KR101073155B1

KR101073155B1 - Ｐｔｏ 제어 시스템

Info

Publication number: KR101073155B1
Application number: KR1020100021237A
Authority: KR
Inventors: 유우시 마쯔자끼; 스스무 우메모또; 아끼라 히와따시; 쇼오따 나가사와; 스구루 가가와
Original assignee: 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-10-12
Also published as: US20110172892A1; KR20110083446A; US8666621B2; JP2011143801A; JP5580606B2

Abstract

본 발명의 과제는, 외부 작업기의 다양한 사용 형태에 적용 가능한 PTO 클러치 제어를 실현하는 PTO 제어 시스템을 제공하는 것이다.
독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드를 선택 가능하게 갖는 PTO 제어 시스템에, 독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드 중 어느 하나의 PTO 모드의 선택을 지령하는 모드 절환 지령 입력 디바이스(11)와, PTO 클러치에 대한 연결 지령을 생성하는 연결 위치와 해제 지령을 생성하는 해제 위치의 2개의 선택 위치를 갖는 PTO 설정 디바이스(12)와, 브레이크 페달의 페달 조작 위치 및 선택된 PTO 모드 및 PTO 설정 디바이스에 의한 선택 위치에 따라서 PTO 클러치를 제어하는 PTO 제어 유닛이 구비되어 있다. PTO 전동계가 동력 전달 가능 상태일 때에 PTO 모드의 절환 실행 처리가 대기되고, PTO 전동계가 동력 전달 불능 상태일 때에 PTO 모드의 절환 실행 처리가 허가된다.

Description

ＰＴＯ 제어 시스템{PTO CONTROL SYSTEM}

본 발명은, 엔진 동력을 PTO(Power Take Off : 동력 취출) 전동계를 통해 외부 작업기에 전달할 수 있는 트랙터 등의 작업 차량에 장비되는 PTO 제어 시스템에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 작업 차량에서는, 엔진 동력을 트랜스미션을 통해 구동 차륜에 전달하는 주행 전동계와 상기한 PTO 전동계를 구비하고 있고, PTO의 구동 제어 모드로서, 독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드가 알려져 있다. 독립 PTO 모드에서는, 주행 전동계에 있어서의 엔진 동력의 전달 상태, 즉 동력 차단 상태나 동력 접속 상태에 관계없이, PTO 클러치를 입력, 해제하는 것이 독자적으로 가능하고, 차량이 정지 중이던 아니던, 작업기로의 동력 전달을 제어할 수 있다. 연동 PTO 모드에서는, 주행 전동계에 있어서의 엔진 동력의 전달 상태에 PTO 전동계의 엔진 동력의 전달 상태가 연동하도록 제어된다. 따라서, 주행 전동계가 동력 차단 상태로 되면 PTO 전동계도 동력 차단 상태로 되고, 주행 전동계가 동력 접속 상태로 되면 PTO 전동계도 동력 접속 상태로 된다.

외부 작업기를 이용한 작업 중에는, 독립 PTO 모드가 바람직한 작업과 연동 PTO 모드가 바람직한 작업이 있으므로, 양쪽의 PTO 모드를 절환할 수 있는 PTO 클러치 제어 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 PTO 클러치 제어 장치에는, PTO 입력 스위치와 모드 절환 스위치가 설치되고, 모드 절환 스위치에 의해, 클러치 페달의 답입 동작 및 답입 복귀 동작에 연동하여 PTO 클러치를 차단 및 접속하는 연동 PTO 모드와, 클러치 페달의 답입 동작에 관계없이 PTO 클러치를 접속하는 독립 PTO 모드로 절환된다. 이 PTO 클러치 제어 장치는, PTO 입력 스위치를 온(ON)한 상태에서, 모드 절환 스위치를 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환하면, PTO 클러치 솔레노이드가 구동되어 PTO 클러치가 접속된다. 모드 절환 스위치를 연동 PTO 모드로 절환하면, 클러치 페달의 답입 및 답입 복귀 동작에 연동하여 PTO 클러치가 차단 및 접속된다.

특허 문헌 1에 개시된 종래 기술에서는, PTO 입력 스위치를 온한 상태에서, 모드 절환 스위치를 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환하였을 때, 클러치 페달의 답입 동작에 연동하여 PTO 클러치를 절단한 상태로부터 갑자기 PTO 클러치가 접속되어, PTO 전동축이 회전한다고 하는 문제가 있다. 이 문제를 피하기 위해, PTO 입력 스위치와 모드 절환 스위치가 설치되고, 모드 절환 스위치에 의해, 클러치 페달의 답입 동작 및 답입 복귀 조작에 연동하여 PTO 클러치를 차단 및 접속하는 연동 PTO 모드와, 클러치 페달의 답입 동작에 관계없이 PTO 클러치를 접속하는 독립 PTO 모드 중 어느 하나로 절환 가능한 PTO 클러치 제어 장치가 제안되고, 그때, PTO 입력 스위치가 온된 상태에서 모드 절환 스위치가 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환되었을 때, 그 후에 PTO 입력 스위치를 오프(OFF)하여 온할 때까지, PTO 클러치를 절단 상태로 유지하는 절단 상태 유지 수단이 설치되어있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 이 PTO 클러치 제어 장치에서는, 절환 스위치를 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환하였을 때, 그 후에 PTO 입력 스위치를 오프하여 온할 때까지, 절단 상태 유지 수단에 의해 PTO 클러치를 절단 상태로 유지하므로, 갑자기 PTO 클러치가 접속되어 PTO 전동축이 회전한다고 하는 문제를 없앨 수 있다. 그러나 절환 스위치를 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환하였을 때, 그 후에 PTO 입력 스위치를 오프하여 온할 때까지 PTO 클러치를 절단 상태로 유지한다고 하는 기능만으로는, 사용 형태가 다양화되어 있는 외부 작업기를 이용한 작업의 목적과, 반드시 합치한다고 단언할 수는 없다.

