CN101513839A

CN101513839A - 动力输出控制系统

Info

Publication number: CN101513839A
Application number: CN 200810168753
Authority: CN
Inventors: 中村健太郎; 服部彰夫
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2028-09-28
Also published as: JP2009196534A; CN101513839B; JP5065935B2

Abstract

本发明提供一种动力输出控制系统，其是装备有作业装置的作业车的PTO控制系统，包括：液压多板式的PTO离合器(6)，经该PTO离合器(6)而将来自上述作业车的动力以可切断的方式向上述作业装置传递；控制阀(15)，调整上述PTO离合器的工作压力；人为操作式的离合器操作件(17、21)，对控制单元发出操作指令；控制单元(19)，通过响应上述离合器操作件(17、21)的操作指令而根据目标控制特性控制上述控制阀，来将上述PTO离合器从分离状态切换到接合状态。根据离合器操作件(17、21)的操作动作来生成和设定上述目标控制特性。

Description

动力输出控制系统

技术领域

本发明涉及装备有作业装置的作业车中的PTO(动力输出)控制系统，特别是涉及PTO离合器的液压控制。

背景技术

作为作业车的一个实例的日本特开2006-11843号公报中公开的拖拉机具备：能向与机体连接的作业装置自由传递和切断动力的液压多板式PTO离合器(上述专利公报的图3及图4的C3)、向该PTO离合器供给工作油的控制阀(专利文献1的图7的V4)、PTO离合器操纵杆(上述专利公报的图7的43)。在该拖拉机中，驾驶员通过操作PTO离合器操纵杆来操作控制阀，在向PTO离合器供给工作油时，PTO离合器成为接合状态，在从PTO离合器排出工作油时，PTO离合器成为分离状态。

拖拉机可通过在机体上连接小型作业装置乃至大型作业装置等各种作业装置而进行各种作业。

小型作业装置中被驱动的部分的重量较小，起动转矩较小，所以即使操作PTO离合器成为接合状态，向小型的作业装置传递动力，小型作业装置开始驱动时的冲击也较小。与之相对，大型作业装置(例如，牧草用的大型割草机)中被驱动的部分的重量较大，起动转矩较大，所以操作PTO离合器成为接合状态而向大型作业装置传递动力时，该大型作业装置开始驱动时的冲击较大。

发明目的

本发明的目的是提供一种PTO控制系统，在机体上连接各种作业装置而进行作业的情况下，可使PTO离合器对应于各种作业装置适当地工作。

为实现上述目的，用于装备有作业装置的作业车的本发明的PTO控制系统包括：液压多板式的PTO离合器，经该PTO离合器而将来自上述作业车的动力以可切断的方式向上述作业装置传递；控制阀，调整上述PTO离合器的工作压力；人为操作式的离合器操作件，对控制单元发出操作指令；控制单元，通过响应上述离合器操作件的操作指令而根据目标控制特性控制上述控制阀，来将上述PTO离合器从分离状态切换到接合状态；进而，上述控制单元包括：生成上述目标控制特性的目标控制特性生成机构、以及设定已生成的上述目标控制特性的目标控制特性设定机构。

在该PTO控制系统中，在响应于离合器操作件的操作指令而将上述PTO离合器从分离状态切换到接合状态时所使用的目标控制特性每次均由目标控制特性生成机构生成，所以能以与各种作业装置对应的，进而在必要情况下还与离合器操作件的操作状态对应的适当控制特性，来控制PTO离合器。

在本发明的优选实施方式之一中，利用预先存储的控制特性来生成上述目标控制特性。这样，不需要生成使上述PTO离合器从分离状态转变为接合状态时的目标控制特性的整个范围，而可部分利用预先存储的控制特性。此外，仅通过使预先存储的控制特性变形，便可生成新的适当的目标控制特性。这样，可减轻目标控制特性生成机构的处理负担。

在本发明的优选实施方式之一中，上述目标控制特性生成机构根据上述离合器操作件的操作速度而生成上述目标控制特性。根据该方式，在将离合器操作件从分离位置快速地操作到接合位置时，PTO离合器从分离状态快速地切换到接合状态。在离合器操作件从分离位置缓慢地操作到接合位置时，PTO离合器从分离状态缓慢地切换到接合状态。例如，在将小型的作业装置连接到机体上时，驾驶员可将离合器操作件从分离位置快速地操作到接合位置。这样，PTO离合器从分离状态快速地切换到接合状态，动力很快被传递，能不延迟地驱动小型的作业装置。此外，在将大型的作业装置连接到机体上时，驾驶员可将离合器操作件从分离位置缓慢地操作到接合位置。这样，PTO离合器从分离状态缓慢地切换到接合状态，缓慢传递动力，能抑制冲击。

