JPS61232924A - 作業用車両の駆動方式切替制御装置 - 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〉 本発明は、２輪駆動方式と４輪駆動方式を適宜切替えて
使用できる機能を備えた車両における駆動方式切替制御
装置に関する。

〈従来の技術〉 自動車やトラクタなどの車両には、路上や整地などの走
行の容易な場所では２輪駆動方式により走行し、不整地
や水田など２輪駆動ではスリップしやすい場所を走行す
る場合には４輪駆動方式に切替える機能を備えたものが
あり、この切替えは切替レバーなどの操作部材をオペレ
ータが操作して行なうのが普通である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のように、従来の車両ではオペレータがスリップ状
態の判断を行なって駆動方式を切替えているため、他の
操作をしながら切替えにも気を配る必要があって取扱い
が面倒であり、またスリップが予測される場合には早目
に４輪駆動に切替えることが多いため、それだけ動力伝
達ロスが大きくなって燃費が悪くなりやすく、更にスリ
ップが発生した後に切替える場合には、切替えが遅れる
と走行や作業の遂行が困難になることがあるため操作に
は熟練を要するなど、多くの問題がある。

本発明は上述のような問題点に着目し、特に２輪駆動か
ら４輪駆動への切替えを適切な時期に自動的に行なうよ
うにすることを課題としてなされたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために１本発明の装置は、前輪の
回転数を検出する回転数検出手段と、後輪の回転数を検
出する回転数検出手段と、前輪か後輪の一方のみを駆動
する２輪駆動方式と両輪を駆動する４輪駆動方式とを切
替える駆動方式切替手段と、２輪駆動方式の場合におい
て、検出された前輪の回転数と後輪の回転数とを比較し
１両者の差が基準値を越えた場合には２輪駆動から４輪
駆動への切替信号を出力し、上記の駆動方式切替手段を
動作させて４輪駆動方式に切替える制御部。

とを備えている。

く作用〉 第２図は駆動軸と従動輪の回転数とその比率の一般的な
変動状態を例示した図である。Ａは駆動軸の回転数を、
Ｂは従動輪の回転数をそれぞれ示しており、縦の破線Ｃ
の左側は正常な場合、右側は駆動軸がスリップしている
場合を示している。

すなわち、正常時には負荷に応じて両輪の回転数は変動
しても回転比率はほぼ一定の低い値となり。

正常判定範囲り内に保たれているが、スリップ状態では
、駆動軸はスリップのため回転数が高くなり、従動輪は
走行速度が低下するため回転数が低下し、回転数の差は
大幅に大きくなる。本発明の装置ではこのような現象を
利用し、前輪と後輪の回転数の差が基準値より太き（な
った場合に駆動軸がスリップしていると判断しており、
駆動軸のスリップ状態は適切にしかも速やかに検出され
、４輪駆動への切替えが自動的に行なわれるのである。

〈実施例〉 以下、本発明をトラクタに実施した図示の一実施例につ
いて説明する。

第１図の概念系統図において、（１）は後輪、（２）は
前輪である。通常のトラクタと同様に後輪（１）は常時
駆動されるものであって、　（１１）は走行用変速機、
　（１２）は後輪駆動シャフト、　（１３）はシャフト
（１２）に取付けられたセンサ用回転バルサ、（１４）
は回転パルサ（１３）に対応して配置されている回転セ
ンサ、　（１５）は走行用変速機（１１）のニュートラ
ル状態を検出する変速位置検出器である。また（２１）
は前輪駆動用の油圧式変速機、　（２２）は前輪駆動シ
ャフト、（２３）はシャフト（２２）に取付けられたセ
ンサ用回転パルサ、（２４）は回転バルサ（２３）に対
応して配置されている回転センサ、　（２５）は前輪駆
動用電磁弁であり、この電磁弁（２５）を励磁すること
により変速機（２１）が作動状態となって前輪（２）が
駆動され、４輪駆動の状態となるように構成されている
。

（３）はマイクロコンピュータを内蔵した制御部であっ
て、　（３１）は各種の制御演算を行なって制御信号を
出力するＣＰＵ、（３２）は各回転センサ（１４）　（
２４）の検出信号を受け、波形整形してＣＰＵ（３１）
に送る信号入力部、（３３）は電源供給部、（３４）は
２７４輪自動切替部である。その他、図示してないが制
御部（３）には制御プログラムや各種のデータを記憶し
ているＲＯＭ、制御演算等に用いられるＲＡＭ等も備え
られている。

