JPH03276873A

JPH03276873A - 動力車両の四輪操舵装置

Info

Publication number: JPH03276873A
Application number: JP8050190A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Minazu; 清明水津; Hiroshi Nagai; 博長井
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-09
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2822563B2

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】［産業上の利用分野］この発明は、トラクターや建設機械等の四輪操舵装置に
関する。

［従来技術及びその課題］前輪と後軸とを独立的に操舵可能に構成する動力車両の
四輪操舵装置を出願人は既に提案しているが、これらの
装置は、その操舵モードの変更が、前輪及び後輪が共に
直進方向を向いたときにＩ＋［能となるように構成され
たものであって、具体的には１前後輪の操舵角をポテン
ショメータにてアナログ的に検出し、前輪と後輪が直進
方向を向いたことを検出した時点でマイコンからなる制
御装置が操舵切換用の電磁バルブに対して作動オンの指
令を出し、その指令を受けて舵取用油圧機器が作動する
形態であった。

しかしながら、このような構成であると、電磁バルブの
ソレノイドが励磁されて電磁バルブが切り換えられてい
るにも拘らず、僅かな油圧の応答遅れがあるために、操
舵用油圧シリンダー内に、すぐには作動油が流れ込まず
、前輪あるいは後輪が中点（直進方向の位置）を通過し
てから作動油が操舵用シリンダー内に流入して、モード
切換後には前後輪の同期が僅かに狂い、正確な操舵がで
きないという問題点があった。このような傾向は、ステ
アリングハンドル３８を速く回したときほど大きく現れ
ていた。

［課題を解決するための手段］このを明は、ｎ？＋　ｒｓ：　Ｌ／た間頚点に鑑みて捉
案するものであって、次のような技術的手段を講じた。

即ち、にｊ後輪２．３を夫々独立的に操舵できるように
構成した動力車両の四輪操舵装置において。

前後＠２．３が直進方向を向いたときに操舵モードを変
更すべく、操舵モード変更用の電磁バルブ２５．２８の
ソレノイドＡ、）３．Ｃに対する励磁のタイミングを、
ステアリングハンドル３８０回動操作速度に応じて変更
させる制御手段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コ以上、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、１は四輪駆動型のトラクター
で１機体の前後部に夫々前輪２．２と後輪３．３とを備
えている。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＊（図示省Ｉ＠）を介して適宜減速され、前
輪２．２と後軸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、後輪３．３の舵取り
も−Ｊ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＠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１８．１９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２０．２１、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は前輪操舵系ド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３０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、右側の室に切り怖わって油
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。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廻りに左へ同動させ
、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
。

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４０で分流された一部の作動油は
トラクタ−１後部に装着された作業４１！（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
位置］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図にハくずように３つのソレ
ノイドＡ、Ｂ、Ｃが全てオフの状態であれば、後軸３．
３は直進状態となって固定され、Ｍｉｉ鴫２．２のみが
操向Ｏｒ能な前＠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＠３．３のみが操向ｐｆ能な
後＃Ｉ操舵モード（１１）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が同じ方向に操舵される前後輪同位
相操舵モード（Ｉｌｌ）に切り換えられる。また、＠磁
バルブ２５のソレノイドＣがオフで後輪側電磁バルブ２
８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（ＩＶ）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からなる操舵角センサ
で、＾ｊｌ　＋’＋Ｌ’＋　Ｋ点ピン９．１０と同軸芯
上に設けられている。

次に第４図の制御回路をｆｖｆ１屯に説明する。

前輪２．２及び後軸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、人力インターフェ
ース５４を介してＣＰＵからなる制御手段としての制御
装置５５に接続されている。

そして、モード切換スイッチ４Ｇがこの入力インターフ
ェース５４を介して制＃装置５５に接続されている。モ
ード切換スイッチ５４を同図の■に切り換えると前輪操
舵モード（１）に切り替わり、■にすると、後軸操舵モ
ード（■）になり、■に切り換えると前後輪同位相操舵
モード（Ｉｌｌ）となり、■に切り換えると前後輪逆位
相操舵モード（ＩＶ）に切り替わる。

各操舵モードの切り替わりは、前輪２．２及び後輪３．
３が略直進方向を向いたところで行なわれ、このため、
オペレータはモード切換スイッチ４６で特定の操舵モー
ドを指定した後、ステアリングハンドル３８を回さなけ
ればならない。なお。

電磁バルブ２５．２８のソレノイｌ’ＡＩＪ、ｃに対す
る励磁のタイミングは、後述するようにステアリングハ
ンドル３８の回転操作速度↓こ応じて変更される。

また、図中符号Ｌ１乃＊ｉ　Ｌ　４は出力インターフェ
ース５９側に接続されたランプ群であって、各操舵モー
トを表示するものであり、選択ぎれたモートのランプが
点灯する。

次に制御装置５５のメモリ（ＲＯＭ）内に記憶されたプ
ログラムを第５図のグラフと、第６図のフローチャート
に基づいて説明する。

第５図のグラフは横軸に時間、縦軸にステアリング操舵
角を取ったものである。同図の中でｔｄは、油圧機器の
動作遅れの時間を示し、例えば、ステアリングハンドル
３８の回転速度がＶｓの場合に、中点位置（ａ、）で操
舵モードを切り換えようとする場合には、操舵角度が中
点位置（ａ、）より手前の（ｂ、）地点（操舵角θ、）
で電磁バルブのソレノイドを励磁すべく制御指令を制御
装置５５から出せばよい６また。上記の場合よりも速い
速度Ｖ　ｓ−ｉでステアリングハンドル３８を回転させ
たときには、中点位１Ｒ（ａ、）より手前の（ｂ２）地
点（操舵角Ｏ，）で電磁バルブのソレノイドを励磁する
。

