JP3293043B2 - 農業機械や建設機械の自動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクターやコンバイ
ン等の作業機を装着し、傾斜角や作業機のポジションを
検出して適正に作動するようにした、農業機械や建設機
械の自動制御装置におけるセンサーの故障診断装置及び
調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からトラクターやコンバイン等に
は、傾斜センサーを設けて対地角度を検出したり、作業
機の昇降部にセンサーを設けて作業機の高さを検知し
て、作業機を水平に制御したり、作業機を一定高さに維
持するように制御したりすることは行われてきているの
である。例えば、特開平２−９９４７３号公報の技術で
ある。そして、これらセンサーは時として、高温や降雨
にさらされて、悪環境で使用されることが多く故障する
恐れがある。従来技術においては、この故障時のセンサ
ーのチェックはテスターを用意して、その出力電圧を測
定して良否の判断や設定基準電圧となるように調整して
いたのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、センサー
の良否や作動の判断はテスターを用いて測定していたの
で、センサー取付部のカバーやボックスを外してから、
テスターのプローブをセンサー取付部の端子に当てて出
力を検出して良否を判断し、更に、出力が出ている場合
には、そのセンサーが正確に作動するかどうかをセンサ
ーの可動部分を変位させて測定していたのである。従っ
て、これら操作や測定は大変面倒な作業となっていたの
である。そこで、センサーを人為的に変位させた時に、
ブザー音にて各センサーの出力状態を判別する方法もあ
るが、別にブザーを設ける必要があり、音だけでは検出
範囲が不確定で、判定も正確でなかったのである。ま
た、センサーが検出の変位に対してそれに比例してセン
サーの出力が検出される場合であっても、検出基準電圧
がズレている場合があり、その検出値が所望の値に届か
なかったり、越えたり、異常に増減して故障であると判
断したりする場合もあり、その調整は前記のようにテス
ターを用いて行うので、調整作業が大変面倒な作業とな
っていたのである。本発明は、このような従来技術の不
具合を解消せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、該課題を解決するために、次の如
く構成したものである。 請求項１においては、農業機械
や建設機械の自動制御装置において、自動制御が停止の
状態の際に、制御用のセンサーのいずれかを変位させた
時に、そのセンサーの出力変化を、操作パネルのランプ
にて表示させた農業機械や建設機械の自動制御装置であ
る。請求項２においては、請求項１記載の農業機械や建
設機械の自動制御装置において、自動制御を停止させる
非常スイッチの近傍にメモリスイッチを設け、自動制御
の停止状態時にメモリスイッチをＯＮすると、出荷時に
メモリに記憶された基準値と、それぞれの基準位置にお
けるセンサーの出力値を比較演算して補正値 を記憶し、
その後は、センサー出力値に補正値を加えて制御するも
のである。

【０００５】

【作用】以上のように構成することによって、次のよう
に作用するものである。自動制御を停止した時に、作業
機を昇降したり、傾倒させたりすると、その変位は操作
パネルのランプを点灯して表示されるようになり、セン
サーの故障診断が容易にできるのである。そして、自動
制御を停止してメモリスイッチをＯＮすると、それぞれ
のセンサーの値を読み込んで、基準電圧と比較して補正
値を求め、自動制御を再び行うときにはその補正値を加
えてセンサーの値を調整してアクチュエーターを駆動
し、正確な値で制御を行えるのである。

【０００６】

【実施例】本発明の解決すべき課題及び解決する手段は
以上の如くであり、次に本発明の具体的な構成をトラク
ターの自動制御について添付した図面により説明する。
図１はロータリー耕耘装置を装着したトラクターの全体
側面図、図２はトラクター後面図、図３は操作ボックス
平面図、図４は操作パネル正面図、図５は制御ブロック
図、図６はセンサーの出力値と点灯ランプの関係を示す
図、図７はセンサーの基準電圧を補正するフローチャー
ト、図８はセンサーの出力値をランプで表示するフロー
チャート、図９は二つの傾斜センサーで補正するフロー
チャートである。

