JP7127188B2 - Driving device for PTO shaft in work machine - Google Patents
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Description
本発明は、トラクタ等の作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置に関する。 The present invention relates to a PTO shaft driving device for a work machine such as a tractor.
従来、トラクタ等の作業機において、エンジン側からＰＴＯ軸への動力を接続／切断するＰＴＯクラッチとして特許文献１に示すものが知られている。特許文献１に開示されたクラッチ機構は、エンジンから動力が伝達されるＰＴＯ推進軸とＰＴＯ伝動軸との接続／切断する機構であり、プレートとディスクとを圧接することによって、クラッチ機構を接続状態にしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a work machine such as a tractor, a PTO clutch disclosed in
さて、クラッチ機構において、プレートとディスクとを短時間で接続した場合、プレートとディスクとの接続速度が非常に速く急に接続した場合、エンジンに負荷が掛かりエンジンストールが発生する可能性がある。一方で、オペレータがクラッチ機構の接続速度を手動で設定できる試みがなされており、接続速度を手動で遅くした場合、エンジンに対する負荷を減少しエンジンストールの発生を抑制することが可能である。しかしながら、オペレータは、エンジンの負荷を把握しながら接続速度を調整することができないのが実情である。 In the clutch mechanism, if the plates and discs are connected in a short period of time, or if the speed of connection between the plates and discs is very high and abruptly, the engine may be overloaded and stalled. On the other hand, an attempt has been made to allow the operator to manually set the connection speed of the clutch mechanism, and when the connection speed is manually slowed down, it is possible to reduce the load on the engine and suppress the occurrence of engine stall. However, the actual situation is that the operator cannot adjust the connection speed while grasping the engine load.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、原動機に対する負荷に応じて簡単にＰＴＯクラッチの接続速度を設定することができ、ＰＴＯクラッチの焼き付きを抑止することができる作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a PTO shaft driving device for a work machine that can easily set the connection speed of the PTO clutch in accordance with the load on the prime mover and can suppress seizure of the PTO clutch. intended to provide
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置は、原動機の動力が伝達される推進軸の動力を伝達可能なＰＴＯ軸と、前記推進軸と前記ＰＴＯ軸とを接続する接続状態と、前記推進軸と前記ＰＴＯ軸とを接続しない切断状態とに切り換え可能なＰＴＯクラッチと、前記ＰＴＯクラッチの接続速度に関し、接続時における前記原動機に対する負荷が第１閾値以下となる第１接続速度を設定し且つ前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする第１制御部と、前記第１接続速度とは異なる固定値である第２接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする第２制御部と、を有する制御装置と、を備え、前記ＰＴＯクラッチは、油圧クラッチであり、前記制御装置は、前記ＰＴＯクラッチの状態を推定する推定部と、前記ＰＴＯ軸が回転している状態から当該回転が停止し、前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が前記ＰＴＯクラッチの状態が焼き付き状態に近づいていると推定した場合、前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換える強制切換部と、を有している。
The technical means of the present invention for solving this technical problem are characterized by the following points.
A PTO shaft driving device in a work machine includes a PTO shaft capable of transmitting power of a propulsion shaft to which power of a prime mover is transmitted, a connection state in which the propulsion shaft and the PTO shaft are connected, the propulsion shaft and the PTO shaft. With regard to a PTO clutch that can be switched to a disconnected state in which the shaft is not connected, and a connection speed of the PTO clutch, a first connection speed is set at which the load on the prime mover when connected is equal to or less than a first threshold value, and the first connection speed is set. a first control unit for changing the PTO clutch from the disconnected state to the connected state at a speed; and a second connection speed, which is a fixed value different from the first connection speed, from the disconnected state to the connected state. the PTO clutch is a hydraulic clutch; and the control device includes an estimating section that estimates the state of the PTO clutch and a control device that detects the state of the PTO shaft. The estimating unit estimates that the state of the PTO clutch is approaching a seizure state when the rotation is stopped from the state where the clutch is engaged and the PTO clutch is changed from the disengaged state to the connected state at the first connection speed. and a forced switching unit for switching the PTO clutch to the disengaged state.
また、前記制御装置は、前記第１制御部による前記ＰＴＯクラッチの接続回数が上限値以下である場合に、前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にし、且つ前記接続回数が前記上限値を超えた場合には前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にしない。
また、前記ＰＴＯ軸が回転している状態から当該回転が停止した場合に、前記第１制御部による前記ＰＴＯクラッチの接続を指令する第１スイッチを備え、前記推定部は、前記推進軸の第１回転数と前記ＰＴＯ軸の第２回転数との回転差の累積値と、前記油圧クラッチに作用する圧力と、に基づいて、前記第１スイッチが操作された時点における前記ＰＴＯクラッチの状態を推定する。
Further, when the number of times the PTO clutch is connected by the first control unit is equal to or less than the upper limit value, the control device changes the PTO clutch from the disconnected state to the connected state, and the number of times of connection reaches the upper limit value. When it exceeds, the PTO clutch is not switched from the disconnected state to the connected state.
