JPH08296466A - 移動車輌の旋回速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】農用トラクターで旋回中に前車輪の回転を後車
輪に対し２倍に増速して旋回する倍速ターン付きトラク
ターにおいて、この旋回中の車速を前車輪の駆動を切る
ことにより測定し、この測定値と事前に設定した設定値
により、走行車速が速い場合、減速して安全に走行する
ためにエンジン回転を自動的に低くする。 【構成】前車輪１の操舵角が所定角度以上になると前車
輪１の回転周速度を後車輪２の回転周速度よりも速くす
る前輪増速四駆状態「４ＷＤＤ」を有する移動車輌３に
おいて、前車輪１の回転数を検出する前軸回転センサー
４を設け、この前軸回転センサー４の検出値が設定走行
速を越えたと検出した時、エンジン５の回転数を低くす
る低速操作手段６を設けたことを特徴とする移動車輌の
旋回速度制御装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動車輌の旋回速度
制御装置に関する。移動車輌は、走行車輪の一部や全部
に駆動力を与えて走行し、圃場端部においては、走行中
の圃場表面の状態が乾燥した硬い表面である場合は前車
輪を遊転させて旋回し、湿った軟弱表面である場合は前
車輪を駆動して旋回して、圃場表面をなるべく荒らさず
に走行駆動伝達は確実に行なおうとしており、その際、
さらに走行車速を減速制御しようとするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術としては、四輪駆動車の旋回時
に前車輪の駆動を切って後二輪で旋回を行なう旋回時二
輪駆動のものや、この旋回時に前車輪の平均周速を後車
輪に対して約二倍程度に増速して旋回を行なう旋回時倍
速四輪駆動のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のもの
は、最初に設定した標準的な作動順序に合わせて機械的
に制御を行なうだけであって、地面の状態の変化が生じ
ても無視して標準的な作動を行なっている。このような
従来のもので、旋回走行において標準的な前車輪倍速の
作動を連続して行なうと、旋回速度が速くなりすぎて、
転倒する恐れを有する場合が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、従来装置
の、このような不具合を解消しようとするものであっ
て、次のような技術的手段を講じた。即ち、前車輪１の
操舵角が所定角度以上になると前車輪１の回転周速度を
後車輪２の回転周速度よりも速くする前輪増速四駆状態
「４ＷＤＤ」を有する移動車輌３において、前車輪１の
回転数を検出する前軸回転センサー４を設け、この前軸
回転センサー４の検出値が設定走行速を越えたと検出し
た時、エンジン５の回転数を低くする低速操作手段６を
設けたことを特徴とする移動車輌の旋回速度制御装置の
構成とした。

【０００５】

【実施例】以下に、図面を参照して、この発明の実施例
をくわしく説明する。ただし、この実施例に記載されて
いる構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、
特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそ
れらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例
にすぎない。

【０００６】図１、図４で示す移動車輌３は農用トラク
ターであって、この農用トラクターの前車輪１，１と後
車輪２，２の駆動部を駆動するエンジン５に、この発明
を折り込んだものである。農用トラクターである前後四
輪駆動式の移動車輌３は、機体の前後四隅部に前後車輪
１，１、２，２を取付けており、エンジン５の動力を利
用して駆動している。前後車輪１，１、２，２は、夫れ
夫れ前後の車軸ケース７，８に連結されて外側に突設
し、その基端部を前フレーム９や主フレームの一部であ
る後部伝動ケース１０に取付けている。前フレーム９の
後端は主フレーム側に一体に組み付けられた機枠となっ
ており、この機枠である前フレーム９にエンジン５が着
脱自在に取付けられている。前車軸ケース７の左右方向
中央部は、前フレーム９に対し左右揺動自在に軸着１１
され、地面の凹凸により前車輪１，１が上下動する。こ
の前車軸ケース７の左右方向中央部には、左右の前車輪
１，１の周速差を調整する前部デファレンシャル装置１
２を内装しており、後述する前部伝動ケース１３下方か
ら前方に向かって伝動突出する前駆動軸１４を経て入力
している。

【０００７】１５はラジエター、１６は冷却ファンであ
って、エンジン５の前方に配設される。１７はエンジン
回転センサーであって、図４では冷却ファン１６近傍に
設けられてエンジン５の回転数を測定し制御部であるＣ
ＰＵ１８に伝えているが、エンジン５と比例的に回転し
ていれば、図１で示すようにクランク軸５ａやその他の
回転部の回転を測定してもよい。１９はボンネットであ
って、エンジン５や他の補器類（図示省略）の前方や側
方を覆っている。