更具体地，在优选实施方式中，具备检测上述离合器操作件的操作动作的传感器，在以比预先设定的控制基准速度高的速度操作上述离合器操作件时，上述目标控制特性生成机构将预先存储的控制特性作为目标控制特性。这样，即使驾驶员误将离合器操作件从接合位置以异常的快速操作到接合位置，也能避免下述问题：PTO离合器从分离状态以异常的快速切换到接合状态，从而驱动作业装置时的冲击增大。

本发明的其它特征和优点可从使用下面的附图进行的实施方式说明中变得明了。

附图说明

图1是装载有本发明的PTO控制系统的拖拉机的整体侧视图。

图2是表示PTO控制系统的构成的示意图。

图3是表示PTO操纵杆的操作位置和PTO离合器的工作压力的关系的图。

图4是表示PTO控制系统所进行的液压控制的一个实例的流程图。

图5是作为离合器操作件使用的右及左侧制动器踏板的示意图。

具体实施方式

在图1中，表示作为作业车一个实例的拖拉机，该拖拉机具备左右转向操作自如的右及左前轮1、右及左后轮2、发动机3、变速箱4、驾驶部5。从图1和图2可以理解，发动机3的动力经变速箱4所具备的静液压式的无级变速装置(未图示)和齿轮变速式的副变速装置(未图示)而传递到前轮1和后轮2。再有，发动机3的动力还可经变速箱4所具备的PTO变速装置(未图示)及PTO离合器6而传递到在变速箱4的后部具备的PTO轴7。

如图1所示，在变速箱4的后部具备上部连杆8、升降自如地支撑右及左下部连杆9并由液压10摆动驱动的升降臂11，在升降臂11和右及左下部连杆9之间连接关联杆12。通过液压缸10及升降臂11，来升降驱动上部连杆8、右及左下部连杆9。在上部连杆8、右及左下部连杆9上连接各种作业装置。

在图1中，在上部连杆8、右及左下部连杆9上，将旋转耕耘装置13(相当于作业装置)连接到拖拉机上，此时，在PTO轴7和旋转耕耘装置13之间接续有传动轴14。这样，发动机3的动力可经PTO变速装置、PTO离合器6、PTO轴7及传动轴14传递到旋转耕耘装置13。

如图2所示，PTO离合器6构成为液压多板式，通过接受工作油的供给而被操作成接合状态，并且由弹簧(未图示)向分离状态施力，通过排出工作油而被操作成分离状态。具备向PTO离合器6进行工作油的给排操作的电磁比例阀式的控制阀15，由控制单元19来控制控制阀15的液压动作(控制特性)。如图1及图2所示，在驾驶部5的驾驶席16的横向右侧具备PTO操纵杆17(相当于离合器操作件)及设定开关18。

如图2所示，PTO操纵杆17构成为能被自由地人为操作到接合位置及分离位置，且PTO操纵杆17的操作位置被输入到控制单元19。具备检测PTO离合器6的工作压力P的压力传感器20，将压力传感器20的检测值输入控制单元19。为了用控制单元19计算PTO操纵杆17的操作参数例如PTO操纵杆17的操作速度等，而设置检测PTO操纵杆17的操作位移的操纵杆传感器17a，将其输出信号向控制单元19输入。设定开关18构成为刻度盘式能自由地人为操作，将设定开关18的操作位置向控制单元19输入，通过操作设定开关18，而在高速和低速之间选择设定后述的控制基准速度V1。

在控制单元19中，作为特别与本发明相关的功能部，具备操作件操作参数计算机构19A、目标控制特性生成机构19B、目标控制特性设定机构19C、液压控制机构19D、储存预定的基准控制特性的控制特性表19E。这些功能部实质上通过计算机程序及其处理数据组来实现。操作件操作参数计算机构19A根据来自操纵杆传感器17a的输出信号而算出PTO操纵杆17的操作参数即操作位置、操作速度、操作速度变化率等。目标控制特性生成机构19B根据由操作件操作参数计算机构19A计算的PTO操纵杆17的操作参数，而生成作为将PTO离合器6从分离状态切换到接合状态时的目标的目标控制特性。目标控制特性设定机构19C将由目标控制特性生成机构19B生成的目标控制特性作为控制目标并赋予液压控制机构19D而进行设定。液压控制机构19D为了以设定的目标控制特性将PTO离合器6从分离状态切换到接合状态，而边评价来自压力传感器20的信号边控制控制阀15。在控制特性表19E中储存的基准控制特性根据需要而由目标控制特性设定机构19C读取，在生成目标控制特性时使用。

该目标控制特性生成机构19B根据由操作件操作参数计算机构19A计算的作为PTO操纵杆17的操作动作的操作参数，来生成作为将PTO离合器6从分离状态切换到接合状态时的目标的目标控制特性，所以PTO操纵杆17所进行的操作动作和PTO离合器6从分离状态向接合状态转换的动作相适合。其结果，实现操作感优良的PTO离合器控制。

