JP2017007377A

JP2017007377A - 作業車両のｐｔｏ制御装置

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Publication number: JP2017007377A
Application number: JP2015121690A
Authority: JP
Inventors: 池内　伸明; Nobuaki Ikeuchi; 伸明池内
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2017-01-12

Abstract

【課題】運転席への着席を前提として作動する制御システムによって安全な作業走行を可能とした上で、簡易な操作のみで、離席時の安全確保とＰＴＯ装置の安定した定置作動を可能とする作業車両のＰＴＯ制御装置を提供する。
【解決手段】作業車両のＰＴＯ制御装置は、ＰＴＯ装置３に設けたＰＴＯクラッチ３ａと、走行系クラッチ（１１）とを作動制御するとともに、運転席(５)に設けた着座センサ(５ａ)による所定時間の離席継続時に前記エンジン(２)を停止制御可能に構成され、前記ＰＴＯクラッチ(３ａ)を作動させる定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)を設け、この定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)により、前記走行系クラッチ（１１）の伝動を規制するとともに、前記エンジン(２)の停止を規制することにより、離席時の安全確保とＰＴＯ装置の安定した定置作動を可能とするものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両の動力取出部であるＰＴＯ装置を作動させる作業車両のＰＴＯ制御装置に関するものである。

特許文献１に記載の作業車両は、運転座席に着座センサを設け、オペレータの離席時にエンジンを停止する制御を備えることにより、運転座席におけるオペレータ操作による機器作動を確保した上で、地上作業等のために離席した場合について、エンジンの切り忘れ等による車両の無人移動を防止して安全を確保することができる。

また、作業車両のＰＴＯ装置から動力を供給して水ポンプや木材破砕機等の定置型作業機械を作動させる場合は、シートの近傍に設けた定置作業スイッチを操作すると、走行系の伝動遮断および駐車ブレーキ作動を条件に、ＰＴＯ装置の作動とともに着座信号を送出することにより、オペレータの離席があっても、エンジン作動下における車両の無人移動を防止して安全を確保しつつ、エンジン作動によるＰＴＯ装置の定置作動を含む地上作業等が可能となる。

特開平１−１５５０３７号公報

しかしながら、上記ＰＴＯ装置の定置作動の場合に、変速レバーの中立操作等の走行系の伝動遮断を忘れたり、パーキングブレーキの操作が不十分な場合は、定置作業スイッチを操作してもＰＴＯ装置の作動が規制されることから、走行系の伝動遮断および駐車ブレーキの作動を再確認するために、作業車両の運転席に戻って改めて走行系の伝動遮断等の煩わしい操作をする必要があった。

本発明の目的は、運転席への着席を前提として作動する制御システムによって安全な作業走行を可能とした上で、簡易な操作のみで、離席時の安全確保とＰＴＯ装置の安定した定置作動を可能とする作業車両のＰＴＯ制御装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、作業車両に搭載したエンジン(２)の動力を外部に出力するＰＴＯ装置(３)に設けたＰＴＯクラッチ(３ａ)と、前記エンジン動力を受ける走行車輪(４ａ，４ｂ)の伝動系に設けた走行系クラッチ（１１）とを作動制御するとともに、運転席(５)に設けた着座センサ(５ａ)による所定時間の離席継続時に前記エンジン(２)を停止制御する作業車両のＰＴＯ制御装置において、前記ＰＴＯクラッチ(３ａ)を作動させる定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)を設け、この定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)により、前記走行系クラッチ（１１）の伝動を規制するとともに、前記エンジン(２)の停止を規制することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記走行車輪(４ａ，４ｂ)の制動を制御可能なブレーキ装置(４ｄ)を設け、前記定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)により、前記ブレーキ装置(４ｄ)を合せて制動制御することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記ＰＴＯ装置(３)を作業車両の機体後部に配置するとともに、前記定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)を後輪(４ｂ)の後部フェンダ(Ｆ)上に配置したことを特徴とする。

請求項１に係る発明により、オペレータの離席継続が所定時間に達するとエンジン(２)が停止するため、離席による無人機体の走行停止およびＰＴＯ装置(３)の作動停止によって安全を確保することができ、その一方で、離席によるエンジン(２)の停止前にＰＴＯ定置操作具(３ｂ)によってＰＴＯ装置(３)が作動した場合は、走行系クラッチ（１１）の伝動が規制されることから、走行系の伝動遮断操作等の事前操作を要することなく、離席による無人機体の走行停止によって安全を確保することができるとともに、エンジン停止の規制により、運転席(５)への着席を要することなく、エンジン(２)の作動が継続されて定置型作業機(４０)の定置駆動を継続することができる。
このように、上記構成の作業車両のＰＴＯ制御装置により、走行作業時の離席対応の安全確保とともに、ＰＴＯ定置作動の場合には、走行クラッチ遮断等の事前操作を要することなく、定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)の操作のみで、無人機体の走行を規制しつつ、定置型作業機(４０)を使用した定置作業を安全に行うことが可能となる。