【０００８】２０はクラッチハウジングであって内部に
主クラッチ２１を内装しており、エンジン５に一側部を
取付け他側部に前部伝動ケース１３を取り付け、エンジ
ン５の駆動力を機体側の主フレームとした前部伝動ケー
ス１３から後部伝動ケース１０へと伝動している。入力
した駆動力は、詳細は省略するが、前後進の変速を行な
うリバーサー装置２２や主変速装置２３や副変速装置２
４等の一部または全部から成る変速機構２５を経て、後
部デファレンシャル装置２６を経て後車輪２に達する走
行車輪駆動系と、前部伝動ケース１３の入り口部で伝動
分岐した外部動力取出であるＰＴＯ駆動系との二系統に
分かれる。

【０００９】２９はＰＴＯ軸であって、後部伝動ケース
１０から後方に突出し、この突出部に各種の作業機（図
示省略）への入力軸を着脱自在に取り付けている。後部
デファレンシャル装置２６から左右に出力軸３０，３０
を突出し、この出力軸３０から減速ギヤ３１，３１を経
て後車輪２を走行駆動している。３２はブレーキ具であ
って、左右の出力軸３０，３０を単独または同時に制動
して後車輪２，２から地面へ伝達する駆動力を変更する
ものであり、図示しない足動ペタルや旋回時の自動制動
旋回機構等により、制動力を必要に応じ変化して旋回や
減速や停止に使用する。３４はハンドル、３５はハンド
ルポストであって、ハンドルポスト３５の下端部は機枠
に取付けられ、図示しないリンク類を介しハンドル３４
を左右回転すると、前車輪１，１が左右に舵取り揺動す
るものであり、この前車輪１，１の左右操舵角度を舵角
センサー３３で読み取って、制御部であるＣＰＵ１８に
伝えている。

【００１０】左右の後車輪２，２の前方から上方にかけ
てフェンダー３６，３６が取り付けられ、この左右フェ
ンダー３６，３６間に座席３７が設けられる。左右の後
車輪２，２は、それぞれ後車軸ケース８を介して後部伝
動ケース１０に左右連結している。後部デファレンシャ
ル装置２６を内装する後部伝動ケース１０は、前述の前
部伝動ケース１３の後部に取付けられている。座席３７
下部の運転者足元部からハンドルポスト３５下部の両側
方にかけて、略平板状のフロア３８を取付けている。フ
ロア３８は、略左右方向平板状でその外幅は左右のフェ
ンダー３６，３６の外縁部近傍まで、即ち、機体全幅に
近い広さとしている。

【００１１】変速機構２５から出力し後部デファレンシ
ャル装置２６に入力する間の駆動軸ならどこでも良い
が、この駆動軸である後駆動軸２７の駆動力を出力ギヤ
ー３９、カウンターギヤー４０を経て主ギヤー４１に伝
達する。図２で詳細に説明すると、主ギヤー４１は第一
クラッチボス４２のスプライン部の内端側に係合してお
り、このボスと一体回転する。このスプライン部外端側
に副ギヤー４３が取付けられており、主副ギヤー４１，
４３は同時回転する。これらは図例で二枚のギヤーとし
ているが、歯数が問題無ければ主副ギヤー４１，４３は
一枚としていても良い。副ギヤー４３には、カウンター
入口ギヤー４４が常時噛み合っており、連結駆動軸４５
で連結されたカウンター出口ギヤー４６も一体回転可能
としている。カウンター出口ギヤー４６は第二クラッチ
ギヤー４７と常時噛み合っており、この第二クラッチギ
ヤー４７と一体の第二クラッチボス４８まで同時回転可
能としている。