Further, a first switch is provided for instructing connection of the PTO clutch by the first control unit when the PTO shaft stops rotating from a rotating state, and the estimating unit is configured to operate the propulsion shaft. The state of the PTO clutch at the time when the first switch is operated is determined based on the cumulative value of the rotational difference between the first rotational speed and the second rotational speed of the PTO shaft and the pressure acting on the hydraulic clutch. presume.
また、前記推定部は、前記累積値と、前記油圧クラッチに作用する圧力と、に基づいて前記ＰＴＯクラッチの熱量の積算値を算出し、前記熱量の積算値が予め設定された判定値以上である場合、前記ＰＴＯクラッチの状態が焼き付き状態に近づいていると推定する。
また、前記ＰＴＯクラッチの前記切断状態への切り換え後、所定時間経過した場合、前記推定部は、前記熱量の積算値を零にリセットする。
Further, the estimation unit calculates an integrated value of the amount of heat of the PTO clutch based on the cumulative value and the pressure acting on the hydraulic clutch, and when the integrated value of the amount of heat is equal to or greater than a predetermined judgment value, In some cases, it is assumed that the condition of the PTO clutch is approaching a seizure condition.
Further, when a predetermined time has passed after the PTO clutch is switched to the disengaged state, the estimating section resets the integrated value of the heat amount to zero.
また、前記切断状態から前記接続状態への前記ＰＴＯクラッチの切り換えを開始する毎に、前記推定部は、前記熱量の積算値を零にリセットする。
また、前記第１制御部は、前記負荷が前記第１閾値以下であり且つ前記累積値が第２閾値以下となる前記第１接続速度を設定し、前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にし、前記第２閾値は、前記ＰＴＯクラッチに焼き付きが発生する値よりも低い値に設定されている。
Further, each time switching of the PTO clutch from the disconnected state to the connected state is started, the estimation unit resets the integrated value of the heat amount to zero.
Further, the first control unit sets the first connection speed at which the load is equal to or less than the first threshold value and the cumulative value is equal to or less than a second threshold value, and the PTO clutch is operated at the first connection speed. When the disconnected state is changed to the connected state, the second threshold value is set to a value lower than a value at which seizure occurs in the PTO clutch .
また、作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置は、前記第１制御部による前記ＰＴＯクラッチの接続を指令する第１スイッチと、前記第２制御部による前記ＰＴＯクラッチの接続を指令する第２スイッチと、を備え、前記強制切換部は、前記第１スイッチが操作され、前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が前記ＰＴＯクラッチの状態を焼き付き状態に近づいていると推定した場合、前記第１スイッチの指令によらず、前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換え、前記第２スイッチが操作されている場合、前記第２接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が推定した前記ＰＴＯクラッチの状態に基づいて前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換えない。 