JP2007092877A - Clutch control system of working vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、クラッチペダルの踏込み量を検出する第一センサと、クラッチペダルの踏込み操作を検出するスイッチ式の第二センサとを備え、いずれか一方のセンサが、上記クラッチペダルのクラッチ切位置を検出すると、該クラッチを切り操作する制御手段を備えた作業車両のクラッチ操作装置に関する。 The present invention includes a first sensor that detects a depression amount of the clutch pedal and a switch-type second sensor that detects a depression operation of the clutch pedal, and one of the sensors determines the clutch disengagement position of the clutch pedal. When detected, the present invention relates to a clutch operating device for a work vehicle provided with a control means for operating to disengage the clutch.
近年の作業車両等に装備されているクラッチは、クラッチペダルの踏込み操作量に基づいて、マイコンを備えた制御手段により入切制御操作する構成となっている。そして、制御手段は、ポテンショメータ式のセンサを利用して、クラッチペダルの踏込み量(踏込みストローク)を検出し、この検出値に基づいてクラッチの入切を制御する構成となっている。この場合、制御手段は、入力された検出信号に基づいて出力側のアクチュエータ、すなわち、電磁比例流量制御弁に制御信号を出力して切り替え、作動油を排出して油圧力を解除し、戻しスプリングの働きにより油圧ピストンを戻して、クラッチ切の状態にする機構が一般的である。 A clutch equipped in a recent work vehicle or the like has a configuration in which an on / off control operation is performed by a control means including a microcomputer based on a depression amount of a clutch pedal. The control means detects the amount of depression of the clutch pedal (depression stroke) using a potentiometer type sensor, and controls the on / off of the clutch based on the detected value. In this case, the control means outputs a control signal to an output-side actuator, that is, an electromagnetic proportional flow control valve, based on the input detection signal, switches, discharges the hydraulic oil, releases the hydraulic pressure, and returns to the return spring. In general, a mechanism for returning the hydraulic piston to disengage the clutch by the action of.
このように、制御手段は、クラッチペダルの踏込み操作に応じてクラッチを切り、回転動力の伝動を中断するが、これが正しい位置で、正確にクラッチを切ることが肝要であって、走行、及び作業の安全性を確保するために必要な条件となる。 In this way, the control means disengages the clutch in response to the depression operation of the clutch pedal, and interrupts the transmission of the rotational power, but it is important to disengage the clutch accurately at the correct position. This is a necessary condition for ensuring safety.
そして、従来公知の特開平7−127666号公開特許公報は、クラッチペダルと、ポテンショメータ型のペダルセンサと、制御装置と、電磁比例流量制御弁と、主クラッチとを、制御装置を中心にして電気、及び油圧の回路で接続し、クラッチペダルの踏込み操作によって、主クラッチを切り、回転動力の伝動を中断するクラッチ操作の制御機構が開示されている。
この種の主クラッチは、エンジンから出力された回転動力を伝動下手側のミッション機構に伝動する経路の途中に設けられ、最終的に走行動力や作業機を駆動する動力となる回転動力を、制御手段により断続操作する構成となっている。このようなクラッチの操作制御は、クラッチペダルの踏込み操作量を正確に検出して制御手段に入力することが、走行や作業の安全性を確保するためにきわめて大切なことである。そこで、上述した従来公知のクラッチは、クラッチペダルの踏込み操作量を、一個のポテンショメータ型のペダルセンサで検出し、この検出結果に基づいて制御手段がクラッチの切操作を行う構成となっているが、センサが一個であるために、検出不良や異常が発生して適確な検出ができない場合、走行の安全性や作業の安全性を大きく損なう課題がある。 This type of main clutch is provided in the middle of the path where the rotational power output from the engine is transmitted to the transmission mechanism on the lower transmission side, and finally controls the rotational power that becomes the driving power for the driving power and work equipment. It is configured to be intermittently operated by means. In such clutch operation control, it is very important to accurately detect the amount of operation of the clutch pedal and input it to the control means in order to ensure the safety of traveling and work. Therefore, the above-described conventionally known clutch has a configuration in which the amount of depression of the clutch pedal is detected by a single potentiometer type pedal sensor, and the control means performs the clutch disengagement operation based on the detection result. Since there is a single sensor, if detection failure or abnormality occurs and accurate detection cannot be performed, there is a problem that the safety of traveling and the safety of work are greatly impaired.