請求項２に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)の操作により、ＰＴＯ装置(３)の定置作動と合わせてブレーキ装置(４ｄ)が制動作動して作業車両の走行系が停止することから、パーキングブレーキの操作が不十分な場合でも、機体を確実に停止保持してＰＴＯ装置(３)の定置作動時の安全を確保することができる。

請求項３に係る発明により、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、機体後部配置のＰＴＯ装置(３)によって定置型作業機(４０)を駆動する場合は、後輪フェンダ(Ｆ)上の定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)の操作と機体後部に連結した定置型作業機(４０)とを合わせて操作することができるので、効率よく連係作動することができる。

ＰＴＯ制御のフローチャートトラクタの伝動系統展開図制御装置周辺のリレー回路図トラクタの側面図エンジンフードオープナとその要部拡大図可倒ＲＯＰＳフレームの斜視図とその作動状態図別構成の可倒ＲＯＰＳフレームの作動状態図ウォームギヤ式可倒ＲＯＰＳフレームの作動状態図燃料タンクの断面図別構成のエンジンスタータセフティ回路図

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。
作業車両のＰＴＯ装置３は、トラクタの伝動系統展開図を図２に示すように、エンジン２から直接取り出された動力をＰＴＯクラッチ３ａ、ＰＴＯ変速部３ｆを介して適宜減速した動力を機体後部から出力できるように構成されている。

変速伝動装置Ｔは、エンジン動力を受ける入力軸２ａから走行車輪４ａ，４ｂの走行系とＰＴＯ装置３の作業系とに分けて伝動する。一方の走行系は、前後進切換部４ｃに加えて、主変速部４ｅ、高低切替部４ｆ、副変速部４ｇを経て後輪差動部４ｈと前輪差動部４ｊに伝動する。後輪差動部４ｈには、左右ブレーキ４ｄ，４ｄを設ける。他方の作業系は、ＰＴＯクラッチ３ａからＰＴＯ装置３に伝動する。

前後進切換部４ｃは、マイコンなどで構成される制御装置Ｃに接続された前後進レバー位置センサ２１が、前後進レバー３ｄの操作位置を検知して、その操作位置に応じて制御装置Ｃから前後進ソレノイドバルブｖ１に電流が流されることにより、油路が切り替わって前後進クラッチ１１が操作されることで、駆動輪の正転と逆転を切り替える。

主変速部４ｅと高低切換部４ｆは主変速レバー位置センサ２２が、主変速レバー３ｇの操作位置を検知して、その操作位置に応じて制御装置Ｃから主変速第１ソレノイドバルブｖ２および主変速第２ソレノイドバルブｖ３と高低切換ソレノイドバルブｖ４に電流が流されることにより、第１主変速クラッチ１２および第２主変速クラッチ１３をそれぞれ操作する第一主変速シリンダ１８および第２主変速シリンダ１９と、高低切換クラッチ１４が操作されることで、主変速部４ｅで４段、高低切換部４ｆで２段の４×２＝８段の変速を行う。

副変速部４ｇは副変速レバー３ｈを操作すると、リンク機構で接続している第１副変速クラッチ１５および第２副変速クラッチ１６が操作されて４段の変速が行われる。また、副変速レバー３ｈの操作位置は副変速レバー位置センサ２３により検知されて、制御装置Ｃに入力される。

左右ブレーキ４ｄ，４ｄはブレーキペダル３iにより直接操作されて後輪を制動する操作系統のほかに、制御装置Ｃから左右ブレーキソレノイドバルブｖ５，ｖ５に電流が流されることにより左右ブレーキシリンダ１７，１７が操作されて後輪を制動する、電気的な操作系統を有する。

ＰＴＯクラッチ３ａは、後述するＰＴＯスイッチ３ｅまたは定置ＰＴＯスイッチ３ｂの入力などを認識した制御装置Ｃから、ＰＴＯクラッチソレノイドバルブｖ６に電流が流されることにより、ＰＴＯ装置３への動力の伝達・遮断が操作される。

制御装置Ｃは、図３のリレー回路図に示すように、定置ＰＴＯ検知リレーＲｚのリレースイッチと左右ブレーキソレノイドバルブｖ５，ｖ５、ＰＴＯクラッチソレノイドバルブｖ６などと接続している。定置ＰＴＯスイッチ３ｂをオンにすると、走行系クラッチとしての前後進クラッチ１１を操作する前後進ソレノイドバルブｖ１の接続が切れるため、走行系の伝動は遮断されニュートラルとなる。