（４）は自動／手動選択部、（５）は２／４軸手動切替
部であり、自動／手動選択部（４）を手動側へ入れるこ
とにより、２７４輪手動切替部（５）の切替えに応じて
２輪駆方式動と４輪駆動方式を任意に選択することがで
きる。（６）はダツシュボードパネル等に配置された表
示部であり、４輪駆動の際、に動作してオペレータに４
輪駆動方式になっていることを知らせるものである。

次に、第３図のフローチャートにより制御手順を説明す
る。

まず、ステップ１（図においてはステップをＳと記す）
において変速位置検出器（１５）の検出信号を認識して
、走行用変速機（１１）がニュートラルであれば２／４
輪自動切替部（３４）を４輪側へ切替えて４輪駆動とす
る。一般に、トラクタは変速機がニュートラルの状態で
ないと機関の始動ができないようになっているので、始
動時には必ず４輪側へ切替えられることになる。次に回
転センサ（２４）の検出信号から前輪回転数Ｎｆを検出
し、判定可能回転数Ｎ、と比較しでこれより大きければ
１回転センサ（１４）の検出信号から後輪の回転数Ｎｒ
を検出する（ステップ２）。判定可能回転数Ｎ、は。

停止時あるいは超低速時には次のステップに移らないよ
うにするため予め設定されたものである。

第４図は回転センサ（１４）　（２４）の出力波形を例
示したもので、信号入力部（３２）で波形整形をした後
のパルス波の周期がｔであり１回転パルサ（１３）　（
２３）の車軸１回転当りの歯数が例えばｎ枚であれば。

車軸の回転数はＮ　＝　６０　／　ｎｔで求められる。

次のステップ３では１前後輪の回転数比率から前後軸回
転数比率Ｐｒｆ＝Ｎｒ／Ｎｆを求め、これに定数Ｐ、ま
たはＰｚを加えて、２輪駆動から４輪駆動に切替える時
の切替回転差基準Ｐ２４と、４輪駆動から２輪駆動に切
替える時の切替回転差基準Ｐ４□とを計算する。トラク
タの場合には作業内容などに応じて車輪が交換されるこ
とがある。ので、この切替回転差基準は始動の都度計算
されるようになっている。

以上は切替回転差基準を求めるための手順であり、既に
計算済みで変速機（１１）が入れられていれば、これら
の手順は省略されてステップ４に移る（ステップ１参照
）。ステップ４以降は、今求めた切替回転差基準を用い
て切替制御を行なう手順である。

すなわち、ステップ４では改めて前後軸回転数Ｎｆ及び
Ｎｒを検出してＮｆを判定可能回転数Ｎ。

と比較し、Ｎｆ）Ｎ、であれば前後輪回転数比率Ｐｒｆ
を計算する。ステップ５ではこのＰｒｆを切替回転差基
準Ｐ２４と比較し、　Ｐｒｆ　＞Ｐｚ　４であれば後輪
（１）がスリップしていると判断してステップ６に移り
、４輪駆動になっていなければ制御部（３）の２／４軸
自動切替部（３４）が４輪側に切替えられ、電磁弁（２
５）が励磁されて油圧式変速機（２１）が作動状態とな
り、前輪（２）も駆動される４輪駆動方式の状態となる
。

一方、ステップ５でＰｒｆ　＞Ｐｚ　４でない場合には
ステップ７に移り、このＰｒｆを切替回転差基準Ｐ４２
と比較し、　Ｐｒｆ　＜Ｐ４２であればスリップしてい
ないと判断してステップ８に移り、４輪駆動になってい
れば制御部（３）の２／４輪自動切替部（３４）を２輪
側に切替え、電磁弁（２５）の励磁を止めて油圧式変速
機（２１）の作動を停止し、後軸（１）のみが駆動され
る２輪駆動方式の状態に戻すのである。