この出願は、上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両(1)のクラッチ(2)を入切操作するクラッチペダル(3)と、前記クラッチ(2)を入切操作する電磁制御弁(4)と、前記クラッチペダル(3)の踏込み量を検出するポテンショメータ式の第一センサ(5)と、踏込み操作を検出するスイッチ式の第二センサ(6)とを備え、前記第一センサ(5)が所定の踏込み量を検出したとき、又は第二センサ(6)の入力信号が切り替わったときにクラッチ(2)を切に操作する制御手段(7)を備えた作業車両のクラッチ操作装置であって、クラッチペダル(3)の踏込み量を検出するポテンショメータ式の第一センサ(5)と、踏込み操作を検出するスイッチ式の第二センサ(6)との二系統のセンサ(5)(6)を設けた構成としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the present application provides a clutch pedal (3) for turning on and off a clutch (2) of a vehicle (1), and turning on and off the clutch (2). An electromagnetic control valve (4) to be operated, a potentiometer type first sensor (5) for detecting the depression amount of the clutch pedal (3), and a switch type second sensor (6) for detecting the depression operation. And a control means (7) for operating the clutch (2) when the first sensor (5) detects a predetermined depression amount or when the input signal of the second sensor (6) is switched. A clutch operating device for a work vehicle, two systems of a potentiometer-type first sensor (5) for detecting the depression amount of the clutch pedal (3) and a switch-type second sensor (6) for detecting the depression operation Sensors (5) (6) It has been with the provided configuration.
このように、請求項1の発明は、検出上の性格を異にした2系統の第一センサ(5)と第二センサ(6)とによって、クラッチペダルの操作量(操作ストローク)と操作位置とを検出するものとし、いずれか一方のセンサ(5)、又は(6)の検出によってクラッチ(2)を切りにする制御を行うから、走行、及び作業の安全性を確保できるものとなった。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the clutch pedal operation amount (operation stroke) and the operation position are determined by the two systems of the first sensor (5) and the second sensor (6) having different detection characteristics. Since the control for disengaging the clutch (2) is performed by detecting either one of the sensors (5) or (6), the safety of traveling and work can be ensured. .
つぎに、請求項2に記載した発明は、前記第一センサ(5)のクラッチ切検出位置(A)の検出範囲に不感帯(B)を設定し、この不感帯(B)の圏外で、且つペダル踏込み量小側において、前記第二センサ(6)の検出値がぺダル(3)の踏込み状態を検出しているとき、又は前記不感帯(B)の圏外で、且つペダル踏込み量大側において、前記第二センサ(6)の検出値がペダル(3)の非踏込み状態を検出しているときに、異常を報知する制御手段(7)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の作業車両のクラッチ操作装置であって、元来、スイッチセンサ(6)は、ONからOFFに変わる位置と、OFFからONに変わる位置との動作位置が異なることがあり、動作ポイントも操作のたびに微妙に異なる位置になるが、不感帯(B)ゾーンを設けることで異常判断が容易になる利点がある。
Next, in the invention described in
まず、請求項1に記載した発明は、ポテンショメータ式の第一センサ(5)と、スイッチ式の第二センサ(6)との2系統のセンサによって、クラッチペダル(3)の操作量と操作位置とを検出する構成とし、更に、いずれか一方のセンサ(5)、又は(6)の検出によってクラッチ(2)を切りにする二重安全機構にした制御手段(7)を装置しているから、クラッチ(2)の切り作動が、クラッチペダル(3)の操作位置を正確に検出して、適確に行われ、走行、及び作業の安全性を大幅に向上することができた特徴がある。 First, according to the present invention, the operation amount and the operation position of the clutch pedal (3) are detected by two systems of the potentiometer type first sensor (5) and the switch type second sensor (6). And a control means (7) having a double safety mechanism for disengaging the clutch (2) by detecting one of the sensors (5) or (6). The clutch (2) disengagement operation is accurately performed by accurately detecting the operation position of the clutch pedal (3), and the safety of running and work can be greatly improved. .