【０００７】図１、図２において全体構成から説明す
る。トラクターＴの後部のトップリンク１、ロアリンク
２・２よりなる三点リンク式作業機装着装置Ａの後部に
ロータリー耕耘装置Ｒが連結され、前記ロアリンク２・
２の中途部からリフトリンク３・３を介して、リフトア
ーム４・４と連結されている。該リフトリンク３の一方
には、作業機を傾倒制御できるように、油圧シリンダー
７と伸縮量を検知するストロークセンサー１１が配設さ
れ、リフトアーム４・４は、ミッションケース５上の油
圧ケース６より後方に突出され、該油圧ケース６内の油
圧シリンダーの駆動により、リフトアーム４・４が回動
されるように構成されている。該リフトアーム４の回動
量はリフト角センサー１２により検知されている。

【０００８】前記油圧ケース６へは、油圧ポンプからの
圧油が、油圧ケース６近傍に配設したコントロールバル
ブ１７を介して、油圧シリンダーに送油され、該コント
ロールバルブ１７は、電磁バルブよりなり、昇降ソレノ
イド２２Ｌ・２２Ｒを作動させることにより切り換える
ことができ、座席９側部に配設したリフトレバー１０を
回動したり後述する耕深制御時にコントロールバルブ１
７が切り換えられて油圧シリンダーが伸縮してリフトア
ーム４を昇降回動するのである。前記リフトレバー１０
の回動量は、ポジションセンサー１３にて検知され、ま
た、ロータリー耕耘装置Ｒの耕耘カバー２０は、耕耘軸
部に枢支して回動可能としている。該耕耘カバー２０は
モーターＭを駆動することにより前後に回動可能とし、
その回動量は回動カバーセンサー１９にて検知するよう
にしている。そして、該耕耘カバー２０の後部にはリア
カバー２１を枢支して、その回動量をリアカバーセンサ
ー１４にて検知して耕深を検知できるようにしている。
そして、機体（本実施例ではミッションケース５上）の
任意位置（又は作業機）上に、応答の速い傾斜センサー
１５と応答の遅い傾斜センサー１６が配設されている。

【０００９】前記ストロークセンサー１１、リフト角セ
ンサー１２、ポジションセンサー１３、リアカバーセン
サー１４、傾斜センサー１５・１６、回動カバーセンサ
ー１９、モーターＭは図５に示すように、コントローラ
２４と接続され、該コントローラ２４には、図３に示す
操作ボックス２５上のスイッチやダイヤルとも接続さ
れ、操作パネル３４上のランプ等とも接続されている。
そして、該操作ボックス２５上の、カバー回動スイッチ
２６を操作することによりモーターＭが駆動されて耕耘
カバー２０が前後に回動され、傾斜制御スイッチ２７を
ＯＮすると傾斜制御ランプ３７が点灯し、その傾斜高さ
を、上げ高さダイヤル２９を回動することによりその回
動量に比例して傾斜ソレノイド２３Ｌ又は２３Ｒを作動
して電磁バルブを切り換えて、油圧シリンダー７を伸縮
してロータリー耕耘装置Ｒを左右に傾倒可能としてい
る。また、耕深制御を行う場合には耕深スイッチ３０を
ＯＮにすると、耕深制御ランプ３６が点灯し、耕深ダイ
ヤル３１を所望の深さとなるように回動すると、その回
動量に応じた値をコントローラ２４に入力して、ロータ
リー耕耘装置Ｒを下げた時にリアカバー２１がその設定
深さの回動量となるように昇降させるのである。該ロー
タリー耕耘装置Ｒの昇降は、リフトレバー１０の操作に
より行い、その回動量を、ポジションセンサー１３にて
検知してその設定高さとなるように昇降ソレノイド２２
Ｌ・２２Ｒを切り換えて、油圧ケース６内の油圧シリン
ダーを駆動するのである。

