JP5702100B2

JP5702100B2 - 作業車の制御システム

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Publication number: JP5702100B2
Application number: JP2010221892A
Authority: JP
Inventors: 剛志後野; 山口　哲雄; 哲雄山口; 和哉前田; 英西別府
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012077641A

Description

本発明は、設定手段で設定した設定回転数が得られるようにエンジンの出力回転数を制御する制御手段に、ＰＴＯ軸の回転数が予め設定した最大回転数を超えないように前記エンジンの出力回転数を制限する制限手段を備え、前記制限手段が、指令手段からの出力に基づいて前記エンジンの出力回転数を制限する実行状態と制限しない停止状態とに切り換わるように構成した作業車の制御システムに関する。

上記のような作業車の制御システムは、ＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えないようにエンジンの出力回転数を制限することにより、ＰＴＯ軸からの動力で作動する作業装置の過負荷による破損などを防止している。

そして、上記のような作業車の制御システムとしては、エンジンの回転数を設定する設定手段と、設定手段で設定した回転数（上記の設定回転数）となるようにエンジンを制御するコントローラ（上記の制御手段に相当）と、ＰＴＯ軸の回転数の上限値（上記の最大回転数）を設定するＰＴＯ軸回転数設定手段と、エンジンの出力軸の回転数を検知する手段とを備えて、設定手段をＰＴＯ軸の回転数の上限値を越える操作をしても、ＰＴＯ軸の回転数が上限値を越えないようにエンジンを制御する構成とし、更に、ＰＴＯ軸の回転数を制限するか制限しないかを切り換える手段（上記の指令手段に相当）を設けたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２９９９０２号公報

上記の構成では、例えば、設定手段で設定した設定回転数がＰＴＯ軸の最大回転数に対応するエンジン回転数を大きく上回っている状態において、指令手段によりＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えないようにエンジンの出力回転数を制限する状態から制限しない状態に切り換えると、エンジンの出力回転数がＰＴＯ軸の最大回転数に対応するエンジン回転数から設定回転数に急上昇する急加速を招く虞があり、エンジンの出力回転数を制御する上において改善の余地がある。

本発明の目的は、ＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えないようにエンジンの出力回転数を制限する状態から制限しない状態への切り換えに伴って車体が急加速する不都合の発生を阻止できるようにすることにある。

本発明の第１の課題解決手段では、
設定手段で設定した設定回転数が得られるようにエンジンの出力回転数を制御する制御手段に、ＰＴＯ軸の回転数が予め設定した最大回転数を超えないように前記エンジンの出力回転数を制限する制限手段を備え、前記制限手段が、指令手段からの出力に基づいて前記エンジンの出力回転数を制限する実行状態と制限しない停止状態とに切り換わるように構成した作業車の制御システムにおいて、
前記制御手段に、前記設定回転数が前記最大回転数に対応する前記エンジンの制限回転数を上回っている状態において、前記制限手段が前記実行状態から前記停止状態に切り換わった場合に、その切り換えに伴う前記エンジンの出力回転数の急上昇を阻止する急上昇阻止手段を備え、
前記急上昇阻止手段は、前記制限手段が前記実行状態から前記停止状態に切り換わった場合に前記設定回転数と前記制限回転数とを比較し、前記設定回転数が前記制限回転数を上回っていると、前記設定手段の操作によって前記設定回転数が前記制限回転数以下に設定変更されない限り、前記エンジンの出力回転数が前記制限回転数を超えないように前記エンジンの出力回転数を制限し、前記設定手段の操作によって前記設定回転数が前記制限回転数以下に設定変更されると、前記エンジンの出力回転数の制限を解除して、前記設定回転数が前記制限回転数を上回るのに伴って前記エンジンの出力回転数が前記制限回転数を超えることを許容するように構成してある。

この課題解決手段によると、例えば、設定回転数がＰＴＯ軸の最大回転数に対応するエンジンの制限回転数を大きく上回っている状態において、指令手段からの出力に基づいて制限手段が実行状態から停止状態に切り換わった場合であっても、エンジンの出力回転数が制限回転数から設定回転数に急上昇する虞を未然に回避することができる。
従って、ＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えないようにエンジンの出力回転数を制限する状態から制限しない状態への切り換えに伴って車体が急加速する不都合の発生を阻止することができる。

本発明の第２の課題解決手段では、上記第１の課題解決手段において、
前記制御手段の制御作動で前記エンジンから前記ＰＴＯ軸への伝動を断続するＰＴＯクラッチを備え、
前記指令手段が前記ＰＴＯクラッチの断続を指令し、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの接続指令に基づいて前記制御手段が前記ＰＴＯクラッチを接続状態に切り換えるとともに前記制限手段が前記実行状態に切り換わり、又、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの遮断指令に基づいて前記制御手段が前記ＰＴＯクラッチを遮断状態に切り換えるとともに前記制限手段が前記停止状態に切り換わるように構成してある。

