JPH03281480A - 四輪操舵制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は四輪操舵制御装置に関するものであり、特に
、動力車両の前輪及び後輪の回向方向番こ応じて操舵用
シリンダを制御し、所望の操舵モードへの切替えを行う
四輪操舵制御装置ζこ関するものである。

［従来の技術］ 乗用管理機、トラクタ等をはじめとする動力車両では、
近時、前輪及び後輪の双方を操舵自在に形成したものが
増加している。之等は、前輪のみ若しくは後輪のみ又は
前後輪とも操舵できるようにするため、ギヤの組合せに
よって操舵モードの切替えを行う構成のものや、前後の
ドラッグアームを油圧シリンダで回動する構成のもの等
が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した四輪操舵装置の操舵モードの切替えは、前輪及
び後輪のうち操舵しない側の車輪の回向を固定して行う
が、その際に該車輪を回向した状態のまま固定すると次
のステアリング操作に支障を来たすので、前輪及び後輪
を一旦直進状態に戻した後に操舵モードの切替えを行っ
ている。このため、当該動力車両の操作者が操舵モード
を切替える際は、その都度前輪及び後輪の回向方向を確
認して左右何れの方向へステアリングを操舵すべきかを
判断しなければならない。依って、操舵モードの切替え
が煩雑となり、操作性が良好ではな力）つた。

そこで、前輪及び後輪の回向状態を自動的に検出し、操
舵モードを切替えたときに操舵しな（＼側の車輪を中立
位置まで戻して、操舵モードの切替えを円滑に行うため
に解決せられる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。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するために提案せられたもの
であり、前後のドラッグアームに夫々操舵用シリンダを
取り付け、前輪及び後輪の双方を操舵自在に形成した動
力車両に於て、前輪及び後輪の操舵角を検出する手段と
、ステアリングの操舵方向を検出する手段とからなり、
操舵モードの切替えのとき、前輪及び後輪の操舵角の検
出値とステアリングの操舵方向の検出値とにより、前後
の操舵用シリンダの方向切替バルブを制御して所望の操
舵モードに切替える制御部をＣＰＵに設けたことを特徴
とする四輪操舵制御装置を提供せんとするものである。

［作用］ 操舵角の検出手段により前輪及び後輪の操舵角を検出し
、夫々の車輪が左右何れの方向へ何度回向しているかを
監視する。操舵モード切替時には操舵方向の検出手段に
よりステアリングが左右何れの方向へ操舵されているか
を検出し、そのときのステアリングの操舵方向と前輪及
び後輪の操舵角とのデータが制御部へ送られる。制御部
では上記データにより、該操舵モードで操舵しない側の
車輪又は反対方向へ回向している車輪を中立方向へ戻す
までの間、他の車輪の回向を停止するか又は前後輪とも
一旦中立位置に戻し、然る後に操舵される車輪を操舵方
向へ回向するように操舵用シリンダの方向切替バルブを
制御する。

従って、操舵モード切替時には前輪及び後輪の操舵角及
び回向方向に拘らず、ステアリングを任意の方向へ操舵
したまま所望の操舵モードに切替えることができる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に従って詳述
する。第１図は乗用管理機０）の側面を示し、第２図は
その平面を示している。当該乗用管理機（１）の前車軸
（２）の左右には、ファイナルケース（３）（３）を取
り付けて左右の前輪（４）（４）へ駆動力を伝達し、該
ファイナルケース（３）（３）にナックルアーム（５Ｘ
５）を突設してドラッグリンク（６）（６）の一端部を
連結すると共に、ドラッグリンク（６）（６）の他端部
を前車軸（２）の略中央部に設けられたドラッグアーム
（ηに連結する。このドラッグアーム（ηはビン（８）
を中心に水平方向へ回動自在であり、その−側部に操舵
用シリンダ（９）の前端部（９１）を連結する。又、ビ
ン（８）にはポテンショメータ００）を取り付けて前輪
（４）（４）の操舵角の検出手段とし、前輪が左右何れ
の方向へ何度回向しているかを検出する。