そして、請求項2に記載した発明は、センサ(5)(6)に異常が発生したときの判断を、容易にする特徴がある。元来、スイッチセンサ(6)は、ONからOFF、又はOFFからONへの動作位置が異なることがあり、動作ポイントも操作の度に微妙に位置がずれるが、不感帯(B)ゾーンを設けることで異常判断が容易にできるものとなった特徴がある。
The invention described in
まず、請求項1の発明は、トラクタ1のクラッチ2を入切操作するにあたり、クラッチペダル3の踏込み量を検出するポテンショメータ式の第一センサ5と、踏込み操作を検出するON、OFF切替のスイッチ式第二センサ6とを設け、両センサ5、又は6のいずれか一方がクラッチ2の切り位置を検出すると、クラッチ2を切に操作する制御手段7を備えたものであって、二系統の検出内容を異にするセンサ5,6を用いた二重安全機構を構成し、走行の安全性、作業の安全性をより高めんとする発明である。
In the first aspect of the invention, when the
そして、請求項2の発明は、前記第一センサ5のクラッチ2の切検出位置の検出範囲に不感帯Bを設定し、この不感帯Bの外で、且つペダル3の踏込み量小側で、前記第二センサ6の検出値がぺダル3の踏込み状態を検出しているとき、又は前記不感帯Bの外で、且つペダル3踏込み量大側で、前記第二センサ6の検出値がペダル3の非踏込み状態を検出しているときに、異常を報知する制御手段7を備えたもので、センサの異常判断が容易にできるものとしている。
The invention according to
以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、トラクタ1は、本件出願の車両1に相当するものであって、図6に示すように、車体1a上にキャビン10が搭載され、該キャビン10の室内には、操縦座席や運転操作装置が集中して配置されており、前側には、ステアリングハンドル11がハンドルポスト12の上部に装置され、図示しないパワーステアリング機構を介して軽い操作力で前輪13,13を操舵できる構成としている。そして、表示兼操作パネル15は、図面に示すように、キャビン10の室内において、中央位置に速度表示メータを設け、その周囲に、各種の表示部や操作ダイヤル、操作スイッチ類をまとめて配置し、前記ステアリングハンドル11の前方の見易い位置に取付けた構成としている。そして、前後進切替レバー16は、図6に示すように、前記ハンドルポスト12の上部に設け、その下方位置にはクラッチペダル3を設けた構成としている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
First, the tractor 1 corresponds to the vehicle 1 of the present application. As shown in FIG. 6, a
そして、エンジン17は、図6に示すように、車体1aの前部で、前記キャビン10の前方に、開閉自由に設けているボンネットカバー18の下方に収納して搭載し、下側後方に設けている走行ミッション装置19に回転動力を伝動する構成としている。そして、前記走行ミッション装置19は、図2、及び図6に示すように、ミッションケース20の内部に、従来からトラクタ1に標準的に装備されている前後進切替装置22と、主変速装置23と、副変速装置24との順に配置して設け、後輪25,25とPTO軸26とに変速した回転動力を出力する構成としている。この実施例の場合、クラッチ2は、図2に示すように、上記前後進切替装置22に装備されている前後進用油圧クラッチに相当し、走行ミッション装置19の伝動上手側にあって、通常の主クラッチ的機能を有する構成としている。
As shown in FIG. 6, the engine 17 is housed and mounted at the front of the vehicle body 1a, in front of the
そして、クラッチペダル3は、図2、及び図6に示すように、キャビン10の室内において、既に述べたように、ハンドルポスト12の下方で側部寄りに位置させてペダルアーム3aの基部Pを機体27に枢着し、踏込み操作で、後述する検出機構と制御手段7とによって、前記クラッチ2を切る構成としている。そして、復帰スプリング28は、図2に示すように、基部Pから前側に延長した取付腕29と機体27との間に設け、踏込みに抗する方向に張力が働いて、クラッチペダル3から足を離すと、ペダルを踏込み前の元の位置まで復帰させる構成としている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
そして、第一センサ5は、図2に示すように、ポテンショメータ式のセンサであって、前記ペダルアーム3aの基部Pから上側に伸ばした作動アーム30に、センサの検出アーム31を係合状態で接続させ、ペダルアーム3aの踏込み量(「全ストローク」の意味、以下同じ)を検出できる構成としている。そして、第一センサ5は、図1に示すように、上述のとおりクラッチペダル3の踏込み量を検出して、制御手段7に検出情報を入力できるように接続して構成している。
As shown in FIG. 2, the
つぎに、第二センサ6は、図2に示すように、ON、OFFの切り替えをするスイッチ式のセンサであって、踏込み操作によって回動するペダルアーム3aの基部下側、踏込み位置に設け、クラッチの切り位置で切り替わる構成としている。そして、第二センサ6は、図1に示すように、クラッチペダル3の踏込み位置を検出して、制御手段7に検出情報を入力できるように接続して構成している。
Next, as shown in FIG. 2, the
このように、制御手段7は、図1に示すように、第一センサ5と第二センサ6とを入力側に接続し、出力側には電磁制御弁4を接続して、入力される検出情報に基づいて制御信号を出力してクラッチ2を入切操作する構成としている。そして、実施例の制御手段7は、前記第一センサ5が所定の踏込み量を検出したとき、又は第二センサ6の入力信号が切り替わったときに電磁制御弁4に制御信号を出力してクラッチ2を切に操作する構成としている。