この課題解決手段によると、指令手段がＰＴＯクラッチの接続指令を出力すると、ＰＴＯクラッチが接続状態に切り換わるとともに制限手段が実行状態に切り換わり、ＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えないように制限手段がエンジンの出力回転数を制限する。又、指令手段がＰＴＯクラッチの遮断指令を出力すると、ＰＴＯクラッチが遮断状態に切り換わるとともに制限手段が停止状態に切り換わり、制限手段がエンジンの出力回転数を制限しなくなる。

つまり、ＰＴＯクラッチの断続を指令するＰＴＯスイッチやＰＴＯクラッチレバーの操作位置又はＰＴＯクラッチの断続状態を検出する検出手段などを指令手段に兼用することができ、制限手段の実行状態と停止状態との切り換えを指令する専用の指令手段を設ける場合に比較して、操作性の向上及びコストの削減などを図ることができる。

そして、このようにＰＴＯスイッチやＰＴＯクラッチレバーの操作などに基づいてＰＴＯクラッチの断続操作とともに制限手段の実行状態と停止状態との切り換えを行えるように構成しながらも、ＰＴＯクラッチの遮断操作とともに制限手段が停止状態に切り換わる場合に、その切り換えに伴ってエンジンの出力回転数が不測にＰＴＯ軸の最大回転数に対応するエンジンの制限回転数から設定回転数に急上昇する虞を未然に回避することができる。

従って、操作性の向上及びコストの削減などを図りながらＰＴＯクラッチの遮断操作に伴って車体が急加速する不都合の発生を阻止することができる。

本発明の第３の課題解決手段では、上記第２の課題解決手段において、
前記エンジンの出力回転数を検出する検出手段を備え、
前記制御手段が、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの接続指令に基づいて前記検出手段の出力と前記制限回転数とを比較し、前記検出手段の出力が前記制限回転数を超えていると前記ＰＴＯクラッチを遮断状態に維持し、又、前記検出手段の出力が前記制限回転数以下であると前記ＰＴＯクラッチを接続状態に切り換えるように構成してある。

この課題解決手段によると、検出手段が出力するエンジンの出力回転数が制限回転数を超えている場合に指令手段からＰＴＯクラッチの接続指令が出力されても、その接続指令に基づいてＰＴＯクラッチが直ちに接続状態に切り換わることはなく、その接続指令に基づいて実行状態に切り換わる制限手段の制御作動で、検出手段が出力するエンジンの出力回転数が制限回転数まで低下するのに伴ってＰＴＯクラッチが接続状態に切り換わることになる。

つまり、ＰＴＯスイッチやＰＴＯクラッチレバーの操作などに基づいてＰＴＯクラッチの断続操作とともに制限手段の実行状態と停止状態との切り換えを行うように構成しながらも、エンジンの出力回転数が制限回転数を超えている場合での指令手段からのＰＴＯクラッチの接続指令に基づいてＰＴＯクラッチが接続状態に切り換わることを阻止することができる。

従って、操作性の向上及びコストの削減などを図りながら、ＰＴＯ軸の回転数が最大回転数を超えることに起因してＰＴＯ軸からの動力で作動する作業装置が過負荷で破損するなどの不都合の発生を阻止することができる。

トラクタの全体左側面図である。トラクタの伝動構成を示すブロック図である。トラクタの制御構成を示すブロック図である。ＰＴＯクラッチ制御での制御の流れを示す図である。制限制御での制御の流れを示す図である。急上昇阻止制御での制御の流れを示す図である。ＰＴＯスイッチの操作とエンジンの出力回転数とＰＴＯ軸の回転数との関係を示す図である。比較例でのＰＴＯスイッチの操作とエンジンの出力回転数とＰＴＯ軸の回転数との関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る作業車の制御システムを作業車の一例であるトラクタに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、トラクタは、その前部に配備した前部フレーム１に水冷式のエンジン２やラジエータ３などを搭載し、その後部に配備したフレーム兼用のトランスミッションケース（以下、Ｔ／Ｍケースと称する）４の上方に搭乗運転部５を形成し、前部フレーム１の左右に、エンジン２からの動力による駆動が可能な操向輪としての左右一対の前輪６を備え、Ｔ／Ｍケース４の後部の左右に、エンジン２からの動力で駆動する駆動輪としての左右一対の後輪７を備えて４輪駆動型に構成してある。

