| 【発明の名称】 |
動力農機の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉邨 文夫
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| 【要約】 |
【課題】コントローラと入出力系を結ぶハーネスの長さを短くして重量の軽減化と配索の容易化を図ることを目的とする。
【解決手段】個々の制御機能に応じた複数個のコントローラを機体に搭載して設け、これらのコントローラ間を高速通信回線で接続する一方、センサあるいはスイッチ類の入力信号系の一部と、リレーあるいはソレノイド等の出力信号系の一部とをそれらの制御機能に関係なく近くのコントローラに接続する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】個々の制御機能に応じた複数個のコントローラを機体に搭載して設け、各コントローラは制御機能に関係する自コントローラ用の信号と制御機能に関係のない他コントローラ用信号とを取り込むように構成すると共に、取り込んだ他コントローラ用の信号を高速通信回線を介して他コントローラに送信すべく構成したことを特徴とする動力農機の制御装置。
【請求項２】 各コントローラから送信されるデータに固有の識別子が設けられていることを特徴とする請求項1 記載の動力農機の制御装置。
【請求項３】少なくとも１つのコントローラと、表示装置を有するメータとを低速若しくは高速の通信ラインを介して接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力農機の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバイン、トラクター、田植機等の動力農機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、動力農機においては、走行部や作業部部の作動を制御するための制御装置が設けられ、これらは複数個のコントローラで制御されることが多い。その場合、各コントローラには夫々の機能に応じたセンサやスイッチ類、アクチュエータ類が接続され、又コントローラ同士は通信により相互にデータを交換しあうように構成している。
【０００３】例えば、コンバインにおいては、車体水平制御を司るコントローラの入力側に機体の傾きを検知する傾斜センサを接続すると共に、出力側には車体の姿勢を水平に制御する油圧シリンダ等のアクチュエータ類を接続し、さらにグレンタンクに収容されている穀粒を機外に排出するオーガの姿勢を制御するコントローラの入力側にはオーガの長さを検出するオーガストロークセンサやオーガ旋回角度を検出するポテンショメータといった各種センサ類が接続され、出力側にはオーガの姿勢やオーガ伸縮長さをコントロールするアクチュエータ類が接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来のコンバインにあっては、制御機能別に複数個のコントローラを機体の適所に設け、これらのコントローラには夫々その制御機能に応じた各種センサーやアクチュエータ類を接続する形態を採用していた。
【０００５】例えば、機体の適当な個所に設置された方向制御用のコントローラには機体の進行方向のずれを検出する方向センサや機体の向きを修正するサイドクラッチ制御用の油圧シリンダを接続し、また、別のオーガ制御用のコントローラにはそのオーガ制御だけに利用するセンサやアクチュエータを接続する構成を採用していた。
【０００６】このように、従来は、機能別に区分された複数個のコントローラとそれに対応する入力系及び出力系を長いハーネスで結ぶ方式を採用していたので、コントローラを配置する場所によっては、コントローラから入力系を構成するセンサまでの距離が長くなり、あるいは出力系を構成するアクチュエータまでの距離が必要以上に長くなることがあり、この結果、ハーネスが長くなってその重量が重くなったりまた配索自体も複雑になるといった不具合があったのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、このような問題点を解消するために提案するものであって、次のような技術的手段を講じた。即ち、請求項１記載の本発明では、個々の制御機能に応じた複数個のコントローラを機体に搭載して設け、各コントローラは制御機能に関係する自コントローラ用の信号と制御機能に関係のない他コントローラ用信号とを取り込むように構成すると共に、取り込んだ他コントローラ用の信号を高速通信回線を介して他コントローラに送信すべく構成したことを特徴とする動力農機の制御装置の構成とした。
【０００８】また、請求項２記載の本発明では、各コントローラから送信されるデータに固有の識別子が設けられていることを特徴とする請求項1 記載の動力農機の制御装置の構成とした。また、請求項３の発明では、少なくとも１つのコントローラと、表示装置を有するメータとを低速若しくは高速の通信ラインを介して接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力農機の制御装置とした。
【０００９】