Thus, as shown in FIG. 1, the control means 7 connects the
なお、制御手段7は、図1に示すように、入力側に前進クラッチ圧力センサ33、後進クラッチ圧力センサ34、主変速1クラッチ圧力センサ35、主変速2クラッチ圧力センサ36、主変速3クラッチ圧力センサ37、主変速4クラッチ圧力センサ38、副変速Hクラッチ圧力センサ39、副変速Lクラッチ圧力センサ40をそれぞれ接続して変速操作信号を入力できる構成としている。
As shown in FIG. 1, the control means 7 has a forward
そして、制御手段7は、出力側に、それぞれの油路を電磁的に切替えるソレノイドバルブが接続されている。すなわち、制御手段7は、図1に示すように、出力側に、前進ソレノイド42、後進ソレノイド43、主変速1ソレノイド44、主変速2ソレノイド45、主変速3ソレノイド46、主変速4ソレノイド47、副変速Hソレノイド48、副変速Lソレノイド49をそれぞれ接続して制御信号に基づいて電磁的にバルブを切替えて変速制御ができる構成としている。
And the solenoid valve which electromagnetically switches each oil path is connected to the control means 7 at the output side. That is, as shown in FIG. 1, the control means 7 includes, on the output side, a
上記実施例の場合、主変速装置23は、1速から4速までの4段の変速ができる構成とし、副変速装置24は、高速(路上走行速度)と低速(作業速度)との二段の変速ができる構成としており、全てスイッチ操作で電磁的に変速する構成となっている。なお、図1において、50は第二副変速位置センサを示し、16は既に説明した前後進切替レバーである。
In the case of the above-described embodiment, the
そして、第一センサ5と第二センサ6とは、図3に示すように、クラッチペダルを踏込んでいく過程で、第一センサ5が踏込み量を検出しており、不感帯開放側に達すると、制御手段7が制御信号を出力して油圧の変化が開始されるポイントとなり、更に、踏込むと、第二センサ6であるスイッチの切位置に達し、その後、踏込みが更に進んで第一センサ5の切りに達する関係位置に構成している。
Then, as shown in FIG. 3, the
このように構成することによって、制御手段7は、第一センサ5による踏込み量の検出によりクラッチ2を半クラッチ状態の操作を可能にしている。
そして、クラッチ2のコントロール圧力と駆動電流は、図4、及び図5にグラフ化して示すように、踏込み位置の圧力(図4参照)は平坦に変化し、クラッチペダル3の移動につれて圧力変化が行われ、放し側になるほど圧力が高くなる構成となっている。このようにして、クラッチ2は、クラッチペダル3から足を離して入りの状態に達すると、伝動状態を油圧クラッチの圧を高めて継続することになる。一方、駆動電流は、図5に示すように、クラッチ出力開始時に、クラッチピストンをミートポイントまで最短で動作させるために初期出力を行う構成としている。
With this configuration, the control means 7 enables the clutch 2 to be operated in a half-clutch state by detecting the depression amount by the
As shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, the control pressure and the drive current of the clutch 2 change flatly, and the pressure changes as the
そして、上記クラッチ圧力は、第一センサ5の検出に応じて解放側に至るにつれて、圧力を高める構成にして、第二センサ6の変化により、クラッチピストンをミートポイントまで最短で動作する初期出力を行う構成にしてもよい。
The clutch pressure is configured to increase the pressure as it reaches the disengagement side according to the detection of the
このように構成すると、実施例は、ハード的に切動作する信号変化のタイミングで初期出力を行うから、安定したクラッチ合わせが可能となる。
つぎに、この種のクラッチ制御にあっては、安全上、センサの異常を正しく、速く判定することが必要である。以下異常判定、及び異常の発生を少なくするための方策について説明する。
If comprised in this way, since an Example performs an initial output at the timing of the signal change which carries out a hardware cut-off operation, stable clutch alignment becomes possible.
Next, in this type of clutch control, it is necessary for safety to correctly and quickly determine sensor abnormality. Hereinafter, a description will be given of abnormality determination and measures for reducing the occurrence of abnormality.