【００１０】前記傾斜センサー１５・１６を二つ設けて
いるのは、一つは応答の速い傾斜センサー１５により、
車速の速い場合に速やかに応答して正確な角度制御を行
うようにするためのものであるが、応答が速いと作業機
を傾倒させた時にオーバーランやハンチングが生じるこ
とがあり、また、重力式の角度センサーにより検出して
いるので、代掻き等の旋回しながら作業を行う場合に
は、センサーに遠心力が働き、実際の角度と異なった角
度を検出してしまうのである。そこで、応答の遅い傾斜
センサー１６を付設して、両者の差により補正して正確
な作業を行うようにしているのである。

【００１１】即ち、図９に示すように、初期設定値Ｖ
ｔ、Ｖｂ、Ｖｖ、及び、傾斜センサー１５・１６の出力
電圧Ｖ１・Ｖ２を読み込み、ｔ秒後のＶ１の変化量Ｖ
１’を読み込み、その変化量Ｖ１’を変化量設定値Ｖｔ
と比較して、大きい場合には変化に対応して即座に制御
するためにｔｘ時間だけアクチュエーター（本実施例で
は傾斜ソレノイドを駆動して電磁バルブを切り換えて油
圧シリンダー７を昇降する）をトリガ駆動して、応答の
遅い傾斜センサー１６の出力電圧Ｖ１と角度設定機の値
Ｖ０との差の絶対値と不感帯の値Ｖｖと比較して、不感
帯内にあればバルブを駆動せず、不感帯より大きい場合
にはアクチュエーターを更に駆動して設定した傾斜とな
るようにするのである。また、前記変化設定値Ｖｔ以下
の場合には更に、出力電圧Ｖ１とＶ２の差をとり、その
絶対値が補正を必要とする値Ｖｂ以上であると、旋回時
等で遠心力が作用している時であり、設定したマップよ
り得られる補正量Ｖαを読み込み、Ｖ２よりＶαとＶ０
を引いた絶対値と不感帯の値Ｖｖと比較して、不感帯内
にあればアクチュエーターを駆動せず、不感帯より大き
い場合にはアクチュエーターを駆動して補正するのであ
る。

【００１２】次に、故障診断の制御について説明する。
センサーの出力値が出荷時に調整した出力値とズレてい
ると、正確に制御できず、故障かどうかの判断も正確に
行うことができないので、故障診断時にその出力値を補
正してから、診断したい動作を作動させて、その変化し
た時の電圧値を図４に示す操作パネル３４上の、通常作
業時は耕深の深さを表しているランプ３５ａ・３５ｂ・
・・３５ｅにその変化量に比例して点灯するようにして
いるのである。

【００１３】即ち、図７に示すように、非常スイッチ３
２をＯＮして、メモリスイッチ４１をＯＮし、リフトア
ーム４を最上昇位置に回動した時の、リフト角センサー
１２の出力電圧Ｖｓを読み込み、基準電圧Ｖｓｎ１とＶ
ｓとの差を演算する。尚、この基準電圧Ｖｓｎ１は、出
荷時におけるリフトアーム４を最上昇位置とした時のリ
フト角センサー１２の出力電圧をメモリに記憶されてお
り、以下ストロークセンサー１１やポジションセンサー
１３等の各基準電圧もメモリに記憶されている。前記基
準電圧Ｖｓｎ１とＶｓとの差は、補正値Ｖｓ０としてメ
モリに記憶しておく。そして、次にリアカバー２１を下
げた最浅位置にしてリアカバーセンサー１４の出力値Ｖ
ｒを読み込み、前記同様に基準電圧Ｖｒｎ１との差をと
って補正値Ｖｒ０としてメモリに記憶しする。同様にポ
ジションセンサー１３、回動カバーセンサー１９等、そ
れぞれ補正値Ｖｐ０、Ｖｃ０・・・をメモリに記憶して
おくのである。また、メモリスイッチ４２をＯＮし、傾
斜センサー１５・１６のそれぞれの値Ｖｂ、Ｖｄを読み
込み、水平での基準電圧Ｖｂｎ１、Ｖｄｎ１の値との差
をとり補正値Ｖｂ０、Ｖｄ０をメモリに記憶しておき、
自動制御に戻った時にはその補正値をセンサーによる検
出値に加えてコントローラ２４で演算して、出荷時と同
等の制御ができるようにしているのである。