A drive device for a PTO shaft in a work machine includes a first switch for commanding connection of the PTO clutch by the first control unit, a second switch for commanding connection of the PTO clutch by the second control unit, wherein the forced switching unit causes the estimating unit to retain the state of the PTO clutch when the first switch is operated and the PTO clutch is switched from the disengaged state to the connected state at the first connection speed. If it is estimated that the state is approaching, the PTO clutch is switched to the disengaged state regardless of the command of the first switch , and if the second switch is operated, the PTO clutch is switched at the second connection speed. is switched from the disconnected state to the connected state, the PTO clutch is not switched to the disconnected state based on the state of the PTO clutch estimated by the estimation unit .
本発明によれば、原動機に対する負荷に応じて簡単にＰＴＯクラッチの接続速度を設定することができ、ＰＴＯクラッチの焼き付きを抑止することができる。 According to the present invention, it is possible to easily set the connection speed of the PTO clutch in accordance with the load on the prime mover, and to suppress seizure of the PTO clutch.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図５は、ＰＴＯ軸の駆動装置を備えた作業機１の全体図を示している。図５に示す作業機１はトラクタであるが、当該作業機１は、トラクタに限定されず、コンバイン、田植機等の農業機械であっても、建設機械等であってもよい。
まず、トラクタ１の全体構成について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 shows an overall view of the
First, the overall configuration of the
図５に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する車両（車体）３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪及び後輪を有する装置である。走行装置７は、クローラ型の装置であってもよい。原動機４は、ディーゼルエンジン、電動モータ等であって、この実施形態ではディーゼルエンジンで構成されている。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。また、車体３の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部８が設けられている。連結部８には、作業装置２が着脱可能である。作業装置２を連結部８に連結することによって、車体３によって作業装置２を牽引することができる。作業装置２は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。なお、図５では、作業装置２として成形装置を取り付けた例を示している。
As shown in FIG. 5 , the
また、トラクタ１は、車体３に設けられた運転席１０と、操縦装置１１を備えている。運転席１０及び操縦装置１１は、車体３に設けられたキャビン９内に配置されている。操縦装置１１は、例えば、ステアリング等で構成されていて、操縦装置１１を操縦することによってトラクタ１の進行方向を変更可能である。
図１に示すように、変速装置５は、主軸（推進軸）５ａと、主変速部５ｂと、副変速部５ｃと、シャトル部５ｄと、ＰＴＯ動力伝達部（ＰＴＯ軸の駆動装置）５ｅとを備えている。推進軸５ａは、変速装置５のハウジングケースに回転自在に支持され、当該推進軸５ａには、エンジン４のクランク軸からの動力が伝達される。主変速部５ｂは、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。主変速部５ｂは、複数のギアの接続（噛合）をシフタで適宜変更することによって、推進軸５ａから入力された回転を変更して出力する（変速する）。
The
As shown in FIG. 1, the
副変速部５ｃは、主変速部５ｂと同様に、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。副変速部５ｃは、複数のギアの接続（噛合）をシフタで適宜変更することによって、主変速部５ｂから入力された回転を変更して出力する（変速する）。
シャトル部５ｄは、シャトル軸１２と、前後進切替部１３とを有している。シャトル軸１２には、副変速部５ｃから出力された動力がギア等を介して伝達される。前後切換部１３は、例えば、油圧クラッチ等で構成され、油圧クラッチの入切によってシャトル軸１２の回転方向、即ち、トラクタ１の前進及び後進を切り換える。
The
The
ＰＴＯ動力伝達部５ｅは、ＰＴＯクラッチ１５と、ＰＴＯ軸１６とを有している。ＰＴＯ軸１６は、回転自在に支持され、推進軸５ａからの動力が伝達可能である。ＰＴＯ軸１６は、ＰＴＯ推進軸１６ａと、ＰＴＯ出力軸１６ｂとを有している。ＰＴＯ推進軸１６ａは、ギア等を介してＰＴＯ出力軸１６ｂに接続されている。ＰＴＯクラッチ１５は、推進軸５ａの動力をＰＴＯ軸１６に伝達する接続状態と、推進軸５ａの動力をＰＴＯ軸１６に伝達しない切断状態とに切換可能なクラッチである。具体的には、ＰＴＯクラッチ１５は、推進軸５ａと、ＰＴＯ推進軸１６ａとの間に設けられている。ＰＴＯクラッチ１５は、油圧クラッチで構成され、ＰＴＯ推進軸１６ａと一体回転可能なハウジング１５ａと、推進軸５ａと一体回転自在なクラッチ部材１５ｂと、作動油によりハウジング１５ａ内を移動自在なピストン１５ｃとを有している。ハウジング１５ａには、クラッチ部材１５ｂに圧接可能なプレート１５ｄが設けられている。
The PTO
したがって、ピストン１５ｃを移動させて、クラッチ部材１５ｂとハウジング１５ａ（プレート１５ｄ）に接合（圧接）すれば、ＰＴＯクラッチ１５は接続状態に移行して、エンジン４からの動力が推進軸５ａ及びＰＴＯクラッチ１５を介してＰＴＯ推進軸１６ａに伝達され、当該ＰＴＯ推進軸１６ａの動力はＰＴＯ出力軸１６ｂに伝達される。即ち、ＰＴＯ軸１６は、変速装置５を介してエンジン４の動力によって駆動する。一方、ピストン１５ｃを移動させて、クラッチ部材１５ｂとハウジング１５ａ（プレート１５ｄ）とを離反すれば、ＰＴＯクラッチ１５は切断状態に移行して、推進軸５ａの動力はＰＴＯ軸１６に伝達されず、推進軸５ａの動力が切断状態になる。なお、ＰＴＯクラッチ１５による動力の接続（伝達）又は切断は、ピストン１５ｃに油路を介して接続された作動弁１７（電磁弁）によって行う。作動弁１７には、作動油（油）を供給するポンプ１８が接続されている。