搭乗運転部５には、左右の前輪６に操作連係したステアリングホイール８や運転座席９などを備え、搭乗運転空間を形成するキャビン１０を配備してある。

Ｔ／Ｍケース４の後部には、油圧式で左右一対のリフトシリンダ１１の作動で昇降揺動する左右一対のリフトアーム１２や、エンジン２からの動力の外部への取り出しを可能にするＰＴＯ軸１３などを装備してある。これにより、このトラクタは、その後部にロータリ耕耘装置やプラウなどの作業装置（図示せず）を昇降駆動可能に連結することができ、かつ、ロータリ耕耘装置などの駆動型の作業装置に対する作業用動力の取り出しが可能となるように構成してある。

図２に示すように、このトラクタでは、エンジン２からの動力をダンパ１４を介して走行用のクラッチを兼用する電子油圧制御式の前後進切換装置１５の入力軸１５Ａに伝達する。そして、前後進切換装置１５の出力軸１５Ｂから取り出した前後進切換装置１５による切り換え後の前進用動力又は後進用動力を走行用として電子油圧制御式の主変速装置１６及びシンクロメッシュ式の副変速装置１７により変速し、それらによる変速後の走行用動力を後輪用の差動装置１８などを介して左右の後輪７に伝達し、かつ、電子油圧制御式の前輪用の駆動切換装置１９及び前輪用の差動装置２０などを介して左右の前輪６に伝達する。又、前後進切換装置１５の入力軸１５Ａから取り出したエンジン２からの動力を作業用として電子油圧制御式のＰＴＯクラッチ２１及びシンクロメッシュ式のＰＴＯ変速装置２２などを介してＰＴＯ軸１３に伝達する。

図３に示すように、エンジン２は、その調速機（図示せず）の調速レバー２３を操作するアクセルシリンダ２４の作動で、その出力回転数をアイドリング回転数と定格回転数との間で無段階に調節することができる。アクセルシリンダ２４には電動シリンダを採用してある。アクセルシリンダ２４の作動は、制御手段として機能する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）２５に制御プログラムとして備えたアクセル制御手段２５Ａの制御作動で制御する。

ＥＣＵ２５は、ＣＰＵやＥＥＰＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータを利用して構成してある。ＥＣＵ２５には、アクセルレバー２６の操作位置を検出するレバーセンサ２７の出力、アクセルペダル２８の操作位置を検出するペダルセンサ２９の出力、及び、エンジン２の出力回転数を検出する検出手段としてのエンジンセンサ３０の出力、などを入力してある。又、アクセルレバー２６の操作位置とエンジン２の出力回転数との関係を示すエンジン回転数設定用の第１データ、及び、アクセルペダル２８の操作位置とエンジン２の出力回転数との関係を示すエンジン回転数設定用の第２データ、などを備えてある。

アクセルレバー２６は、位置保持型に構成してステアリングホイール８の右下方に配備してある。アクセルペダル２８は、踏み込み解除位置に自動復帰する自己復帰型に構成して搭乗運転部５の右足元部に配備してある。アクセルレバー用のレバーセンサ２７及びアクセルペダル用のペダルセンサ２９には回転式のポテンショメータを採用してある。エンジンセンサ３０には電磁ピックアップ式の回転センサを採用してある。第１データ及び第２データにはマップデータや関係式などを採用することができる。

アクセル制御手段２５Ａは、アクセルレバー用のレバーセンサ２７の出力、アクセルペダル用のペダルセンサ２９の出力、及び、エンジンセンサ３０の出力などに基づいてアクセル制御を行う。具体的には、アクセルレバー用のレバーセンサ２７の出力、アクセルペダル用のペダルセンサ２９の出力、第１データ、及び第２データに基づいて、アクセルレバー２６の操作位置に対応する設定回転数とアクセルペダル２８の操作位置に対応する設定回転数とを求め、求めたアクセルレバー２６による設定回転数とアクセルペダル２８による設定回転数とを比較する。そして、アクセルペダル２８による設定回転数がアクセルレバー２６による設定回転数以下である場合は、アクセルレバー２６による設定回転数を目標回転数として採用する。又、アクセルペダル２８による設定回転数がアクセルレバー２６による設定回転数よりも高い場合は、アクセルペダル２８による設定回転数を目標回転数として採用する。そして、採用した目標回転数にエンジンセンサ３０の出力が一致する（目標回転数の不感帯幅内に収まる）ようにアクセルシリンダ２４の作動を制御する。

つまり、この実施形態では、アクセルレバー２６とレバーセンサ２７とからレバー操作でエンジン２の設定回転数を設定する設定手段Ａを構成してあり、アクセルペダル２８とペダルセンサ２９とからペダル操作でエンジン２の設定回転数を設定する設定手段Ａを構成してある。

