(57)【要約】【課題】必要に応じて４ＷＤ伝動による駆動力を確保した上で、機体走行の効率を向上して油圧制御系の簡易化を可能とするトラクタの二駆四駆切替装置を提供する。【解決手段】トラクタの二駆四駆切替装置は、前輪２および後輪３の双方を駆動する４ＷＤ形態と、前輪２もしくは後輪３の一方を駆動する２ＷＤ形態とに切替可能に構成されるとともに、前記前後輪のスリップ状態が所定値以下であれば２ＷＤ形態による走行を選択し、所定値を超えると４ＷＤ形態による走行を選択する制御部ｃとを備えて構成され、上記トラクターには速度域を選択する操作具１８を設け、前記制御部ｃでは、この選択された速度域が高速となる程、前記所定値を２ＷＤ形態による走行が選択され易い値に変更するものである。【選択図】図７
2006335230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪（２）および後輪（３）の双方を駆動する４ＷＤ形態と、前輪（２）もしくは後輪（３）の一方を駆動する２ＷＤ形態とに切替可能に構成されるとともに、前記前後輪のスリップ状態が所定値以下であれば２ＷＤ形態による走行を選択し、所定値を超えると４ＷＤ形態による走行を選択する制御部（ｃ）とを備えたトラクタの二駆四駆切替装置において、
上記トラクターには速度域を選択する操作具（１８）を設け、前記制御部（ｃ）では、この選択された速度域が高速となる程、前記所定値を２ＷＤ形態による走行が選択され易い値に変更することを特徴とするトラクタの二駆四駆切替装置。
【請求項２】
前輪（２）および後輪（３）の双方を駆動する４ＷＤ形態と、前輪（２）もしくは後輪（３）の一方を駆動する２ＷＤ形態とに切替可能に構成されるとともに、前記前後輪のスリップ状態が所定値以下であれば２ＷＤ形態による走行を選択し、所定値を超えると４ＷＤ形態による走行を選択する制御部（ｃ）とを備えたトラクタの二駆四駆切替装置において、
上記トラクターには速度域を選択する操作具（１８）を設け、前記制御部（ｃ）では、この選択された速度域が重複されている場合、対応する速度範囲の中間車速位置が高い速度域程、前記一定値を２ＷＤ形態による走行が選択され易い値に変更することを特徴とするトラクタの二駆四駆切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面状況に応じて、２ＷＤ（二駆走行）・４ＷＤ（四駆走行）の切替えを行うトラクタの二駆四駆切替装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（図１０のスリップ制御）に示されるように、２ＷＤ・４ＷＤの伝動系切替が可能な変速伝動部とその変速および伝動系切替用の制御部とからなるトラクタの二駆四駆切替装置が知られている。その変速伝動部は、機体走行用の前輪および後輪の双方を伝動駆動する４ＷＤ形態と、一方のみを伝動駆動する２ＷＤ形態についての伝動系切替が可能に構成され、また、複数の速度域について前輪および後輪の走行動力を変速伝動する。上記制御部は、その変速伝動部の伝動系切替を所定の切替条件に従って自動切替制御する。
【０００３】
上記構成の二駆四駆切替装置により、前輪および後輪の走行動力を変速伝動し、その伝動構成は、伝動系切替用の制御部により、切替条件として設定した所定のスリップ率に従って４ＷＤ形態と２ＷＤ形態とが切替えられて前輪および後輪の双方またはその一方が伝動駆動されることにより、必要に応じてトラクタの走行牽引力が自動調節される。
【０００４】
しかしながら、上記構成の二駆四駆切替装置は、高速の路上走行の速度域においても、低速の圃場作業と同様に４ＷＤ形態に切替えられため、油圧駆動機器の動作制御のために多くの作動油が必要となり、伝動系切替による２次圧の極端な落ち込みによって変速システム（パワーシフト部、制御カーブ、クラッチ流量等）に影響を与える。そのような２次圧の急変を小さく抑える必要から、前後進切替部、４ＷＤ伝動切替部、Ｈｉ―Ｌｏ切替部等を含め、系統別に減圧弁を介設せざるを得ず、油圧制御系の複雑化によるコスト上の問題を内包するものであった。