Therefore, when the
図２は、ＰＴＯ軸の駆動装置５ｅにおける制御系のブロック図を示している。
ＰＴＯ軸の駆動装置５ｅは、制御装置３０を備えている。制御装置３０は、ＰＴＯクラッチ１５における動作を制御する装置である。制御装置３０は、電流等の制御信号を作動弁１７に出力する（作動弁１７のソレノイドを励磁する）ことで、作動弁１７を閉鎖した状態から開放する。作動弁１７が開放されると、ポンプ１８から吐出した作動油が作動弁１７から油路を介してハウジング１５ａに供給され、ピストン１５ｃが移動することで、ＰＴＯクラッチ１５を切断状態から接続状態に移行させることができる。ここで、作動弁１７の開度を短時間で大きくすれば、ピストン１５ｃの移動速度及び押圧力が一挙に上昇するため、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度が速くなる。言い換えれば、作動弁１７の開度を短時間で大きくすれば、ＰＴＯクラッチ１５の接続開始から、推進軸５ａの回転数とＰＴＯ推進軸１６ａの回転数とが略一致するまでの経過時間が短くなる。
FIG. 2 shows a block diagram of a control system in the PTO
The PTO
一方で、作動弁１７の開度を徐々に大きくすれば、ピストン１５ｃの移動速度及び押圧力の上昇が緩やかになるため、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度が遅くなる。即ち、ＰＴＯクラッチ１５の接続開始から、推進軸５ａの回転数とＰＴＯ推進軸１６ａの回転数とが略一致するまでの経過時間が長くなる。
制御装置３０は、作動弁１７に出力する制御信号を調整する（制御弁１７の開放速度及び開度を調整する）ことにより、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度を任意に設定することが可能である。例えば、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度が速すぎると、エンジン４に作用する負荷が瞬間的に増加するため、エンジンストールが発生し易くなる。制御装置３０は、少なくともエンジンストールが発生しないように、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度を設定する。
On the other hand, if the degree of opening of the operating
The
なお、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度が遅すぎると、エンジン４に作用する負荷が下がるものの、クラッチ部材１５ｂとプレート１５ｄとの滑りが大きく、ＰＴＯクラッチ１５に焼き付きが発生する虞がある。制御装置３０は、ＰＴＯクラッチ１５に焼き付きを抑制可能に、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度を設定する。
以下、制御装置３０におけるＰＴＯクラッチ１５の接続速度の設定及び制御について、詳しく説明する。
If the connection speed of the PTO clutch 15 is too slow, the load acting on the
The setting and control of the connection speed of the PTO clutch 15 in the
図２に示すように、制御装置３０は、第１制御部３１と、第２制御部３２とを有している。第１制御部３１及び第２制御部３２は、いずれもＰＴＯクラッチ１５の接続を制御するもので、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、当該制御装置３０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。また、制御装置３０には、第１スイッチ４１と第２スイッチ４２とが接続されている。
As shown in FIG. 2 , the
第１スイッチ４１及び第２スイッチ４２は、ＯＮ／ＯＦＦに切り換え可能なスイッチ等であって、トラクタ１を操作するオペレータ等が操作可能である。第１スイッチ４１は、第１制御部３１の制御によってＰＴＯクラッチ１５の接続を実行するスイッチである。即ち、第１スイッチ４１をＯＦＦからＯＮに切り換えると、制御装置３０に対して第１制御部３１による制御の開始が指令され、当該第１制御部３１による制御が実行される。
The
第２スイッチ４２は、第２制御部３２の制御によってＰＴＯクラッチ１５の接続を実行するスイッチである。即ち、第２スイッチ４２をＯＦＦからＯＮにすると、制御装置３０に対して第２制御部３２による制御の開始が指令され、当該第２制御部３２による制御が実行される。つまり、制御装置３０は、第１制御部３１による第１接続モードと、第２制御部３２による第２接続モードとに切り換え可能となっている。
The
なお、後述するように、第２接続モードは、主に作業装置２による作業開始時にＰＴＯクラッチ１５の接続を実行するモード（標準接続モード）である。第１接続モードは、主に作業装置２による作業開始後（標準接続モードによる作業開始後）、エンジン４等が停止してＰＴＯ軸１６の回転が停止した後に、ＰＴＯクラッチ１５の接続を再び実行するモード（再接続モード）である。
As will be described later, the second connection mode is a mode (standard connection mode) in which the PTO clutch 15 is connected mainly when the
第１制御部３１は、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度に関し、ＰＴＯクラッチ１５の接続時におけるエンジン４に対する負荷に基づいて定められた第１接続速度で、ＰＴＯクラッチ１５の接続を実行する。ＰＴＯクラッチ１５の接続時におけるエンジン４に対する負荷は、少なくとも第１検出装置３１で検出された推進軸５ａの回転数に基づいて求める。
具体的には、制御装置３０には、第１検出装置３３と、第２検出装置３４とが接続されている。第１検出装置３３は、推進軸５ａの回転数（第１回転数）を検出する装置である。第２検出装置３４は、ＰＴＯ軸１６の回転数（第２回転数）、即ち、ＰＴＯ推進軸１６ａの回転数（第２回転数）を検出する装置である。
The
Specifically, a
第１制御部３１は、第１スイッチ４１がＯＦＦからＯＮに切り換えられた時点で、作動弁１７に制御信号を出力して、ＰＴＯクラッチ１５を切断状態から接続状態にする。即ち、第１制御部３１は、再接続モードによるＰＴＯクラッチ１５の接続（クラッチ接続）を実行する。また、第１制御部３１は、クラッチ接続の実行と略同時に、第１検出装置３３で検出された推進軸５ａの回転数と、第２検出装置３４で検出されたＰＴＯ推進軸１６ａの回転数との回転差ΔＤｒｐを求める。