図３に示すように、ＰＴＯクラッチ２１は、電磁制御弁を利用して構成したクラッチ弁３１の作動で、エンジン２からの動力をＰＴＯ変速装置２２を介してＰＴＯ軸１３に伝動する接続状態と、その伝動を遮断する遮断状態とに切り換わる。クラッチ弁３１の作動は、ＥＣＵ２５に制御プログラムとして備えたＰＴＯクラッチ制御手段２５Ｂの制御作動で制御する。ＰＴＯクラッチ２１には多板型の油圧クラッチを採用してある。

ＥＣＵ２５には、ＰＴＯクラッチ２１の断続を指令するＰＴＯスイッチ３２の出力、及び、リフトアーム１２の揺動角を作業装置の高さとして検出するアームセンサ３３の出力、などを入力してある。

ＰＴＯスイッチ３２は、搭乗運転部５における運転座席９の右側方箇所に配備してある。ＰＴＯスイッチ３２には、ＰＴＯクラッチ２１の遮断を指令する「切」位置とＰＴＯクラッチ２１の接続を指令する「入」位置とアームセンサ３３の出力をＰＴＯクラッチ２１の断続指令とする「自動」位置とに切り換え可能な３位置切り換え式で下方への押圧操作で「切」位置に復帰するように構成したダイヤル型の多接点スイッチを採用してある。アームセンサ３３には回転式のポテンショメータを採用してある。

図４に示すように、ＰＴＯクラッチ制御手段２５Ｂは、ＰＴＯスイッチ３２の出力などに基づいてＰＴＯクラッチ２１を断続操作するＰＴＯクラッチ制御を行う。基本的には、ＰＴＯスイッチ３２の出力に基づいてＰＴＯスイッチ３２の操作位置を判別する〔＃１，＃２〕。そして、ＰＴＯスイッチ３２の操作位置が「入」位置である場合は、このときのＰＴＯスイッチ３２の出力を接続指令として受け取り、この接続指令に基づいてＰＴＯクラッチ２１が接続状態になるようにクラッチ弁３１の作動を制御する〔＃５〕。ＰＴＯスイッチ３２の操作位置が「切」位置である場合は、このときのＰＴＯスイッチ３２の出力を遮断指令として受け取り、この遮断指令に基づいてＰＴＯクラッチ２１が遮断状態になるようにクラッチ弁３１の作動を制御する〔＃６〕。ＰＴＯスイッチ３２の操作位置が「自動」位置である場合は、アームセンサ３３の出力をＰＴＯクラッチ２１の断続指令とし、アームセンサ３３が出力するリフトアーム１２の揺動角が設定角度未満の接地側の角度領域内であると、このときのアームセンサ３３の出力を接続指令として受け取り、この接続指令に基づいてＰＴＯクラッチ２１が接続状態になるように、又、アームセンサ３３が出力するリフトアーム１２の揺動角が設定角度以上の浮上側の角度領域内であると、このときのアームセンサ３３の出力を遮断指令として受け取り、この遮断指令に基づいてＰＴＯクラッチ２１が遮断状態になるようにクラッチ弁３１の作動を制御する〔＃３，＃５，＃６〕。

つまり、作業装置としてＰＴＯ軸１３からの動力で作動するロータリ耕耘装置などの接地作業式の作業装置を連結している場合には、ＰＴＯスイッチ３２を「自動」位置に操作しておくことにより、作業装置の下降操作によりリフトアーム１２の揺動角が設定角度未満になるのに連動して作業装置を作動させることができる。又、作業装置の上昇操作によりリフトアーム１２の揺動角が設定角度以上になるのに連動して作業装置の作動を停止させることができる。

図示は省略するが、ＰＴＯ変速装置２２は、搭乗運転部５における運転座席９の右側方に配備したＰＴＯ変速レバー３４にＰＴＯ変速用の機械式連係機構を介して連係してあり、ＰＴＯ変速レバー３４の操作に連動してエンジン２からの動力を高低２段に切り換えるように構成してある。

図３、図５及び図７に示すように、ＥＣＵ２５には、ＰＴＯ軸１３の回転数が予め記憶された最大回転数を超えないようにエンジン２の出力回転数を制限する制限手段２５Ｃを制御プログラムとして備えてある。又、ＰＴＯ変速レバー３４の操作位置からＰＴＯ変速装置２２の変速段を検出するＰＴＯ変速センサ３５の出力などを入力してある。