【００１４】そして、補正値の検出に続いて故障診断を
するときには、図８に示すように制御している。即ち、
リフト角センサー１２の故障診断の場合には、その出力
電圧Ｖｓを読み込んでからｔ秒後の値Ｖｓｔを読み込
み、出力電圧Ｖｓとｔ秒後の値Ｖｓｔを比較して異なれ
ば、人為的にセンサーを変位させて故障診断をするため
に駆動している場合であるから、前記メモリ内の補正値
Ｖｓ０に値Ｖｓｔを加えて補正した値をどの範囲にある
かを判断して、そのランプを点灯させるのである。つま
り、その範囲は、図６に示すように、検出できる範囲は
Ｖｎ１からＶｎ６の範囲であり、この範囲を５等分し
て、その等分した値を設定しておき、補正値がそのいず
れかの範囲にあるかを判断して、ランプ３５ａ・３５ｂ
・・・３５ｅの一つを点灯させるのである。その動きに
対して正確な電圧が出力されているかを検討して故障診
断を行うのである。前記出力電圧Ｖｓとｔ秒後の値Ｖｓ
ｔが同じであれば、そのセンサーを変位させていないこ
とになるので、次のリアカバーセンサー１４、ストロー
クセンサー１１・傾斜センサー１５・・・と同様に順次
変化したかを判断して、変化していればその電圧をラン
プにて表示して診断するのである。

【００１５】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。請求項１の如く構成し
たので、操作パネルに診断するセンサーの電圧がランプ
の点灯により容易にチェックできるようになり、テスタ
ー等を用意することなく簡単に診断できるようになった
のである。また、操作パネル上のランプを利用して電圧
を表示するので、部品の増加が殆どなくソフトを変更す
る、或いは加えるだけでよく、チェック装置を安価に構
成することができたのである。

【００１６】請求項２の如く構成したので、センサーの
基準値に対するズレを補正した値でチェックできるよう
になり、正確な故障診断ができるようになり、ズレの調
整も簡単に正確に行うことができるようになったのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータリー耕耘装置を装着したトラクターの全
体側面図である。

【図２】トラクター後面図である。

【図３】操作ボックス平面図である。

【図４】操作パネル正面図である。

【図５】制御ブロック図である。

【図６】センサーの出力値と点灯ランプの関係を示す図
である。

【図７】センサーの基準電圧を補正するフローチャート
である。

【図８】センサーの出力値をランプで表示するフローチ
ャートである。

【図９】二つの傾斜センサーで補正するフローチャート
である。

【符号の説明】

１１ ストロークセンサー １２ リフト角センサー １３ ポジションセンサー １４ リアカバーセンサー １５・１６ 傾斜センサー １９ 回動カバーセンサー ２４ コントローラ ２５ 操作ボックス ３２ 非常スイッチ ３４ 操作パネル ３５ ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 23/02 ３０２ Ｇ０５Ｂ 23/02 ３０２Ｙ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01B 63/10 B62D 49/00 E02F 9/24 G01D 21/00 B60S 5/00 G05B 23/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 農業機械や建設機械の自動制御装置にお
   いて、自動制御が停止の状態の際に、制御用のセンサー
   のいずれかを変位させた時に、そのセンサーの出力変化
   を、操作パネルのランプにて表示させたことを特徴とす
   る農業機械や建設機械の自動制御装置。
2. 【請求項２】 自動制御を停止させる非常スイッチの近
   傍にメモリスイッチを設け、自動制御の停止状態時にメ
   モリスイッチをＯＮすると、出荷時にメモリに記憶され
   た基準値と、それぞれの基準位置におけるセンサーの出
   力値を比較演算して補正値を記憶し、その後は、センサ
   ー出力値に補正値を加えて制御することを特徴とする請
   求項１記載の農業機械や建設機械の自動制御装置。