この場合、前後進ソレノイドバルブｖ１の代わりに、高低クラッチソレノイドバルブｖ４を定置ＰＴＯスイッチ３ｂのオフ側接点に接続してもよく、第１主変速ソレノイドバルブｖ２及び第２主変速ソレノイドバルブｖ３の並列回路を定置ＰＴＯスイッチ３ｂのオフ側接点に接続してもよい。さらに、定置ＰＴＯ検知リレーＲｚに通電することで、定置ＰＴＯ検知リレーＲｚのリレースイッチが接続する。

制御装置Ｃは定置ＰＴＯ検知リレーＲｚのリレースイッチの接続を検知すると、ＰＴＯクラッチソレノイドバルブｖ６に通電してＰＴＯクラッチ３ａを接続すると共に、左右ブレーキソレノイドバルブｖ５にも通電して左右ブレーキシリンダ１７を作動させて、走行系ブレーキとしての左右後輪のブレーキ装置４ｄを操作し、車両を制動する。

回路内にはシートスイッチ５ａがシートスイッチタイマ３２と直列に設けられており、運転者が運転席５から離れると接続が切れるようになっている。シートスイッチタイマ３２はシートスイッチ５ａ側の回路遮断が一定時間継続すると、燃料カットリレーＲ１に通電することで、エンジンを停止する。

定置ＰＴＯスイッチ３ｂをオンにすると、定置ＰＴＯ検知リレーＲｚと共にシートスイッチ迂回リレーＲｘにも通電される。すると、シートスイッチ迂回リレーＲｘのリレースイッチがシートスイッチ５ａを迂回する回路に切り替えるため、作業者の離席によるエンジン停止は回避される。

また、回路内にはエンジンを安全に始動するための回路も組み込まれている。ニュートラルリレーＲｎは前後進レバー位置センサ２１が前進または後進のいずれかに通電するとスイッチが遮断する仕組みになっており、スイッチはスタータセフティリレーＲｓと直列で接続している。

またＰＴＯスイッチ３ｅのオフ側もスタータセフティリレーＲｓと直列で接続しており、スタータセフティリレーＲｓのリレースイッチはスタータリレーＲｔと接続しているため、前後進レバー３ｄが中立、ＰＴＯスイッチがオフでなければ、エンジンを始動できない構成となっているため、安全にエンジン始動を行うことができる。

ＰＴＯ装置３の作動については、連結した作業機を走行駆動するためのＰＴＯスイッチ３ｅに加えて、定置型作業機４０を定置駆動するための定置ＰＴＯ操作具として定置ＰＴＯスイッチ３ｂを別設する。この定置ＰＴＯスイッチ３ｂは、トラクタの側面図を図４に示すように、後輪フェンダＦ等のＰＴＯ装置３の近傍に配置する。

その他シートスイッチは運転席５の下部に設置され、運転席５近傍には主変速レバー３ｇ、副変速レバー３ｈが設置され、運転席５前方のステアリングホイール６の下方近傍に前後進レバー３ｄ、走行時にＰＴＯ装置３を駆動するＰＴＯスイッチ３ｅが設置されている。

ＰＴＯ装置３の作動制御について、制御装置Ｃ内の処理を説明すると、そのフローチャートを図１に示すように、定置ＰＴＯスイッチ３ｂの操作を判定する第１の制御処理ステップ（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）により、定置ＰＴＯスイッチ３ｂがオンであれば、左右の両ブレーキ４ｄを作動させ（Ｓ２）、同時にＰＴＯクラッチ３ａを接続させて（Ｓ３）ＰＴＯ装置３を駆動する。

また、定置ＰＴＯスイッチ３ｂがオであれば、左右の両ブレーキ４ｄの作動を解除し（Ｓ４）、ＰＴＯスイッチ３ｅの操作を判定する（Ｓ５）。ＰＴＯスイッチ３ｅがオンであれば、左右の両ブレーキ４ｄは作動させずにＰＴＯクラッチ３ａのみ接続して、ＰＴＯ装置３を駆動する（Ｓ６）。ＰＴＯスイッチ３ｅがオフであれば、ＰＴＯクラッチ３ａの接続を解除して処理を終了する（Ｓ７）。

このように、上記構成の作業車両のＰＴＯ制御装置により、走行作業時における離席対応停止によって安全を確保しつつ、定置ＰＴＯ作動時は、走行クラッチ遮断操作等の事前操作およびＰＴＯ作動時の着席を要することなく、定置ＰＴＯ作動手段３ｂの操作のみで、機体の保全および定置型作業機４０の安定作動が可能となる。

また、定置ＰＴＯ作動に際してパーキングブレーキの操作を条件として定置ＰＴＯ作動を可能とする制御システムでは、パーキングブレーキのレバー位置センサの付設およびレバー位置判定の制御処理が必要となるが、走行系ブレーキ４ｄの作動によって機体固定を確保することにより、制御構成の簡易化が可能となり、さらに、操作の程度によってブレーキ力が変動するパーキングブレーキより、確実な制動作用を得ることができる。