일본실용신안출원공개소63-165241호공보 일본특허출원공개제2007-161025호공보(단락번호〔0002-0007〕,도1)

상기 실정에 비추어, 본 발명의 목적은, 외부 작업기의 다양한 사용 형태에 적용 가능한 PTO 클러치 제어를 실현하는 PTO 제어 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템에서는, 엔진 출력을 차축으로 전달하는 주행 전동계와, 소정 조작량 이상의 페달 조작량에 의해 상기 주행 전동계를 동력 전달 불능 상태로 하는 브레이크 페달과, 상기 엔진 출력을 PTO 클러치를 통해 PTO 전동축으로 전달하는 PTO 전동계를 구비하고, 상기 주행 전동계가 동력 전달 가능 상태 또는 동력 전달 불능 상태와는 관계없이 상기 PTO 전동계가 PTO 동력을 전달하는 독립 PTO 모드와 상기 주행 전동계에서의 동력 전달 가능 상태인 경우에만 PTO 동력을 전달하는 연동 PTO 모드를 선택 가능하게 갖고, 또한 상기 독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드 중 어느 하나의 PTO 모드의 선택을 지령하는 모드 절환 지령 입력 디바이스와, 상기 PTO 클러치에 대한 연결 지령을 생성하는 연결 위치와 해제 지령을 생성하는 해제 위치의 2개의 선택 위치를 갖는 PTO 설정 디바이스와, 상기 차량의 브레이크 페달의 페달 조작 위치 및 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 선택 모드 및 상기 PTO 설정 디바이스에 의한 선택 위치에 따라서 상기 PTO 클러치를 제어하는 PTO 제어 유닛이 구비되고, 상기 PTO 전동계가 동력 전달 가능 상태일 때에 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 실행 처리가 대기되고, 상기 PTO 전동계가 동력 전달 불능 상태일 때에 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 실행 처리가 허가된다.

이 구성에 의해, PTO 전동계가 동력 전달 가능 상태일 때에는 독립 PTO 모드로의 모드 절환의 요구는 실행되지 않고 대기되고, 그 후, PTO 전동계가 동력 전달 불능 상태로 되었을 때에 그 PTO 모드의 절환의 요구가 허가되어, PTO 모드의 절환이 실행된다. 이에 의해, 운전자는 PTO 모드의 절환 조작을 PTO 전동계의 동력 전달 상태를 의식한 후에 실행할 수 있다. 또한, 상기 PTO 클러치의 제어가, 상기 차량의 브레이크 페달의 페달 조작 위치 및 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 선택 모드 및 상기 PTO 설정 디바이스에 의한 선택 위치 등의 3개의 조작 입력에 기초하고 있으므로, 외부 작업기의 다양한 사용 형태에 적용 가능한 PTO 클러치 제어가 용이해진다.

또한, 모드 절환 요구의 대기시에, 이 모드 절환 요구의 대기에 관한 정보가 통지되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 운전자는 자신이 행한 모드 절환 요구의 대기에 관한 정보를 파악할 수 있다. 모드 절환 요구의 대기에 관한 정보의 운전자에의 통지는, 시각적 또는 청각적 혹은 그 양쪽으로 효과적으로 실시할 수 있다.

PTO 모드의 절환 조작이 예측할 수 없게 행해져, 의도하지 않은 돌발적인 PTO 전동계의 동작 변화를 억제하기 위해, 본 발명의 적합한 실시 형태의 하나로는, 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 지령에 기초하는 PTO 모드의 절환 실행 처리는 소정 시간의 유예를 갖고 실행된다.

상술한 다양한 기능을 갖는 PTO 제어 유닛의 구체적이고 적합한 구성으로서, 상기 PTO 클러치에 대한 제어 신호를 생성하는 PTO 클러치 제어 처리부와, 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스와 상기 PTO 설정 디바이스와 상기 페달 조작 위치를 검출하는 센서로부터의 조작 입력 신호를 처리하여, 상기 PTO 클러치 제어 처리부에 상기 제어 신호의 생성을 요구하는 실행 명령을 출력하는 조작 입력 신호 처리 수단이 PTO 전자 제어 유닛에 구축되고, 상기 조작 입력 신호 처리 수단에는, 상기 PTO 설정 디바이스의 최신 상태 또는 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태 혹은 그 양쪽의 최신 상태를 기록하는 등록부가 구비되어 있고, 상기 등록부에 등록된 최신 상태와 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스로부터의 조작 입력 신호에 기초하여 상기 실행 명령이 출력되는 것이 제안된다. 이러한 구성을 채용함으로써, PTO 제어 유닛의 각 기능은, 실질적으로 프로그램을 실행함으로써 구축 가능해지고, 외부 작업기의 다양한 사용 형태에 따라서 요망되는 다양한 사양에 대한 순응도가 높은 시스템이 구축된다.