【特許文献１】特開平７−２６６９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、必要に応じて４ＷＤ伝動による駆動力を確保した上で、機体走行の効率を向上することによって油圧制御系の構成の簡易化を可能とするトラクタの二駆四駆切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、前輪および後輪の双方を駆動する４ＷＤ形態と、前輪もしくは後輪の一方を駆動する２ＷＤ形態とに切替可能に構成されるとともに、前記前後輪のスリップ状態が所定値以下であれば２ＷＤ形態による走行を選択し、所定値を超えると４ＷＤ形態による走行を選択する制御部とを備えたトラクタの二駆四駆切替装置において、上記トラクターには速度域を選択する操作具を設け、前記制御部では、この選択された速度域が高速となる程、前記所定値を２ＷＤ形態による走行が選択され易い値に変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前輪および後輪の双方を駆動する４ＷＤ形態と、前輪もしくは後輪の一方を駆動する２ＷＤ形態とに切替可能に構成されるとともに、前記前後輪のスリップ状態が所定値以下であれば２ＷＤ形態による走行を選択し、所定値を超えると４ＷＤ形態による走行を選択する制御部とを備えたトラクタの二駆四駆切替装置において、上記トラクターには速度域を選択する操作具を設け、前記制御部では、この選択された速度域が重複されている場合、対応する速度範囲の中間車速位置が高い速度域程、前記一定値を２ＷＤ形態による走行が選択され易い値に変更することを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、速度域が重複する場合を含め、いずれも、選択されたそれぞれの速度域について、前輪および後輪の走行動力が変速伝動され、その駆動形態は、制御部により、速度域別の切替条件に従って４ＷＤ形態と２ＷＤ形態とが切替えられて前輪および後輪の双方またはその一方が駆動される。
【発明の効果】
【０００９】
上記制御部により、二駆四駆切替装置は、速度域別のスリップ状態による切替条件に従って４ＷＤ形態と２ＷＤ形態とが切替えられることから、たとえば、高速走行時のスリップ率を低速走行よりも４ＷＤ伝動の割合を小さくするように切替条件を設定することにより、低速作業走行時の必要な駆動力を確保しつつ、高速路上走行時の機体走行の効率を向上することができるので、前後輪の過大な回転差による磨耗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る作業車両の１例を示す農用トラクタの側面図である。
農用トラクタ１は、前輪２、２と後輪３、３とを備えた機体の前部のボンネット内にエンジン４を搭載し、このエンジン４の回転動力をミッションケース５内の変速伝動部５ａに伝達し、この変速伝動部５ａで適宜減速された動力を前輪２、２と後輪３、３とに伝達するとともに、後部のＰＴＯ軸６を介して作業機６ａに出力するように構成している。
【００１１】
また、ミッションケース５の上部に操縦席７を設けて操作部を構成する。詳細には、図２の操作部（前側）機器配置構成図に示すように、ステアリングハンドル１１の前側に運転状態を表示するモニタ１２、下側に前後進切換の前後進切換レバー１３とアクセルレバー１４、ステアリングハンドル１１の下方にクラッチペダル１５とアクセルペダル１６、左右のブレーキペダル１７ａ，１７ｂ、操縦席７の側方に速度域を選択する操作具となる変速レバー１８等が配置され、後述するＨＨポジションで、制御部ｃによりアクセルペダル１６等の条件に応じて自動変速可能に構成される。その他、ステアリングハンドル１１の近傍に、作業機昇降ワンタッチレバー１９ｃ、パーキングブレーキレバー１９ｄ、ＰＴＯ変速レバー１９ｅ等を配置する。
【００１２】
変速伝動部５ａは走行動力と作業機動力を変速制御する機構部であり、図３の伝動系統展開図に示すように、エンジン４から主クラッチ２１を介して動力を受ける前後進切替部２２、その後段から走行動力を受けて前輪２，２と後輪３，３に伝達する主変速部２３、副変速部２４および二駆四駆切替制御用の前輪伝動クラッチ（二駆四駆切替クラッチ）２５、また、前後進切替部２２で分岐した作業機動力を後部のＰＴＯ軸６に伝達制御するＰＴＯ逆転クラッチ２６、ＰＴＯ変速部２７等から構成される。前輪伝動クラッチ２５による二駆四駆切替制御は、前後輪駆動（４ＷＤ）と前後輪の一方駆動（２ＷＤ、図例は後輪駆動）との切替を行う
【００１３】
上記主変速部２３は、たとえば、高低速のクラッチ切替可能な第一主変速機構と４速のギヤ切替可能な第二主変速機構を直列に連結して制御部ｃの指令に応じて全８速の変速域内で切替可能に構成し、また、副変速部２４は、変速レバー１８の操作による３速ギヤ切替によって高中低の速度域を選択可能に構成する。
【００１４】
上記主変速部２３と副変速部２４の変速組合わせにより、図４に示す全２４速の変速比を選択することができる。組合わせの決定は、変速切替のレバーポジションに応じて制御部ｃにより選択される。
【００１５】
