JPH1149017A - 走行車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 四輪式走行車両の操舵制御装置において、作
業形態により、種々のモードの操舵方式を可能とするも
のである。 【解決手段】 前輪の操舵用油圧流量を、後輪の操舵用
油圧流量よりも多くし、操舵モードにより油圧流量を変
更可能とした。また、対地作業機の昇降を制御する制御
手段から、対地作業装置を上昇する信号又は下降する信
号に基づいて、操舵モードを自動的に切換え可能とし
た。また、走行車両の速度段の前進又は後進への切換信
号に基づいて、操舵モードを自動的に切換可能とした。
また、走行速度段の信号に基づいて、高速変速段の場合
には、前輪操舵モードのみとし、低速変速段において、
後輪操舵モードと、逆位相操舵モードと、同位相操舵モ
ードを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、四輪式走行車両の
操舵制御装置において、作業形態により、種々のモード
の操舵方式を可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ又は乗用畑作管理機にお
いては、油圧駆動式のパワーステアリング装置が搭載装
備されており、四輪駆動から二輪駆動、二輪駆動から四
輪駆動への切換えは、レバー等で行われているが、操作
が煩雑となっていた。この手動切換操作の煩雑さを嫌っ
て、電子−油圧式制御機構に変換することが考えられる
が、電気系に故障が発生した場合に危険であり、危険を
回避する安全装置が高価になるという不具合があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、田植機や畑
作管理用トラクタ等の農耕用走行車両において、枕地旋
回や、畦や畝際での作業等の際に、最適の操舵を行うこ
との可能な種々の操舵モードを具備した走行車両の操舵
制御装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、前輪に操舵角
度を検出する検出手段と制御する制御手段を備え、後輪
にも操舵角度を検出する検出手段と制御する制御手段を
備え、前後輪の各々の制御手段を手動操作する手動操作
手段を有する走行車両の操舵装置において、前輪を手動
操作手段で操作する場合には、後輪を電気的に制御し、
後輪を手動操作手段で操作する場合には、前輪を電気的
に制御し、前輪の操舵用油圧流量を、後輪の操舵用油圧
流量よりも多くし、操舵モードにより油圧流量を変更可
能としたものである。

【０００５】請求項２においては、前輪に操舵角度を検
出する検出手段と制御する制御手段を備え、後輪にも操
舵角度を検出する検出手段と制御する制御手段を備え、
前後輪の各々の制御手段を手動操作する手動操作手段を
有する走行車両の操舵装置において、前輪を手動操作手
段で操作する場合には、後輪を電気的に制御し、後輪を
手動操作手段で操作する場合には、前輪を電気的に制御
し、対地作業機の昇降を制御する制御手段から、対地作
業装置を上昇する信号又は下降する信号に基づいて、操
舵モードを自動的に切換え可能としたものである。

【０００６】請求項３においては、前輪に操舵角度を検
出する検出手段と制御する制御手段を備え、後輪にも操
舵角度を検出する検出手段と制御する制御手段を備え、
前後輪の各々の制御手段を手動操作する手動操作手段を
有する走行車両の操舵装置において、前輪を手動操作手
段で操作する場合には、後輪を電気的に制御し、後輪を
手動操作手段で操作する場合には、前輪を電気的に制御
し、走行車両の速度段の前進又は後進への切換信号に基
づいて、操舵モードを自動的に切換可能としたものであ
る。

【０００７】請求項４においては、前輪に操舵角度を検
出する検出手段と制御する制御手段を備え、後輪にも操
舵角度を検出する検出手段と制御する制御手段を備え、
前後輪の各々の制御手段を手動操作する手動操作手段を
有する走行車両の操舵装置において、前輪を手動操作手
段で操作する場合には、後輪を電気的に制御し、走行速
度段の信号に基づいて、高速変速段の場合には、前輪操
舵モードのみとし、低速変速段において、後輪操舵モー
ドと、逆位相操舵モードと、同位相操舵モードを可能と
したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明の操舵制御装置を具備した四輪走行車
両の全体側面図、図２は本発明の四輪走行車両の操舵制
御装置を示す油圧回路図、図３は請求項１の本発明の制
御ブロック線図、図４は請求項１の本発明のフローチャ
ートの前半部を示す図面、図５は請求項１の本発明のフ
ローチャートの後半部を示す図面、図６は流量制御弁Ｖ
５を介装することなく、フローデバイダＤの比率を変更
して、前輪の操舵用流量を、後輪の操舵用作動油流量よ
りも多くする技術を示す図面、図７は請求項２の発明の
制御ブロック線図、図８は請求項２の発明の制御のフロ
ーチャートの前半部を示す図面、図９は請求項２の発明
の制御のフローチャートを示す後半部を示す図面、図１
０は請求項３の発明の制御ブロック線図、図１１は請求
項３の発明の制御フローチャートを示す図面、図１２は
請求項４の発明の制御ブロック線図、図１３は請求項４
の発明のフローチャートの前半部を示す図面、図１４は
フローチャートの後半部を示す図面である。