적합한 실시 형태로서, 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태는, 상기 PTO 클러치 제어 처리부에 의해 생성되는 제어 신호에 기초하여 등록되도록 구성하면, PTO 클러치 제어의 일환으로서, 항상 최신의 PTO 전동계의 동력 전달 상태가 등록 가능해진다. 이 대신에, 혹은 이에 부가하여, 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태는, 브레이크 페달의 페달 조작 위치를 검출하는 센서로부터의 조작 입력 신호에 기초하여 등록되는 구성을 채용해도 좋다. 이 브레이크 페달의 페달 조작 위치가 PTO 클러치의 제어와 연계되어 있으므로, 브레이크 페달 조작을, PTO 클러치의 제어, 결과적으로는 PTO 모드 절환의 제어에 관련시킬 수 있어, 본 시스템의 외부 작업기의 다양한 사용 형태로의 적용에 공헌할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템을 탑재한 트랙터의 사시도.
도 2는 트랙터의 운전부에 구비된 PTO 스위치나 브레이크 페달이나 터치 패널을 갖는 표시 패널 등을 포함하는 운전 조작 영역을 도시하는 부감도.
도 3은 트랙터의 주행 전동계 및 PTO 전동계를 도시하는 모식도.
도 4는 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템에 구축된 기능부를 도시하는 기능 블록도.
도 5는 PTO 제어 유닛에 있어서의 제어 데이터의 흐름과 각 기능부의 관계를 도시하는 설명도.
도 6은 반클러치에 의한 PTO 클러치의 시징(seizing)을 방지하기 위한 제어를 도시하는 기능 블록도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 PTO(Power Take Off : 동력 취출) 제어 시스템을 채용한 작업 차량으로서의 트랙터의 사시도이다. 도 2는, 운전 조작을 위해 트랙터의 운전부에 구비된 조작구나 조작 패널 등을 도시하는 부감도이다. 본 실시 형태에서는, 이 트랙터는 외부 작업기(4)로서 로터리 경운기를 그 후방부에 승강 가능하게 장비하고 있다. 트랙터의 운전 조작은, 운전부에 구비된 각종 조작구를 통해 행해진다. 외부 작업기(4)에 동력을 전달하는 PTO 전동계의 조작에 관련되는 조작구로서, 차축을 제동함으로써 차량을 정지시키는 브레이크 장치를 위한 브레이크 페달(13), 주행 전동계에 있어서의 동력 전달을 차단하여 차량을 정지시키는 정지 페달(14), PTO 전동계에 있어서의 동력 전달의 ON/OFF 등을 조작하는 PTO 설정 디바이스로서의 PTO 스위치(이하, 단순히 PTO-SW라고 칭함)(12), PTO 전동계의 2단 변속 조작을 위한 PTO 변속 레버(15), 액정 디스플레이(LCD)(71) 등과 함께 표시 패널(70)을 구성하고 있는 PTO 모드 절환 지령 입력 디바이스로서의 터치 패널(11) 등을 들 수 있다.

트랙터의 주행 전동계 및 PTO 전동계가 모식적으로 도시되어 있는 도 3으로부터 명백한 바와 같이, 엔진(1)의 출력축(1a)으로부터의 동력은, 주행 전동계를 통해 구동 차륜(3)에 전달되는 동시에 PTO 전동계를 통해 로터리 경운기(4)에도 전달된다. 주행 전동계에는 정유압식의 무단 변속 장치(이하 단순히 HST라고 칭함)(31)와 다단 기어식의 주행 변속 장치(32)가 개재 장착되어 있고, PTO 전동계에는, PTO 전동축(43)과, PTO 전동계에 있어서의 동력 전달의 ON/OFF를 행하는 PTO 클러치(41)와, 2단 기어식의 PTO 변속 장치(42)가 구비되어 있다. 전술한 PTO-SW(12)는, PTO 설정 디바이스로서, 이 PTO 클러치(41)에 대한 연결 지령(연결 스위치 신호)을 생성하는 연결 위치와 해제 지령(해제 스위치 신호)을 생성하는 해제 위치의 2개의 선택 위치를 갖는다.

HST(31), 주행 변속 장치(32), PTO 클러치(41), PTO 변속 장치(42) 등의 변속 기구 요소는 트랜스미션(2)에 내장되어 있다. HST(31)는 잘 알려져 있는 바와 같이, 액시얼 플런저식으로 구성된 가변 용량형의 유압 펌프와 유압 모터로 이루어지고, 엔진(1)의 출력축(1a)에 의해 정속으로 회전 구동되는 유압 펌프에 있어서의 경사판 각도를 변경하여, 토출되는 압유의 토출 방향 및 토출량을 변경함으로써, 그 압유를 받는 유압 모터의 출력축을 정전(正轉) 혹은 역전(逆轉)으로 무단계로 변속 회전시킨다. 이 유압 모터로부터의 동력이 필요에 따라서 주행 변속 장치(32)에 의해 더 변속되고, 차동 기구를 경유하여 차축(33)으로 전달되어, 구동륜(3)을 구동한다.

