JP3982036B2 - Front-wheel drive device for power farm equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクタや田植機、芝刈機等の動力農機の前輪駆動装置に関するものであり、特に、走行系のギヤ式変速装置から動力を分岐して前輪へ伝達するとともに、これとは別に油圧式変速装置からの動力を伝達して前輪を駆動するように構成された動力農機の前輪駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トラクタや田植機、芝刈機等の動力農機に於いて、エンジンの動力をギヤ式変速装置を介して後輪に伝達するとともに、該ギヤ式変速装置から動力を分岐して前輪を駆動可能にした構成が知られている。斯かる構成の場合、4WDクラッチにより前輪への動力伝達を入切りし、四輪駆動の切り換えを行っている。
【0003】
また、前記ギヤ式変速装置とは別に前輪への動力伝達軸に変速ギヤを設け、車体の旋回時には該変速ギヤによって前輪の回転を増速し、前輪の周速度を後輪より高くして車体の旋回時間を短縮する、所謂前輪増速旋回制御を行う動力農機も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前輪増速旋回制御では、車体の旋回時に後輪の周速度に対して予め設定した増速比率(例えば後輪の2倍)で前輪を高速回転で駆動する。また、旋回内側のブレーキペダルを踏み込んで片ブレーキ操作を行うことにより、車体の旋回半径を小さくしている。この片ブレーキ操作に伴って前輪の増速比率を増大できれば、車体の旋回時間がより短くなって旋回性能を向上できる。しかし、変速ギヤの組合せを変更しないかぎりこの増速比率は一定であるため、片ブレーキ操作時に増速比率を変更することはできなかった。
【0005】
一方、車体の旋回中に何らかの状況変化があって、左右両ブレーキペダルを踏み込んだ場合であっても、前輪が増速されたままであるので車体の急減速が困難であり、危険回避に重大な影響を与えていた。
【0006】
そこで、車体の旋回時に前輪を高速回転で駆動することにより旋回時間を短縮するとともに、ブレーキペダルの踏み込み状態に応じて前輪の増速比率を変化できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、エンジン(11)の動力をギヤ式変速装置(22)を介して後輪(18)に伝達するとともに、該ギヤ式変速装置(22)から動力を分岐して前輪(20)を駆動可能に構成した動力農機であって、前記ギヤ式変速装置(22)から前輪(20)を駆動する経路とは別に、可変式油圧ポンプ(32)を有する油圧式変速装置(31)の動力を伝達して前輪(20)を駆動する経路を備え、且つ、車体の旋回操作を検出する手段(60)と、左右独立したブレーキペダルの踏み込み操作を検出する手段と、車体の旋回時には前輪(20)の駆動を前記ギヤ式変速装置(22)の経路から油圧式変速装置(31)の経路へ切り換える切換装置(29)とを設けるとともに、ブレーキペダルの踏込み状態に応じて前記油圧式変速装置(31)による前輪(20)の駆動量を変更するように構成した動力農機の前輪駆動装置(27)に於いて、
上記ブレーキペダルの左右両ブレーキペダルが同時に踏み込み操作されたことを検出したときは、前記油圧式変速装置(31)による前輪(20)の駆動を牽制するようにし、他方、片側のブレーキペダルのみの踏み込み操作を検出したときは、前記油圧式変速装置(31)による前輪(20)の駆動量を、ブレーキペダル操作の検出がないときと比較して駆動を増大するように構成してなり、更に、前記ブレーキペダルの片側の踏み込み操作が行われたときポテンショメータ(54,55)の検出信号により前記ブレーキペダルの踏み込み位置、即ちブレーキ操作力の大小を検出し、該ブレーキ操作力が大きくなるに伴って増速比率を大きくするようにコントローラ(70)が電動モータ(85)を駆動するように構成してなる動力農機の前輪駆動装置を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図1は動力農機の一例としてトラクタ10を示し、車体の前部にエンジン11が載置されてフード12で被蔽されている。キャビン13の内部にはシート14を装着してあり、ステアリングハンドル15や変速レバー16及び各種操作スイッチ等が設けられている。エンジン11の動力はミッションケース17内に収められたギヤ式変速装置を介して後輪18に伝達されるとともに、ギヤ式変速装置から分岐された動力を前輪動力伝達軸19から前輪20に伝達できるように構成されている。尚、前輪20の駆動部近傍には後述する油圧ポンプ32が設けられており、エンジン11の動力で該油圧ポンプ32が駆動され、油圧モータ33へ作動油が供給される。
【0009】