一方、シャーシθ１）の後部に設けられた後車軸（Ｌ６
（ロ）の左右にも前輪（４）（４）と同様にして、ファ
イナルケース（ｌ→（１１を取り付けて左右の後輪（ｖ
Ｏ（１４）へ駆動力を伝達し、該ファイナルケース（Ｉ
→０躊にナックルアーム（１５ｉ１（１つを突設してド
ラッグリンク（＋１１９　（Ｉｆｉ）の一端部を連結す
ると共に、ドラッグリンク（１１９（ｌｆＤの他端部を
後車軸（ゆの略中央部に設けられたドラッグアーム（ｒ
７）に連結する。更に、ビン（峰を中心にして回動自在
なるドラッグアーム（ｒ７）の−側部に操舵用シリンダ
（ト）の後端部（＋９１）を連結し、該ビン（日にポテ
ンショメータ（ト）を取り付けて後輪＜Ｖｔ）（Ｖｔ）
の操舵角の検出手段とする。

又、ステアリングＣ２＋）の回動基部には操舵方向を検
出する手段としてロータリエンコーダ（２）を設ケると
共に全油圧式コントローラ（２）が設けられ、油圧ポン
プ（ロ）からの圧力油を方向切替バルブ（ハ）及び（４
）へ圧送し、且つ、シャーシ０１）の後部に設けたメイ
ンコントロールバルブ（ハ）にも圧力油を圧送している
。該乗用管理機（１）の後部にはリンク機構（イ）を介
してロータリ等の対地作業機（至）が取り付けられてお
り、前記メインコントロールバルブに）からの圧力油に
よってリフトシリンダｃ！４（至）が作動し、該対地作
業機（ト）を上下に昇降するように形成しである。

第３図は油圧回路を示しており、オイルタンクｃ３１）
から油圧ポンプに）によって全油圧コントローラ（ハ）
へ圧力油が圧送され、前記ステアリング０１）のｈ舵方
向及び回動角度の大小によって、圧力油は泪口（幻又は
曲目（Ｌ）から方向切替バルブ（ハ）及びに）へ圧送さ
れる。夫々の方向切替バルブに）（１）はソレノイド（
＾）（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）のオン・オフによってスプ
ールがａ、　ｂ、　ｃ、　ｄの位置に移動し、圧力油の
方向をν替えて操舵用シリンダ（９）（へ）へ圧送する
。第３図に示した状態は各ソレノイド（Ａ）　（Ｂ）　
（Ｃ）　（Ｄ）がすべてオフとなってスプールがｎの位
置であり、前輪操舵モード（モードｌ）になっている。

例えばステアリング０１）を右方向へ操舵すれば、圧力
油は曲目（ｌｊ）から方向切替バルブ（４）を経て、操
舵用シリンダ（９）の曲目（９ｂ）からシリンダ内へ圧
入し、ピストン（９ｃ）を後方へ押圧して油日（９ｄ）
から方向切替バルブ（ト）へ戻る。更に、圧力油は方向
切替バルブ（ト）へ圧送されるが、ソレノイド（Ａ）（
Ｂ）がオフでスプールがｎの位置になっているので操舵
用シリンダ（時へ圧力油は圧送されず、全油圧コントロ
ーラ（至）の曲目（Ｌ）へ戻る。従って、前記ドラッグ
アーム（７）がビン（８）を中心に図中時計方向へ回動
し、前輪（４）（４）が鎖線で示すように回向して乗用
管理機（＋）は右側へ旋回する。又、フローデバイダ（
ロ）から分岐した圧力油はメインコントロールバルブ（
イ）へ圧送すれ、リフトシリンダ（１）（１）を作動さ
せる。

第４図は後輪操舵モード（モード２）の状態を示し、方
向切替バルブ（ハ）のソレノイド（８）がオンとなって
スプールがｂの位置に移動し、且つ、方向切替バルブに
）のソレノイド（Ｃ）がオンとなってスプールがＣの位
置に移動している。例えばステアリング６１）を右方向
へ操舵すれば、圧力油は曲目（ｌｊ）から方向切替バル
ブ（ホ）へ圧送されるが、ソレノイド（Ｃ）がオンでス
プールがＣの位置になっているので操舵用シリンダ（９
）へ圧力油は圧送されず、方向切替バルブに）のスプー
ルがｂの位置であるので操舵用シリンダ（へ）の曲目（
＋９ｂ）から圧力油がシリンダ内へ圧入し、ピストン（
１９ｃ）を前方へ押圧して曲目（１９ｄ）から排出され
、ｂの位置を経て全油圧コントローラ（ハ）の曲目（Ｌ
）へ戻る。従って、ドラッグアーム（■がビン（日を中
心に図中反時計方向へ回動し、後輪（１４）（＄７０が
鎖線で示すように回向して乗用管理機（１）は右側へ旋
回する。