When the
回転差ΔＤｒｐが大きい場合、推進軸５ａの動力がＰＴＯ推進軸１６ａに伝達され難い状態であり、クラッチ接続時のエンジン４に対する負荷が大きい。回転差ΔＤｒｐが小さい場合、推進軸５ａの動力がスムーズにＰＴＯ推進軸１６ａに伝達されている状態であり、クラッチ接続時のエンジン４に対する負荷が小さい。第１制御部３１は、例えば、１０ｍｓｅｃの間隔で回転差ΔＤｒｐの演算を繰り返し、1回の演算が終了する毎に、回転差ΔＤｒｐが予め定められた第１閾値以下となるように、作動弁１７へ出力する制御信号（電流）を変更し、第１接続速度を調整する。第１閾値は、エンジンストールを抑制するための閾値（ストール抑制値）であって、エンジン４に大きな負荷が掛からないように、推進軸５ａ側の負荷を低減するための値である。言い換えれば、第１閾値（ストール抑制値）は、実際にエンジンストールが発生する値よりも低く設定されており、エンジンストールの予兆を事前に検出するための値とも言える。
When the rotation difference ΔDrp is large, it is difficult to transmit the power of the
なお、第１制御部３１は、推進軸５ａの回転数とＰＴＯ軸１６の回転数とが略一致して、回転差ΔＤｒｐが小さくなり、エンジン４の負荷が少なくなると、作動弁１７に出力する制御信号を一定に固定する。また、第１制御部３１は、第１スイッチ４１がＯＮからＯＦＦに切り換えられた時点で、作動弁１７への制御信号の出力を停止し、ＰＴＯクラッチ１５を接続状態から切断状態にする（クラッチ接続を終了する）。
The
第２制御部３２は、第２スイッチ４２がＯＦＦからＯＮに切り換えられた時点で、作動弁１７に制御信号を出力して、標準接続モードによるクラッチ接続を実行する。ここで、作動弁１７に出力する電流値及び電流値の立ち上がり（電流の出力特性）は、予め第２制御部３２に設定された固定値であり、第２接続速度は固定されている。言い換えれば、第２制御部３２は、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度に関し、エンジン４の負荷に関係なく予め定められた第２接続速度でＰＴＯクラッチ１５の接続を実行する。そして、第２制御部３２は、第２スイッチ４２がＯＮからＯＦＦに切り換えられた時点で、作動弁１７への制御信号の出力を停止し、クラッチ接続を終了する。
When the
以上によれば、作業装置２により作業を行うに際し、例えば、作業の開始時には、オペレータは、第２スイッチ４２をＯＦＦからＯＮにすることで、標準接続モードによるクラッチ接続を行う。即ち、作業の開始時には、通常使用される標準接続モードでクラッチ接続を行うことで、作業装置２を作動させることができる。一方で、作業装置２の作業開始後、作業中に何らかの事情でエンジン４が停止し、作業装置４が作業中に停止してしまう場合がある。このような場合、作業装置２を再始動するに際には、作業装置２の始動時に比べて、負荷が大きくなる傾向にある。特に、作業装置２が成形装置である場合には、当該成形装置の内部に牧草が入った状態で停止するため、負荷が大きい。
According to the above, when performing work using the working
このように、作業装置２を再始動する場合、通常使用される標準接続モードでは、エンジン４に負荷が掛かり再始動するのが難しい場合がある。上述した実施形態に示したように、ＰＴＯ軸の駆動装置には、再始動に使用される再接続モードが用意されているため、オペレータは、第１スイッチ４１をＯＦＦからＯＮにすることで、再接続モードによるクラッチ接続を行い、エンジン４に大きな負荷を掛けることなく、スムーズに作業装置２を再始動することができる。
In this way, when restarting the working
なお、第１制御部３１による再接続モードにおいて、第１制御部３１から作動弁１７へ出力する制御信号（電流）をオペレータが変更できるようにしてもよい。また、第２制御部３２による標準接続モードにおいて、第２制御部３２から作動弁１７へ出力する制御信号（電流）をオペレータが変更できるようにしてもよい。例えば、運転席１０の近傍に設けられた表示装置に設定具を図形等で表示し、表示装置に示された設定具をオペレータが操作することにより、再接続モード又は標準接続モードにおける電流値を変更する。なお、設定具を、運転席の近傍に設けたスライドスイッチ、ロータリスイッチ等で構成し、作動弁１７へ出力する電流値を変更してもよい。
In addition, in the reconnection mode by the
さて、制御装置３０は、ＰＴＯクラッチ１５に焼き付きを考慮して、ＰＴＯクラッチ１５の接続速度を調整してもよい。第１制御部３１は、推進軸５ａの回転数とＰＴＯ推進軸１６ａとの回転差ΔＤｒｐの累積値が第２閾値以下となるように、第１接続速度を設定してもよい。例えば、クラッチ接続では、クラッチ部材１５ｂとプレート１５ｄとが圧接するため、ＰＴＯクラッチ１５は摩擦熱によって熱量が増加する。図３に示すように、クラッチ接続において、回転差ΔＤｒｐの累積値が増加している場合、ＰＴＯクラッチ１５の熱量が増加している状況下であると考えられるため、回転差ΔＤｒｐの累積値が大きすぎると、ＰＴＯクラッチ１５の焼き付きが発生する可能性が高くなる。
Now, the
第２閾値は、ＰＴＯクラッチ１５の焼き付きを抑制するための閾値（焼き付き抑制値）であって、ＰＴＯクラッチ１５の熱量が増加し過ぎないように、クラッチ部材１５ｂ及びプレート１５ｄの負荷（摩擦熱）を低減するための値である。言い換えれば、第２閾値（焼き付き抑制値）は、実際に焼き付きが発生する値よりも低く設定されており、焼き付きの予兆を事前に検出するための値とも言える。つまり、第１制御部３１は、回転差ΔＤｒｐが第１閾値以下であり且つ回転差ΔＤｒｐの累積値が第２閾値以下となるように、第１接続速度を設定する。
The second threshold is a threshold (seizure suppression value) for suppressing seizure of the PTO clutch 15, and the load (frictional heat) of the
したがって、第１制御部３１は、回転差ΔＤｒｐの累積値が第２閾値以下になるような第１接続速度を設定しているため、ＰＴＯクラッチ１５の焼き付きを防止することができる、