図2は走行系の動力伝達ブロック図であり、エンジン11の動力は主クラッチ21により入切りされ、ギヤ式変速装置22である前後進切換機23、主変速機24、副変速機25により順次変向或いは変速された後に、差動装置26を経て左右の後輪18へ伝達される。左右の後輪18には夫々ブレーキ装置65,66が設けられており、左右のブレーキペダル(図示せず)により独立してブレーキ操作ができるように構成されている。
【0010】
また、前記ギヤ式変速装置22から動力を分岐し、前輪駆動装置27を経て前輪20を駆動できるように形成されている。前記ギヤ式変速装置22から分岐された動力は、後述するコントローラ70の指令によって4WDクラッチ28で入切りされ、前輪動力伝達軸19に接続した切換装置29へ入力される。そして、この動力は切換装置29から差動装置30を介して前輪20へ伝達される。
【0011】
一方、前輪駆動装置27には、前記ギヤ式変速装置22からの動力で前輪20を駆動する経路とは別に、油圧式変速装置31の動力で前輪20を駆動する経路が設けられている。該油圧式変速装置31は可変式油圧ポンプ32を有し、この油圧ポンプ32によって駆動される油圧モータ33の回転を前記切換装置29へ入力するように構成されている。
【0012】
ここで、前記切換装置29は、ギヤ式変速装置22から分岐された動力の経路と、油圧式変速装置31の動力の経路の何れか一方を選択し、該選択された経路の動力を差動装置30を経て前輪20へ伝達するものである。前記切換装置29には、車体の旋回時に油圧式変速装置31からの動力を優先して伝達する手段が設けられおり、該優先伝達手段としては、例えばワンウェイクラッチを使用する。
【0013】
図3はワンウェイクラッチ34を示し、前輪動力伝達軸19に接続されたフルタイム駆動輪35には、台形状の数個のカム36,36…を前面に設けた回転壁37が前後方向中間部から外方へ延設されており、更に、フルタイム駆動輪35を遊転保持するクラッチ軸38の後位置には、多数の小爪39,39…を後面に設けた従動輪40がスプライン等を介して取り付けられる。
【0014】
このフルタイム駆動輪35と従動輪40は互いに独立した状態となっており、この両者間にクラッチ部41が取り付けられている。該クラッチ部41の後面には前記カム36,36…に係合する従動カム42,42…が設けられ、且つ、該クラッチ部41の前面には前記小爪39,39…に噛み合う駆動小爪43,43…が突設されている。
【0015】
44は押圧バネであり、前記クラッチ部41をフルタイム駆動輪35のカム36側へ押圧するように付勢している。また、45は収納ケースであって、フルタイム駆動輪35と一体に回転するとともに、機枠側に当接するブレーキ具46,46…により、その回転に抵抗を与えている。これらフルタイム駆動輪35とクラッチ部41と従動輪40とにより、ワンウェイクラッチ34が構成される。
【0016】
いま、前記ギヤ式変速装置22から分岐された動力が、前輪動力伝達軸19からワンウェイクラッチ34に入力されると、フルタイム駆動輪35が回転して回転壁37のカム36によりクラッチ部41の従動カム42にスラスト力が作用し、クラッチ部41が前方(同図中左方向)へ押圧される。従って、図4に示すように、クラッチ部41の駆動小爪43が従動輪40の小爪39に噛み合って、フルタイム駆動輪35の回転がクラッチ部41を介して従動輪40へ伝わる。斯くして、従動輪40にスプライン嵌合したクラッチ軸38が駆動され、前輪の差動装置30へギヤ式変速装置22からの動力が伝達されて、前輪20が後輪18と同じ周速度で駆動される。
【0017】
ここで、ギヤ式変速装置の動力で前輪20が駆動されている場合は、図4に示すように、ワンウェイクラッチ34が入り状態となってフルタイム駆動輪35と従動輪40が等速で回転するが、このとき、前記油圧式変速装置31からの動力が切換装置29に入力された場合は、油圧モータ33の回転によりクラッチ軸38が駆動される。そして、従動輪40の回転がフルタイム駆動輪35より高くなると、小爪39が駆動小爪43より速く回転してクラッチ部41を高速で回転させ、次に、押圧バネ44の作用によってクラッチ部41全体が後方へ移動し、図3に示したように、従動輪40とクラッチ部41が離間する。
【0018】
従って、ギヤ式変速装置22の動力で前輪20が駆動されている場合であっても、油圧式変速装置31からの動力が切換装置29に入力されたときは、前記ワンウェイクラッチ34が切り状態となって従動輪40が空転する。即ち、油圧式変速装置31からの動力が優先して前輪20へ伝達され、前輪20が油圧モータ33の回転速度に応じた周速度で駆動される。
【0019】
尚、前記優先伝達手段としては、前述したワンウェイクラッチ34のほか、図示は省略するが、ギヤ式変速装置22の動力の経路と油圧式変速装置31の動力の経路に夫々クラッチを設けておき、コントローラ70によっていずれかのクラッチを択一的に入切りするように構成することもできる。
【0020】