【０００９】図１において、四輪走行車両の全体的な構
成を説明する。本四輪操向車両は、畑作において種々の
管理作業を１台で行なえるように構成している。即ち、
植生中の作物の葉に接することなく上方を移動出来るよ
うに、前輪１・１と後輪２・２をハイクリアランスに構
成している。また、フロント作業もリア作業も可能なよ
うに、フロント作業機３とリア作業機４を装着可能とし
ている。そして、前輪１・１の上部にキャビンＣを配置
し、該キャビンＣの内部に座席と手動操作ハンドルＳを
配置している。

【００１０】前輪１・１と後輪２・２の間の上部にエン
ジンＥを配置し、該エンジンＥの上を被覆するように、
作業台兼作業機取付けステー５を配置している。エンジ
ンＥの前部にＨＳＴ式変速装置Ｈを配置している。以上
のような、四輪走行車両において、前輪１・１も後輪２
・２も操舵可能に構成し、操舵角検出手段も設けられて
いるのである。図２においては、本発明の四輪走行車両
の操舵制御装置の油圧回路図が図示されている。油圧ポ
ンプＰからの圧油をフローデバイダＤにより、２方向に
分岐している。一方は、手動操作ハンドルＳの油圧切換
回路ＬＲを通過して、前輪操舵切換え用電磁バルブＶ４
と後輪操舵切換え用電磁バルブＶ３とに分岐されてい
る。前輪操舵切換え用電磁バルブＶ４を通過した圧油
は、前輪操舵用シリンダＡＦに供給されている。また油
圧切換回路ＬＲから後輪操舵切換え用電磁バルブＶ３を
通過した圧油は後輪操舵用シリンダＡＲに供給されてい
る。また前輪操舵用シリンダＡＦには、前輪操舵角検出
センサＥＦが付設されて、操舵角を検出している。

【００１１】フローデバイダＤにより分岐した他方の圧
油は、流量制御弁Ｖ５を経た後に、後輪操舵用電磁バル
ブＶ１から後輪操舵用シリンダＡＲに供給されている。
後輪操舵用シリンダＡＲには、後輪操舵角検出センサＥ
Ｒが付設されている。また、後輪操舵用電磁バルブＶ１
が中立の場合には、圧油は前輪操舵用電磁バルブＶ２に
供給されるように回路が構成されている。該前輪操舵用
電磁バルブＶ２を通過した圧油は、前輪操舵用シリンダ
ＡＦに供給される回路を設けている。このような回路に
おいて、フローデバイダＤで分岐した作業台兼作業機取
付けステー５で後輪操舵用電磁バルブＶ１に至る前の回
路に、流量制御弁Ｖ５を介装しているのである。

【００１２】図３は請求項１の四輪走行車両の操舵制御
装置のブロック線図、図４と図５は同じく請求項１の四
輪走行車両の操舵制御装置のフローチャート図である。
図３において、操舵制御用コントローラＣＯＮに対し
て、種々の信号・情報が供給されて、これらの信号を演
算の上で、指示情報が送信されている。まず入力側と信
号としては、前輪操舵指示スイッチＳＷＦと後輪操舵指
示スイッチＳＷＲ、４ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ４とク
ラブ操舵指示スイッチＳＷＣＲのスイッチ信号。また前
輪操舵角検出センサＰＦと後輪操舵角検出センサＰＲ
と、前輪直進補正装置ＶＦと、後輪直進補正装置ＶＲ等
である。

【００１３】これに対して、演算後の情報の送信側とし
ては、後輪操舵用電磁バルブＶ１と前輪操舵用電磁バル
ブＶ２と後輪操舵切換え用電磁バルブＶ３と前輪操舵切
換え用電磁バルブＶ４と、その他に、前輪操舵モード表
示ランプＬＦと、後輪操舵モード表示ランプＬＲ等であ
る。更に、４ＷＳ操舵モード表示ランプＬＸと油圧切換
回路ＬＲ、及び流量制御弁Ｖ５に対して指示信号が送信
されている。次に図４と図５に示すフローチャートにお
いて、本発明の請求項１について説明する。初期設定の
後に、４ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ４がＯＮであるかど
うかを判断する。４ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ４がＯＮ
の場合には、流量制御弁Ｖ５により作動油の流量を増加
する。４ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ４がＯＮの場合に
は、図５に示す逆位相の４輪駆動ののフローチャート
が実行される。