第５図は同位相四輪操舵モード（モード３）の状態を示
し、方向切替バルブ（ハ）のソレノイド（Ａ）がオンと
なってスプールがａの位置に移動し、且つ、方向切替バ
ルブ（４）のソレノイドは双方共オフでスプールがｎの
位置になっている。従って、ステアリング０１）を右方
向へ操舵すれば、ドラッグアーム（７）及び（ｒ？）の
双方が図中時計方向へ回動し、前輪（４）（４）並びに
後輪（ロ）（ロ）が鎖線で示すように同位相で回向して
乗用管理機（１）は右側へ斜行する。

第６図は逆位相四輪操舵モード（モード４）の状態を示
し、方向切替バルブ（ハ）のソレノイド（Ｂ）がオンと
なってスプールがｂの位置に移動し、且つ、方向切替バ
ルブ（１）のソレノイドは双方共オフでスプールがｎの
位置になっている。従って、ステアリング６１）を右方
向へ操舵すれば、ドラッグアーム（ηが図中時計方向へ
回動すると共にドラッグアーム（ｒ７）が反時計方向へ
回動し、前輪（４Ｘ４）並びに後輪（ロ）（ロ）が鎖線
で示すように逆位相で回向して乗用管理機０）は右側へ
旋回する。

ここで、第７図に本発明のブロック図を示す。

前輪及び後輪の操舵角検出手段としてポテンショメータ
０Φ及び（イ）が設けられ、該ポテンショメータθ０）
及び（１）で検出された操舵角の信号は、＾１０変換器
でＡ／Ｄ変換された後に入力インターフェースを介して
ＣＰＵに伝達される。ステアリングの操舵方向検出出段
としてロータリエンコーダ（２）が設けられ、該ロータ
リエンコーダ（２）にて常時Ａ相及びＢ相のパルスを発
生する。第８図に示すように、ステアリングを右方向へ
操舵したときにはＢ相のパルスかに周期だけ遅延して０
ｗパルスとなり、回転方向判別回路で右方向と判断する
。一方、ステアリングを左方向へ操舵したときにはＡ相
のパルスが％周期だけ遅延して００ｗパルスとなり、回
転方向判別回路で左方向と判断する。之等のパルス信号
は入力インターフェースを介してＣＰＵに伝達される。

又、操舵モード切替スイッチによりモード１乃至モード
４の任意の操舵モードに切替えると共に、どのモードに
切替えられたかの信号が入力インターフェースを介して
ＣＰＵに伝達される。ＣＰＵでは入力インターフェース
からの各信号を制御部が判断し、出力インターフェース
を介して方向切替バルブ（ハ）及び（１）の各ソレノイ
ド（＾）　（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）をオン・オフするよ
うに制御信号を発信する。

次に、操舵モードを切替えるときの制御方法を詳述する
。第９図に示すように、前輪（４Ｘ４）が直進位置のと
きを基準線（ロ）として、基準線より右側へ回向してい
るときを前輪操舵角θ、がプラス側、左側へ回向してい
るときを前輪操舵角θ、がマイナス側とする。これと同
様に、後輪（ｌＩＯ（１／ｌ）が直進位置のときを基準
線（０）として、基準線より右側へ回向しているときを
後輪操舵角θ、がプラス側、左側へ回向しているときを
後輪操舵角θ３がマイナス側とする。従って、前輪操舵
角θ２はプラス側の最大操舵角＋θＰｍａ　Ｘからマイ
ナス側の最大操舵角−θ２．８までの範囲にあり、後輪
操舵角θ８はプラス側の最大操舵角＋θＲｍａ　ｘから
マイナス側の最大操舵角−０１０，８までの範囲にある
。そして、操舵モードを他の操舵モードへ切替えるとき
は、そのときの前輪操舵角θ、及び後輪操舵角θ３並び
にステアリング操舵方向によって、予めＣＰＵに設定さ
れたプログラムに従って各ソレノイド（Ａ）（Ｂ）　（
Ｃ）　（Ｄ）がオン・オフし、前後の操舵用シリンダ（
９）及び（鴎を制御して所望の操舵モードに切替える。

別表１は各モード切替毎のソレノイド（Ａ）（Ｂ）（Ｃ
）（Ｄ）の作動を示しており、ステアリング操舵方向の
左右別並びに前輪操舵角θ、及び後輪操舵角θ３の状態
によって、夫々オン状態となるソレノイドを明記しであ
る。例えばｒＢＪｒｃＪとあるのは、方向切替バルブ（
ハ）のソレノイド（Ｂ）がオンとなってスプールがｂの
位置にあり、且つ、方向切替バルブ（４）のソレノイド
（Ｃ）がオンとなってスプールがＣの位置にあることを
示しである。「−」の個所は各ソレノイドが全てオフと
なってスプールが夫々ｎの位置にあることを示し、又、
斜線の個所はそのモードでのθ、或はθ２に該当値がな
いことを示す。