図５及び図７に示すように、制限手段２５Ｃは、予め記憶された最大回転数及びエンジンセンサ３０の出力などに基づいてエンジン２の出力回転数を制限する制限制御を行う。具体的には、ＰＴＯスイッチ３２の「入」位置への操作に伴ってＰＴＯスイッチ３２が出力する接続指令に基づいてエンジン２の出力回転数を制限する実行状態に切り換わり〔図５の＃１，＃４〕、ＰＴＯスイッチ３２の「切」位置への操作に伴ってＰＴＯスイッチ３２が出力する遮断指令に基づいてエンジン２の出力回転数を制限しない停止状態に切り換わる〔図５の＃２，＃５〕。又、ＰＴＯスイッチ３２が「自動」位置であると、リフトアーム１２の揺動角が設定角度未満の接地側の角度領域内である場合にアームセンサ３３が出力する接続指令に基づいて実行状態に切り換わり〔図５の＃３，＃４〕、リフトアーム１２の揺動角が設定角度以上の浮上側の角度領域内である場合にアームセンサ３３が出力する遮断指令に基づいて停止状態に切り換わる〔図５の＃３，＃５〕。そして、その実行状態では、ＰＴＯ変速センサ３５の出力に基づいてＰＴＯ変速装置２２の変速段を判別するとともに、判別した変速段に対応する変速比とＰＴＯ軸１３の最大回転数とからエンジン２の制限回転数を演算し〔図５の＃６〕、この演算したエンジン２の制限回転数とエンジン２の目標回転数（大きい方の設定回転数）とを比較し〔図５の＃７〕、エンジン２の制限回転数がエンジン２の目標回転数よりも低い場合は、エンジン２の制限回転数を新たな目標回転数として採用し、この新たな目標回転数とエンジンセンサ３０の出力とに基づいてエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数を超えないようにアクセルシリンダ２４の作動を制御するアクセル制限制御をアクセル制御手段２５Ａのアクセル制御に優先して行うことで、ＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えないようにする〔図５の＃８〕。エンジン２の制限回転数がエンジン２の目標回転数（大きい方の設定回転数）以上の場合はアクセル制御手段２５Ａのアクセル制御を優先させる〔図５の＃９〕。

これにより、ＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えることに起因して、ＰＴＯ軸１３からの動力で作動するロータリ耕耘装置などの作業装置が過負荷で破損するなどの不都合の発生を阻止することができる。又、アクセルレバー２６及びアクセルペダル２８による制限回転数以下でのアクセル操作を行うことができる。

尚、この実施形態では、ＰＴＯスイッチ３２及びアームセンサ３３が、ＰＴＯクラッチ２１の断続及び制限手段２５Ｃの実行状態と停止状態との切り換えを指令する指令手段Ｂとして機能する。

ところで、上記の構成においては、例えば図８に示すように、ＰＴＯスイッチ３２の「入」位置への操作に伴ってＰＴＯスイッチ３２が出力する接続指令（図８ではオン信号）に基づいて、制限手段２５Ｃが停止状態から実行状態に切り換わると同時にＰＴＯクラッチ２１が遮断状態から接続状態に切り換わるように構成すると、制限手段２５Ｃの制御作動でエンジン２の出力回転数が前述したエンジン２の制限回転数（ＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン回転数）に低下するまでの間でＰＴＯクラッチ２１が接続状態に切り換わり、ＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えることがある。

又、ＰＴＯスイッチ３２の「切」位置への操作に伴ってＰＴＯスイッチ３２が出力する遮断指令（図８ではオフ信号）に基づいて、ＰＴＯクラッチ２１が接続状態から遮断状態に切り換わると同時に制限手段２５Ｃが実行状態から停止状態に切り換わるように構成すると、アクセルレバー２６又はアクセルペダル２８で設定したエンジン２の設定回転数が前述したエンジン２の制限回転数を大きく上回っている場合に、ＰＴＯクラッチ２１の遮断状態への切り換えに伴ってエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数から設定回転数まで不測に急上昇する急加速を招く虞がある。

そこで、このＥＣＵ２５では、図４及び図７に示すように、ＰＴＯスイッチ３２の「入」位置への操作に伴って、ＰＴＯスイッチ３２からＰＴＯクラッチ２１の接続指令（図７ではオン信号、図４の＃１）が出力されると、この接続指令に基づいて、ＰＴＯクラッチ制御手段２５Ｂがエンジン２の制限回転数とエンジンセンサ３０の出力とを比較し、エンジンセンサ３０が出力するエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数以下でなければＰＴＯクラッチ２１が遮断状態を維持し、エンジン２の制限回転数以下であればＰＴＯクラッチ２１が接続状態に切り換わるようにクラッチ弁３１の作動を制御するように構成してある〔図４の＃４，＃５〕。

同様に、ＰＴＯスイッチ３２を「自動」位置に位置させた状態でのリフトアーム１２の設定角度未満への下降揺動に伴って、アームセンサ３３からＰＴＯクラッチ２１の接続指令が出力されると、この接続指令に基づいて、ＰＴＯクラッチ制御手段２５Ｂがエンジン２の制限回転数とエンジンセンサ３０の出力とを比較し、エンジンセンサ３０が出力するエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数以下でなければＰＴＯクラッチ２１が遮断状態を維持し、又、エンジンセンサ３０が出力するエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数以下であればＰＴＯクラッチ２１が接続状態に切り換わるようにクラッチ弁３１の作動を制御するように構成してある〔図４の＃３〜５〕。

