JPH0686101U - 農業機械におけるコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ等の被制御機器，各種検出機器あるい
は操作機器が各所に配置された農業機械において、コン
トローラに接続する信号線の総配線長を削減する。 【構成】 メインコントローラと、被制御機器，検出機
器あるいは操作機器の配置位置付近にそれぞれ配設され
て付近に位置する前記被制御器等に短い電線でパラレル
接続された複数のローカルコントローラと、前記メイン
コントローラと各ローカルコントローラとを接続するシ
リアル通信線とによりコントローラを構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、モータ等の被制御機器，各種検出機器あるいは操作機器が各所に 配置された農業機械において、前記検出機器あるいは操作機器の出力信号に応じ て前記被制御機器を制御する農業機械におけるコントローラに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

図４は稲の刈取り機における従来のコントローラを示す図であり、図４におい て、１はコントローラ、２，２，…はこのコントローラ１の入力側に接続された 複数のスイッチ（検出機器，操作機器）、３，３，…は同じくコントローラ１の 入力側に接続された複数のポテンショメータ（検出機器）、４は同じくコントロ ーラ１の入力側に接続されたパルス発生器（検出機器）、５，５，…はコントロ ーラ１の出力側に接続された複数のモータ（被制御機器）、６，６，…は同じく コントローラ１の出力側に接続された複数のランプ（被制御機器）である。

【０００３】 ここで、スイッチ２，２，…は、具体的には稲かぶの有無の検知センサとして のスイッチ、稲かぶの長さの検知センサとしてのスイッチ、あるいは操作スイッ チ等である。ポテンショメータ３，３，…は、モータ５，５，…により駆動され る可動部の位置検出のための角度検出器である。パルス発生器４は、車速を検出 すべく例えば車輪の回転に応じてパルス信号を出力するものである。モータ５， ５，…は、稲を刈り取る部分を駆動するためのモータ、あるいは刈り取った稲を 搬送する搬送部の駆動のためのもの等である。また、ランプ６，６，…は、運転 状態を表示するための各種ランプである。なお、ここに挙げた検出機器，操作機 器あるいは被制御機器は、農業機械に通常設けられるものの一部を示す例であり 、例えば被制御機器であれば、各種リレーやソレノイド，ブザー等他にも多数あ る。

【０００４】 次に動作について説明する。 コントローラ１は、各検出機器あるいは操作機器２，２，…，３，３，…，４ からの出力信号をパラレルに受けて、これら出力信号に応じてモータ５，５，… やランプ６，６，…等の被制御機器にパラレルに制御信号を送りコンバイン全体 の動作を制御する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の農業機械におけるコントローラ１は以上のように構成されているので、 コントローラ１と各検出機器，操作機器あるいは被制御機器との間の配線本数が １００〜３００本にもなり、総配線距離が１〜１．５Ｋｍにもなっていた。とい うのは、前記スイッチ２等の検出機器，操作機器は各所に通常３０〜５０個配設 され、また前記モータ５等は通常１０〜２０個各部に取付けられていて、これら 機器一つにつき１〜３本の信号線が直接コントローラ１まで３〜５ｍの長さでパ ラレルに配線されていたからである。したがって、配線作業の工数が多大で機械 の生産性向上を著しく阻害していたとともに、カプラ等による接続箇所も多数に なるので、接触不良，断線等の配線に伴う不具合の発生率が多くて機械の信頼性 向上を困難にする要因にもなっていた。

【０００６】 この考案は上記のような課題を解消するためになされたもので、信号線の総配 線長を格段に削減できる農業機械におけるコントローラを得ることを目的として いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る農業機械におけるコントローラは、メインコントローラと、前 記被制御機器，検出機器あるいは操作機器の配置位置付近にそれぞれ配設されて 付近に位置する前記被制御器等に短い電線でパラレル接続された複数のローカル コントローラと、前記メインコントローラと各ローカルコントローラとを接続す るシリアル通信線を備え、前記メインコントローラは、前記出力信号に応じて前 記被制御機器を制御するための制御指令信号を出力するメイン処理手段と、この メイン処理手段が出力した制御指令信号を前記シリアル通信線を介して前記ロー カルコントローラにシリアルデータ伝送するとともに、前記出力信号を前記シリ アル通信線を介して前記ローカルコントローラから受けて前記メイン処理手段に 入力するメイン入出力部とを有し、前記ローカルコントローラは、付近に配置さ れた前記被制御機器に前記制御指令信号に応じた制御信号を出力するとともに、 付近に配置された前記検出機器あるいは操作機器の出力信号を受けてこれを適宜 出力するローカル処理手段と、このローカル処理手段が出力した前記出力信号を 前記シリアル通信線を介して前記メインコントローラにシリアルデータ伝送する とともに、前記制御指令信号を前記シリアル通信線を介して前記メインコントロ ーラから受けて前記ローカル処理手段に入力するローカル入出力部とを有するも のである。