なお、上述した実施形態では、回転差ΔＤｒｐの累積値を、クラッチ接続時の熱量としているが、ＰＴＯクラッチ１５に掛かる作動油の圧力も考慮することが好ましい。具体的には、第１制御部３１は、推定部３１ａと、強制切換部３１ｂとを有している。推定部３１ａ及び強制切換部３１ｂは、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、当該制御装置３０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。
Therefore, the
In the above-described embodiment, the cumulative value of the rotation difference ΔDrp is used as the amount of heat when the clutch is engaged. Specifically, the
推定部３１ａは、回転差ΔＤｒｐの累積値とＰＴＯクラッチ１５に作用する圧力とに基づいてＰＴＯクラッチ１５の状態を推定する。具体的には、推定部３１ａは、第１スイッチ４１がＯＦＦからＯＮに切り換えられた時点で、作動弁１７に出力する制御信号の値（作動弁１７に出力する電流値Ｉ（ｔ））と回転差ΔＤｒｐ（ｔ）とに基づいて、所定時間（ｔ）における熱量（エネルギー）を計算する。推定部３１ａは、所定時間（ｔ）におけるエネルギーを積算して、ＰＴＯクラッチ１５の状態を推定する。なお、ＰＴＯクラッチ１５に作用する圧力と、作動弁１７に出力する電流値Ｉとは関係があるため、上述した例では電流値をＰＴＯクラッチ１５に作用する圧力としている。ＰＴＯクラッチ１５に作用する圧力を圧力検出装置等によって検出して、検出した圧力を熱量の計算に適用してもよい。
The
推定部３１ａは、エネルギーの積算値が予め定められた判定値以下であれば、ＰＴＯクラッチ１５の状態が焼き付き状態に近づいていないと推定する。一方で、推定部３１ａは、エネルギーの積算値が判定値以上であれば、ＰＴＯクラッチ１５の状態が焼き付き状態に近づいていると推定する。推定部３１ａは、第１スイッチ４１がＯＮからＯＦＦに切り換えられた時点で、エネルギーの積算値の計算を停止する。
The
推定部３１ａは、第１スイッチ４１がＯＦＦに維持された時間（クラッチ接続を終了してからの経過時間）が長い場合には、エネルギーの積算値を零にリセットしてもよい。また、推定部３１ａは、クラッチ接続を終了してからの経過時間に関係なく、エネルギーの積算値を零にリセットし、クラッチ接続が開始される毎に、エネルギーの積算値を計算してもよい。
The
強制切換部３１ｂは、推定部３１ａによってＰＴＯクラッチ１５の状態が焼き付き状態に近づいていると推定された場合には、ＰＴＯクラッチ１５を切断状態に切り換える。即ち、強制切換部３１ｂは、焼き付き状態に近づいていると推定された時点で、第１スイッチ４１がＯＮであっても作動弁１７への制御信号の出力を停止し、クラッチ接続を終了する。
The forced
したがって、エンジン４等の停止後に、クラッチ再接続を行う場合において、推定部３１ａによってＰＴＯクラッチ１５が焼き付き状態に近づいているか否かを精密に把握することができる。焼き付き状態に近づいていると判断した場合には、強制切換部３１ｂによって、クラッチ接続を終了するため、ＰＴＯクラッチ１５の焼き付きを防止することができる。
Therefore, when the clutch is reconnected after the
上述した実施形態では、推定部３１ａ及び強制切換部３１ｂを第１制御部３１に設けているが、推定部３１ａ及び強制切換部３１ｂを第２制御部３２に設けてもよい。即ち、標準接続モードを実行する第２制御部３２においても、標準接続モードを実行する第２制御部３２におけるＰＴＯクラッチ１５の状態を推定して、焼き付き状態に近づいている場合には、第２スイッチ４２がＯＮであってもクラッチ接続を終了してもよい。これによれば、通常使用される標準接続モードでも、ＰＴＯクラッチ１５の焼き付きを防止することができる。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、第１制御部３１によるＰＴＯクラッチ１５の接続速度の設定を行えるようにしているが、当該第１制御部３１によるＰＴＯクラッチ１５の接続の回数を制限してもよい。第１制御部３１は、再接続モードによるクラッチ接続を行う毎にカウンタをカウントアップすることで、再接続モードの回数（接続回数）を保持する。また、第１制御部３１は、第１スイッチ４１をＯＦＦからＯＮにした場合に、接続回数が当該第１制御部３１に記憶された上限値に達しているか否かを判断する。第１制御部３１は、再接続モードの接続回数が上限値以下である場合に、再接続モードによるクラッチ接続を実行する。一方で、第１制御部３１は、接続回数が上限値を超えている場合、再接続モードによるクラッチ接続を実行しない。また、第１制御部３１は、再接続モードによるクラッチ接続ができない旨を表示装置に表示させる。
Although the connection speed of the PTO clutch 15 can be set by the
したがって、再接続モードを頻繁に使用することを防止することができ、エンジン４の停止等によるクラッチ再接続の回数を抑えることができる。
なお、第１制御部３１は、推定部３１ａ等によってＰＴＯクラッチ１５の焼き付きが近いと判断された場合、或いは、回転差ΔＤｒｐの累積値が大きい場合等において、所定時間が経過した後のみに、再接続モードによるクラッチ再接続を許可してもよい。即ち、ＰＴＯクラッチ１５で発生した熱がある程度下がったと判断した場合に、再接続モードによるクラッチ再接続を許可してもよい。
Therefore, frequent use of the reconnection mode can be prevented, and the number of clutch reconnections due to stoppage of the
Note that the
また、ＰＴＯクラッチ１５を切断状態から接続状態にする際に、エンジン回転数を、トルクを増加させる回転数に設定してもよい。制御装置３０は、エンジン回転設定部３１ｃを有している。エンジン回転設定部３１ｃは、制御装置３０に設けられた電気・電子部品、当該制御装置３０等に組み込まれたプログラム等から構成されている。
また、制御装置３０には、エンジン回転数を検出する第３検出装置４３が接続されている。また、制御装置３０は、図４に示すようなエンジン回転数とトルクとが関連付けた制御マップ、エンジン回転数とトルクとを関連付けた制御値、テーブル、エンジン回転数からトルクを求める関数等の制御データが記憶されている。
Further, when the PTO clutch 15 is switched from the disconnected state to the connected state, the engine speed may be set to a speed that increases the torque. The
A
エンジン回転設定部３１ｃは、オペレータ等が設定したアクセル部材で設定したエンジン回転数に関わらず、エンジン回転数を、トルクを増加させる回転数に設定する。