【００１２】言葉を換えると、主ギヤー４１が回転する
と、前駆動クラッチ軸４９上に対向して回転自由に設け
た第一クラッチボス４２と第二クラッチボス４８は同時
に、次に説明するように別回転数で回転し、主ギヤー４
１が停止すると第一、第二クラッチボス４２，４８は同
時に停止する。副ギヤー４３によりカウンター入口ギヤ
ー４４が増速され、さらに、カウンター出口ギヤー４６
により第二クラッチギヤー４７が増速されており、第一
クラッチボス４２が一回転する時第二クラッチボス４８
は略々二回転する。この第一、第二クラッチボス４２，
４８間には、第一ピストン５０と第二ピストン５１が配
設されると共に、複数の摩擦板５２，５２．．．を内装
した駆動ドラム５３で外周を覆われている。駆動ドラム
５３は、仕切壁５４で前後に仕切られており、後部の第
一クラッチボス４２と摩擦板５２と第一ピストン５０で
直結クラッチ５５を構成し、前部の第二クラッチボス４
８と摩擦板５２と第二ピストン５１で増速クラッチ５６
を構成している。駆動ドラム５３は、前駆動クラッチ軸
４９の中央スプライン５７部に一体に組み付けられてい
る。前後部の伝動ケース１３，１０内には潤滑油が保持
され、各伝動歯車や軸類を潤滑している。この潤滑油の
一部をオイルポンプ５８で吸引し加圧すると共に、油路
切替弁５９を介して前述の直結クラッチ５５の第一ピス
トン５０と仕切壁５４間の第一油室６０部、または、増
速クラッチ５６の第二ピストン５１と仕切壁５４間の第
二油室６１部、のいずれか一方に圧油を供給する。

【００１３】図２の油路切替弁５９は中立状態を示して
おり、この中立状態では、直結クラッチ５５と増速クラ
ッチ５６は共にＯＦＦ状態になっている。次に第一ソレ
ノイドに通電すると油路切替弁５９は油室５９ａに切り
替わって高圧油が第一油室６０に流入し、直結クラッチ
５５が繋がって後駆動軸２７の回転をそのままの比で前
駆動クラッチ軸４９に伝える。第二ソレノイドに通電す
ると油路切替弁５９は油室５９ｂに切り替わって高圧油
が第二油室６１に流入し、増速クラッチ５６が繋がって
後駆動軸２７の回転を略々二倍として前駆動クラッチ軸
４９に伝える。この前駆動クラッチ軸４９に入力した後
駆動軸２７の回転は、前述した前駆動軸１４に連動連結
されており、前部デファレンシャル装置１２を経て前車
輪１，１を駆動する。前記のように、直結クラッチ５５
がＯＮで増速クラッチ５６がＯＦＦの場合の前駆動軸１
４の回転は後車輪２に対し略等速で駆動される「前後四
輪駆動状態」（以下、４ＷＤと呼ぶ。）となり、直結ク
ラッチ５５がＯＦＦで増速クラッチ５６がＯＮの場合の
前駆動軸１４の回転は後車輪２に対し略二倍速で駆動さ
れる「前輪増速四駆状態」（以下、４ＷＤＤと呼ぶ。）
となり、両クラッチ５５，５６が共にＯＦＦ状態の時は
「後輪二駆状態」（以下、２ＷＤと呼ぶ。）となって前
駆動軸１４は単に転輪状態となっている。（転輪状態と
は、前車輪１が機体が移動すれば引かれて回転し、機体
停止時は止まっていることであり、機体の実際の走行速
度「Ｖ」での周速を表示する。） ６２はドレン油路であって、油路切替弁５９が油室５９
ａ，５９ｂ，５９ｃいずれかに切り替わると、連携した
油路内の圧油を前後部の伝動ケース１３，１０に逃が
す。図例では、前後部の伝動ケース１３，１０を油溜り
として使用しているが、別体のオイルタンクを専用に設
けても良い。カウンター出口ギヤー４６近傍には後軸回
転センサー６３が配設され、駆動ドラム５３近傍には前
軸回転センサー４が配設されて、夫れ夫れの回転部の回
転数を読み取って制御部であるＣＰＵ１８に伝えてい
る。

【００１４】この農用トラクターは、先ず、直結クラッ
チ５５と増速クラッチ５６の両クラッチをＯＦＦ状態と
して後車輪２のみを駆動する２ＷＤで走行し、この２Ｗ
Ｄでの走行中に前後車輪１，２の周速を前軸回転センサ
ー４と後軸回転センサー６３で読み取り、両者の周速差
の大小により圃場表面の硬軟状態を測定し、測定結果が
周速に差が少なくて圃場表面が硬いと判断した場合はそ
のまま２ＷＤで旋回し、周速差が一定以上となっており
即ち前車輪１の回転が少ないときには後車輪２がスリッ
プ状態であるから、前進を行なうため前車輪１をエンジ
ン５により駆動し走行する。ハンドル３４の操舵角度を
舵角センサー３３で検出し、直進状態の時は直結クラッ
チ５５をＯＮして４ＷＤで直進走行し、旋回状態の時は
増速クラッチ５６をＯＮして４ＷＤＤで旋回走行する。
この増速クラッチ５６をＯＮして４ＷＤＤで旋回走行す
るとき、旋回途中に増速クラッチ５６を短時間ＯＦＦし
て２ＷＤ状態として前軸回転センサー４で実際の走行車
速「Ｖ」を測定し、車速「Ｖ」が設定速度以上の時は、
エンジン５の回転を低速操作手段６で低速側に変更する
ようにしている。