下面使用图3和图4来说明如上述那样构成的PTO控制系统的控制的具体实例。图3表现作为目标的控制特性的一个实例，是表示PTO操纵杆的操作位置和PTO离合器的工作压力的关系的曲线图。图4是该第一实施例的液压控制的流程图。

在该具体实例中，在将该PTO操纵杆17从分离位置操作到接合位置的情况下，根据该PTO操纵杆17从分离位置操作到接合位置的操作速度V比控制基准速度V1快还是慢，来使该控制变化。

首先，检测是否操作了PTO操纵杆17(#1)。在操作了PTO操纵杆17时(#1“是”分支)，检查PTO操纵杆17的操作方向(即，是从分离位置转向接合位置，还是从接合位置转向分离位置)(#2)。如果在步骤#2中检测到PTO操纵杆17从分离位置向接合位置的操作，则计算PTO操纵杆17的操作速度V(#3)。比较PTO操纵杆17的操作速度V和通过设定开关18设定的控制基准速度V1(#4)。在操作速度V比控制基准速度V1低时(#4“是”分支)，控制控制阀15，使得PTO操纵杆17的操作位置和PTO离合器6的工作压力P的关系成为由图3的记号A1表示的实线代表的关系(#5)。在该步骤#5的控制处理A1中，在PTO操纵杆17的操作速度V比控制基准速度V1低的范围内，如果是快速操作PTO操纵杆17，则PTO离合器6的工作压力P随之以较高的速度被升压控制。此外，如果是缓慢操作PTO操纵杆17，则PTO离合器6的工作压力P随之以较低的速度被升压控制。再有，如果将PTO操纵杆17停止于任意的操作位置并保持，则PTO离合器6的工作压力P的升压控制被临时停止，PTO离合器6的工作压力P也将保持为与PTO操纵杆17的操作位置对应的工作压力。

在步骤#4中，如果操作速度V不比控制基准速度V1低(#4“否”分支)，则再比较PTO离合器6的工作压力P和半离合器工作压力P1(预先设定)(#7)。在PTO离合器6的工作压力P比半离合器工作压力P1低的情况下(#7“否”分支)，前进到步骤#5，并根据图3的记号A1所示的实线控制控制阀15。在PTO离合器6的工作压力P为半离合器工作压力P1以上的情况下(#7“是”分支)，控制控制阀15(#7)，使得PTO操纵杆17的操作位置和PTO离合器6的工作压力P的关系成为图3的标记A2所示的单点划线表示的关系。在该步骤#7的控制处理A2中，在从半离合器工作压力P1到接合工作压力P2的升压过程中，与步骤#5的控制处理A1相比，与PTO操纵杆17的操作位置对应的PTO离合器6的工作压力P变低。因此，从半离合器工作压力P1起的升压过程具有变慢的倾向。再有，虽然在图4的流程图中未表示，但一旦进入控制处理A2，则不再进行控制处理A1而持续进行控制处理A2，直到PTO操纵杆17成为接合位置，由此可消除以异常的高速操作PTO操纵杆17时的不良情况。

在步骤#2中检测PTO操纵杆17从接合位置向分离位置的操作时，检测PTO操纵杆17是否被操作到了分离位置或视为分离位置的区域(#8)。在将PTO操纵杆17操作到了分离位置或视为分离位置的区域时(#8“是”分支)，与操作速度无关地，以预先设定的高速的控制特性对PTO离合器6的工作压力P进行减压操作，进行将PTO离合器6切换到分离状态的分离处理(#9)。

通过操作设定开关18，可将控制基准速度V1变为高速侧及低速侧。如果将控制基准速度V1变为高速侧，则只要没有以很高的速度将PTO操纵杆17从分离位置操作到接合位置，在步骤#4的检测中就不会分支到步骤#6，所以实现与PTO操纵杆17的操作速度相符的PTO离合器6的工作压力P的控制。该控制适用于连接较小型的作业装置的情况。

如果将控制基准速度V1变为低速侧，则哪怕以稍高的速度操作PTO操纵杆17，也会分支到步骤#6，所以可使PTO操纵杆17的操作所进行的PTO离合器6的工作压力P的控制具有变慢的倾向。该控制适用于连接较大型的作业装置的情况。