エンジン回転設定部３１ｃは、再接続モードによってクラッチ接続を行う際（作動弁１７に制御信号の出力時）に、第３検出装置４３で検出されたエンジン回転数（検出エンジン回転数）を参照し、当該検出エンジン回転数と、制御データとに基づいて、次のエンジン回転数（設定エンジン回転数）を演算する。
The engine
The engine
例えば、図４に示すように、第１スイッチ４１をＯＦＦからＯＮにした時点Ｐ１での検出エンジン回転数が「Ａ１」ｒｐｍである場合、エンジン回転設定部３１ｃは、設定エンジン回転数をトルクが高い側のエンジン回転数Ａ２に設定する。なお、設定エンジン回転数は、制御データで示されるエンジン回転数の中で最もトルクが高くなるエンジン回転数であってもよいし、少なくとも検出エンジン回転数よりもトルクが高いエンジン回転数であってもよい。
For example, as shown in FIG. 4, when the detected engine speed at time point P1 when the
エンジン回転設定部３１ｃは、設定エンジン回転数を演算後、エンジン４に制御信号を出力することにより、エンジン回転数を設定エンジン回転数にする。そして、エンジン回転設定部３１ｃは、第１検出装置３３で検出された第１回転数（推進軸５ｄの回転数）と、第２検出装置３４で検出された第２回転数（ＰＴＯ推進軸１６ａの回転数）とが略一致した場合に、設定エンジン回転数の設定を終了し、エンジン回転数をアクセル部材で設定したエンジン回転数にする。
After calculating the set engine speed, the engine
なお、エンジン回転設定部３１ｃは、エンジン回転数を設定エンジン回転数に変更する場合は、変速装置５における動力伝達位置（変速位置）がニュートラル（中立位置）であることを条件としてもよい。即ち、エンジン回転設定部３１ｃは、主変速部５ｂ、副変速部５ｃ、シャトル部５ｃのいずれかが中立位置である場合に、エンジン回転数を設定エンジン回転数にする。
When changing the engine speed to the set engine speed, the engine
以上によれば、再接続モードによってクラッチ接続を行う際に、エンジン回転設定部３１ｃによって、エンジン回転数をトルクが増加するエンジン回転数に設定しているため、よりクラッチ接続によるエンジンストールを防止することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
According to the above, when the clutch is connected in the reconnection mode, the engine
It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
４ 原動機
１５ ＰＴＯクラッチ
１６ ＰＴＯ軸
３０ 制御装置
３１ 第１制御部
３１ａ 推定部
３１ｂ 強制切換部
３２ 第２制御部
３３ 第１検出装置
３４ 第２検出装置
４１ 第１スイッチ
４２ 第２スイッチ
4
Claims (8)
前記推進軸と前記ＰＴＯ軸とを接続する接続状態と、前記推進軸と前記ＰＴＯ軸とを接続しない切断状態とに切り換え可能なＰＴＯクラッチと、
前記ＰＴＯクラッチの接続速度に関し、接続時における前記原動機に対する負荷が第１閾値以下となる第１接続速度を設定し且つ前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする第１制御部と、前記第１接続速度とは異なる固定値である第２接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする第２制御部と、を有する制御装置と、
を備え、
前記ＰＴＯクラッチは、油圧クラッチであり、
前記制御装置は、
前記ＰＴＯクラッチの状態を推定する推定部と、
前記ＰＴＯ軸が回転している状態から当該回転が停止し、前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が前記ＰＴＯクラッチの状態が焼き付き状態に近づいていると推定した場合、前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換える強制切換部と、
を有している作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置。 a PTO shaft capable of transmitting the power of the propulsion shaft to which the power of the prime mover is transmitted;
a PTO clutch capable of switching between a connected state in which the propelling shaft and the PTO shaft are connected and a disconnected state in which the propelling shaft and the PTO shaft are not connected;
With respect to the connection speed of the PTO clutch, a first connection speed is set at which the load on the motor when engaged is equal to or less than a first threshold value, and the PTO clutch is changed from the disconnected state to the connected state at the first connection speed. 1 control unit, and a second control unit that changes the PTO clutch from the disconnected state to the connected state at a second connection speed that is a fixed value different from the first connection speed;
with
The PTO clutch is a hydraulic clutch,
The control device is
an estimation unit that estimates the state of the PTO clutch;