PTO 전동계는, 엔진(1)의 출력축(1a)으로부터, HST(31)를 우회 또는 그냥 지나쳐, PTO 클러치(41)와 PTO 변속 장치(42)를 경유하여 외부 작업기에 도달하도록 구성되어 있다. 따라서, 주행 변속계의 동력 전달 상태에 관계없이, 엔진(1)의 출력축(1a)의 동력을 그대로 로터리 경운기(4)에 전달하는 것이 가능하게 되어 있다.

HST(31)에 있어서의 경사판 각도의 제어인 변속 제어, 주행 변속 장치(32)의 변속 제어, PTO 클러치(41)의 ON/OFF 제어, PTO 변속 장치(42)의 변속 제어는, 잘 알려져 있는 바와 같이 유압 제어 수단(81)에 의한 유압 제어에 의해 행해진다. 도 3에서는, 이 유압 제어 수단(81)에 대해 제어 신호를 보내는 전자 제어 유닛(ECU)으로서, PTO 전동계를 위한 PTO 제어 유닛(이하, PTO-ECU라 약칭함)(5)과, 주행용 전동계를 위한 변속 제어 유닛(이하, 변속-ECU라 약칭함)(82) 등이 구비되어 있다. 또한, PTO-ECU(5)와 변속-ECU(82)는 다른 구성으로서 도시되어 있지만, 이것은 설명을 간단하게 하기 위함이며, 이들은 일체 구성으로 할 수 있다. 이들 ECU는, 차량 탑재 LAN에 의해 접속되어 있고, 이 차량 탑재 LAN에는, 엔진-ECU(83)나, 표시 패널(70)의 액정 디스플레이(71)에 다양한 표시 정보를 표시하는 기능이나 도시되어 있지 않은 스피커 등을 통해 다양한 정보를 음성으로 통지하는 기능을 갖는 통지-ECU(10)도 접속되어 있다.

PTO-ECU(5)에는, PTO 조작 입력 신호를 PTO-ECU(5)로 보내는 디바이스로서, 브레이크 페달(13) 및 정지 페달(14)의 각각의 조작 위치로서의 답입 위치를 검출하는 페달 센서(13a)와 페달 센서(14a), 터치 패널(11), PTO-SW(12) 등이 접속되어 있다.

그것 자체는 잘 알려진 가로로 배열된 좌우의 사이드 브레이크로 구성되는 브레이크 페달(13)은, 좌우의 브레이크 페달(13)이 동시에 답입 조작되었을 때에만, 그 답입량(조작 위치)에 따른 각도로 페달 센서(13a)가 그 답입 위치를 검출하여, 센서 신호로서 PTO-ECU(5)로 보낸다. 정지 페달(14)은, 강제적으로 HST(31)를 중립으로 하고, 주행 전동계를 차단하는 기능을 갖고, 페달 센서(14a)가 그 답입 위치를 검출하여, 센서 신호로서 PTO-ECU(5)로 보낸다. 본 발명의 설명에 있어서는, 정지 페달(14)은, 브레이크 페달(13)과 마찬가지로 차량을 제동시키는 조작 디바이스로서 다루기 때문에, 이하는 브레이크 페달(13)만으로 공통적인 설명으로 한다.

PTO-SW(12)는, 밀어 내림 가능한 회전 버튼으로서 구성되어 있고, 도 2의 확대도로부터도 명백한 바와 같이,「ON」,「OFF」,「AUTO-ON」의 3개의 위치의 조작 위치를 갖는다. 「ON」과 「AUTO-ON」은 밀어 내려진 상태에서 각각의 위치에 세트할 수 있고, 그러한 상태에서 PTO-SW(12)를 하방으로 푸시함으로써 PTO-SW(12)가 상방으로 돌출하여「OFF」상태로 된다. 「ON」으로 세트되면, PTO 클러치(41)는 ON(접속)되고, 「OFF」로 세트되면, PTO 클러치(41)는 OFF(차단)된다. 「AUTO-ON」으로 세트되면, 외부 작업기인 로터리 경운기(4)가 상승하면 강제적으로 PTO 클러치(41)는 OFF(차단)된다. PTO 클러치(41)는 유압이 인가되면 클러치 ON이 되고, 유압의 인가가 해제되면 스프링 가압력에 의해 클러치 OFF가 되는 다판식의 마찰 클러치이며, 그 유압은 유압 제어 수단(81)에 포함되어 있는 전자기식 비례 제어 밸브를 통해 제어된다.