【００１５】エンジン５とスロットルレバー６４は、ロ
ッドやワイヤー等の連動具６５で連動連結されており、
スロットルレバー６４を手動操作するとエンジン５への
燃料の噴射量が増減変更され、エンジン５の回転変更が
可能と成っている。図例では、この連動具６５の途中に
低速操作手段６を設けている。低速操作手段６は、連動
具６５を燃料噴射量を少なくする側に操作するものであ
って、ＣＰＵ１８により自動操作しエンジン５の回転を
低回転にする。例えば、図示しないが、電気的なモータ
ーによる連動具６５の伸縮動作や、ピストンとシリンダ
ーの油圧アクチュエーターをソレノイドバルブを介して
油圧回路で操作したり、エンジン５の燃料噴射弁のラッ
ク部を直接操作する等いろいろ考えられるが、エンジン
５を低速側に自動操作できれば何でも良い。

【００１６】この制御の動きを、図３のチャート図で説
明する。先ずステップ１でセンサーや操作スイッチ類の
位置を読み、作業モードか旋回モードかを検出する。旋
回モードであればステップ２に進み、設定目標の車速と
旋回途中に自動で２ＷＤとして前軸回転センサー４によ
り実際の走行車速を検出して、目標値とセンサー検出値
を比較する。実際の走行速が目標値より上の場合、ステ
ップ３で示すようにＣＰＵ１８を介して低速操作手段６
を自動操作して、エンジン５の回転数を低くする。この
車速の設定目標値は作業者の能力によって異なるので、
設定変更を行なうダイヤル６６をハンドル３４近傍に設
けておけば、調整できるため操作性がさらに向上する。

【００１７】図１では変速機構２５をリバーサー装置２
２と主変速装置２３と副変速装置２４で構成している
が、図４で部分的に変更した主変速装置を、ＨＳＴやベ
ルト式無断変速機等の無段階主変速機構２３ａとした変
速機構２５ａとしても良い。この場合、無段階変速機構
２３ａの入力軸６７と出力軸６８の回転を前後のセンサ
６９，７０で常時検出しＣＰＵ１８に伝える。運転者近
傍部にダイヤル等の回転比設定器７１を設け、設定変速
比を保つように制御する図６で示す定回転制御７２のモ
ードと、走行の負荷に応じて車速を高低変更するエンジ
ン負荷制御７３のモードを設ける。

【００１８】エンジン負荷制御７３のモードでの作業
は、プラウでの耕起作業のように走行負荷は大きいが若
干の車速変化は許容される作業や、ロータリでの耕耘作
業のようにＰＴＯ軸２９の駆動回転に馬力を消費して同
一の耕深を保てないようなときに車速を減速して同耕深
で耕耘を続ける作業に使用する。定回転制御７２のモー
ドでの作業は、施肥や薬剤散布等車速を一定に保って走
行する必要の作業に使用し、２つのモードをモード切換
スイッチ７４で切り替えることで、作業に応じた変速制
御を自動的に行なう。この制御回路を図５で示すと、Ｃ
ＰＵ１８に車速設定器７５や回転比設定器７１やモード
切換スイッチ７４やスロットル開度センサー７６やエン
ジン５の回転数設定器７７等が接続されており、夫々の
設定位置を検出可能としている。また、前後のセンサ６
９，７０の検出値もＣＰＵ１８で検出している。図６の
チャート図で、制御動作を示すと、ステップ１でデータ
を読み込み、定回転制御７２のモードに成っているかど
うかにより、ステップ２の定回転制御７２かエンジン負
荷制御７３かを選ぶ。

【００１９】図７のチャート図で、エンジン負荷制御７
３の動きを説明する。ステップ１で回転数設定器７７で
設定するエンジン５の設定回転数と実際にエンジン回転
センサー１７で検出した検出回転数を比較し、検出回転
数の方が低い場合はエンジン５への負荷が多いのである
から、無段階主変速機構２３ａをステップ２で示すよう
に自動的に減速側に制御する。次の、ステップ３で再度
回転数設定器７７で設定するエンジン５の設定回転数に
対しエンジン回転センサー１７で検出した検出回転数が
復帰したかどうかを比較し、その結果によりステップ４
の増速制御またはステップ２の減速制御を繰り返しなが
ら、車速設定器７５で設定する走行速度で走行している
かをステップ５で判断し制御している。

