(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）を切にし、
前記第一センサ（５）のクラッチ切検出位置の検出範囲に不感帯（Ｂ）を設定し、クラッチペダル（３）を踏込んでいく過程で第一センサ（５）がクラッチペダル（３）踏込み量を検出し、不感帯開放側に達すると制御手段（７）が信号を出力してクラッチ（２）の切り操作が開始され、更にクラッチペダル（３）を踏込むと第二センサ（６）の切位置となり、更にクラッチペダル（３）を踏込むと第一センサ（５）の切位置としてクラッチ（２）の半クラッチ状態を操作可能に構成し、
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、異常を報知するとともにクラッチ（２）を遮断する制御信号を優先で出力する制御手段（７）を備えた作業車両のクラッチ操作装置。
【請求項２】
前記制御手段（７）に対して別のクラッチ切断回路を構成し、前記第一センサ（５）と第二センサ（６）への配線は、それぞれ別々の枝線によって別経路で配線する構成とし、第一センサ（５）を制御手段（７）に接続し、第二センサ（６）を別のクラッチ切断回路に接続する構成とし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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開平７−１２７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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）を切にし、
前記第一センサ（５）のクラッチ切検出位置の検出範囲に不感帯（Ｂ）を設定し、クラッチペダル（３）を踏込んでいく過程で第一センサ（５）がクラッチペダル（３）踏込み量を検出し、不感帯開放側に達すると制御手段（７）が信号を出力してクラッチ（２）の切り操作が開始され、更にクラッチペダル（３）を踏込むと第二センサ（６）の切位置となり、更にクラッチペダル（３）を踏込むと第一センサ（５）の切位置としてクラッチ（２）の半クラッチ状態を操作可能に構成し、
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、異常を報知するとともにクラッチ（２）を遮断する制御信号を優先で出力する制御手段（７）を備えた作業車両のクラッチ操作装置の構成としている。
【０００７】
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。
また、クラッチ（２）の半クラッチを操作できる。また、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。
さらに、異常の場合はクラッチ（２）を遮断する制御信号を優先で出力する。
【０００８】
つぎに、請求項２に記載した発明は、前記制御手段（７）に対して別のクラッチ切断回路を構成し、前記第一センサ（５）と第二センサ（６）への配線は、それぞれ別々の枝線によって別経路で配線する構成とし、第一センサ（５）を制御手段（７）に接続し、第二センサ（６）を別のクラッチ切断回路に接続する構成とし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の構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
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。
また、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。
また、クラッチ（２）の半クラッチが操作可能となる。
また、異常の場合はクラッチ（２）を遮断する制御信号を優先で出力するので、走行や作業上より安全となる。
【００１０】
そして、請求項２に記載した発明は、何らかの不具合があっても、第一センサ（５）又は第二センサ（６）のいずれかの配線を保護できる。さらに、制御手段（７）に異常が発生しても、別のクラッチ切断回路でクラッチ（２）を遮断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】制御機構を示すブロック図
【図２】クラッチペダルの側面図
【図３】作用をグラフ化して示す説明図
【図４】作用を示すグラフ
【図５】作用を示すグラフ
【図６】トラクタの側面図。
【符号の説明】
【００３５】
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
【図１】
0004810946.tif 000002
【図２】
0004810946.tif 000003
【図３】
0004810946.tif 000004
【図４】
0004810946.tif 000005
【図５】
0004810946.tif 000006
【図６】
0004810946.tif 000007