터치 패널(11)은, 그래픽 인터페이스를 통해 다양한 조작 입력 디바이스로서 이용 가능하지만, 본 발명과의 관계에서는, PTO 모드 절환 입력 디바이스로서 기능한다. 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템에서는, 주행 전동계가 동력 전달 가능 상태 또는 동력 전달 불능 상태인 것에는 관계없이 PTO 전동계가 PTO 동력을 전달하는「독립 PTO 모드」와, 주행 전동계가 동력 전달 가능 상태인 경우에만 PTO 동력을 전달하는「연동 PTO 모드」가 선택 가능하게 되어 있고, 본 실시 형태에 있어서, 이 선택은 터치 패널(11)을 통해 행해진다. 「독립 PTO 모드」또는「연동 PTO 모드」중 어느 것으로 설정되어도, PTO-ECU(5)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 유압 제어 수단(8l)이 PTO 클러치(41)에 대한 유압의 급배를 조정함으로써, PTO 전동계에 있어서의 동력 전달 상태가 제어된다. 이것으로부터, PTO-ECU(5)에 있어서,「독립 PTO 모드」와「연동 PTO 모드」중 어느 하나를 선택 설정할 수 있도록 구성하게 된다. 그러나「독립 PTO 모드」와「연동 PTO 모드」를 비교하면, PTO 전동계에 있어서의 동력 전달을 OFF하기 위해 조작이 상이하므로, 이 PTO 모드 절환은 운전자의 명확한 모드 절환의 의사하에서 행해야 한다. 이로 인해, 예를 들어 PTO-SW(12)가 ON 상태에 있어서「연동 PTO 모드」로부터「독립 PTO 모드」로 절환하였을 때에, 예측할 수 없게 PTO 전동계가 ON이 되어, 외부 작업기(4)가 구동할 가능성이 있으므로, PTO-SW(12)가 ON 상태에서는「연동 PTO 모드」로부터「독립 PTO 모드」로의 모드 절환이 금지되는 견제 기능이 요구된다. 또한, 그러한 견제 기능이 동작하고 있는 것은, 표시 패널(70)의 LCD(71)를 통해 통지하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시하는 바와 같이, PTO-ECU(5)는 각종 입력 디바이스로부터 보내져 온 신호를 처리하는 조작 입력 신호 처리 수단(50)과, 조작 입력 신호 처리 수단(50)에 있어서의 입력 신호의 평가 결과로서의 실행 명령을 수취하는 PTO 클러치 제어 처리부(60)와, 제어 관리부(70)를 구비하고 있다. 제어 관리부(70)는, 조작 입력 신호 처리 수단(50)이나 PTO 클러치 제어 처리부(60)의 사이의 데이터 관리뿐만 아니라, 이 PTO-ECU(5)와 다양한 외부 디바이스의 사이의 데이터 입출력 관리 등을 행한다.

조작 입력 신호 처리 수단(50)에는, PTO-SW 상태 검지부(51), PTO-SW 상태 등록부(52), 모드 절환 검지부(53), PTO 모드 절환 판정부(54), 조작 위치 검지부(55), 조작량 산정부(56), PTO 상태 등록부(57)가 구축되어 있다.

PTO-SW 상태 검지부(51)는, PTO-SW(12)로부터의 스위치 신호를 받아, 운전자에 의해 조작된 스위치 상태, 즉 PTO 클러치(41)에 대한 「ON(연결)」지령 또는 「OFF(해제)」지령을 확인하고, 그 어느 하나의 운전자에 의해 설정된 스위치의 상태를 PTO 상태 등록부(52)에 등록해 두는 동시에, PTO 클러치 제어 처리부(60)로의 제어 요구로서의 「ON(연결)」실행 지령 또는「OFF(해제)」지령을 출력한다.

조작 위치 검지부(55)는 차량을 정지시키는 동시에 HST(31)를 중립으로 복귀시키는 역할을 갖는 브레이크 페달(13)에 대한 운전자의 조작 위치를, 페달 센서(13a)로부터 보내져 오는 센서 신호로부터 검지한다. 검지된 답입 위치는, 조작량 산정부(56)에 의해 페달 조작량 데이터로 변환 생성되고, PTO 클러치 제어 처리부(60)로의 제어 요구로서 보내진다. 페달 조작량 데이터는 유압 제어 수단(81)을 통한 HST(31)의 경사판 제어에도 이용된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 브레이크 페달(13)이 소정 이상으로 답입되면, 즉 페달 조작량이 소정값을 넘으면, PTO 클러치(31)가 강제적으로「OFF(해제)」되도록 구성되어 있다. 따라서, 조작량 산정부(56)가 소정값 이상의 페달 조작량을 산정한 경우, 혹은 PTO 클러치 제어 처리부(60)가 소정값 이상의 페달 조작량을 나타내는 페달 조작량 데이터를 수취하여 유압 제어 수단(81)에 PTO 클러치 OFF를 위한 제어 신호를 출력한 경우, PTO 전동계의 동력 전달이 차단되어 있다고 간주하여, PTO 상태 등록부(57)에 PTO 전동계의 차단 상태가 등록된다. 또한, PTO 클러치 제어 처리부(60)가 PTO 클러치 ON을 위한 제어 신호를 출력한 경우에는, PTO 전동계의 동력 전달이 성립되어 있다고 간주하여, PTO 상태 등록부(57)에 PTO 전동계의 접속 상태가 등록된다.

