード
選択ができる。即ち、第３図に示すように３つのソレノ
イドＡ、Ｂ、Ｃ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のみが横向可
能な前輪操舵モード（１）に切り換えられる。

一方、ソレノイドＢとＣ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のみが横向可能な後
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Ａのみが励磁されると、前輪２，
２、後輪３．３が同し方向に操舵される前後輪同位相操
舵モード（Ｉｌ１）に切り換えられる。また、電磁バル
ブ２５のソレノイドＣがオフで後輪側電磁バルブ２８の
ソレノイドＢ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（ＴＶ）に切り換えられる
。これらの切り換えは、操縦席近傍に設けたモード切換
用のスイッチ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。

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図の制御回路を簡単に説明する。

前輪２，２及び後輪３，３の操舵角を検出する操舵角セ
ンサ５０．５１はＡ／Ｄ変換器５３、入力インターフェ
ース５４を介してマイコンからなる制御部５５に接続さ
れている。そして、モード切換スイッチ４６と前後輪２
．３の操舵をロックするスイッチ５７．６０がこの入力
インターフェース５４を介してマイコン５５に接続され
ている。

モード切換スイッチ５４を■に切り換えると前輪操舵モ
ード（Ｉ）に切り替わり、■にすると、後輪操舵モード
（ＩＩ）になり、■に切り換えると前後輪同位相操舵モ
ード（ＩＩＩ）となり、■に切り換えると前後輪逆位相
操舵モード（ｍＶ）に切り替わる。前輪操舵ロックスイ
ッチ５７と後輪操舵ロックスイッチ６０は、−度押すと
その状態を維持し、再度押すとその状態を解除する所請
モーメンタリスイッチで構成される。

出力インターフェース５９側に接続された符号Ｌｌ乃至
Ｌ４のランプ群は、各モードを表示するものであり１選
択されたモードのランプが点灯する。また、ランプＬ５
．Ｌ６は夫々前後輪２，２゜３．３がロック状態にある
ときに点灯する。

前記した制御装置、マイコン５５のメモリ内には第６図
のプログラムが記憶されており、以下、この内容を説明
する。

このプログラムに記憶された制御内容は、前後輪同位相
操舵モード（ＩＩＩ）の場合だけ働くものであり、まず
、そのモードが選択される（ステップＳＬ）と、ソレノ
イドＡが励磁されてランプＬ３が点灯する（ステップＳ
２）、そして、前後輪２．２．３，３を任意の角度で操
舵しているときに、前輪２．２を固定し、後輪３，３だ
けを操舵したいときには、前輪操舵ロックスイッチ５７
を押しくステップＳ３）、後輪３，３のみ操舵可能な状
態とし、ソレノイドＣは励磁して前輪２，２の舵取がで
きないようにしておく（ステップＳ４、Ｓ５）。前輪操
舵ロックスイッチ５７を再度押すとその状態は解除され
ることになるが（ステップＳ６）、その場合には前輪２
．２と後輪３．３の操舵角θｆとθｒを読み込み、両者
が一致している場合には、ソレノイド（を消磁し、前輪
２．２が操舵できるようにする（ステップ８９）。両者
の検出値が相違しているときには、前＠操舵ロックラン
プＬ５を点滅させ（ステップ５ＩＯ）、ステアリングハ
ンドル３８を回動操作してこのｏｆとθｒが一致するま
で、この状態を保持させる。

一方、この前後輪同位相操舵モード（ｌｉｔ）時に。

後輪３．３側の操舵ロックスイッチ６０が押されると（
ステップ５１２）、前輪２，２のみが舵取操作できる状
態にセットされ、ソレノイドＡは消磁される（ステップ
８１３．１４）。

そして、後輪操舵ロックスイッチ６０が再び押されてそ
の状態が解除されると（ステップ５１５）、先の場合と
同じように前後輪２．２．３．３の操舵角が読み込まれ
（ステップ３１６）、一致した場合はソレノイドＡを励
磁する（ステップ５１８）。

以上のように１前後輪間位相操舵モード（ｍ）時には、
前輪２．２若しくは後輪３．３のいずれかの側を任意の
角度に固定し、他方の側の車輪のみを舵取操作できるの
で、傾斜地において、機体が谷側へ滑り落ちそうになっ
たときには谷側へ移動した車輪の操舵角をさらに大きく
するようにステアリングハンドル３８を回動操作すれば
よく、機体の方向修正を簡単に行なうことができる。