図5は制御系のブロック図であり、ポテンショメータ51によりポジションレバーの操作位置を検出し、ポテンショメータ52により変速レバーのシフト位置を検出する。また、ポテンショメータ53によりリフトアームの回動角即ち後部作業機の高さを検出し、ポテンショメータ54,55により夫々左右のブレーキペダルの踏み込み位置を検出する。
【0021】
一方、後進検出スイッチ56は前後進切換機23を後進位置に切り換えたときにオンとなり、クラッチペダルスイッチ57は主クラッチ21を切るためにクラッチペダルを踏み込んだときにオンになる。更に、車体の旋回時に油圧式変速装置31の動力により前輪増速旋回制御する場合は、予め制御入切スイッチ58をオンにするとともに、後輪の周速度に対する前輪の周速度、即ち増速比率を作業モードダイヤル59により任意に設定し、前記油圧式変速装置31の動力による前輪20の駆動量を調整する。
【0022】
ここで、ステアリングハンドル15の操舵に伴う前輪20の旋回量を検出する手段として前輪切れ角センサ60を設け、エンジン11の回転数を検出する手段としてエンジン回転センサ61を設ける。尚、車体の旋回操作を検出する手段としては、前記前輪切れ角センサ60によって前輪20の操舵角を直接的に検出する他に、ステアリングハンドル15の回転角度やステアリングハンドル15の操作速度を測定したり、パワーステアリング装置の油圧シリンダのピストン伸縮量を検出する方法などもある。
【0023】
また、タイヤのスリップを検出する手段として前輪回転センサ62及び後輪回転センサ63を設け、該前輪回転センサ62及び後輪回転センサ63によって前輪20と後輪18の回転数を検出し、この回転差をコントローラ70へ入力してタイヤのスリップ率を演算する。更に、車体の傾斜を検出する手段として傾斜センサ64を設け、該傾斜センサ64によって車体のローリング角を検出する。
【0024】
前記各検出信号はコントローラ70へ入力され、例えばポテンショメータ51の検出信号に基づいてポジョンレバーの操作位置を判別し、作業機昇降用のリフトシリンダを作動すべく、電磁制御弁の作業機上昇用ソレノイド81または作業機下降用ソレノイド82へ指令信号を出力する。或いは、例えばポテンショメータ54,55の検出信号に基づいて左右のブレーキペダルの踏み込み位置を判別し、その操作力の大小に応じて後輪のブレーキシリンダを作動すべく、電磁制御弁の左ブレーキ用ソレノイド83または右ブレーキ用ソレノイド84へ指令信号を出力する。
【0025】
更に、後述する制御手順に従って、油圧ポンプ32の吐出量を変更するアクチュエータである電動モータ85へ制御信号を出力し、該油圧ポンプ32の吐出量を増減することによって油圧モータ33の回転速度を変化させる。従って、油圧式変速装置31による前輪20の駆動量が変化し、作業モードダイヤル59によって設定した増速比率、若しくは制御目標の増速比率となるように前輪20の周速度を制御する。
【0026】
図6は油圧回路を示し、前記油圧式変速装置31には可変式の油圧ポンプ32が設けられている。該油圧ポンプ32から吐出される作動油は電磁制御弁90によって制御され、前述した制御入切スイッチ58がオフのときは、該電磁制御弁90がノーマル位置(イ)にあって油圧モータ33は駆動されない。そして、制御入切スイッチ58をオンにしたときは、該電磁制御弁90がオフセット位置(ロ)に切り換わり、油圧ポンプ32の吐出油が油圧モータ33へ導出される。
【0027】
ここで、電動モータ85を駆動してトラニオン軸を回転すれば、油圧ポンプ32の斜板若しくは斜軸の角度即ち傾転角が変化し、該油圧ポンプ32の吐出量が増減する。従って、油圧モータ33の流量が変わり、該油圧モータ33の回転速度を任意に調整できる。尚、図示は省略するが可変式の油圧モータを使用し、電動モータによって該油圧モータの傾転角を変化させることにより、油圧モータの流量を変更して回転速度を任意に調整するように構成してもよい。
【0028】
前述したように、たとえ4WDクラッチ28が作動してギヤ式変速装置22から分岐された動力が前輪動力伝達軸19へ伝達されている場合であっても、油圧式変速装置31の動力が切換装置29に入力されたときは、該油圧式変速装置31からの動力が優先して前輪20へ伝達される。
【0029】
尚、同図に於いて符号95a,95bは他の油圧ポンプであり、油圧ポンプ95aから吐出される作動油は電磁制御弁96によって制御され、前記コントローラ70から作業機上昇用ソレノイド81または作業機下降用ソレノイド82へ指令信号が出力されたときに、油圧ポンプ95aの作動油がリフトシリンダ97へ供給されて作業機が昇降する。一方、油圧ポンプ95bから吐出される作動油は、減圧弁98を介してパワーステアリング回路99へ供給され、ステアリングシリンダ100が駆動されて前輪20が回向する。
【0030】
また、減圧弁98から分岐した作動油は、電磁制御弁101,102を介して左右のブレーキシリンダ103,104に導出されるとともに、その他の油圧回路へ供給される。前記コントローラ70から左ブレーキ用ソレノイド83または右ブレーキ用ソレノイド84へ指令信号が出力されたときは、該指令信号の大きさに応じて電磁制御弁101または102が開放し、ブレーキシリンダ103,104が駆動されて左または右のブレーキ装置65,66が作動し、後輪18,18が夫々独立して制動される。