これにより、ＰＴＯスイッチ３２又はアームセンサ３３からＰＴＯクラッチ２１の接続指令が出力されたときにエンジンセンサ３０の出力がエンジン２の制限回転数を超えている場合には、このときの接続指令で実行状態に切り換わった制限手段２５Ｃの制御作動でエンジンセンサ３０の出力がエンジン２の制限回転数に低下するまでの間はＰＴＯクラッチ２１が遮断状態を維持し、エンジンセンサ３０の出力がエンジン２の制限回転数に達するのに伴ってＰＴＯクラッチ２１が接続状態に切り換わることから、ＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えることに起因して、ＰＴＯ軸１３からの動力で作動する作業装置が過負荷で破損するなどの不都合の発生を阻止することができる。

又、ＰＴＯスイッチ３２又はアームセンサ３３からＰＴＯクラッチ２１の接続指令が出力されたときにエンジンセンサ３０の出力がエンジン２の制限回転数以下である場合には、このときの接続指令で制限手段２５Ｃが実行状態に切り換わるとともにＰＴＯクラッチ２１が接続状態に切り換わることから、ＰＴＯ軸１３からの動力で作動する作業装置を直ちに作動させることができる。

そして、図３、図６及び図７に示すように、このＥＣＵ２５には、ＰＴＯスイッチ３２又はアームセンサ３３からのＰＴＯクラッチ２１の遮断指令に基づく制限手段２５Ｃの実行状態から停止状態への切り換えに伴うエンジン２の出力回転数の急上昇を阻止する急上昇阻止手段２５Ｄを制御プログラムとして備えてある。

急上昇阻止手段２５Ｄは、制限手段２５Ｃの実行状態から停止状態への切り換えに基づいて急上昇阻止制御を行う。具体的には、ＰＴＯスイッチ３２又はアームセンサ３３が出力するＰＴＯクラッチ２１の遮断指令に基づいて制限手段２５Ｃが実行状態から停止状態に切り換わったか否かを判別し〔図６の＃１〕、停止状態に切り換わった場合に、ＰＴＯ変速センサ３５の出力に基づいてＰＴＯ変速装置２２の変速段を判別するとともに、判別した変速段に対応する変速比とＰＴＯ軸１３の最大回転数とからエンジン２の制限回転数を演算し〔図６の＃２〕、この演算したエンジン２の制限回転数とアクセルレバー２６及びアクセルペダル２８による設定回転数とを比較し〔図６の＃３〕、アクセルレバー２６による設定回転数とアクセルペダル２８による設定回転数とのいずれかがエンジン２の制限回転数よりも大きい間は制限制御に引き継いでアクセル制限制御を行い〔図６の＃４〕、アクセルレバー２６による設定回転数とアクセルペダル２８による設定回転数との双方がエンジン２の制限回転数以下に低下すると、急上昇阻止制御を停止してアクセル制御手段２５Ａのアクセル制御に移行させる〔図６の＃５〕。

つまり、制限手段２５Ｃを実行状態に切り換えてＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えないようにエンジン２の出力回転数を制限すると、制限手段２５Ｃを停止状態に切り換えても、アクセルレバー２６及びアクセルペダル２８を操作してエンジン２の目標回転数となるアクセルレバー２６及びアクセルペダル２８による設定回転数をＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン２の制限回転数まで低下させない限り、エンジン２の出力回転数を制限する状態を解除することができなくなる。

これにより、エンジン２の出力回転数を制限する状態を解除した場合には、アクセル制御手段２５Ａが、エンジン２の制限回転数まで低下させたエンジン２の目標回転数に基づいてアクセル制御を行うことになり、その結果、エンジン２の出力回転数を制限する状態を解除するのに伴ってエンジン２の出力回転数が急上昇して車体が急加速する不都合の発生を確実に回避することができる。そして、エンジン２の出力回転数を制限する状態を解除した後は、エンジン２の出力回転数をアクセルレバー２６又はアクセルペダル２８の操作で設定する任意の設定回転数に変更することができる。

〔別実施形態〕

〔１〕作業車としては、乗用田植機や乗用草刈機又は除雪作業車などであってもよい。又、作業車としては、ＰＴＯ変速装置２２を備えていないもの、３段以上の変速が可能なＰＴＯ変速装置２２、又は、無段変速式のＰＴＯ変速装置２２、などを備えたものであってもよい。更に、車体の前部や前後中間部にＰＴＯ軸１３を配備したものであってもよい。