【００１４】図５ののフローチャートにおいては、ま
ず、前輪操舵切換え用電磁バルブＶ４がＯＦＦとなり開
放される。後輪操舵切換え用電磁バルブＶ３もＯＦＦと
なり閉鎖される。前輪操舵角検出センサＥＦの検出値Ｆ
が読み込まれ、後輪操舵角検出センサＥＲの検出値Ｒも
読み込まれる。そして、逆位相の４ＷＳ操舵指示スイッ
チＳＷ４を操作した場合には、手動の油圧パワーステア
リング装置で前輪を操舵し、後輪２・２は前輪１・１に
設けた前輪操舵角検出センサＥＦの検出値Ｆとは逆方向
に電子−油圧制御装置で制御するのである。即ち、前輪
操舵角検出センサＥＦの中央値からのずれ量を検出し、
このずれ量が、後輪操舵角検出センサＥＲにより検出す
る後輪２・２の中央値からのずれ量と同じで、かつ中央
値から逆の側のずれ量となるように、後輪操舵切換え用
電磁バルブＶ３を操作するのである。図５ののフロー
チャートにおいては、４輪操舵の同位相モードの場合の
フローチャートも図示されている。同位相モードの場合
には、前輪操舵角検出センサＥＦの検出値と、後輪操舵
角検出センサＥＲの検出値が同値となるように、後輪操
舵切換え用電磁バルブＶ３を操作して後輪操舵用シリン
ダＡＲを伸縮するのである。この操作が図５のフローチ
ャートに図示されている。

【００１５】次に、図４のフローチャートにおいて、４
ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ４がＮＯの場合には、前輪操
舵指示スイッチＳＷＦがＯＮかどうかを判断する。前輪
操舵指示スイッチＳＷＦがＯＮの場合には、流量制御弁
Ｖ５により、作動油流量を減少させる。該前輪操舵指示
スイッチＳＷＦがＯＮの場合には、図４ののチャート
に進み、前輪操舵切換え用電磁バルブＶ４をＯＦＦにし
て開放状態とする。逆に後輪操舵切換え用電磁バルブＶ
３はＯＦＦとして閉鎖状態とする。これにより、手動操
作ハンドルＳの操作により前輪操舵用シリンダＡＦが伸
縮される状態が発生する。次に後輪２・２は直進状態に
維持する必要があるので、後輪操舵角検出センサＥＲに
より中央位置がどうかを検出して、後輪操舵用電磁バル
ブＶ１を操作して、後輪２・２を直進位置に戻す。

【００１６】次に前輪操舵指示スイッチＳＷＦがＮＯの
場合に、後輪操舵指示スイッチＳＷＲがＯＮであるかど
うかを判断する。後輪操舵指示スイッチＳＷＲがＮＯの
場合には、流量制御弁Ｖ５を作動油減少させてに戻
す。後輪操舵指示スイッチＳＷＲがＯＮの場合には、前
輪操舵切換え用電磁バルブＶ４をＯＮにして閉鎖し、後
輪操舵切換え用電磁バルブＶ３をＯＮにして開放する。
これにより手動操作ハンドルＳの操作により油圧切換回
路ＬＲにより制御された圧油が後輪操舵切換え用電磁バ
ルブＶ３から、後輪操舵用シリンダＡＲに至り伸縮され
る。この時に前輪は中央位置に固定する必要があるので
前輪操舵角検出センサＥＦにより中央位置かどうかを検
出して、中央位置にない場合には、前輪操舵用電磁バル
ブＶ２より前輪１・１を操作して、中央位置に戻す。

【００１７】以上の如く、４ＷＳ操舵指示スイッチＳＷ
４により逆位相操舵を行う場合には、流量制御弁Ｖ５に
より作動油流量を増加し、前輪操舵指示スイッチＳＷＦ
がＯＮで、前輪操舵の場合、及び後輪操舵の場合には、
流量制御弁Ｖ５により流量を逆位相操舵の場合の半分程
度に少なくするのである。図６においては、流量制御弁
Ｖ５を介装することなく、フローデバイダＤの比率を変
更して、前輪の操舵用流量を、後輪の操舵用作動油流量
よりも、多くする技術が開示されている。この場合に
は、流量制御弁Ｖ５を省略するだけではなくて、フロー
デバイダＤの分流比を１対１にするのではなくて、前輪
対後輪＝２対１程度としている。これにより、操舵の際
において、負荷が大きく掛かることとなる前輪の操作量
を補強しているのである。