なお、第７図に示したフローチャートは、前後輪同位相
ｍｌモード（１）時と逆位相操舵モード（ＩＶ）時に、
前輪２．２あるいは後輪３．３の操舵角にずれが生じた
ときにそれを補正しようとしたものである。この実施例
では、前記２つのモード（１１）　　（ＴＶ）時に前輪
２．２操舵角ｏｆと後輪３．３操舵角θｒの絶対値が１
０ｆｌ＝ｌθｒ１となるようにステアリングハンドル３
８の操作に連動させているが、電磁バルブ２５．２８に
は作動油のリークがあるので、何度もハンドル操作を行
なっていると、前後軸２，３の操舵角にずれが生じる恐
れがある。この第７図に示したプログラムでは、前後軸
２．３の同期が崩れないように前輪２．２あるいは後輪
３，３のいずれか一方の車輪が先に中点（直進位置）を
道通したときには、遅れて中点に達する側の車輪が中点
を通函するまでその状態を固定させ、常に前後軸２．３
の同期が狂わないように補正したものである。

例えば、前後輪同位相操舵モード（ｎ１）時に。

後輪３，３が中点に達したときには全部のソレノイドＡ
、、Ｂ、Ｃを消磁しくステップＳ１．Ｓ２、Ｓ３）、前
輪２．２が中点に達した時点でソレノイドＡを励磁する
（ステップＳ４、Ｓ５）。

また、このモード時に、後輪３．３が中点に達しておら
ず、先に前輪２，２が中点に達したときには、ソレノイ
ドＢ、Ｃを励磁して前輪２．２を一時的に固定しくステ
ップＳ６、Ｓ７）、後輪３゜３が中点に達した時点でソ
レノイドＢ、Ｃを消磁してソレノイドＡを励磁する（ス
テップＳ８、Ｓ９）、また、前後輪逆位相操舵モード（
ＩＶ）時に、後輪３．３が先に中点に達したときには、
全ソレノイドＡ、Ｂ、Ｃを消磁しくステップＳ１１．Ｓ
工２）、前輪２，２が続いて中点に達したときにソレノ
イドＢを励磁する（ステップＳ１３．５１４）。またこ
のときに、後軸３．３よりも前輪２．２が先に中点に達
したときには、ソレノイド８、Ｃだけ励磁して前輪２．
２をロックした上で後軸３．３が中点に達するのを待ち
、後編３．３が中点に達するとソレノイドＣを消磁する
（ステップＳ１７．５１８）、なお、ステップｓ１９乃
至２２は後輪操舵モード＜ｎ）の場合、ステップｓ２３
乃至２５は前輪操舵モート（１）の場合の制御プログラ
ムを示す。

［発明の効果コ この発明は前記の如く前後輪２．３を夫々独立的に舵取
操作できるように構成した動力車両１において１前後輪
２．３が共に同方向を向く前後輪同位相操舵モード■時
には、前輪２若しくは後輪３のいずれか一方の側の車輪
を任意の角度で固定し、他方の側の車輪を舵取回動操作
可能にする制御手段５５を設けたものであるから、傾斜
地において前輪２．２あるいは後輪３．３が滑って機体
が谷側へ移動しようとした際にはどちらか一方の車輪の
舵取操作を一時的にロックして反対側の車輪だけをもっ
と山側へ操舵することができ、この結果、従来装置に比
較して知時間で機体の方向修正ができることになり１作
業効率が大幅に向上するものである。

【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
はスイッチ操作部の平面図、第５図は制御回路図、第６
図はフロルチャート、第７図は改良装置の制御フローチ
ャートである。 符号の説明 トラクター 前輪 後輪 油圧シリンダー 電磁バルブ モード切換スイッチ 制御部（マイコン） ２、２ ３、３ １８．１９ ２５、　２８ ６ ５ Ａ、 Ｂ。 じ ソレノイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）前後輪２、３を夫々独立的に舵取操舵できるように
   構成した動力車両１において、前後輪２、３が共に同方
   向を向く前後輪同位相操舵モードIII時には、前輪２若
   しくは後輪３のいずれか一方の組の車輪を任意の角度で
   固定し、他方の組の車輪を舵取回動操作可能にする制御
   手段５５を設けたことを特徴とする動力車両の四輪操舵
   装置。