When the PTO shaft stops rotating and the PTO clutch is changed from the disengaged state to the connected state at the first connection speed, the estimating unit determines that the state of the PTO clutch is a seizure state. a forced switching unit that switches the PTO clutch to the disengaged state when it is estimated that the
A drive device for a PTO shaft in a work machine having
前記推定部は、前記推進軸の第１回転数と前記ＰＴＯ軸の第２回転数との回転差の累積値と、前記油圧クラッチに作用する圧力と、に基づいて、前記第１スイッチが操作された時点における前記ＰＴＯクラッチの状態を推定する請求項１又は２に記載の作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置。 a first switch for commanding connection of the PTO clutch by the first control unit when the PTO shaft stops rotating from a rotating state;
The estimating unit detects that the first switch is operated based on a cumulative value of a rotation difference between a first rotation speed of the propulsion shaft and a second rotation speed of the PTO shaft and a pressure acting on the hydraulic clutch. 3. A drive device for a PTO shaft in a work machine according to claim 1 or 2, wherein the state of the PTO clutch is estimated at the time when the PTO shaft is driven.
前記第２閾値は、前記ＰＴＯクラッチに焼き付きが発生する値よりも低い値に設定されている請求項３～６のいずれか１項に記載の作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置。 The first control unit sets the first connection speed at which the load is equal to or less than the first threshold value and the cumulative value is equal to or less than a second threshold value, and the PTO clutch is disengaged at the first connection speed. to the connected state from
The PTO shaft driving device for a work machine according to any one of claims 3 to 6 , wherein the second threshold value is set to a value lower than a value at which seizure occurs in the PTO clutch .
前記第２制御部による前記ＰＴＯクラッチの接続を指令する第２スイッチと、
を備え、
前記強制切換部は、
前記第１スイッチが操作され、前記第１接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が前記ＰＴＯクラッチの状態を焼き付き状態に近づいていると推定した場合、前記第１スイッチの指令によらず、前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換え、
前記第２スイッチが操作されている場合、前記第２接続速度で前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態から前記接続状態にする際に、前記推定部が推定した前記ＰＴＯクラッチの状態に基づいて前記ＰＴＯクラッチを前記切断状態に切り換えない請求項１～７のいずれか１項に記載の作業機におけるＰＴＯ軸の駆動装置。 a first switch for commanding engagement of the PTO clutch by the first control unit;
a second switch for commanding engagement of the PTO clutch by the second control unit;
with
The forced switching unit
When the first switch is operated and the PTO clutch is changed from the disconnected state to the connected state at the first connection speed, the estimating unit estimates that the state of the PTO clutch is approaching a seizure state. , switching the PTO clutch to the disengaged state regardless of a command from the first switch ;
When the second switch is operated and the PTO clutch is switched from the disconnected state to the connected state at the second connection speed, the PTO clutch is controlled based on the state of the PTO clutch estimated by the estimation unit. 8. The drive device for the PTO shaft in a work machine according to claim 1, wherein the PTO shaft driving device is not switched to the cutting state .
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