JPH10305738A - 四輪駆動車両の前輪デフロック制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 前輪倍速装置と前輪デフロックとを備えた四
輪駆動車両が旋回する際に、地盤の状態に応じて前輪倍
速装置と前輪デフロックのどちらかを自動的に選択して
作動させ、作業負担の軽減及び作業性の向上を図る。 【解決手段】 ステアリング切れ角が一定角度以上にな
り、且つ車速が一定の速度より低速である場合は、コン
トローラ４０は作業中の旋回操作であると判断する。そ
して、前輪の左右の回転差が予め設定された規定値以内
であれば、前輪のスリップが少なくて地盤が比較的固い
と判断し、方向制御弁４５をロ位置へ切り換えて、四駆
切換用シリンダ４８の倍速クラッチ側ポート４８ａへ作
動油を供給し、前輪倍速装置を作動させる。前輪の左右
の回転差が規定値を超えたときは、地盤が軟弱でスリッ
プしていると判断し、方向制御弁４９をホ位置へ切り換
えて、デフロック用シリンダ５２へ作動油を供給し、前
輪デフロックを作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は四輪駆動車両の前輪
デフロック制御装置に関するものであり、特に、前輪倍
速装置と前輪デフロックとを備えた四輪駆動車両の前輪
デフロック制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動車両の一例としてトラクタが挙
げられるが、一般的なトラクタは、後輪のみの二輪駆動
（二駆）と前後輪の四輪駆動（四駆）のどちらかの駆動
方式を選択できるように形成されている。更に、四駆に
したときに前後輪の周速が等速で駆動される等速四駆装
置と、前輪の周速を後輪の周速に対して略２倍で駆動す
る前輪倍速装置とが択一的に作動する四駆切換装置を備
えたトラクタも知られている。例えば、トラクタが作業
中に圃場の端部に至ってＵターンする際は、ステアリン
グ操作や片ブレーキ操作等で機体が旋回状態に入ったと
コントローラが判断したときに、前輪倍速装置が作動し
て前輪の周速が速くなり、機体の旋回時間が短縮され
る。

【０００３】また、四駆のトラクタにはフロントディフ
ァレンシャルとリヤディファレンシャルが設けられてお
り、前輪への駆動力及び後輪への駆動力が夫々のディフ
ァレンシャルにて左右に振り分けられ、ディファレンシ
ャルの差動作用により、左右輪の回転差を調整してい
る。しかし、湿田のように軟弱な地盤で、左右何れか一
方の車輪がスリップして空転すると、ディファレンシャ
ルの差動作用によって他方の接地している車輪に駆動力
が伝わらなくなる。このようなときは、ディファレンシ
ャルの差動作用を止めるデフロックを使用して、他方の
車輪に駆動力を伝達してパワーロスを抑える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】四駆のトラクタが作業
中に旋回するとき、地盤が比較的に固い場合は前輪倍速
装置を作動させも、地面を荒らさずに旋回することがで
きる。しかし、軟弱地盤では前輪倍速装置を作動させる
と地面が荒れるとともに、前輪がスリップして地中に埋
没する虞がある。このため、作業者が地盤の状態を判断
してスイッチやレバーを手動操作し、前輪倍速装置の作
動を停止して前輪デフロックを作動させているが、切換
操作が煩雑で面倒であった。

【０００５】そこで、前輪倍速装置と前輪デフロックと
を備えた四輪駆動車両が旋回する際に、地盤の状態に応
じて前輪倍速装置と前輪デフロックのどちらかを自動的
に選択して作動させ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、機体の旋回時に前輪
の周速を後輪の周速に対して略２倍で駆動する前輪倍速
装置と、フロントディファレンシャルの差動作用を止め
る前輪デフロックとを備えた四輪駆動車両に於いて、機
体の旋回操作を検出する手段と、左右夫々の前輪の回転
数を検出する手段と、前輪の左右の回転差を演算する手
段を設け、作業中に旋回操作を検出したときに、前記左
右の回転差が予め設定された規定値以内であれば前輪倍
速装置を作動させ、前記左右の回転差が規定値を超えた
ときは前輪デフロックを作動する制御手段を備えた四輪
駆動車両の前輪デフロック制御装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図１は四輪駆動車両の一例としてト
ラクタの動力伝達経路を示し、エンジン１０の動力は主
クラッチ１１を経て走行系とＰＴＯ系とに分岐される。
走行系の動力伝達経路について説明すれば、前後進切換
装置１２から主変速装置１３、副変速装置１４にて減速
された後にリヤディファレンシャル１５に伝えられ、左
右のリヤ伝動ギヤ機構１６を経て夫々の後輪１７が駆動
される。