副変速部２４の変速切替のレバーポジションは、詳細には、図５の操作部（側部）機器配置斜視図に示すように、作業走行のための高中低の速度域と対応して「Ｈ」「Ｍ」「Ｌ」の３つのポジション（副変速位置）をレバーガイド１８ｇに設定し、主変速部２３を1段ずつ切替えるアップスイッチ１８ｕ、ダウンスイッチ１８ｄを変速レバー１８に配置する。さらに、「Ｈ」ポジションには、路上走行用の「ＨＨ」サブポジションを付設する。この「ＨＨ」サブポジションは、副変速「Ｈ」を保ったまま、主変速部２３を５速〜８速に限定し、すなわち、路上走行に適した変速位置だけ切替を可能とする。また、「ＨＨ」サブポジションでは、アクセル位置とスロットル位置に応じて主変速部２３が制御部ｃにより切替えられ、自動変速制御が行われる。
【００１６】
また、前輪伝動クラッチ２５による２ＷＤ・４ＷＤの形態の切替えは、所定の切替条件にしたがって制御部ｃにより切替制御し、その切替条件は、副変速部２４について変速レバー１８によって選定された速度域別に個別に設定することにより、選定された速度域に応じた切替条件により伝動系切替制御を行うように制御部ｃを構成する。
【００１７】
上記構成の変速伝動部５ａについての制御部ｃにおける具体的な制御手順は、図６の変速制御のフローチャートに示すように、変速レバー位置センサや前輪回転センサ２ｓ、後輪回転センサ３ｓ等の読み込み（Ｓ１）の後、ブレーキペダル判定処理（Ｓ２）により、旋回制御、二駆四駆切替制御、変速制御（Ｓ３〜Ｓ５）を制御部ｃが条件に応じて自動制御処理する。
【００１８】
上記二駆四駆切替制御の詳細な処理手順例は、図７のフローチャートに示すように、変速レバー位置のチェック（Ｓ１１）によって路上走行位置ＨＨであれば条件Ａを設定（Ｓ１２ａ）し、その他は条件Ｂを設定（Ｓ１２ｂ）する。次いで、前輪回転センサ２ｓ、後輪回転センサ３ｓにより検出されたスリップ率が所定値以上で所定時間経過を条件（Ｓ１３，Ｓ１４）に、制御弁を通電制御して二駆四駆切替クラッチ２５を一時的に二駆に設定（Ｓ１５）する。
【００１９】
上記手順による二駆四駆切替制御処理により、変速レバー位置と対応した切替条件で二駆四駆切替制御が可能となることから、条件Ａ，Ｂを作業走行と路上走行に適するそれぞれのスリップ率とすることにより、走行態様に応じた二駆四駆切替走行が可能となる。また、必要により、切替条件は、４つの変速レバー位置に対応して個別に設定してもよい。
【００２０】
このように、上記構成の変速伝動部５ａは、選定されたそれぞれの速度域について、前輪２，２および後輪３，３の走行動力を変速伝動し、その伝動構成は、速度域別の切替条件に従って４ＷＤ形態と２ＷＤ形態とが制御部ｃにより切替えられて前輪２，２および後輪３，３の双方またはその一方が伝動駆動される。
【００２１】
したがって、上記変速伝動部５ａは、速度域別の切替条件に従って４ＷＤ形態と２ＷＤ形態とが切替えられることから、たとえば、通常のスリップ率を０．８６以下または１．１５以上とする場合において、０．７６以下とするように、すなわち、四駆になりにくくした路上走行の切替条件を設定することにより、従来の路上自動変速の際の４ＷＤ切替による極端な二次圧低下を小さく抑えることができるので、前後進、インデペ、４ＷＤ、Ｈｉ−Ｌｏ制御等について単一の減圧弁で動作確保が可能となり、パワーシフト部、制御カーブ、クラッチ流量等に影響を与えることなく、ミッションオイルの共用化と回路構成の簡易化が可能となる。
【００２２】
このように、副変速部２４の路上走行用の「ＨＨ」サブポジションによる高速走行時のスリップ率を低速走行よりも４ＷＤ伝動の割合を小さくするように切替条件を設定することにより、低速作業走行時の必要な駆動力を確保しつつ、高速路上走行時の機体走行の効率を向上することができるので、油圧系の最大負荷容量を抑えて構成の簡易化が可能となる上に、前後輪の過大な回転差による磨耗を回避することができる。
なお、上記速度域別の切替条件は、「ＨＨ」サブポジションのように他の速度域と重複する場合は、その速度範囲の中間車速位置の順とし、また、「ＨＨ」サブポジションを備えずに速度域の重複がない場合を含め、一般に、速度域の速度順にしたがって切替条件としてのスリップ率を順次設定する。
【００２３】
次に、二駆四駆切替走行における自動切替制御する制御部ｃの処理例について説明する。
二駆四駆切替をブレーキ操作と関連付けする例として、所定の３条件、すなわち、走行部設定が「２ＷＤ」、左右のブレーキペダル１７ａ，１７ｂの連結を検出するブレーキ連結センサが「連結」、車速が７ｋｍ／ｈ以上となる３条件を満たす場合に、ブレーキペダル操作と対応して４ＷＤに切替え、ブレーキペダル操作の解除で２ＷＤに復帰する制御処理を構成する。上記３条件以外では２ＷＤに復帰しないように制御することにより、走行時におけるブレーキ操作と対応して４ＷＤ伝動を確保することができる。