모드 절환 검지부(53)는, 상술한 독립 PTO 모드(이하, 단순히「독립」이라고 약칭하는 경우가 있음)와 연동 PTO 모드(이하, 단순히「연동」이라고 약칭하는 경우가 있음) 중 어느 하나의 PTO 모드의 선택을 입력 설정하기 위한 모드 절환 지령 입력 디바이스로서의 터치 패널(11)로부터의 절환 신호를 수취하여, PTO 모드의 절환 내용을 검지한다. 모드 절환 검지부(53)에 의해 검지된「독립」또는「연동」으로의 절환 지령은, PTO 모드 절환 판정부(54)에 전달된다. 이 PTO 모드 절환 판정부(54)에는, PTO 전동계가 접속 상태(동력 전달 가능 상태)일 때에는「독립」으로의 절환 지령은, 일시적으로 대기(홀드)되고, PTO 전동계가 차단(동력 비전달) 상태이면,「독립」으로의 절환 지령은 PTO 클러치 제어 처리부(60)에 대한 PTO 모드 절환 실행 명령으로서, PTO 클러치 제어 처리부(60)에 부여된다. 이러한 판정 조건에 의해, 터치 패널(11)을 통해 PTO 모드를「연동」으로부터「독립」으로 절환한 순간에, PTO 출력축이 회전하기 시작하여, 외부 작업기(4)가 구동하는 것을 피할 수 있다. 또한,「연동」으로의 절환 지령이 검지된 경우에는, 즉시 PTO 클러치 제어 처리부(60)에 대한 PTO 모드 절환 실행 명령으로서, PTO 클러치 제어 처리부(60)에 부여해도 좋고, 사양에 따라서는, 마찬가지로 PTO 전동계가 차단(동력 비전달) 상태일 때만, 그 PTO 모드 절환 실행 명령을 PTO 클러치 제어 처리부(60)에 부여하는 구성을 채용해도 좋다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, PTO-SW 상태 등록부(52)는 PTO-SW 상태 검지부(51)에 의해 검지된 PTO-SW(12)의 현상의 조작 상태를 일시적으로 기억해 두는 플래그 변수이고, PTO 상태 등록부(57)는 PTO 전동계의 현상의 동력 전달 상태를 일시적으로 기억해 두는 플래그 변수이다. PTO 모드 절환 판정부(54)는, 모드 절환 검지부(53)에 의해 검지된 모드 절환 지령 입력 디바이스[여기서는 터치 패널(11)]로부터의 모드 절환 지령의 내용과, PTO-SW 상태 등록부(52) 및 PTO 상태 등록부(57)의 플래그 변수를 판정 입력으로서, PTO 모드 절환 실행 명령을 PTO 클러치 제어 처리부(60)에 즉시 부여할지, 혹은 일시적으로 홀드(대기)할지의 판단을 출력하는 룰 베이스이다. 따라서, 입력 신호 처리 수단(50)의 상술한 각 기능은, 프로그램의 기동에 의해 만들어낼 수 있다.

다음에, PTO-ECU(5)에 있어서의 데이터의 흐름을 도 5를 참조하면서 설명한다. 본 예에서는, PTO 클러치 제어 처리부(60)로부터 수취한 PTO 상태 정보에 기초하여 PTO 상태 등록부(57)는 PTO 전동계는 접속 상태를 나타내는「연결」플래그를 세우고 있고(#01), PTO-SW 상태 검지부(51)로부터 수취한 검지 정보에 기초하여 PTO-SW 상태 등록부(52)는 PTO-SW(12)의 현상의 조작 위치가「ON」인 것을 나타내는「ON」플래그를 세우고 있다(#02). 또한, PTO-SW 상태 검지부(51)에서 검지된 PTO-SW(12)의 조작 위치(ON, OFF, AUTO-ON)는 PTO-SW 상태 정보로서 PTO 클러치 제어 처리부(60)로 송입되고, PTO 클러치(41)의 제어에 이용된다. 그런데 이러한 상황하에서, 운전자가 터치 패널(11)을 이용하여, PTO 모드를 연동 PTO 모드로부터 독립 PTO 모드로 절환 조작하였다고 한다(#10). 터치 패널(11)로부터의 신호를 받아, 모드 절환 검지부(53)는「연동」으로부터「독립」으로의 모드 절환을 검지하여, PTO 모드 절환 판정부(54)에,「독립」으로의 모드 절환 리퀘스트를 부여한다(#11). 모드 절환 검지부(53)의 내용은 불휘발성 메모리 등에 기록되어 엔진 정지시라도 내용이 보존된다.

모드 절환 검지부(53)로부터「독립」으로의 모드 절환 리퀘스트를 수취한 PTO 모드 절환 판정부(54)는, PTO 상태 등록부(57)로부터의 플래그 메모리의 내용의 판독(#12) 및 PTO-SW 상태 등록부(52)로부터의 플래그 메모리의 내용의 판독(#13)을 행한다.

「독립」으로의 모드 절환의 실행 명령을 PTO 클러치 제어 처리부(60)에 즉시 부여할지, 혹은 일시적으로 홀드(대기)할지의 판단을 내린다. 본 실시 형태에 있어서 PTO 모드 절환 판정부(54)에는, PTO 전동계가 접속 상태인 경우에는,「연동」으로부터「독립」으로의 모드 절환을 금지하는 룰이 설정되어 있다. 따라서, 여기서는, PTO 상태 등록부(57)는「연결」플래그를 세우고 있는 동시에, PTO-SW 상태 등록부(52)가「ON」플래그를 세우고 있으므로, PTO 클러치 제어 처리부(60)로의「연동」으로부터「독립」으로의 모드 절환을 위한 실행 명령의 송출이 홀드된다(#14). 동시에, 이 실행 명령의 대기(홀드)에 관한 대기 정보는 통지-ECU(10)로 보내지고, 통지-ECU(10)에서는 이 대기 정보로부터 통지 정보가 생성된다(#15). 이에 의해, 예를 들어 액정 디스플레이(71)에,「모드 절환은 PTO를 차단하고 나서 수행해 주십시오」와 같은 메시지가 표시된다.