【００１８】次に図７と図８と図９において、請求項２
の発明を説明する。図７は請求項２の発明の制御ブロッ
ク線図、図８は請求項２の発明の制御のフローチャート
の前半部を示す図面、図９は請求項２の発明の制御のフ
ローチャートを示す後半部を示す図面である。トラクタ
や畑作管理作業機の場合には、フロント作業機３やリア
作業機４を昇降する操作が行われるのである。本発明に
おいては、対地作業機の昇降を制御する制御手段から、
対地作業装置を上昇する信号又は下降する信号に基づい
て、操舵モードを自動的に切換え可能としたものであ
る。トラクタにはワンタッチ昇降スイッチと作業機コン
トローラが配置されているので、これらから送信される
指示信号を、操舵制御用コントローラＣＯＮに入力し
て、操舵モードを変更するのである。該図７と図８のフ
ローチャートの実施例においては、圃場内走行で、作業
機昇降の指示が出ていない場合には、前輪操舵モードと
し、枕地に至り圃場端回行を行う場合には、逆位相の四
輪操舵に切り換えるように構成している。

【００１９】次に図１０・図１１において、請求項３の
発明を説明する。図１０は請求項３の発明の制御ブロッ
ク線図、図１１は請求項３の発明の制御フローチャート
を示す図面である。請求項３の発明においては、走行車
両の速度段の前進又は後進への切換信号に基づいて、操
舵モードを自動的に切換可能としているのである。変速
レバー又は変速スイッチ等により、前進又は後進の信号
を走行変速コントローラに入力すると、該信号が操舵制
御用コントローラＣＯＮに供給されて、自動的に操舵モ
ードを変更するのである。図１１に示すフローチャート
の実施例においては、前進は前輪操舵モードを選択し、
後進は後輪操舵モードを選択すべく構成している。

【００２０】次に図１２と図１３において、請求項４の
発明について説明する。図１２は、請求項４の発明の制
御ブロック線図、図１３は請求項４の発明のフローチャ
ートの前半部を示す図面、図１４はフローチャートの後
半部を示す図面である。請求項４の発明においては、走
行速度段の信号に基づいて、高速変速段の場合には、前
輪操舵モードのみとし、低速変速段において、後輪操舵
モードと、逆位相操舵モードと、同位相操舵モードを可
能としている。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１の如く、前輪の
操舵用油圧流量を、後輪の操舵用油圧流量よりも多く
し、操舵モードにより油圧流量を変更可能としたので、
操舵時において負荷の掛かる前輪の方に、作動油を多く
流すことにより、前輪の操舵の切れを良くすることが出
来るのである。また、操舵モードが変更になり、後輪操
舵モードとなると、後輪の方に操舵負荷が掛かるので、
この場合には、後輪の方に流量を多くしたり、また、逆
位相や同位相の四輪操舵の場合には、それぞれに合わせ
て、前輪１・１又は後輪２・２に最適の流量を分配する
ことが出来るので、オペレータの操舵操作が楽になるの
である。

【００２２】請求項２の如く、対地作業機の昇降を制御
する制御手段から、対地作業装置を上昇する信号又は下
降する信号に基づいて、操舵モードを自動的に切換え可
能としたので、作業機を昇降することの無い、圃場を耕
耘作業中においては、直進性が最も要求されるので、前
輪操舵を強制的に選択させるのである。そして、作業を
昇降するような枕地回行時においては、出来るだけスム
ーズな小回り旋回が出来るように、四輪操舵の逆位相モ
ードに切換えて、オペレータの操作を楽にすることが出
来るのである。

【００２３】請求項３の如く、走行車両の速度段の前進
又は後進への切換信号に基づいて、操舵モードを自動的
に切換可能としたので、前進時には、前輪操舵モード
で、後進時には後輪操舵モードで、前側の車輪を操舵す
ることにより、切れ角を鋭くすることができ、直進性も
良くなるのである。

【００２４】請求項４の如く、走行速度段の信号に基づ
いて、高速変速段の場合には、前輪操舵モードのみと
し、低速変速段において、後輪操舵モードと、逆位相操
舵モードと、同位相操舵モードを可能としたので、路上
を走行するような、高速の場合には、手動操作ハンドル
Ｓの操作に対して、あまりにも急に操舵が行われると、
戸惑うことがあるので、通常の当たり前の前輪操舵に切
換え、圃場内でいろいろな種類の作業を行う場合には、
後輪操舵や、４輪操舵の逆位相モードや同位相モードに
切換えて、作業性能の向上を図ることが出来たのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の操舵制御装置を具備した四輪走行車両
の全体側面図。