【００２０】ここで、無段階主変速機構２３ａの増減速
度変更について説明すると、無段階主変速機構２３ａが
ＨＳＴの場合、油圧ポンプとモーターの回転比を変更す
るトラニオン軸をアクチュエータで自動操作すれば良い
し、ベルト式無断変速機の場合、駆動側または従動側の
割プーリーに挾持されるベルト押圧力をアクチュエータ
で変更操作して速度変更する、通常の増減速変更をアク
チュエータで行なう。

【００２１】次に、定回転制御７２の動きを、図８のチ
ャート図で説明する。回転比設定器７１で設定した設定
値に対し、無段階主変速機構２３ａの入力軸６７と出力
軸６８の実際の回転数を前後のセンサ６９，７０で検出
値として検出する。設定値と検出値をステップ１とステ
ップ２で検出し判断し、ステップ３で無段階主変速機構
２３ａを増速制御して出力軸６８の回転を増加したり、
無段階主変速機構２３ａを減速制御して出力軸６８の回
転を低下する制御を行なう。ステップ４で制御結果と設
定値を比較し、差があれは再度制御を行ない、差が無け
れば終了する。

【００２２】ここで、移動車輌３の走行速度について説
明する。移動車輌３は有段階の主変速装置２３を有する
変速機構２５、または無段階主変速機構２３ａとした変
速機構２５ａとしており、車速設定器７５で走行速度を
例えば時速４Ｋｍで前進すると手動設定し副変速装置２
４を手動で高速，中速，低速，微速の何れかの位置に変
速すると、有段階の主変速装置２３を有する変速機構２
５では、主変速装置２３をその進行速度を含む変速段に
アクチュエータ７８で自動変速しながら、リバーサー装
置２２の前進側の油圧クラッチ２２ａを自動的にＯＮし
て走行を行ない、無段階主変速機構２３ａとした変速機
構２５ａでは、回転比設定器で設定した回転比を保って
走行速度４Ｋｍ／Ｈを保つようにエンジン５の回転数を
制御して走行する。エンジン５の回転数を回転設定器７
７で先に設定すると、そのエンジン５の設定回転数を保
つように変速比を変更して走行速度４Ｋｍ／Ｈを保つよ
う走行する。

【００２３】

【発明の作用効果】この発明は、以上述べた構成によ
り、次のような技術的効果を奏する。即ち、所定以上の
前車輪１の操舵角による旋回中に、走行圃場面の泥土の
硬軟状態を判別して前輪増速四駆状態４ＷＤＤまたは後
輪駆動２ＷＤの何れかで旋回可能とし、この旋回中に移
動車輌３の走行速度を２ＷＤで遊転状とした前車輪１で
測定するから、実際の走行速が容易に測定可能になっ
た。そして、この実際の走行速度が設定車速を超えた場
合、エンジン５の回転数を自動的に低くする低速操作手
段６を設けているので、旋回性能を４ＷＤＤか２ＷＤ何
れかに最適に保持しながら走行速は安全な速度に変更し
て旋回を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の実施例を示す。

【図１】要部の説明線図である。

【図２】要部の側面断面図である。

【図３】エンジン回転制御の、チャート図である。

【図４】全体側面図である。

【図５】制御回路の、説明線図である。

【図６】他の制御全体を示す、チャート図である。

【図７】サブルーチンである、エンジン負荷制御のチャ
ート図である。

【図８】サブルーチンである、エンジン定回転制御のチ
ャート図である。

【符号の説明】

１ 前車輪 ２ 後車輪 ３ 移動車輌 ４ 前軸回転センサー ５ エンジン ６ 低速操作手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前車輪１の操舵角が所定角度以上になる
   と前車輪１の回転周速度を後車輪２の回転周速度よりも
   速くする前輪増速四駆状態「４ＷＤＤ」を有する移動車
   輌３において、前車輪１の回転数を検出する前軸回転セ
   ンサー４を設け、この前軸回転センサー４の検出値が設
   定走行速を越えたと検出した時、エンジン５の回転数を
   低くする低速操作手段６を設けたことを特徴とする移動
   車輌の旋回速度制御装置。