第６図のフローチャートはその制御内各を示すものであ
る。

なお、ステアリングハンドル３８を回動操作するときの
速度は、単位時間Δを当たりの操舵角の差分より求めら
れる。また、油圧の作動遅れ時間ｔｄは予め実験で得た
データに基づいて定められ。

この時間ｔｄとステアリングハンドル３８の同動操作方
向、及び速度を考慮して電磁バルブ切換タイミングのテ
ーブルがＲＯＭ内に書き込まれる。

操舵モード変更時にはこのテーブルの内容を読み出して
ソレノイドを励磁するタイミングを決定する。

このように、この実施例による装置によれば。

ステアリングハンドル３８の回転操作速度が速いときに
は中点位置よりも離れた位置から電磁バルブを切り換え
るべく制御信号が出され、その速度が遅い場合には中点
位；を近傍で電磁バルブ切換用の制御信号が出されるも
のであって、そのタイミングの変更は自動的に決定され
る７そして、ステアリングハンドル３８の操作速度に拘
らず前後輪２．３が直進方向を向いた位置で操舵モード
が切り換えられることになるため、各操舵モード時の舵
取動作が正確に行なわれることになる。

次に第７図乃至第１２図に基づき、実施例装置の一部改
良内容を説明する。

第７図、第８図は前後軸２．２．３．３の操舵状態を表
示する表示装置６０を示すものである。

第７図は前後輪２．２．３．３の操舵角センサ５０．５
１の値から各車輪の操舵角度をバーコードで表示したも
のであり、第８図はドツトマトリクスの液晶で表、１＜
シたものである。また、第９図は操舵角を表示装置６０
に表示する場合の方法を説明したフローチャートである
。

このように前後輪２．２．３．３の状態が視覚で捉えら
れればモード切換を正確に行なえる。また、第１０図の
フローチャートはセンサ５０．５１等の異常発生時の処
理自答を説明したものであり、異常内容と判定基”僧及
びその処理の内容の関係を示すと次の通りである。即ち
、操舵モード切換スイッチ４６の接点が不良であって、
全ての接点のオフの状態がｎ秒（この実施例では５秒）
以上継続したとき、あるいは前後軸２，２．３．３の操
舵角センサ５０．５１の検出値が中点（直進）位置を基
準にして４０″以上を検出したときには。

異常状態と見做して操舵モードを前輪操舵モード（１）
に同定し、このとき、同時に全部の表示ランプＬ１、Ｌ
２、Ｌ３、Ｌ４を点滅させるものである。特に、この実
施例では異常時に表示ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を
点滅させるだけでなく、操舵モードを、オペレータが操
作に慣れている前輪操舵モード（１）に固定するもので
あるから。

安全に機体を操向させることができる。

また、第１１図、第１２図は前後輪逆位相操舵モード（
ＩＶ）において前後軸２．２．３．３の操舵角センサ５
０．５１の一方が故障したときに、正常な方のセンサの
値を採用して一時的に制御を続行させる場合の制御方法
を小したものである。

前後軸逆位相操舵モード（ＩＶ　）時には、前＠２゜２
と後ｉ！！３．３は逆相となるが、前記したようにそれ
らのセンサの一方が故障したときには、正常な側の値を
有効と判断して故障している側の検出値を採用せず、有
効な側の値の逆相を故障している側の検出値゛として取
扱うものである。

こわにより、−時的ではあるが、−側のセンサが故障し
ても安全に作業を続行することができて作業性が向上す
る特徴がある。

［発明の効果］この発明は前記の如く構成したので次のような技術的効
果を奏する。即ち、前後輪２．３を夫々独立的に操舵で
きるように構成した動力車両の四輪操舵装置において１
前後輪２．３が直進方向を向いたときに操舵モードを変
更すべく、操舵モード変更用の電磁バルブ２５．２８の
ソレノイドＡ、Ｂ、Ｃに対する励磁のタイミングを、ス
テアリングハンドル３８の回動操作速度に応じて変更さ
せる制御手段５５を設けたことを特徴とするものである
から、どのような速Ｊσでステアリングハンドルを回転
操作しても前後輪２．２．３．３が直進方向を向いた位
置で操舵モードが切り換えられることになり、各車輪２
．３は所期通りの正確な動きを確保でき、どの操舵モー
ドでも機体の操向操作を的確に行なうことができる。

【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
は制御回路図、第５図は電磁バルブの切換のタイミング
を示すグラフ、第６図はそのフローチャート、第７図、
第８図は前後輪の操舵状態を表示する表示装置の平面図
、第９図は操舵角を表示する場合のフローチャート、第
１０図は異常発生時の処理内容を説明するフローチャー
ト、第１１図は、操舵角センサが検出した電圧と操舵角
との関係を示すグラフ、第１２図は操舵角センサ異常時
の処理の内容を示すフローチャートである。１２、２３、３１８、１９２５、　２８６５Ａ、　Ｂ、　Ｃ符号の説明トラクター前輪後輪油圧シリンダ電磁バルブモー１へ切換スイッチ制御装置ソレノイド

Claims

【特許請求の範囲】

１）前後輪２、３を夫々独立的に操舵できるように構成
した動力車両の四輪操舵装置において、前後輪２、３が
直進方向を向いたときに操舵モードを変更すべく、操舵
モード変更用の電磁バルブ２５、２８のソレノイドＡ、
Ｂ、Ｃに対する励磁のタイミングを、ステアリングハン
ドル３８の回動操作速度に応じて変更させる制御手段５
５を設けたことを特徴とする動力車両の四輪操舵装置。