〔２〕設定手段Ａとして、レバー式とペダル式のいずれか一方を備えるようにしてもよく、又、ダイヤル式のものを備えるようにしてもよい。

〔３〕エンジン２として、燃料の噴射量や噴射タイミングを電子制御するコモンレール式の燃料噴射装置を備えたものを採用し、制御手段２５が、設定手段Ａが出力する設定回転数や検出手段３０が出力するエンジン２の出力回転数などに基づいて、燃料圧送用のサプライポンプや燃料噴射用の複数のインジェクタなどの作動を制御して燃料噴射量を調節することにより、エンジン２の回転数を制御するように構成してもよい。

〔４〕制御手段２５としては、アクセルレバー用のレバーセンサ２７の出力、アクセルペダル用のペダルセンサ２９の出力、及び、調速レバーの操作位置を検出するレバーセンサの出力に基づいて、アクセルレバー２６の操作位置とアクセルペダル２８の操作位置のうちの高速側の操作位置に調速レバー２３の操作位置が対応するようにアクセルシリンダ２４の作動を制御するものであってもよい。

〔５〕制御手段２５としては、主変速装置１６やＰＴＯクラッチ２１などの作動を制御するメインＥＣＵとエンジン制御用のエンジンＥＣＵとをＣＡＮ通信などの車内通信によって相互通信可能に接続して構成したものであってもよい。又、制限手段２５Ｃが急上昇阻止手段２５Ｄとして機能するように構成したものであってもよい。

〔６〕制限手段２５Ｃとしては、ＰＴＯ変速センサ３５の出力に基づいてＰＴＯ変速装置２２の変速段を判別し、判別した変速段に対応する変速比とエンジンセンサ３０の出力とに基づいてＰＴＯ軸１３の回転数を演算し、この演算したＰＴＯ軸１３の回転数と予め設定した最大回転数とに基づいてＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えないようにエンジン２の出力回転数を制御するものであってもよい。又、ＰＴＯ軸１３の回転数を検出する回転センサの出力と予め設定した最大回転数とに基づいてＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えないようにエンジン２の出力回転数を制御するものであってもよい。

〔７〕指令手段Ｂに兼用するＰＴＯスイッチ３２としてＰＴＯクラッチ２１の断続を指令する２位置切り換え式のものを採用してもよい。又、ＰＴＯスイッチ３２に代えて、ＰＴＯクラッチレバーの操作位置を検出する検出手段、あるいは、ＰＴＯクラッチ３２の断続状態を検出する検出手段などを指令手段Ｂに兼用するように構成してもよい。更に、指令手段Ｂとして制限手段２５Ｃの実行状態と停止状態との切り換えのみ指令する専用のものを備えるようにしてもよい。

〔８〕急上昇阻止手段２５Ｄの参考形態としては、設定手段Ａで設定したエンジン２の設定回転数がエンジン２の制限回転数（ＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン回転数）よりも大きい場合に、指令手段Ｂからの出力に基づく制限手段２５Ｃの実行状態から停止状態への切り換えに伴って、エンジン２の出力回転数が予め設定した上昇率で設定回転数に向けて緩やかに上昇するようにエンジン２の出力回転数を制御することが考えられる。又、設定手段Ａで設定したエンジン２の設定回転数がエンジン２の制限回転数（ＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン回転数）よりも大きい場合に、指令手段Ｂからの出力に基づく制限手段２５Ｃの実行状態から停止状態への切り換えに伴ってエンジン回転数の上昇を運転者に報知し、制限手段２５Ｃの停止状態への切り換えから所定時間の経過後にエンジン２の出力回転数が予め設定した上昇率で設定回転数に向けて緩やかに上昇するようにエンジン２の出力回転数を制御することが考えられる。

〔９〕前述した実施形態のように制限手段２５Ｃの停止状態への切り換え後に急上昇阻止手段２５Ｄがアクセル制限制御を継続して行うように構成した場合には、急上昇阻止手段２５Ｄを停止状態に切り換える（急上昇阻止手段２５Ｄによるアクセル制限制御を停止させる）ための専用のスイッチなどの指令手段を備えるようにしてもよい。そして、この構成においては、その指令手段で急上昇阻止手段２５Ｄを停止状態に切り換えた場合に、設定手段Ａで設定したエンジン２の設定回転数がエンジン２の制限回転数（ＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン回転数）よりも大きければ、その指令手段による急上昇阻止手段２５Ｄの停止状態への切り換え後にエンジン２の出力回転数が予め設定した上昇率で設定回転数に向けて緩やかに上昇するように構成してもよい。

〔１０〕制御手段２５としては、設定手段Ａで設定したエンジン２の設定回転数とエンジン２の制限回転数（ＰＴＯ軸１３の最大回転数に対応するエンジン回転数）との差からエンジン２の出力回転数が制限回転数まで低下するのに要する時間を求め、その求めた時間の経過後にＰＴＯクラッチ２１を接続状態に切り換えるように構成したものであってもよい。