【作用】エンジンを始動して作業を開始すると機体に搭載した各コントローラは自コントローラの機能に応じた制御を開始する。即ち、オーガ制御を司るコントローラはオーガの旋回制御やオーガズームの伸縮制御を実行し、脱穀・車体水平・旋回制御を司るコントローラは脱穀選別制御、車体水平制御、スピンマイルド制御を各々実行する。この場合において、各コントローラには自コントローラ専用のスイッチ、センサ類、アクチュエータといった入出力系だけでなく他コントローラ用の入出力系が接続されている。このため、他コントローラから送信されてくる制御データのうち、自コントローラに必要なデータのみを高速通信回線を介して他コントローラから読み込む。同時に自コントローラに接続されているスイッチやセンサが得た制御データのうち、他コントローラ用のものは高速通信回線を介して他コントローラに送信する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明に係るコンバイン１を示しており、このコンバイン１の機体フレーム２の下部に左右一対のクローラ式の走行部３，３ を配設し、機体フレーム２の前端に刈取部４を昇降自在に取付けるとともに、同刈取部４の直後方位置に脱穀部５を設け、同脱穀部５の直後方位置に排藁処理部６を設ける一方、機体フレーム２の右側前部に運転部７を設け、同運転部７の直後方位置にグレンタンク８を設けている。９は脱穀部５の左側上部に設けたフィードチェンである。刈取部４で刈り取られた穀稈は縦搬送装置、フィードチェン９を介して脱穀部５に送られ、ここで脱穀された穀粒はグレンタンク８内に回収され、排藁は排藁処理部６で処理されて機外に排出される。
【００１１】グレンタンク８内に収容されている穀粒は昇降及び左右旋回可能且つ伸縮長さ調整可能なオーガ１０によってトラックの荷台や穀粒袋に回収される。図２はコンバイン１に搭載されるコントローラと各種センサ、アクチュエータとの関係を説明したブロック図である。
【００１２】同図により具体構成を説明すると、コンバイン１の機体フレーム２上には機体の前側からこの順で前部コントローラ１２、中間部コントローラ１４、後部コントローラ１６が搭載されている。前部コントローラ１２は扱ぎ深さ制御や機体の方向制御、刈高さ制御、エンジンの回転制御を司るコントローラで、この前部コントローラ１２には、この前部コントローラ１２による制御だけでなく、中間部コントローラ１４と後部コントローラ１６の制御に必要なソレノイドバルブ１７と、前記３つのコントローラ１２，１４，１６の制御に必要な操作席スイッチ１８が接続されている。この操作席スイッチ１８の中にはオーガ１０を旋回させたり上下させるスイッチが含まれる。即ち、後部コントローラ１６に関連するスイッチもこの前部コントローラ１２に接続されている。さらに、刈取部センサ１９、刈取部リレー２０、操作席部リレー２１、メータ２２がこの前部コントローラ１２に接続されている。なお、この前部コントローラ１２と表示装置を有するメータ２２とは低速通信回線２４を介して接続される。
【００１３】機体の中央部に配設された中間部コントローラ１４は脱穀制御、車体水平制御、スピンマイルド制御を司るコントローラでこの中間部コントローラ１４には脱穀部センサ２６、脱穀制御用リレー２７、車体水平用センサ２８が接続されている。脱穀部センサ２６の中には選別センサやシーブの角度を検出するポテンショメータ等が含まれ、脱穀制御用リレー２７にはシーブ角度を調整するモータリレー等がある。
【００１４】そして、機体後部には後部コントローラ１６が搭載され、この後部コントローラ１６にはオーガ１０を制御するためのオーガ部センサ２９とオーガ用リレー３０が接続されている。３つのコントローラ１２，１４，１６は高速通信回線３３を介して接続される。
【００１５】図３は１つのコントローラの構成を示すものである。前部コントローラ１２、中間部コントローラ１４、後部コントローラ１６はいずれも同一の通信機能を持つ。コントローラの構成は３つとも同じハード構成のため前部コントローラ１２についてのみ説明を行なう。この前部コントローラ１２にはＣＰＵを有するマイクロコンピュータ３４が設けられ、マイクロコンピュータ３４には入力インタフェース３５と出力インタフェース３６が接続され、入力インタフェース３５にはセンサ類が、また出力インタフェース３６には制御アクチュエータ類が接続されている。さらに前記マイクロコンピュータ３４には通信データを一時的に蓄えておく通信データ用バッファ３７と通信コントローラ３８が接続されている。
【００１６】通信コントローラ３８には送信バッファ３９を介して送信ライン４１に接続され、受信ブッファ４０を介して受信ライン４２と接続されている。図４は各コントローラ１２，１４，１６間の通信処理に関するメインの制御フローチャートであり、図５は通信バッファ読込みのフローチャート、図６は通信バッファ書出しのフローチャートである。
【００１７】図４におけるコントローラの処理について説明すると、各コントローラ１２，１４，１６ではマイクロコンピュータ３４に接続されているセンサやスイッチ類の状態が読み込まれ（ステップＳ１）、通信データ用バッファ３７に格納されているデータの読込と他のコントローラに送信するデータの書出しが行なわれる（ステップＳ２，Ｓ３）。続いて、そのコントローラによる制御がなされ、例えば後部コントローラ１６であればオーガ旋回制御やオーガズーム制御が行なわれ（ステップS4）、出力インタフェース３６からオーガ旋回モータやリレーに対して制御用の出力信号が出される（ステップＳ５）。
【００１８】図７は各コントローラ１２，１４，１６の送受信データの区分を示したものである。いずれのコントローラのデータのヘッド部には識別子が付与されていて、この識別子といっしょに制御データや各種データを送信すると共に送信データの誤りをチェックするＣＲＣを送信する構成としている。