【００２４】
この場合において、制御部ｃにより、ブレーキ連結センサの検出にオフディレーを設定し、連結センサがオフになった後の規定時間（たとえば、０．５〜１秒間）はオン判定を保持して条件判定処理する。このオフディレーの設定により、オンオフを規定時間内に繰り返した場合はオン判定継続となるので「連結」の確実な検出により、上記のブレーキ操作と対応する４ＷＤ伝動を確保することができる。
【００２５】
したがって、悪路走行の際等において、ブレーキ連結スイッチの取付けのメカ的なガタに伴うオンオフ（チャタリング）に対して前記３条件の中のブレーキ連結センサの「連結」の条件を満たすことができるので、一般的な使用時間の経過によってメカ的なガタが生じた場合でも、その取付けの再調整操作を要することなく、上記切替機能を維持することができる。特に、複数のコントローラ間の通信データにより「連結」を検出している場合には、通信間隔の間、前回のデータが保持されることによるオン検出の遅れをカバーすることができる。
【００２６】
また、上記のブレーキ連結センサに代えて、左右のブレーキペダル１７ａ，１７ｂの個別センサによるシステムの場合においては、両センサのオン検出時に４ＷＤとし、共にオフになった時、または、オフが規定時間（たとえば、０．３秒間）以上に亘り継続した時に４ＷＤを解除するように制御処理することにより、前記同様の作用効果を確保することができる。
【００２７】
さらに、直進を４ＷＤ走行、旋回を２ＷＤ走行として二駆四駆自動切替する制御処理においては、高速走行を条件（車速、副変速位置等）として、旋回時も４ＷＤを維持する制御処理をすることにより、高速走行の際の機体旋回に伴う変な挙動（２ＷＤに移行する際の走行部の挙動）を回避して安全な旋回が可能となる。
【００２８】
次に、自動変速トラクターの油圧駆動系の構成について説明する。
各種仕様の自動変速トラクターについて、従来のごとく、個別にバルブボディーを設計すれば、マシニング加工の段取りが発生することにより、バルブコストが上がるとともに、トラクタ側のコストまで上がることとなり、また、マシニング加工治具、工具等の立上がり資金も必要となる。
【００２９】
この問題を解消するために、図８の油圧回路図に示すように、トレッド変更用のサブコントロールバルブとして、電磁サブコン（２連）を改造して水平回路の分流量を２分割する分流弁３１とし、左右各々のトレッド変更用のシリンダ３２ｃ，３２ｃを制御する各バルブ３２ｖ、３２ｖに供給する。
【００３０】
このように、バルブ素材、加工を共用することにより、マシニング加工の治具・工具等を使用することができ、段取りを発生させず、コストが安価となる。また、マシニング加工治具、工具等の立上がり資金の抑制となる。
【００３１】
また、水平シリンダ３３による水平制御からの制御流量３３ｅ（たとえば、７．５ｍｌ／ｍｉｎ）をトレッド制御用へ回し、この制御流量３１ｅを３速―４速切替クラッチ３４およびＨｉ−Ｈｏ切替クラッチ３５の潤滑油として供給する。このように構成することにより、油圧クラッチへの潤滑油を減圧弁回路からオリフィスを通じて取る必要がなくなり、その結果、潤滑油の放出分２次圧力が低下するという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る二駆四駆切替装置の適用例を示す農用トラクタの側面図である。
【図２】操作部（前側）機器配置構成図である。
【図３】変速伝動部の伝動系統展開図である。
【図４】図３の変速機の変速組合わせ表である。
【図５】操作部（側部）機器配置斜視図である。
【図６】変速制御のフローチャートである。
【図７】二駆四駆切替制御の詳細な処理手順である。
【図８】自動変速トラクターの油圧回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    農用トラクタ
２    前輪
３    後輪
５    ミッションケース
５ａ    変速伝動部
１３    前後進切換レバー
１４    アクセルレバー
１６    アクセルペダル
１７ａ，１７ｂ    ブレーキペダル
１８    変速レバー
２２    前後進切替部
２３    主変速部
２４    副変速部
２５    前輪伝動クラッチ
Ａ，Ｂ    切替条件
ＨＨ    路上走行位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006335230.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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