〔１１〕制御手段２５としては、アクセル制御手段２５Ａと制限手段２５Ｃと急上昇阻止手段とを備えて、ＰＴＯクラッチ２１の接続とともにＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えることは阻止せずに、指令手段Ｂからの出力に基づく制限手段２５Ｃの実行状態から停止状態への切り換えに伴うエンジン２の出力回転数の急上昇だけを阻止するように構成したものであってもよい。

〔１２〕制御手段２５としては、アクセル制御手段２５ＡとＰＴＯクラッチ制御手段２５Ｂと制限手段２５Ｃとを備えて、指令手段ＢからのＰＴＯクラッチ２１の接続指令を受けたときにエンジンセンサ３０が出力するエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数を超えている場合は、このときの接続指令で実行状態に切り換わった制限手段２５Ｃの制御作動でエンジンセンサ３０の出力がエンジン２の制限回転数に低下するまでの間はＰＴＯクラッチ制御手段２５ＢがＰＴＯクラッチ２１を遮断状態に維持し、エンジンセンサ３０が出力するエンジン２の出力回転数がエンジン２の制限回転数に低下するのに伴ってＰＴＯクラッチ制御手段２５ＢがＰＴＯクラッチ２１を接続状態に切り換えるように構成することで、ＰＴＯクラッチ２１の接続とともにＰＴＯ軸１３の回転数が最大回転数を超えることを阻止するようにしてもよい。そして、この構成における制御手段２５として上記〔１０〕の別実施形態で例示したものなどを採用するようにしてもよい。

〔１３〕ＰＴＯ軸１３の最大回転数の設定変更を可能にする操作具を備えたものであってもよい。又、連結する作業装置に応じてＰＴＯ軸１３の最大回転数を自動的に設定変更するように構成してもよい。

本発明に係る作業車の制御システムは、ＰＴＯ軸の回転数を制限する必要のある作業装置を装備するトラクタや乗用田植機などの作業車に適用することができる。

２エンジン
１３ＰＴＯ軸
２１ＰＴＯクラッチ
２５制御手段
２５Ｃ制限手段
２５Ｄ急上昇阻止手段
３０検出手段
Ａ設定手段
Ｂ指令手段

Claims

設定手段で設定した設定回転数が得られるようにエンジンの出力回転数を制御する制御手段に、ＰＴＯ軸の回転数が予め設定した最大回転数を超えないように前記エンジンの出力回転数を制限する制限手段を備え、前記制限手段が、指令手段からの出力に基づいて前記エンジンの出力回転数を制限する実行状態と制限しない停止状態とに切り換わるように構成した作業車の制御システムにおいて、
前記制御手段に、前記設定回転数が前記最大回転数に対応する前記エンジンの制限回転数を上回っている状態において、前記制限手段が前記実行状態から前記停止状態に切り換わった場合に、その切り換えに伴う前記エンジンの出力回転数の急上昇を阻止する急上昇阻止手段を備え、
前記急上昇阻止手段は、前記制限手段が前記実行状態から前記停止状態に切り換わった場合に前記設定回転数と前記制限回転数とを比較し、前記設定回転数が前記制限回転数を上回っていると、前記設定手段の操作によって前記設定回転数が前記制限回転数以下に設定変更されない限り、前記エンジンの出力回転数が前記制限回転数を超えないように前記エンジンの出力回転数を制限し、前記設定手段の操作によって前記設定回転数が前記制限回転数以下に設定変更されると、前記エンジンの出力回転数の制限を解除して、前記設定回転数が前記制限回転数を上回るのに伴って前記エンジンの出力回転数が前記制限回転数を超えることを許容するように構成してある作業車の制御システム。
前記制御手段の制御作動で前記エンジンから前記ＰＴＯ軸への伝動を断続するＰＴＯクラッチを備え、
前記指令手段が前記ＰＴＯクラッチの断続を指令し、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの接続指令に基づいて前記制御手段が前記ＰＴＯクラッチを接続状態に切り換えるとともに前記制限手段が前記実行状態に切り換わり、又、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの遮断指令に基づいて前記制御手段が前記ＰＴＯクラッチを遮断状態に切り換えるとともに前記制限手段が前記停止状態に切り換わるように構成してある請求項１に記載の作業車の制御システム。
前記エンジンの出力回転数を検出する検出手段を備え、
前記制御手段が、前記指令手段からの前記ＰＴＯクラッチの接続指令に基づいて前記検出手段の出力と前記制限回転数とを比較し、前記検出手段の出力が前記制限回転数を超えていると前記ＰＴＯクラッチを遮断状態に維持し、又、前記検出手段の出力が前記制限回転数以下であると前記ＰＴＯクラッチを接続状態に切り換えるように構成してある請求項２に記載の作業車の制御システム。