まず、制御手段7は、第一センサ5が検出する踏込み量のどの位置で第二センサ6のスイッチが切り替わるかを、予め、記憶させておき、クラッチペダル3の踏込み工程で、スイッチ6の変化検出と、ポテンショメータ5の変化から、一方が踏込み位置を検出しても、他方が未検出の場合には異常と判断して警報を発する構成としている。
First, the control means 7 stores in advance at which position of the depression amount detected by the
このように、クラッチ2の切操作は、安全性を高めておく必要があるから、異常が発生すると、確実に、しかも迅速に異常状態を知らせることができる。
そして、制御手段7は、第一センサ5に記憶させた第二センサ6のスイッチ切
り替わり位置の前後に異常判定をしない不感帯Bゾーンを形成しておき、この不感帯Bゾーンの圏外で異常判定をする構成とする実施例が考えられる。すなわち、実施例の制御手段7は、例えば、図3に示すように、上記不感帯Bゾーンの圏外で、且つペダル踏込み量小側において、前記第二センサ6の検出値がぺダル3の踏込み状態を検出しているとき、又は前記不感帯Bゾーンの圏外で、且つペダル踏込み量大側において、前記第二センサ6の検出値がペダル3の非踏込み状態を検出しているときに、明らかに異常と判定できるから警報によって報知するものとしている。
Thus, since it is necessary to improve the safety of the clutch 2 disengagement operation, when an abnormality occurs, the abnormal state can be notified reliably and quickly.
And the control means 7 forms the dead zone B zone which does not perform abnormality determination before and behind the switch change position of the
特に、第二センサ6は、スイッチの作動が、図3にも示したように、操作時にONからOFFへの動作位置とOFFからONへの動作位置とが異なることがあり、動作ポイントも操作するたびに微妙に異なる位置になることがあるから、異常の判定をしない不感帯Bゾーンを設ける意義は大きい。
In particular, as shown in FIG. 3, in the
以上のように構成すると、制御手段7は、異常判定の間違った検出をなくすることが出来る。そして、異常判定時には、警報を出してオペレータに知らせると同時に、自動的にクラッチ2を切り操作して安全を確保できるものとしているが、走行や作業上の安全性を考慮すると、異常の場合、クラッチ2を遮断する制御信号を何よりも優先して出力するシステムが必要で実施例には採用している。
If comprised as mentioned above, the control means 7 can eliminate the erroneous detection of abnormality determination. At the time of abnormality determination, an alarm is issued to notify the operator, and at the same time, the
そして、実施例の場合、二系統のセンサ5,6は、検出位置から制御手段7までの配線を一本のハーネスにまとめて接続しないで、各々別々の枝線によって別経路で配線する構成とすることによって、ねずみ等の害から一方側のハーネスだけでも保護することができる利点がある。
In the case of the embodiment, the two systems of
更には、二系統のセンサ5,6は、第一センサ5を制御手段7に接続し、他方の第二センサ6を、制御手段7を介さずに別のクラッチ切断回路を組んで、スイッチの検出情報を入力する構成にする方策もある。このように構成すると、クラッチ2は、クラッチペダル3を踏込んだとき、仮に、マイコンからなる一連の制御手段7に異常が発生しても、別のクラッチ切断回路により切り操作ができることになり、より安全性の高い装置が提供できる。
Furthermore, two
以上述べたように、この発明に係る第一の実施例は、ポテンショメータ式の第一センサ5と、スイッチ式の第二センサ6との2系統のセンサによって、クラッチペダル3の操作量と操作位置とを検出する構成とし、更に、いずれか一方のセンサ5、又は6の検出によってクラッチ2を切りにする二重安全機構にした制御手段7を装置しているから、クラッチ2の切り作動が、クラッチペダル3の操作位置を正確に検出して、適確に行われ、走行、及び作業の安全性を大幅に向上することができたものである。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the operation amount and the operation position of the
そして、この発明に係る第二の実施例は、センサ5,6に異常が発生したときの判断を、容易にするもので、元来、スイッチセンサ(6)は、ONからOFF、又はOFFからONへの動作位置が異なることがあり、動作ポイントも操作のたびに微妙に位置がずれるが、不感帯Bゾーンを設けることで異常判断が容易にできるものとなった利点がある。
The second embodiment according to the present invention facilitates the determination when an abnormality occurs in the
1 車両
1a 車体
2 クラッチ
3 クラッチペダル
3a ペダルアーム
4 電磁制御弁
5 第一センサ
6 第二センサ
7 制御手段
B 不感帯
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