【0031】
図7は前記油圧式変速装置31による前輪20の駆動量を任意に設定する操作手段の一例として作業モードダイヤル59を示し、該作業モードダイヤル59は前記キャビン13内の操作しやすい場所に設けられている。該作業モードダイヤル59を時計回りへ回動すれば、油圧式変速装置31の動力によって前輪20を駆動したときの前輪の増速比率(以下、単に「増速比率」という)が高く設定され、反時計回りへ回動すれば増速比率が低く設定される。
【0032】
本実施の形態では、図8の破線で示すように、該作業モードダイヤル59によって、増速比率を「1」から「3」(後輪の周速度に対して前輪の周速度が1倍〜3倍)の範囲で設定することが可能である。尚、前輪の切れ角が所定値α未満の場合は車体が直進運転中であるとみなし、前輪増速旋回制御に入らず油圧モータ33を駆動しない。また、前輪の駆動量を設定する操作手段は前記作業モードダイヤル59に限定されず、図示は省略するが、ボリューム式に代えてレバー式の作業モード切換具等を設置してもよい。
【0033】
いま、前記作業モードダイヤル59を例えば「1.8」の位置に設定した場合は、図8の実線Aで示すように、前輪の切れ角が所定値α未満では油圧モータ33が駆動されないので増速比率は「0」であり、前輪の切れ角が増加して所定値α以上になったときに油圧モータ33が駆動される。このとき、コントローラ70から前記電動モータ85へ制御信号を出力して油圧ポンプ32の吐出量が調整され、前輪20の周速度が後輪18の周速度の約1.8倍となるように油圧モータ33の回転数が制御される。そして、車体の旋回量が大きくなって前輪の切れ角が更に増加しても、作業モードダイヤル59にて設定された増速比率「1.8」を維持すべく、コントローラ70が前記電動モータ55を制御する。
【0034】
この増速比率は、土質や作物の種類、或いは作業の状況などにより最適な比率に調整するのが好ましい。例えば乾田のように固い地盤では車輪のグリップ力が高いため、増速比率を大きく設定して車体の旋回時間をより短くすることができる。
【0035】
ここで、車体の旋回半径を小さくするために、旋回内側のブレーキペダルを踏み込んで片ブレーキ操作を行うことがあるが、旋回時に片ブレーキ操作があった場合は、操向された前輪が土を押してしまったり、後輪を引きずってブレーキ痕を残してしまう。これはブレーキ力が大きいほど顕著に現れる。このとき、前輪を増速することによって旋回が短時間で完了し、圃場の荒れを最小限に抑えることができる。
【0036】
例えば片側のブレーキペダルの踏み込み操作があったときに、図9の実線Bで示すように、片ブレーキの操作力の大小によって増速比率が漸増するように制御してもよい。即ち、片ブレーキペダル操作時のブレーキ操作力が大きくなるのに伴い、油圧ポンプ32の吐出量を増大して油圧モータ33の回転速度を速くし、前輪の増速比率を大きくするように設定すれば、ブレーキ力と前輪の増速度が比例して圃場の荒れ防止に顕著な効果がある。この増速比率の変動ラインは、車体の転倒防止などの安全性を考慮して予め設定される。
【0037】
ここで、図10のフロチャートに従って、前輪増速旋回制御中にブレーキ操作があった場合の制御について説明する。前輪の切れ角が所定値を超えたときは、車体が旋回状態とみなして前輪増速旋回制御に入るが、前輪増速旋回制御中は前記ポテンショメータ54,55の検出信号に基づいて左右のブレーキペダルの踏み込み操作を判別する。そして、左右両ブレーキペダルが同時に踏み込み操作されたときは(ステップ1)、旋回中に何らかの状況変化があって車体を急減速する必要があるとみなし、油圧式変速装置31の動力による前輪20の駆動を牽制し、前輪増速旋回制御を中止する(ステップ1→5)。
【0038】
然るときは、油圧モータ33の回転が低下若しくは停止して、前記切換装置29に設けられたワンウェイクラッチ34が入り状態となり、ギヤ式変速装置22の動力が前輪20に伝達されて通常の四駆状態となるため、ブレーキ力が増加して車体を急減速させることができる。斯くして、旋回中に突然生じた危険を回避でき、安全性の向上を図ることができる。
【0039】
一方、左右両ブレーキペダルの踏み込み操作はなく、片側のブレーキペダルだけの踏み込み操作があったとき(ステップ2)、即ち、旋回内側の片ブレーキ操作が検出されたときは、前記作業モードダイヤル59で設定した値よりも増速比率を大きくして、前輪20の駆動量をブレーキペダル操作の検出がないときと比較して増大させる。このとき、前記ポテンショメータ54,55の検出信号により、プレーキペダルの踏み込み位置即ちブレーキ操作力の大小が算出されるので、図9にて説明したように、ブレーキ操作力が大きくなるのに伴って増速比率を大きくすべく、コントローラ70が前記電動モータ55を駆動する(ステップ3)。