【００１９】他のコントローラから送信されたデータを受信する際には、受信側は予め受信設定した識別子のデータのみを必要なデータとして通信データバッファ３７に書き込み、その取り込んだデータを受信側のコントローラで制御するようにしている。図８は３つのコントローラ１２，１４，１６のデータ送信の様子を示したものである。横軸に時間を取り、各時点で優先順位の高いデータが各コントローラから送信されるようにしている。
【００２０】なお、先にも述べたように各コントローラ１２，１４，１６は同一の通信ハードウェア構成を持つように設定したので、通信プログラムを略同一にすることができ、開発コストの削減に寄与できる。そして、データには識別子が付与されているために、他のコントローラから送信されてきたデータのうち、自コントローラに必要なデータのみを簡単に識別して通信データバッファ３７に取り込むことができ、制御処理に大きな負担をかけることなく且つ高い信頼性のもとに通信処理を迅速に行なうことができるものである。
【００２１】また、各コントローラ１２，１４，１６を高速通信回線で結んで個々の制御を実行させると共に、前部コントローラ１２には低速通信回線２４を介してメータ２２に接続しているので、コストを抑えた表示システムの構築が可能である。なお、メータ２２を液晶表示タイプのもので構成し、表示切替を速く行なう場合には、メータ２２と前部コントローラ１２とを高速回線で結べばよい。
【００２２】次に図８乃至図１３に基づいて他の実施例の構成について説明する。以下に示す例は電話回線網を利用して動力農機の状態に関する情報を施設や農機センタに設置したパソコン等に伝えるようにしたものである。図８において、コンバイン１には３個のコントローラ４５，４６，４７が搭載されており、コントローラ同士は車内ＬＡＮ４８で結ばれ、コントローラ４５にはＧＰＳ受信装置４４がと回線接続装置４９が接続されている。
【００２３】この回線接続装置４９と農機センタに設置したパソコン５０とは回線網５１を介して接続されている。図９はコントローラ４５のブロック図である。このコントローラ４５のマイクロコンピュータ５２部には入力インタフェース５３を介してセンサ５５、スイッチ５６及びＧＰＳ受信装置４４が接続される。この入力インタフェース５３とは別に設けたＬＡＮインタフェース５４を介してコントローラ４６，４７が接続される。マイクロコンピュータ５２の出力側には出力インタフェース５８を介してソレノイド５９やリレー６０が接続される。
【００２４】このようにコンバイン１にＧＰＳ受信装置４４が搭載されると共にその位置情報が回線網５１を介してセンタのパソコン５０に入力されるようにしているので、簡単にコンバイン1の位置を知ることができて便利である。図１１はコンバイン１からセンタに送信する際のデータである。送信するデータの中には燃料に関するもの、位置に関するもの、その他故障の原因と故障個所を示す故障情報、コンバインの製造番号が設定されており、センタとコンバイン１とを回線網５１を介して接続すると、センタ側でそのコンバイン１を直ちに識別できると共にそのコンバイン１に関する過去のデータ、例えば、修理や点検整備に関する情報をセンタでタイムリーに検索することができるのである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、請求項１記載の発明では、個々の制御機能に応じた複数個のコントローラを機体に搭載して設け、各コントローラは制御機能に関係する自コントローラ用の信号と制御機能に関係のない他コントローラ用信号とを取り込むように構成すると共に、取り込んだ他コントローラ用の信号を高速通信回線を介して他コントローラに送信すべく構成したことを特徴とする動力農機の制御装置としたので、制御機能に関係なく機体の各所に設けられたスイッチやセンサをそれらに近いコントローラに接続すれば良く、これによりハーネスも短くなって重量も軽くなり、配索も簡単になる。また、請求項２の発明は、各コントローラから送信されるデータに固有の識別子が設けられていることを特徴とするものであるから、受信する側のコントローラでは予め受信設定した識別子のデータのみを取り込み、このデータを通信データバッファ３７に取り込めばよいので、制御処理にあまり負担を掛けることなく通信処理を良好に行なうことができる。また、請求項３の発明は、少なくとも１つのコントローラと表示装置を有するメータとを低速若しくは高速の通信ラインを介して接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力農機の制御装置としたものであるから、低速通信回線を利用すればあまり高速性を要求されないメータの表示システムを廉価に構築できる特徴があり、高速通信回線を利用すれば複雑な液晶表示でも瞬時に切換えが行なえる特徴がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２９１３１６（Ｐ２００２−２９１３１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１０月８日（２００２．１０．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１００９１５（Ｐ２００１−１００９１５） |
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