なお、例えば２輪駆動から４輪駆動に切替えられると、
前輪と後輪のいずれか一方のみが大きくスリップすると
いうことはなくなるのが普通であり、回転数比率Ｐｒｆ
が小さくなる。このため、比率Ｐｒｆが２＠に切替える
回転差基準Ｐ４２以下になってすぐに２輪駆動に切替え
られる可能性があり、これはスリップしやすい状態が続
いている時に２輪に切替えられた場合でも同様であって
、後輪がスリップを始めてすぐに４輪駆動に切替えられ
る可能性がある。そこで、ステップ６及び８では、切替
えた後にそれぞれ予め設定されたて４時間及び１２時間
だけそのままの状態に保つようにしである。

以上のような手順が短い周期で繰り返され、スリップ状
態に応じた駆動方式の切替えが自動的に行なわれる。第
５図は１以上の制御によって駆動方式が時間の経過とと
もに状況に応じて変化する様子を例示した図であり、ま
た第６図は前後軸回転数比率と駆動方式の切替え状況と
の関係を例示した図である。

第６図において、鎖線ＥはスリップＯの状態を。

また鎖！ＩＦはスリップ許容範囲をそれぞれ示しており
１回転数比率は、２輪駆動から４輪駆動への切替えの方
を４輪駆動から２輪駆動への切替えの時より少し大きく
設定し、ヒステリシス特性を持たせである。この回転数
比率の差は、ステップ３で切替回転差基準を求める時の
定数Ｐ１、Ｐｚにより任意に設定される。この実施例で
は、上記のヒステリシス特性と、前述したステップ６及
び８で切替え後の一定時間その状態を保持することによ
って、切替えが短時間で頻繁に繰り返されるハンチング
現象の発生を防いでいる。

第７図は、上述の前輪駆動用電磁弁（２５）を含む各種
油圧式作動機器を動作させるための油圧回路の要部を例
示したものである。図において、（７１）は２／４輪切
替部を構成する油圧クラッチ、　（７２）（７３）は走
行変速の高低切替部を構成する油圧クラッチ、（７４）
はポジションコントロール、ドラフトコントロールの切
替部を構成する油圧クラッチであり、これらの油圧クラ
ッチは、電磁弁（２５）のほか電磁弁（２６）　（２７
）によって切替操作が行なわれるようになっている。図
中、（７５）は油圧ポンプ、　（７６）は油圧ブレーキ
ポンプ装［、（７７）は油圧ブレーキアクチュエータ、
（７８）は主クラッチ、（７９）は機関を示す。

〈発明の効果〉 上述の実施例の説明からも明らかなように１本発明の装
置は、後輪と前輪の回転数の差により駆動軸のスリップ
を検出し、この比率がある基準値を越えた場合にスリッ
プと判断して４輪駆動に切替えるようにしているので、
スリップ状態の検出と駆動方式の切替えが適切かつ速や
かに自動的に行なわれ、オペレータの負担を軽減すると
ともに燃費を低減することができ、また切替えの遅れに
より走行や作業の継続が困難になるような事態を未然に
防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念系統図、第２図は駆動
軸と従動輪の回転数とその比率の関係を例示した図、第
３図（ａ）及び（ｂ）は制御のフローチャー１・、第４
図は回転センサの出力波形を例示した図、第５図は制御
の結果による駆動方式の切替状況を例示した図、第６図
は前後輪回転数比率と駆動方式の関係を例示した図、第
７図は油圧回路の要部を例示した図である。 （１）・・・後軸、（２）・・・前輪、（３）・・・制
御部、　（ｉｉ）・・・走行用変速機、（１４）・・・
後輪回転センサ、（２１）・・・前輪駆動用油圧式変速
機、（２４）・・・前輪回転センサ、（２５）・・・前
輪駆動用電磁弁、（３１）・・・ｃｐυ、（３４）・・
・２７４輪自動切替部。 特許出願人　　ヤンマーディーゼル株式会社・　代理人
　弁理士　篠　１）實 第１図 第２図 →瞠閘（ｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪の回転数を検出する回転数検出手段と、後輪
   の回転数を検出する回転数検出手段と、前輪か後輪の一
   方のみを駆動する２輪駆動方式と、両輪を駆動する４輪
   駆動方式とを切替える駆動方式切替手段と、 ２輪駆動方式の場合において、検出された前輪の回転数
   と後輪の回転数とを比較し、両者の差が基準値を越えた
   場合には２輪駆動から４輪駆動への切替信号を出力し、
   上記の駆動方式切替手段を動作させて４輪駆動方式に切
   替える制御部、とを備えたことを特徴とする車両の駆動
   方式切替制御装置。