【０００８】

【作用】

この考案の農業機械におけるコントローラでは、パラレル配線される部分は各 機器とローカルコントローラとの間の短い距離のみであり、メインコントローラ とローカルコントローラとの間は、通常２線式あるいは４線式により構成可能な シリアル通信線により接続されるので、全体として総配線長が格段に低減される 。

【０００９】 しかも、このコントローラでは、以下のように従来同様の制御動作が可能とな る。すなわち、各検出機器あるいは操作機器の出力信号は、前記短いパラレル配 線により付近に配設されたローカルコントローラのローカル処理手段にまず入力 され、このローカル処理手段の判断で適宜出力される。ローカル処理手段が出力 した前記出力信号は、ローカル入出力部により前記シリアル通信線を介してメイ ンコントローラにシリアルデータ伝送され、メインコントローラのメイン入出力 部により受信されてメイン処理手段に入力される。

【００１０】 そして、メイン処理手段はこのように入力された前記出力信号に応じて被制御 機器を制御するための制御指令信号を出力し、このメイン処理手段が出力した制 御指令信号はメイン入出力部により前記シリアル通信線を介して前記ローカルコ ントローラにシリアルデータ伝送される。するとこの制御指令信号は、ローカル 入出力部により前記ローカル処理手段に入力され、前記ローカル処理手段が付近 に配置された被制御機器にこの制御指令信号に応じた制御信号を出力する。この ため、各被制御機器は、前記出力信号に応じてメインコントローラのメイン処理 手段の判断により統轄的に制御されることになる。

【００１１】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。本実施例のコントローラは 、稲の刈取り機（いわゆるコンバイン）のコントローラである。図１において、 ２１はメインコントローラ、２２は各機器２，３，４，５，６の配置位置付近に それぞれ配設されて付近に位置する前記機器に短い電線２３でパラレル接続され た複数のローカルコントローラ、２４はメインコントローラ２１と各ローカルコ ントローラ２２とを接続するシリアル通信線２４である。

【００１２】 メインコントローラ２１は、図２に示すように構成されている。図２において 、２１０はメインＣＰＵ、２１１〜２１４はメインＣＰＵを補佐するサブＣＰＵ 、２１５はシリアル通信線２４を介して信号を送受信するためのメイン入出力部 、２１６は各ＣＰＵ２１０〜２１４あるいはメイン入出力部２１５の間の接続を 切り替える切替え回路、２１７，２１８はメインＣＰＵ２１２に接続されたＲＡ ＭあるいはＲＯＭ、２１９は各ＣＰＵ２１０〜２１４に電源あるいはリセット信 号（同時にリセットするための信号）を供給する電源回路である。なお各要素は 、例えばＩＣよりなり、これらＩＣを図２の如く接続する導体パターンが形成さ れた基板上に実装されて、メインコントローラ２１を構成している。

【００１３】 ここで、各ＣＰＵ２１０〜２１４は、本考案のメイン処理手段を構成しており 、検出機器（あるいは操作機器）２，３，４の出力信号に応じて被制御機器５， ６を制御するための制御指令信号を出力する機能を全体として担っているが、こ の場合、サブＣＰＵ２１１〜２１４はそれぞれ刈取り機の各機能毎にこの処理を 担当し、メインＣＰＵ２１０はこれらの動作を統轄的に制御するよう構成されて いる。

【００１４】 すなわち、メインＣＰＵ２１０は、ＲＡＭ２１７あるいはＲＯＭ２１８に登録 されたプログラムに従って動作し、メイン入出力部２１５及び切替え回路２１６ を介して入力される前記出力信号を識別し、これに応じてサブＣＰＵ２１１〜２ １４のうち所定のサブＣＰＵにこの出力信号のデータを送信する等の処理をする とともに、切替え回路２１６を制御してこの所定のサブＣＰＵをメイン入出力部 ２１５に接続する。そして、この所定のサブＣＰＵが対応する制御指令信号をメ イン入出力部２１５に出力する構成となっている。