在上述实施方式中，虽然采用PTO操纵杆17来作为离合器操作件，但也可取代该PTO操纵杆17而将图5所示的右及左侧制动器踏板21作为离合器操作件使用。在此类拖拉机中，如图5所示，具备可制动右后轮2的右侧制动器(未图示)以及可制动左后轮2的左侧制动器(未图示)，右及左侧制动器踏板21配备在驾驶部5的前部的下部右侧，右侧制动器踏板21和右侧制动器经关联机构而机械关联，左侧制动器踏板21和左侧制动器经关联机构而机械关联。如图5所示，右及左侧制动器踏板21在解除位置及限度位置之间踩踏操作自如地构成，并被向解除位置施力，检测右及左侧制动器踏板21的踩踏操作位置并向控制单元19输入。在右及左侧制动器踏板21位于解除位置时，将右及左侧制动器操作到解除状态，在对右及左侧制动器踏板21从解除位置进行踩踏操作时，经稍许的游隙(右及左侧制动器保持解除状态的状态)，而将右及左侧制动器操作到制动侧，在中间位置获得足够的右及左侧制动器的制动力(足以使机体停止的制动力)。其结果，右及左侧制动器的制动力在限度位置为最大。相对于右及左侧制动器踏板21，解除位置和中间位置的范围设定为接合位置，限度位置被设定为分离位置。在将右及左侧制动器踏板21踩踏操作到解除位置及中间位置(接合位置)时，PTO离合器6成为接合状态。在开始将右及左侧制动器踏板21从中间位置(接合位置)踩踏操作到限度位置侧(分离位置侧)时，与从右及左侧制动器踏板21的中间位置(接合位置)向限度位置(分离位置)的踩踏操作速度无关，将PTO离合器6从接合状态快速地切换到分离状态。在将右及左侧制动器踏板21踩踏操作到限度位置(分离位置)的状态下(PTO离合器6为分离状态)，开始对右及左侧制动器踏板21从限度位置(分离位置)向中间位置(接合位置)进行返回操作时，检测右及左侧制动器踏板21从限度位置(分离位置)向中间位置(接合位置)的返回操作速度。根据右及左侧制动器踏板21从限度位置(分离位置)向中间位置(接合位置)的返回操作速度，来进行图5的流程图所示的液压控制，将PTO离合器6切换到接合状态。

此外，在对右及左侧制动器踏板21两者同时进行了踩踏操作的状态(机体的停止操作)、以及对右及左侧制动器踏板21两者同时进行了返回操作的状态(机体的前进操作等)下，也进行以图4的流程图为基准的液压控制，但在仅踩踏操作右及左侧制动器踏板21之一的状态(机体的小转弯时等)以及在随后仅对右及左侧制动器踏板21之一进行返回操作的状态下，不进行这种液压控制。

再有，可使图3的曲线A1(实线)不是一次函数状(直线)，而是向上凸或向下凸的二次函数(向上凸或向下凸的曲线状)。与之同样，可将曲线A2设定为向上或向下凸的二次函数状(向上或向下凸的曲线状)。

在上述具体实例中，目标控制特性生成机构19B根据由操作件操作参数计算机构19A计算的离合器操纵杆17的操作参数来生成目标控制特性，但，取而代之也可通过编辑在特性表19E中储存的基准控制特性来生成目标控制特性。例如，可根据离合器操纵杆17的操作参数来改变基准控制特性的倾斜度和形状而作为目标控制特性，也可根据设定开关18所设定的设定值来改变基准控制特性的倾斜度及形状而作为目标控制特性。再有，可根据离合器操纵杆17的操作参数和设定开关18所设定的设定值两者来改变基准控制特性的倾斜度及形状而作为目标控制特性。此外，在特性表19E中储存有多个基准控制特性时，由于控制特性的变化增加，所以更为方便。

Claims

1.一种装备有作业装置的作业车的动力输出控制系统，包括：

液压多板式的动力输出离合器(6)，经该动力输出离合器(6)而将来自上述作业车的动力以可切断的方式向上述作业装置传递；

控制阀(15)，调整上述动力输出离合器的工作压力；

人为操作式的离合器操作件(17、21)，对控制单元发出操作指令；

控制单元(19)，通过响应上述离合器操作件(17、21)的操作指令而根据目标控制特性控制上述控制阀，来将上述动力输出离合器从分离状态切换到接合状态；

其特征在于，

生成上述目标控制特性的目标控制特性生成机构(19C)、

以及设定已生成的上述目标控制特性的目标控制特性设定机构(19D)。

2.根据权利要求1所述的作业车的动力输出控制系统，其特征在于，

上述目标控制特性生成机构(19C)生成利用预先存储的控制特性的上述目标控制特性。

3.根据权利要求1所述的作业车的动力输出控制系统，其特征在于，

上述目标控制特性生成机构(19C)根据上述离合器操作件(17、21)的操作速度生成上述目标控制特性。

4.根据权利要求3所述的作业车的动力输出控制系统，其特征在于，

具备检测上述离合器操作件(17)的操作动作的传感器(17a)，在以比预先设定的控制基准速度高的速度操作上述离合器操作件时，上述目标控制特性生成机构将预先存储的控制特性作为目标控制特性。