【0040】
従って、片ブレーキ操作力の大きさに応じて、油圧式変速装置31の油圧ポンプ32の吐出量が調整され、前輪20の周速度が制御目標の増速比率となるように油圧モータ33の回転数が制御される。前述したように、前輪駆動装置27の切換装置29にギヤ式変速装置22からの動力と油圧式変速装置31からの動力が同時に入力された場合は、油圧式変速装置31からの動力が優先して前輪20へ伝達されるため、片ブレーキ操作力の大きさに応じて最適の増速比率で前輪20が駆動される。斯くして、車体の旋回時間を短縮することができる。
【0041】
尚、クリープ作業のような低速走行に於いては、旋回時に片ブレーキ操作をしないことがあり、然るときは、増速比率は変更されずに作業モードダイヤル59で設定した増速比率が保持される(ステップ2→4)。そして、車体の旋回中はこの制御を繰り返し、車体の旋回が終了したときは、油圧式変速装置31の動力による前輪増速旋回制御を牽制する(ステップ4→5)。
【0042】
また、ステップ2に於いて片側のブレーキペダルの踏み込み位置が所定深さ以上であると検出された場合は、片側ブレーキのロック操作があったとみなして、コントローラ70から前記ブレーキ用ソレノイド83または84へ指令信号を出力し、電磁制御弁101または102を開放してブレーキシリンダ103または104をフルストロークさせる。斯くして、旋回中に片側のブレーキペダルを強く踏み続けなくても、軽く踏んでいるだけで片側のブレーキ装置65または66をロックした状態に保持できる。
【0043】
而して、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではエンジンの動力をギヤ式変速装置から分岐して前輪へ伝達する経路と、油圧式変速装置からの動力を前輪へ伝達する経路を設け、車体の旋回時には前記油圧式変速装置の動力による前輪の駆動量をブレーキペダルの踏み込み状態に応じて変更するため、地盤の状態や作業状況等により前輪の駆動量を無段階で変更することができる。
また、旋回時に左右両ブレーキ操作があった場合は、前記油圧式変速装置による前輪の駆動を牽制するので、ギヤ式変速装置の動力による通常の四駆状態となるため、ブレーキ力が増加して車体を急減速させることができ、危険を回避して安全性の向上を図ることができる。
【0045】
更に、旋回時に片ブレーキ操作があった場合は、前記油圧式変速装置による前輪の駆動量を、ブレーキペダル操作の検出がないときと比較して増大させるので、車体の旋回時間が短縮して旋回性能の向上が図られる。
【0046】
更にまた、ブレーキペダルの片側の踏み込み操作が行われたときポテンショメータの検出信号により前記ブレーキペダルの踏み込み位置、即ちブレーキ操作力の大小を検出し、該ブレーキ操作力が大きくなるに伴って増速比率を大きくするようにコントローラが電動モータを駆動するように構成したので、ブレーキ力と前輪の増速度が比例して圃場の荒れ防止に顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施の形態を示すものである。
【図1】トラクタの側面図。
【図2】走行系の動力伝達ブロック図。
【図3】ワンウェイクラッチが切り状態の縦断面図。
【図4】ワンウェイクラッチが入り状態の縦断面図。
【図5】制御系のブロック図。
【図6】油圧回路図。
【図7】作業モードダイヤルの正面図。
【図8】前輪の切れ角と増速比率の関係の一例を示すグラフ。
【図9】片ブレーキ操作力の変化に対する増速比率の変動の一例を示すグラフ。
【図10】前輪駆動装置の制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
10 トラクタ
11 エンジン
18 後輪
20 前輪
22 ギヤ式変速装置
27 前輪駆動装置
29 切換装置
31 油圧式変速装置
32 油圧ポンプ
33 油圧モータ
34 ワンウェイクラッチ
54,55 ポテンショメータ
58 制御入切スイッチ
59 作業モードダイヤル
60 前輪切れ角センサ
61 エンジン回転センサ
65,66 ブレーキ装置
70 コントローラ
83,84 ブレーキ用ソレノイド
85 電動モータ
103,104 ブレーキシリンダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a front wheel drive device for a power farm machine such as a tractor, a rice transplanter, or a lawn mower, and in particular, the power is branched from a gear transmission of a traveling system and transmitted to the front wheel. The present invention relates to a front wheel drive device for a power agricultural machine configured to transmit power from a transmission to drive a front wheel.