（リレーシーケンス制御回路）
また、エンジンスタートセフティのリレー回路において、図１０に示すように、前後進レバー位置センサ２１により作動するニュートラルリレーＲｎの代わりに副変速レバー位置センサ２３の副変速ニュートラルスイッチ２３ｎを用いても良い。しかし、手動でギヤを動かす副変速レバー３ｈは、坂道で停止した場合などギヤに負荷がかかる状況では操作ができないことがある。

そこで、前後進ニュートラルスイッチ５１と、パーキングブレーキスイッチ５２と、緊急切替スイッチ５３を副変速ニュートラルスイッチ２３ｎに対して並列に設けることで、副変速レバー３ｈを操作できない状況でも、前後進ニュートラル、パーキングレバー作動を条件にエンジンスタートが可能となる。

また、上記の別の安全回路は、緊急切替スイッチ５３を手動スイッチによって切替え可能に構成することにより、坂道におけるエンスト等、緊急を要する場合に適用を限定することができる。

（エンジンフードオープナ）
次に、トラクタのエンジンフードオープナとその要部拡大図を図５に示すように、オートロック式のオープナ６１にキーとコインが入る溝６１ａを設けることにより、トラクタのキーまたはコインを用いなければ、オープナの開操作を行えなくなるので、走行中に誤ってボンネットが開くことや誤操作等を防ぐことができる。

（ＲＯＰＳフレーム）
次に、可倒式ＲＯＰＳを有するトラクタにおいて、ＲＯＰＳフレーム８の斜視図とその作動状態図を図６に示すように、肘掛として使用可能に左右のバー８Ｌ，８Ｒを溶接してＲＯＰＳフレーム８をＬ字状に形成することにより、ＲＯＰＳフレーム８を倒した場合においても、一定範囲の安全性を確保することができる。

また、別構成のＲＯＰＳフレーム８の作動状態を図７に示すように、左右のバー８Ｌ，８Ｒをフェンダに沿わせて曲げることによっても、上記同様に、一定範囲の安全性を確保することができる。

また、ウォームギヤ式可倒ＲＯＰＳフレーム８の作動状態図を図８に示すように、フレームの回動支点８ａをアッパフレーム側に取付け、それを回すウォームギヤ６２とハンドル６３を設けることにより、ハンドル６３を回すことによってウォームギヤ６２がフレーム８のギヤ８ｂを駆動することから、フレーム８の起倒が可能となる。
また、フック６４をＲＯＰＳフレーム８の上部に設けることにより、上記ＲＯＰＳフレーム８を簡易クレーンとして使用することができる。

（燃料タンク）
次に、燃料タンク６５について説明すると、燃料タンク６５の断面図を図９に示すように、燃料タンク内にタンクの断面形状とほぼ同じ形、サイズのフロート６６を設けることにより、振動による液面の波うちを防ぐことができるので、燃料ゲージセンサ６７の挙動を安定させて正しく液面を感知することができる。

２エンジン
３ＰＴＯ装置
３ａＰＴＯクラッチ
３ｂ定置ＰＴＯ操作具（定置ＰＴＯスイッチ）
４ａ，４ｂ走行車輪
４ｄブレーキ装置
５運転席
５ａ着座センサ
１１前後進クラッチ（走行系クラッチ）
Ｆ後輪フェンダ
Ｃ制御装置
Ｔ変速伝動装置

Claims

作業車両に搭載したエンジン(２)の動力を外部に出力するＰＴＯ装置(３)に設けたＰＴＯクラッチ(３ａ)と、前記エンジン動力を受ける走行車輪(４ａ，４ｂ)の伝動系に設けた走行系クラッチ（１１）とを作動制御するとともに、運転席(５)に設けた着座センサ(５ａ)による所定時間の離席継続時に前記エンジン(２)を停止制御する作業車両のＰＴＯ制御装置において、
前記ＰＴＯクラッチ(３ａ)を作動させる定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)を設け、この定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)により、前記走行系クラッチ（１１）の伝動を規制するとともに、前記エンジン(２)の停止を規制することを特徴とする作業車両のＰＴＯ制御装置。
前記走行車輪(４ａ，４ｂ)の制動を制御可能なブレーキ装置(４ｄ)を設け、前記定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)により、前記ブレーキ装置(４ｄ)を合せて制動制御することを特徴とする請求項１に記載の作業車両のＰＴＯ制御装置。
前記ＰＴＯ装置(３)を作業車両の機体後部に配置するとともに、前記定置ＰＴＯ操作具(３ｂ)を後輪(４ｂ)の後部フェンダ(Ｆ)上に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両のＰＴＯ制御装置。