PTO-SW(12)나 브레이크 페달(13)에 대한 조작에 의해 PTO가 차단되고, 즉 PTO 상태 등록부(57)에「해제」플래그가 세워지거나, 또한 PTO-SW 상태 등록부(52)에「OFF」플래그가 세워지면, PTO 모드 절환 판정부(54)로부터 PTO 클러치 제어 처리부(60)에「연동」으로부터「독립」으로의 모드 절환을 위한 실행 명령이 송출된다(#20). PTO 클러치 제어 처리부(60)는, 이 실행 명령에 기초하여 PTO 모드를 독립 PTO 모드로 설정한다. 따라서, PTO-SW 상태 검지부(51)에서 검지된「ON」의 PTO-SW 상태 정보가 보내져 오면, PTO 클러치 제어 처리부(60)는 클러치 ON의 제어 신호를 PTO 유압 제어부(81a)로 보낸다(#21). 이에 의해, PTO 유압 제어부(81a)는 유압을 제어하여 PTO 클러치(41)를 ON(접속)으로 한다(#22).

터치 패널(모드 절환 지령 디바이스)의 상태는, 엔진이 정지해도 정지 직전의 상태가 기억되어 있어 엔진이 다시 기동되었을 때, 기억되어 있는 원래의 터치 패널의 상태로 복귀한다. PTO－SW 상태 등록부와 PTO 상태 등록부는, 엔진이 재기동되었을 때의 최신 상태로 등록된다. 그리고 PTO 설정 디바이스의 최신 상태 및 PTO 전달 상태의 최신 상태와 기억된 모드 절환 지령 입력 디바이스의 상태로부터 PTO 절환 실행 명령이 출력된다. 이것으로 인해, 엔진이 정지해도 정지 전의 원래의 PTO 모드로 작업에 복귀하여 더 최신의 상태로 판단하여 PTO 클러치를 접속함으로써, 급격한 부하로 엔진이 정지한 등의 경우라도 원래의 작업을 적절하게 재개할 수 있다.

상술한 바와 같이,「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환이 실행되면, PTO 클러치(41)가「ON」상태이면, 외부 작업기(4)가 구동하게 되므로, 이「독립」으로의 PTO 모드 절환은 운전자의 명확한 의사하에서 행해져야 한다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는 다음과 같은 방책이 강구되어 있다.

(1) PTO 모드 절환 판정부(54)에는, 타이머(54a)의 기능이 포함되어 있고, PTO 클러치 제어 처리부(60)에「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환 실행 명령이 부여될 때에는, 소정의 시간적 지연을 부여한다.

(2) 터치 패널(11)을 통한「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환 신호는, 그 조작 시간이 소정 시간 계속됨으로써, 예를 들어 버튼을 길게 누름에 의해 발생하도록 한다. 이 대신에, 소정 시간 이상의「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환 신호가 터치 패널(11)로부터 보내져 옴으로써, 모드 절환 검지부(53)가 이 PTO 모드 절환 신호를 받아들이도록 구성해도 좋다.

(3)「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환 조작시에, 시각(표시)적 또는 청각(음성)적 혹은 그 양쪽에 의해 운전자의 주의를 촉진시키는 통지를 행한다.

(4)「연동」으로부터「독립」으로의 PTO 모드 절환의 실행이 대기되어 있을 때에, 액정 디스플레이(71)를 통해 실행 대기의 이유를 표시한다. 예를 들어,「PTO 클러치를 OFF로 해 주십시오」와 같은 메시지를 표시하는 것이 바람직하다.

상술한 실시 형태에서는, 브레이크 페달(13)의 조작에 기초하는 PTO 클러치(41)의 제어는, 소정 이상의 조작량을 트리거로 하는 PTO 클러치(41)의 OFF 제어였다. 이러한 제어 대신에 조작량 산정부(56)에서 산정된 브레이크 조작량에 기초하여 PTO 클러치 제어 처리부(60)가 유압 제어 수단(81)의 PTO 유압 제어부(81a)에 PTO 클러치(41)를 브레이크 조작량에 따른 반클러치 상태로 하는 것과 같은 제어 신호를 부여하도록 구성하는 것도 적합하다. 이 구성의 채용에 의해, PTO 클러치(41)의 전용 클러치 조작구가 없어도, 브레이크 페달(13)을 답입함으로써 PTO 클러치(41)를 OFF(해제)로 하고, 브레이크 페달(14)의 답입을 복귀시킴으로써 PTO 클러치(41)를 ON(연결)으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 브레이크 페달(13)의 답입을 천천히 복귀시켜 감으로써 PTO 클러치(41)를 반클러치 제어하는 것도 가능해진다.

그러한 반클러치 제어의 일례를 나타내는 기능 블록도가 도 6에 도시되어 있다. 이 반클러치 제어를 위해, PTO 전동축(43)의 회전수:N을 검출하는 PTO 회전 센서(15)와, 반클러치 평가부(61)가 추가적으로 구비되어 있다. 반클러치 평가부(61)는, 반클러치 제어를 장시간 행하는 것에 의한 PTO 클러치(41)의 시징을 방지하는 기능을 갖는다. 반클러치 평가부(61)에는, PTO 회전 센서(15)에 의해 검출된 회전수:N과, PTO 클러치 제어 처리부(60)에서 산정된 클러치압:P를 입력 변수로 하여, 열량:Q가 도출되는 함수:Q＝F(N, P) 또는 테이블이 설정되어 있다. 또한, 도출된 열량:Q를 시간:t 경과와 함께 적산하고, 그 적산 결과를 소정의 판정 조건에 의해 평가하여, 반클러치 금지(Z＝1) 또는 반클러치 허가(Z＝0)라고 하는 평가 결과:Z를 출력하는 평가 함수:Z＝G(Q, t)도 설정되어 있다. 또한, 이 도 6에서는, 클러치 시징 방지를 고려한 반클러치 평가 결과는, PTO 클러치 제어 처리부(60)에 보내지고 있었지만, 이 대신에, 혹은 이에 부가하여, 이 반클러치 평가 결과를 시각적 또는 청각적 혹은 그 양쪽에 의해 운전자에게 통지하는 구성을 채용해도 좋다.