[0002]
[Prior art]
In power farm equipment such as tractors, rice transplanters, lawn mowers, etc., the engine power is transmitted to the rear wheels via a gear transmission, and the front wheels can be driven by branching the power from the gear transmission. The configuration is known. In such a configuration, the power transmission to the front wheels is turned on and off by the 4WD clutch to switch the four-wheel drive.
[0003]
In addition to the gear-type transmission, a transmission gear is provided on the power transmission shaft to the front wheels. When the vehicle body turns, the rotation speed of the front wheels is increased by the transmission gear so that the peripheral speed of the front wheels is higher than that of the rear wheels. There is also known a power farm machine that performs so-called front-wheel-accelerated turning control that shortens the turning time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional front wheel acceleration turning control, the front wheels are driven at high speed rotation at a speed increase ratio (for example, twice that of the rear wheels) set in advance with respect to the peripheral speed of the rear wheels when the vehicle is turning. Moreover, the turning radius of the vehicle body is reduced by depressing the brake pedal inside the turning and performing a one-brake operation. If the speed increase ratio of the front wheels can be increased with this one-brake operation, the turning time of the vehicle body becomes shorter and the turning performance can be improved. However, since the speed increasing ratio is constant unless the transmission gear combination is changed, the speed increasing ratio cannot be changed during one-brake operation.
[0005]
On the other hand, even if the situation changes during the turn of the vehicle body and both the left and right brake pedals are depressed, the front wheels remain accelerated, making it difficult to rapidly decelerate the vehicle, which is critical for avoiding danger. Had an influence.