【図２】本発明の四輪走行車両の操舵制御装置を示す油
圧回路図。

【図３】請求項１の本発明の制御ブロック線図。

【図４】請求項１の本発明のフローチャートの前半部を
示す図面。

【図５】請求項１の本発明のフローチャートの後半部を
示す図面。

【図６】流量制御弁Ｖ５を介装することなく、フローデ
バイダＤの比率を変更して、前輪の操舵用流量を、後輪
の操舵用作動油流量よりも、多くする技術を示す図面。

【図７】請求項２の発明の制御ブロック線図。

【図８】請求項２の発明の制御のフローチャートの前半
部を示す図面。

【図９】請求項２の発明の制御のフローチャートを示す
後半部を示す図面。

【図１０】請求項３の発明の制御ブロック線図。

【図１１】請求項３の発明の制御フローチャートを示す
図面。

【図１２】請求項４の発明の制御ブロック線図。

【図１３】請求項４の発明のフローチャートの前半部を
示す図面。

【図１４】フローチャートの後半部を示す図面。

【符号の説明】

１，１ 前輪 ２，２ 後輪 ３ フロント作業機 ４ リア作業機 ５ 作業台兼作業機取付けステー Ｖ１ 後輪操舵用電磁バルブ Ｖ２ 前輪操舵用電磁バルブ Ｖ３ 後輪操舵切換え用電磁バルブ Ｖ４ 前輪操舵切換え用電磁バルブ ＳＷＦ 前輪操舵指示スイッチ ＳＷＲ 後輪操舵指示スイッチ ＳＷ４ ４ＷＳ操舵指示スイッチ ＳＷＣＲ クラブ操舵指示スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪に操舵角度を検出する検出手段と制
   御する制御手段を備え、後輪にも操舵角度を検出する検
   出手段と制御する制御手段を備え、前後輪の各々の制御
   手段を手動操作する手動操作手段を有する走行車両の操
   舵装置において、前輪を手動操作手段で操作する場合に
   は、後輪を電気的に制御し、後輪を手動操作手段で操作
   する場合には、前輪を電気的に制御し、前輪の操舵用油
   圧流量を、後輪の操舵用油圧流量よりも多くし、操舵モ
   ードにより油圧流量を変更可能としたことを特徴とする
   走行車両の操舵制御装置。
2. 【請求項２】 前輪に操舵角度を検出する検出手段と制
   御する制御手段を備え、後輪にも操舵角度を検出する検
   出手段と制御する制御手段を備え、前後輪の各々の制御
   手段を手動操作する手動操作手段を有する走行車両の操
   舵装置において、前輪を手動操作手段で操作する場合に
   は、後輪を電気的に制御し、後輪を手動操作手段で操作
   する場合には、前輪を電気的に制御し、対地作業機の昇
   降を制御する制御手段から、対地作業装置を上昇する信
   号又は下降する信号に基づいて、操舵モードを自動的に
   切換え可能としたことを特徴とする走行車両の操舵制御
   装置。
3. 【請求項３】 前輪に操舵角度を検出する検出手段と制
   御する制御手段を備え、後輪にも操舵角度を検出する検
   出手段と制御する制御手段を備え、前後輪の各々の制御
   手段を手動操作する手動操作手段を有する走行車両の操
   舵装置において、前輪を手動操作手段で操作する場合に
   は、後輪を電気的に制御し、後輪を手動操作手段で操作
   する場合には、前輪を電気的に制御し、走行車両の速度
   段の前進又は後進への切換信号に基づいて、操舵モード
   を自動的に切換可能としたことを特徴とする走行車両の
   操舵制御装置。
4. 【請求項４】 前輪に操舵角度を検出する検出手段と制
   御する制御手段を備え、後輪にも操舵角度を検出する検
   出手段と制御する制御手段を備え、前後輪の各々の制御
   手段を手動操作する手動操作手段を有する走行車両の操
   舵装置において、前輪を手動操作手段で操作する場合に
   は、後輪を電気的に制御し、走行速度段の信号に基づい
   て、高速変速段の場合には、前輪操舵モードのみとし、
   低速変速段において、後輪操舵モードと、逆位相操舵モ
   ードと、同位相操舵モードを可能としたことを特徴とす
   る走行車両の操舵制御装置。