JPH0419267A - 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】 ［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Ｍ］ 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１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、前後輪が同位相で操舵される前後輪同位相操舵モ
ード、及び前後輪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。

そして、これらの操舵モードの切り換えは、通常、前輪
と後輪が共に直進方向を向いたときに行なうように構成
されているが、前輪と後輪を回動させる油圧アクチュエ
ータは、時間の経過とともに作動油がリークすることが
あり、このためオペレータが操舵車輪を直進方向に同番
づようとしても各車輪が正確に追随せず、モード切り換
えを困難にするという不具合があった。

［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、次のような技術的手段を講じた。

即ち、前後輪２．３を夫々独立的に操舵できるように構
成した動力車両１において、直進状態に固定した前輪２
あるいは後輪３が直進方向から所定角度以上ずれたとき
に警報を発する制御手段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コ 以下、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、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、後輪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１８．１９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Ｆを制御する電磁バルブで、２位置４
ボ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ポ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
。

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「中立位置子と「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のみが操向可
能な前輪操舵モードに切り換えられる。

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のみが操向可能な後
輪操舵モードに切り換えられる。

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
検出するための操舵角センサで、前記支点ピン９．１０
と同軸芯上に設けられている。

次に第４−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手段としての制
御部５５に接続されている。

そして、モード切換スイッチ４６が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に
切り替わり、■にすると。

後輪操舵モードになり、■に切り換えると前後輪逆位相
操舵モードとなり、■に切り換えると前後軸同位相操舵
モードに切り替わる。

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、選
択されたモードのランプが点灯する。ランプＬ５．Ｌ６
は、油圧シリンダー１８゜１９にリークが生じて所定の
位置からずれたときに点灯する。

前記した制御装置５５のメモリ内には第５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。

前輪操舵モードでは後輪３．３がロックされ、後輪操舵
モードでは前輪２．２がロックされるが、まず、オペレ
ータのモード設定により、対応する油圧シリンダーが固
定される（ステップ８１）。

続いて固定された側の操舵角センサの検出値を読み込む
（ステップＳ２）。さらに、この検出値と固定された側
の車輪が直進方向を向いたときの操舵角センサの値との
差を算出する（ステップＳ３）。そして、その絶対値が
規定値α（略直進方向を向いていると判断される許容値
）より大か小かが判別され、αよりも小であれば、その
まま制御を続行し、絶対値がαよりも大であれば油圧シ
リンダーからの作動油のリーク量が過大であるとしてラ
ンプＬ５．Ｌ６にて報知する（ステップＳ５）。

以上のように、前輪操舵モード時あるいは後輪操舵モー
ド時に、固定した側の車輪が直進方向から規定値以上ず
れると、ランプＬ５、Ｌ６が点灯してオペレータに報知
するものであるから、オペレータは前後輪の車輪の同期
が狂ったこと登次のモード設定を行なう前に知ることが
可能となり、誤操作の危険性を未然に回避することがで
きる。

なお、第６図に示したフローチャートは１前後輪の操舵
センサ５０．５１が異常となったときでもクラッチペダ
ルを踏み込むことで強制的に操舵モードの設定ができる
ようにしたものである。

この場合には、まず前後輪２．３を略直進方向に向かわ
せ、クラッチペダル（図示省略）を踏み込み、ついで各
モード設定に対応する電磁バノ′ノブ２５．２８のソレ
ノイドＡ、Ｂ、Ｃを手動操作により切り換えて所望とす
るモードに切り換える。

この実施例で説明した四輪操舵装置は、前輪２．２と後
輪３．３が直進方向を向いたときにモード切換ができる
ようにマイコンで制御するものであるが、各車輪が直進
方向を向いたとき、言い換えると、各車輪が中点位置を
検出したのモード切換の精度を向上させる手段を説明し
たものが第７図のフローチャートである。

即ち、各操舵角センサ５０．５１の検出範囲は電圧で示
すと、Ｏ〜５■であって、直進位置は２゜５■に設定さ
れているが、このプログラムの特徴は、ステアリングハ
ンドル３８の操作速度に比例して中点位置の範囲を可変
としたものである６ステアリングハンドル３８の操作速
度が速いときには、中点位置の範囲が広＜　（２，３Ｖ
〜２゜７■）、ステアリングハンドル３８の操作速度が
遅いときには、その範囲が狭＜　（２，４５〜２゜５５
■）なるように中点の検出範囲を自動的に変更してモー
ド切換のタイミングを正確にするものである、この実施
例では、単位時間Δを当たりの操舵角検出値の変化から
ステアリングハンドル３８の操作速度を求め、その速度
Ｖと、設定値α、βとの大小関係から中点範囲を３段階
に変更できるように構成している。

次に第８図に基づきステアリングハンドル３８と操舵角
表示装置との関係を説明する。

この図はメータパネル６１の中に液晶表示部６２を設け
、前後輪２．２．３．３の操舵の様子を液晶で表示する
ように構成したものである。各操舵角センサ５０．５１
の値を制御部５５に入力し、これをドツトマトリクスの
液晶で表示することにより、オペレータにその様子を視
覚的に認識させることができ、作業適応性を大幅に向上
させることが可能となる。

なお、液晶表示部はメータパネル６１の中でなく、ステ
アリングポスト３８の中央部に設けてもよい。この場合
には、ハンドル３８の中心部に回動しない固定部を設け
、この固定部に液晶表示板を設けて前後輪の操舵状態を
表示すれば、ステアリングハンドル３８の操作中も何等
支障なく車輪の切れ角を正確に把握できるものである。

第９図は構成をもっと簡略したもので、ステアリングハ
ンドル３８の中央部に操舵モードを表示するようにした
ものである。モード切換スイッチ４６を操作してモード
設定すると、各モードに対応するＬＥＤ６５の１つが点
灯するように構成される。

［発明の効果］ この発明は前記の如く、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１において、直進状態
に固定した前輪２あるいは後輪３が直進方向から所定角
度以上ずれたときに警報を発する制御手段５５を設けた
ものであるから、オペレータは操舵輪を動かす油圧アク
チュエータの作動油のリークがあったことを次のモード
設定の前に知ることができ、この結果、オペレータは早
目に処置を講じることができて安全性が向上するもので
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
はブロック図、第５図はフローチャート、第６図、第７
図は改良装置の制御フローチャート、第８図、第９図は
ハンドル部分の正面図である。 ２、２ ３、３ １８、１９ ２５、２８ Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ 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 制御手段 ソレノイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）前後輪２、３を夫々独立的に操舵できるように構成
   した動力車両１において、直進状態に固定した前輪２あ
   るいは後輪３が直進方向から所定角度以上ずれたときに
   警報を発する制御手段５５を設けたことを特徴とする動
   力車両の四輪操舵装置。