[0006]
Therefore, there is a technical problem to be solved in order to shorten the turning time by driving the front wheels at high speed when turning the vehicle body and to change the speed increasing ratio of the front wheels according to the depression state of the brake pedal. The present invention aims to solve this problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, as well as transmitted to the engine (11) powered gear-type transmission apparatus (22) the rear wheel (18) via, said gear type transmission ( 22) a branched power the front wheel (20) powered agricultural machine which can be driven constructed from, apart from said gear type transmission (22) a path for driving front wheels (20), variable hydraulic pump ( 32) having a path for transmitting the power of the hydraulic transmission (31) having 32) to drive the front wheels (20) , and detecting the turning operation of the vehicle body (60) and the depression of the left and right independent brake pedals A means for detecting the operation, and a switching device (29) for switching the driving of the front wheels (20) from the path of the gear transmission (22) to the path of the hydraulic transmission (31) when the vehicle body turns, Brake pedal In front wheel drive system of a power agricultural machine that is configured to change the drive quantity of the front wheel (20) by the hydraulic transmission according to the depression state (31) (27),
When it is detected that the left and right brake pedals of the brake pedal are depressed simultaneously, the driving of the front wheels (20) by the hydraulic transmission (31) is checked, while only the brake pedal on one side is controlled. When the stepping operation is detected, the driving amount of the front wheel (20) by the hydraulic transmission (31) is configured to increase the driving compared to when the brake pedal operation is not detected. When a depression operation on one side of the brake pedal is performed, the depression position of the brake pedal, that is, the magnitude of the brake operation force is detected by the detection signal of the potentiometer (54, 55), and the brake operation force increases. Of the power agricultural machine configured so that the controller (70) drives the electric motor (85) so as to increase the speed increasing ratio. There is provided a wheel driving apparatus.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
[0009]
FIG. 2 is a power transmission block diagram of the traveling system. The power of the
[0010]
Further, the power is branched from the
[0011]
On the other hand, the front
[0012]
Here, the
[0013]
FIG. 3 shows a one-
[0014]
The full-
[0015]
[0016]
Now, when the power branched from the
[0017]
Here, when the
[0018]
Accordingly, even when the
[0019]
As the priority transmission means, in addition to the one-way clutch 34 described above, although not shown, a clutch is provided in each of the power path of the
[0020]
FIG. 5 is a block diagram of the control system. The potentiometer 51 detects the position lever operating position, and the potentiometer 52 detects the shift lever shift position. Further, the rotation angle of the lift arm, that is, the height of the rear working machine is detected by the potentiometer 53, and the depression positions of the left and right brake pedals are detected by the potentiometers 54 and 55, respectively.
[0021]
On the other hand, the reverse detection switch 56 is turned on when the forward /
[0022]
Here, a front wheel
[0023]
Further, a front wheel rotation sensor 62 and a rear wheel rotation sensor 63 are provided as means for detecting tire slip, and the front wheel rotation sensor 62 and the rear wheel rotation sensor 63 detect the rotational speeds of the
[0024]
Each of the detection signals is input to the
[0025]
Further, according to the control procedure described later, a control signal is output to the
[0026]
FIG. 6 shows a hydraulic circuit, and the
[0027]
Here, when the
[0028]
As described above, even if the
[0029]
In the figure,
[0030]
The hydraulic oil branched from the
[0031]
FIG. 7 shows a
[0032]
In the present embodiment, as indicated by a broken line in FIG. 8, the speed increase ratio is changed from “1” to “3” by the work mode dial 59 (the peripheral speed of the front wheel is 1 to (3 times) can be set. If the front wheel turning angle is less than the predetermined value α, it is considered that the vehicle body is running straight ahead, the front wheel acceleration turning control is not entered, and the
[0033]
Now, when the
[0034]
This speed increasing ratio is preferably adjusted to an optimum ratio depending on soil quality, crop type, work conditions, or the like. For example, since the grip force of the wheel is high on a hard ground such as a dry paddy, it is possible to shorten the turning time of the vehicle body by setting a large acceleration ratio.
[0035]
Here, in order to reduce the turning radius of the vehicle body, the brake pedal inside the turn may be depressed to perform a single brake operation. Pushing or dragging the rear wheel will leave a brake mark. This becomes more noticeable as the braking force increases. At this time, by increasing the speed of the front wheels, the turn can be completed in a short time, and the field roughness can be minimized.
[0036]
For example, when the brake pedal on one side is depressed, as shown by the solid line B in FIG. 9, the speed increase ratio may be controlled to gradually increase depending on the magnitude of the operation force of the one brake. That is, as the brake operation force at the time of operating the single brake pedal increases, the discharge amount of the
[0037]
Here, according to the flowchart of FIG. 10, the control when there is a brake operation during the front wheel acceleration turning control will be described. When the turning angle of the front wheel exceeds a predetermined value, the vehicle body is regarded as turning and the front wheel acceleration turning control is entered. During the front wheel acceleration turning control, the left and right brakes are controlled based on the detection signals of the potentiometers 54 and 55. Determine pedal operation. When the left and right brake pedals are depressed simultaneously (step 1), it is considered that the vehicle body needs to be decelerated suddenly due to some change of state during turning, and the
[0038]
At that time, the rotation of the
[0039]
On the other hand, when the left and right brake pedals are not depressed and only one brake pedal is depressed (step 2), that is, when the one-side brake operation inside the turning is detected, the
[0040]
Accordingly, the discharge amount of the
[0041]
When driving at low speeds such as creep work, the one-brake operation may not be performed during turning. In this case, the speed increase ratio set by the
[0042]
If it is detected in
[0043]
Thus, the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a path for branching engine power from the gear type transmission to transmit to the front wheels and a path for transmitting power from the hydraulic transmission to the front wheels are provided. to change the front wheel drive amount by the power of expression transmission in accordance with the depression state of the brake pedal, it is possible to change the front wheel drive amount stepless by ground conditions and working conditions, and the like.