【０００８】また、副変速装置１４の後部に設けられた
二駆・四駆切換ギヤ機構１８の切換操作により、走行系
の動力が四駆切換装置１９にも伝達される。該四駆切換
装置１９には等速四駆クラッチ２０と前輪倍速クラッチ
２１が設けられており、双方のクラッチが択一的にオ
ン、或いは双方ともオフとなるように制御される。

【０００９】例えば、等速四駆クラッチ２０がオンにな
ると前輪駆動軸２２が直結状態となり、二駆・四駆切換
ギヤ機構１８から入力された回転が、等速回転でフロン
トディファレンシャル２３へ伝達される。これに対し
て、前輪倍速クラッチ２１がオンになると前輪倍速装置
２４が作動し、二駆・四駆切換ギヤ機構１８から入力さ
れた回転が、倍速ギヤ機構２５を経て略２倍の回転でフ
ロントディファレンシャル２３へ伝達される。フロント
ディファレンシャル２３に入力された動力は、左右のフ
ロント伝動ギヤ機構２６を経て夫々の前輪２７に伝達さ
れる。

【００１０】ここで、フロントディファレンシャル２３
には前輪デフロック３２が設けられており、左右何れか
一方のフロントアクスルシャフト３０にスプライン嵌合
されたスライドパイプ３１がフロントディファレンシャ
ル２３側へスライドして、スライドパイプ３１の爪クラ
ッチ３１ａがフロントディファレンシャル２３の爪クラ
ッチ２３ａに係合したときは、前輪デフロック３２が作
動してフロントディファレンシャル２３の差動作用が止
まる。

【００１１】図２はフロントアクスル部分を示し、フロ
ントディファレンシャル２３の左右に配設されたフロン
トアクスルシャフト３０には、左右夫々の前輪２７の回
転数を検出する手段として前輪回転数センサ３５，３６
が設けられている。左右の回転数センサ３５，３６の検
出信号は、夫々コントローラ４０に入力される。また、
機体の旋回操作を検出する手段としてステアリングシャ
フト３７に操舵角センサ３８を装着し、ステアリングホ
イール３９の回転操作を検出してコントローラ４０へ入
力する。

【００１２】図３は前輪デフロック制御装置のブロック
図であり、前輪回転数センサ３５，３６、操舵角センサ
３８、車速センサ４１等の各センサの検出信号がコント
ローラ４０へ入力される。コントローラ４０には演算手
段と制御手段が設けられており、演算手段では前輪回転
数センサ３５，３６の検出信号から左右の回転数差を演
算する。また、制御手段では、作業中に機体が旋回した
ときに、左右の回転数差の大小に応じて、前輪倍速装置
２４と前輪デフロック３２とを択一的に作動させる。

【００１３】前輪倍速装置２４を作動させるときは、コ
ントローラ４０から方向制御弁４５のソレノイド４６へ
制御信号を出力し、該方向制御弁４５をロ位置に切り換
える。四駆切換用シリンダ４８には倍速クラッチ側のポ
ート４８ａと等速クラッチ側のポート４８ｂが設けられ
ており、方向制御弁４５がロ位置に切り換わると倍速ク
ラッチ側のポート４８ａへ作動油が供給される。従っ
て、前述した前輪倍速クラッチ２１がオンとなって前輪
倍速装置２４が作動し、前輪２７の周速が後輪１７の周
速に対して略２倍の速さで駆動される。

【００１４】一方、前輪デフロック３２を作動させると
きは、コントローラ４０から方向制御弁４９のソレノイ
ド５０へ制御信号を出力し、該方向制御弁４９をホ位置
に切り換えてデフロック用シリンダ５０へ作動油を供給
する。従って、前述したスライドパイプ３１がフロント
ディファレンシャル２３側へスライドし、スライドパイ
プの爪クラッチ３１ａがフロントディファレンシャルの
爪クラッチ２３ａに係合して前輪デフロック３２が作動
し、フロントディファレンシャル２３の差動作用が止ま
る。