ここで、例えば前輪操舵モード（モード１）から同位相
四輪操舵モード（モード３）へ切替える場合について説
明する。第１０図はモード１で前輪（４）（４）をプラ
ス側へ操舵角θまたけ回向した状態であり、別表１の上
から２段目（※１）のモード切替ｒｌ−３Ｊの行を参照
する。モード１では始めソレノイドはすべてオフとなっ
ており（第３図に示した状態）、この状態で仮にステア
リング（２１）を更に右方向へ操舵したときは、前述し
たロータリエンコーダ（至）から発生したＣＷパルスに
よりＣＰＵは操舵方向が右方向であると認識する。従っ
て、別表１の左欄を参照すれば、前輪操舵角θ。

がプラスであり、且つ、後輪操舵角θアがＯであるので
ソレノイド（＾）及び（Ｃ）がオンとなり、第１１図に
示すように前輪（４）（４）はその操舵角θ、で固定さ
れ、後輪（ユ（→がプラス側へ回向する。そして、後輪
操舵角θ、が前輪操舵角θ、と等しくなるまでこの状態
が維持され、θアズ０８となった時点でソレノイド（Ａ
）のみがオンとなってモード３（第５図に示した状態）
に切替り、制御が終了する。然る後は第１２図に示すよ
うに、ステアリング（２１）の右方向への操舵に伴って
前輪（４）（４）と後輪（Ｗ）（Ｗ）とが同一の操舵角
にて回向し、最大操舵角十θ２．ｘ１＋θ□、ヶに至る
まで回向できる。

一方、第１０図の状態でステアリング（２１）を左方向
へ操舵したときは、前述のロークリエンコーダ（ハ）か
らＣＣＷパルスが発生してＣＰＵは操舵方向が左方向で
あると認識する。従って、別表１の右欄を参照すれば、
前輪操舵角θ６がプラスであり、且つ、後輪操舵角θ３
がＯであるのでソレノイドはすべてオフのままとなり、
前輪（４Ｘ４）のみがマイナス側へ回向する。そして、
第１３図に示すように前輪（４）（４）が直進位置とな
って前輪操舵角θ、と後輪操舵角θ３とが等しくなるま
でこの状態が維持され、θ２＝θにとなった時点でソレ
ノイド（＾）のみがオンとなってモード３に切替り、制
御が終了する。然る後は第１４図に示すように、ステア
リング（２１）の左方向への操舵に伴って前輪（４）（
４）と後輪（ロ）（ロ）とが同一の操舵角にて回向し、
最大操舵角−θ１．８．−θ□、８に至るまで回向でき
る。

又、例えば同位相四輪操舵モード（モード３）から逆位
相四輪操舵モード（モード４）へ切替える場合について
説明する。第１５図はモード３で前輪（Ｊ）（Ｊ）及び
後輪（Ｖｌ）（１４）を夫々マイナス側へ操舵角−θ２
．−θ３だけ回向した状態であり、別表１の上から９段
目（※２）のモード切替ｒ３−４Ｊの行を参照する。モ
ード３では初めソレノイド（Ａ）のみがオンとなってお
り（第５図に示した状態）、この状態で仮にステアリン
グＱｌ）を右方向へ操舵したときは、前述したロータリ
エンコーダ（２）からのＣＷパルスによりＣＰＵは操舵
方向が右方向であると認識する。従って、別表１の左欄
を参照すれば、前輪操舵角θ、及び後輪操舵角Ｏ，ｌの
双方がマイナスであるのでソレノイドはすべてオフとな
り、第１６図に示すように後輪（１４）（に）はその操
舵角−０６で固定され、前輪（４）（４）がプラス側へ
回向する。そして、前輪操舵角θ２が後輪操舵角−０２
と左右対称の角度となるまでこの状態が維持され、θ、
＝１−〇、＋　１となった時点でソレノイド（Ｂ）のみ
がオンとなってモード４（第６図に示した状態）に切替
り、制御が終了する。然る後は第１７図に示すように、
ステアリング（２１）の右方向への操舵に伴って前輪（
４）（４）と後輪（Ｋ）（１４）とが左右対称の操舵角
にて回向し、最大操舵角＋θＦｍｇ。、−〇２１．８に
至るまで回向できる。