이러한 반클러치 제어는 외부 작업기(4)가 로터리 경운기인 경우, 적합하다. 예를 들어, 로터리 경운기가 경질인 토양에 돌입한 경우, 브레이크 페달(14)을 답입하고, 브레이크 페달(14)의 답입을 천천히 복귀시킴으로써 PTO 클러치(41)를 반클러치 상태로 하여, 그 경질인 토양을 빠져 나갈 수 있다.

본 발명은, 독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드 중 어느 하나 선택 가능한 차량에 있어서의 PTO 제어 시스템으로서 이용할 수 있다.

5 : PTO-ECU(PTO 제어 유닛)
10 : 통지-ECU
11 : 터치 패널(모드 절환 지령 입력 디바이스)
12 : PTO-SW(PTO 설정 디바이스)
13 : 브레이크 페달
14 : 정지 페달(브레이크 페달)
41 : PTO 클러치
43 : PTO 전동축
50 : 조작 입력 신호 처리 수단
51 : PTO-SW 상태 검지부
52 : PTO-SW 상태 등록부
53 : 모드 절환 검지부
54 : PTO 모드 절환 판정부
55 : 조작 위치 검지부
56 : 조작량 산정부
57 : PTO 상태 등록부
60 : PTO 클러치 제어 처리부
70 : 표시 패널
71 : 액정 디스플레이
81 : 유압 제어 수단

Claims

엔진 출력을 차축으로 전달하는 주행 전동계와, 소정 조작량 이상의 페달 조작량에 의해 상기 주행 전동계를 동력 전달 불능 상태로 하는 브레이크 페달과, 상기 엔진 출력을 PTO 클러치를 통해 PTO 전동축으로 전달하는 PTO 전동계를 구비하고, 상기 주행 전동계가 동력 전달 가능 상태 또는 동력 전달 불능 상태와는 관계없이 상기 PTO 전동계가 PTO 동력을 전달하는 독립 PTO 모드와 상기 주행 전동계에서의 동력 전달 가능 상태인 경우에만 PTO 동력을 전달하는 연동 PTO 모드를 선택 가능하게 갖는 차량에 탑재되는 PTO 제어 시스템에 있어서,
상기 독립 PTO 모드와 연동 PTO 모드 중 어느 하나의 PTO 모드의 선택을 지령하는 모드 절환 지령 입력 디바이스와, 상기 PTO 클러치에 대한 연결 지령을 생성하는 연결 위치와 해제 지령을 생성하는 해제 위치의 2개의 선택 위치를 갖는 PTO 설정 디바이스와, 상기 차량의 브레이크 페달의 페달 조작 위치 및 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 선택 모드 및 상기 PTO 설정 디바이스에 의한 선택 위치에 따라서 상기 PTO 클러치를 제어하는 PTO 제어 유닛이 구비되고,
상기 PTO 전동계가 동력 전달 가능 상태일 때에 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 실행 처리가 대기되고,
상기 PTO 전동계가 동력 전달 불능 상태일 때에 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 실행 처리가 허가되는, PTO 제어 시스템.
제1항에 있어서, 상기 PTO 모드를 위한 절환 실행 처리의 대기시에, 당해 절환 실행 처리의 대기에 관한 정보가 통지되는, PTO 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스에 의한 PTO 모드의 절환 지령에 기초하는 PTO 모드의 절환 실행 처리는 소정 시간의 유예를 갖고 실행되는, PTO 제어 시스템
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 PTO 클러치에 대한 제어 신호를 생성하는 PTO 클러치 제어 처리부와, 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스와 상기 PTO 설정 디바이스와 상기 페달 조작 위치를 검출하는 브레이크 센서로부터의 조작 입력 신호를 처리하여, 상기 PTO 클러치 제어 처리부에 상기 제어 신호의 생성을 요구하는 실행 명령을 출력하는 조작 입력 신호 처리 수단이 PTO 전자 제어 유닛에 구축되어 있고,
상기 조작 입력 신호 처리 수단에는, 상기 PTO 설정 디바이스의 최신 상태 또는 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태 혹은 그 양쪽의 최신 상태를 기록하는 등록부가 구비되어 있고, 상기 등록부에 등록된 최신 상태와 상기 모드 절환 지령 입력 디바이스로부터의 조작 입력 신호에 기초하여 상기 실행 명령이 출력되는, PTO 제어 시스템.
제4항에 있어서, 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태는, 상기 PTO 클러치 제어 처리부에 의해 생성되는 제어 신호에 기초하여 등록되는, PTO 제어 시스템.
제4항에 있어서, 상기 PTO 전동계의 동력 전달에 관한 최신 상태는, 상기 페달 조작 위치를 검출하는 브레이크 센서로부터의 조작 입력 신호에 기초하여 등록되는, PTO 제어 시스템.