【００１５】ここで、コントローラ４０からソレノイド
４６へ制御信号を出力しているときはソレノイド５０へ
の信号は出力されず、また、コントローラ４０からソレ
ノイド５０へ制御信号を出力しているときはソレノイド
４６への信号は出力されない。即ち、コントロラ４０の
制御により、前輪倍速装置２４と前輪デフロック３２と
が択一的に作動する。尚、油圧ポンプ５３から吐出され
た作動油は減圧弁５４を通過して他の回路にも供給され
る。

【００１６】図４は制御のフローチャートであり、前輪
回転数センサ３５，３６や操舵角センサ３８、車速セン
サ４１等の各センサの検出信号を読み込む（ステップ１
０１）。コントローラ４０はこれらの検出信号に基づい
て演算処理を行う（ステップ１０２）。先ず、前輪回転
数センサ３５，３６の検出信号から左右の回転差を演算
し、操舵角センサ３８の検出信号からステアリング切れ
角を演算するとともに、車速センサ４１の検出信号から
機体の走行速度（車速）を演算する。

【００１７】そして、ステアリング切れ角が一定角度に
達したときは、機体が旋回操作に入ったと判断し（ステ
ップ１０３）、更に、車速が一定の速度よりも低速であ
るときは（ステップ１０４）、作業中に機体が旋回中で
あると判断してステップ１０５へ進む。しかし、機体が
旋回操作に入った場合でも、車速が一定の速度よりも高
速であるときは路上走行していることも考えられるの
で、二駆走行になる（ステップ１０４→１１０）。

【００１８】ステップ１０５では、前輪の左右の回転差
が予め設定された規定値（例えば左右の回転差１：２）
以内であれば前輪倍速装置２４を作動させ（ステップ１
０６）、左右の回転差が規定値を超えたときは前輪デフ
ロック３２を作動させる（ステップ１０７）。

【００１９】斯くして、例えばトラクタが湿田を作業中
に旋回するとき、地盤が比較的に固い場合は前輪のスリ
ップが少なく前記左右の回転差は規定値以内となるた
め、前輪倍速装置２４が作動して旋回時間が短縮され
る。しかし、地盤が軟弱である場合は前輪（とくに内
輪）がスリップし易くなり、前記左右の回転差が大きく
なって規定値を超えるため、前輪デフロック３２が作動
して駆動力が確保される。

【００２０】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では四輪駆
動車両が旋回する際に、前輪の左右の回転差から地盤の
状態を判断し、これに応じて前輪倍速装置と前輪デフロ
ックのどちらかを自動的に選択して作動させるため、作
業者がスイッチやレバー等で前輪倍速装置と前輪デフロ
ックの作動を切り換える手動操作がなくなり、作業者の
負担が軽減されて作業性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの動力伝達経路を示す図。

【図２】フロントアクスル部分の解説図。

【図３】前輪デフロック制御装置のブロック図。

【図４】制御のフローチャート。

【符号の説明】

１７ 後輪 ２３ フロントディファレンシャル ２４ 前輪倍速装置 ２７ 前輪 ３２ 前輪デフロック ３５，３６ 前輪回転数センサ ３８ 操舵角センサ ４０ コントローラ ４１ 車速センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体の旋回時に前輪の周速を後輪の周速
   に対して略２倍で駆動する前輪倍速装置と、フロントデ
   ィファレンシャルの差動作用を止める前輪デフロックと
   を備えた四輪駆動車両に於いて、機体の旋回操作を検出
   する手段と、左右夫々の前輪の回転数を検出する手段
   と、前輪の左右の回転差を演算する手段を設け、作業中
   に旋回操作を検出したときに、前記左右の回転差が予め
   設定された規定値以内であれば前輪倍速装置を作動さ
   せ、前記左右の回転差が規定値を超えたときは前輪デフ
   ロックを作動する制御手段を備えたことを特徴とする四
   輪駆動車両の前輪デフロック制御装置。