一方、第１５図の状態でステアリング（２１）を更に左
方向へ操舵したときは、前述のロータリエンコーダ（イ
）からＣＣＷパルスが発生してＣＰＵは操舵方向が左方
向であると認識する。従って、別表１の右欄を参照すれ
ば、前輪操舵角θ２及び後輪操舵角θ２の双方がマイナ
スであるのでソレノイド（Ｂ）及び（Ｃ）がオンとなり
、後輪（１４）（ｌＩＯのみがプラス側へ回向する。そ
して、第１８図に示すように後輪操舵角θ、が前輪操舵
角−θ、と左右対称の角度になるまでこの状態が維持さ
れ、ｌ−θＦ　Ｉ＝０６となった時点でソレノイド（Ｂ
）のみがオンとなってモード４に切替り、制御が終了す
る。然る後は第１９図に示すように、ステアリング０１
）の左方向への操舵に伴って前輪（４）（４）と後輪（
１４）（ロ）とが左右対称の操舵角にて回向し、最大操
舵角−θ１．ｘ。

＋θｌｌ□、８になるまで回向できる。

而して、説明は省略するが、他の操舵モード切替に於て
も同様にして、別表１に従って各ソレノイド（Ａ）　（
Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）が作動するようにプログラムされ
ており、ＣＰＵの制御部が前後の操舵用シリンダを制御
して所望の操舵モードに切替える。

尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種々
の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改変せら
れたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は上記一実施例に詳述したように、操舵角の検
出手段により前輪及び後輪の操舵角を監視すると共に、
操舵方向の検出手段によりステアリングの操舵方向を検
出し、ＣＰＵが操舵用シリンダの方向切替バルブを制御
する。このため、操舵モード切替えの都度、前輪及び後
輪の回向方向を確認してからステアリング操作をする必
要がなくなり、前輪及び後輪の操舵角に拘らず、ステア
リングを左右何れの方向へ操舵した場合であっても所望
の操舵モードに切替えることができる。斯くして、操舵
モード切替えの操作性が著しく向上すると共に信頼性も
極めて高くなる等正に諸種の効果を奏する発明である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例であり、第１図は乗用管理機の側
面図、第２図は同平面を示す解説図、第３図は前輪操舵
モードの油圧回路図、第４図は後輪操舵モードの油圧回
路図、第５図は同位相四輪操舵モードの油圧回路図、第
６図は逆位相四輪操舵モードの油圧回路図、第７図はブ
ロック図、第８図はパルスのタイミングチャート図、第
９図は前輪及び後輪の操舵角を説明する解説図、第１０
図乃至第１４図はモードＩからモード３へ切替える場合
の前輪及び後輪の操舵角を説明する解説図、第１５図乃
至第１９図はモード３からモード４へ切替える場合の前
輪及び後輪の操舵角を説明する解説図である。 （＋）・・・・・・乗用管理機　　　（４）・・・・・
・前輪（η（ロ）・・・ドラッグアーム　（９）■・・
・操舵用シリンダθ０）（ト）・−・・・・ボテンショ
メータ（ｌＩＯ・・・・・・後輪 （イ）・・・・・・ロータリエンコーダ（５）（イ）・
・・・・・方向切替バルブθＦ ・・・・・・前輪操舵角 θＲ ・・・・・・後輪操舵角 （Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）・・・・・・ソレノイ
ド 特 許 出 願 人 井関農機株式会社 第８図 第９図 （ロ）・−・後輪 手続補正書 （ １１発） 平成 ２年５月７日 特願平　２−０８１６９０号 ２、発明の名称 四輪操舵制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　井関農機株式会社 ４、代理人 住所　東京都中央区日本橋茅場町１−１１−２置　０３
−６６８−７９２　Ｌ的 氏名　（６０５７）弁理士　林　　　　孝　吉　□５、
補正の対象　　図面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前後のドラッグアームに夫々操舵用シリンダを取り付け
   、前輪及び後輪の双方を操舵自在に形成した動力車両に
   於て、前輪及び後輪の操舵角を検出する手段と、ステア
   リングの操舵方向を検出する手段とからなり、操舵モー
   ドの切替えのとき、前輪及び後輪の操舵角の検出値とス
   テアリングの操舵方向の検出値とにより、前後の操舵用
   シリンダの方向切替バルブを制御して所望の操舵モード
   に切替える制御部をＣＰＵに設けたことを特徴とする四
   輪操舵制御装置。