In addition, when both left and right brake operations are performed during turning, the driving of the front wheels by the hydraulic transmission is restrained, so that the normal four-wheel drive state by the power of the gear transmission is obtained, so that the braking force increases. The vehicle body can be decelerated rapidly, and safety can be improved by avoiding danger.
[0045]
In addition, if there is a single brake operation during turning, the amount of driving of the front wheels by the hydraulic transmission is increased compared to when the brake pedal operation is not detected, so the turning time of the vehicle body is shortened The performance is improved.
[0046]
Furthermore , when the depression operation on one side of the brake pedal is performed, the depression position of the brake pedal, that is, the magnitude of the brake operation force is detected by the detection signal of the potentiometer, and the speed increasing ratio increases as the brake operation force increases. Since the controller is configured to drive the electric motor so as to increase the braking force, the braking force and the speed increase of the front wheels are proportional to each other, and there is a remarkable effect in preventing the field from being rough.
[Brief description of the drawings]
The figure shows an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a side view of a tractor.
FIG. 2 is a power transmission block diagram of a traveling system.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a one-way clutch in a disengaged state.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which a one-way clutch is engaged.
FIG. 5 is a block diagram of a control system.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram.
FIG. 7 is a front view of a work mode dial.
FIG. 8 is a graph showing an example of a relationship between a front wheel turning angle and a speed increase ratio.
FIG. 9 is a graph showing an example of fluctuations in the acceleration ratio with respect to changes in the one-brake operating force.
FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure of the front wheel drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記ブレーキペダルの左右両ブレーキペダルが同時に踏み込み操作されたことを検出したときは、前記油圧式変速装置(31)による前輪(20)の駆動を牽制するようにし、他方、片側のブレーキペダルのみの踏み込み操作を検出したときは、前記油圧式変速装置(31)による前輪(20)の駆動量を、ブレーキペダル操作の検出がないときと比較して駆動を増大するように構成してなり、更に、前記ブレーキペダルの片側の踏み込み操作が行われたときポテンショメータ(54,55)の検出信号により前記ブレーキペダルの踏み込み位置、即ちブレーキ操作力の大小を検出し、該ブレーキ操作力が大きくなるに伴って増速比率を大きくするようにコントローラ(70)が電動モータ(85)を駆動するように構成してなることを特徴とする動力農機の前輪駆動装置。 While transmitting the engine power to a gear type transmission (11) (22) rear wheel via a (18), drivable configure front wheel (20) is branched power from said gear type transmission (22) a was powered agricultural machine, said from the gear-type transmission apparatus (22) a path for driving front wheels (20) separately, by transmitting the power of hydraulic transmission (31) having a variable hydraulic pump (32) A means (60) for detecting a turning operation of the vehicle body, a means for detecting a depressing operation of the left and right independent brake pedals, and a driving of the front wheel (20) when turning the vehicle body, provided with a path for driving the front wheels (20) . path provided with a switching device for switching the path of the hydraulic transmission (31) (29) from said gear type transmission (22), wherein by the hydraulic transmission (31) according to the depression state of the brake pedal In-wheel front wheel drive system configuration the power agricultural equipment so as to change the driving amount of the (20) (27),
When it is detected that the left and right brake pedals of the brake pedal are depressed simultaneously, the driving of the front wheels (20) by the hydraulic transmission (31) is checked, while only the brake pedal on one side is controlled. When the stepping operation is detected, the driving amount of the front wheel (20) by the hydraulic transmission (31) is configured to increase the driving compared to when the brake pedal operation is not detected. When a depression operation on one side of the brake pedal is performed, the depression position of the brake pedal, that is, the magnitude of the brake operation force is detected by the detection signal of the potentiometer (54, 55), and the brake operation force increases. The controller (70) is configured to drive the electric motor (85) so as to increase the speed increasing ratio. Front-wheel drive device for a power agricultural machine for.
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