【００１５】 メイン入出力部２１５は、メインＣＰＵ２１０に制御され、切替え回路２１６ を介して入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換してシリアル通信線２４ に出力する動作と、シリアル通信線２４から入力されるシリアル信号をパラレル 信号に変換して切替え回路２１６を介してメインＣＰＵ２１０等に出力する動作 とを、適宜所定のタイミングで切替えて行なうものである。

【００１６】 ローカルコントローラ２２は、刈取り機において各所に配置された被制御機器 ，検出機器あるいは操作機器を配置場所によりグループ分けし、これらグループ の配置場所近くに一つづつ設けられ、各グループに属する被制御機器等に前述の 如く短い電線２３で接続されたもので、図３に示すように構成されている。

【００１７】 図３において、２２０は本考案のローカル処理手段を構成するローカルＣＰＵ 、２２１は当該ローカルコントローラ２２に接続された前記検出機器あるいは操 作機器２〜４のうちいずれか一つを択一的にバッファ２２２を介してローカルＣ ＰＵ２２０に接続するためのパラレル信号入力部、２２３は当該ローカルコント ローラ２２に接続された前記被制御機器５〜６のうちいずれか一つを択一的にバ ッファ２２４を介してローカルＣＰＵ２２０に接続するためのパラレル信号出力 部、２２５はシリアル通信線２４を介して信号を送受信するためのローカル入出 力部、２２６はローカルＣＰＵ２２０に電源あるいはリセット信号を供給する電 源回路である。なお各要素は、例えばＩＣよりなり、これらＩＣを図３の如く接 続する導体パターンが形成された基板上に実装されて、ローカルコントローラ２ ２を構成している。

【００１８】 ここで、ローカルＣＰＵ２２０は、バッファ２２４，パラレル信号出力部２２ ３を介して接続された各被制御機器に前記制御指令信号に応じた制御信号を出力 するとともに、バッファ２２２，パラレル信号入力部２２１を介して接続された 各検出機器あるいは操作機器の出力信号を受けてこれを適宜出力するものである 。

【００１９】 ローカル入出力部２２５は、ローカルＣＰＵ２２０に制御され、ローカルＣＰ Ｕ２２０から出力されるパラレル信号をシリアル信号に変換してシリアル通信線 ２４に出力する動作と、シリアル通信線２４から入力されるシリアル信号をパラ レル信号に変換してローカルＣＰＵ２２０に出力する動作とを、適宜所定のタイ ミングで切替えて行なうものである。

【００２０】 シリアル通信線２４は、この場合２線構成とされたもので、図１に示すように 、メイン入出力部２１５の同一入出力端子に接続されてループ状に伸びる共通線 ２４１，２４２と、各共通線２４１，２４２と各ローカルコントローラ２２のロ ーカル入出力部２２５とを接続する分岐線２４３，２４４とよりなる。なお、上 記メインコントローラ２１，ローカルコントローラ２２におけるシリアル通信用 の入出力部２１５，２２５は、このシリアル通信線２４の構成に対応して、例え ば２線式のいわゆる半二重通信を行なうものとされている。

【００２１】 次に動作を説明する。 上記コントローラでは、パラレル配線される部分は各機器２〜５と各ローカル コントローラ２２との間の短い距離のみであり、メインコントローラ２１とロー カルコントローラ２２との間は、この場合２線式のシリアル通信線２４により接 続されるので、全体として総配線長及び配線長増に伴う接続箇所が格段に低減さ れる。このため、刈取り機の生産性，信頼性が格段に向上するとともに、材料費 が削減できてコスト低減も図れる。

【００２２】 しかも、このコントローラでは、以下のように従来同様の制御動作が可能とな る。すなわち、各検出機器あるいは操作機器２〜４の出力信号は、前記短いパラ レル配線２３により付近に配設されたローカルコントローラ２２のローカルＣＰ Ｕ２２０にまず入力され、このローカルＣＰＵの判断で適宜出力される。ローカ ルＣＰＵが出力した前記出力信号は、ローカル入出力部２２５によりシリアル通 信線２４を介してメインコントローラ２１にシリアルデータ伝送され、メインコ ントローラ２１のメイン入出力部２１５により受信されてメインＣＰＵ２１０に 入力される。

【００２３】 メインＣＰＵ２１０は、このように入力された前記出力信号に応じて前述した 如くいずれかのサブＣＰＵ２１１〜２１４を機能させ、被制御機器５，６を制御 するための制御指令信号を出力させる。そして、このように出力された制御指令 信号はメイン入出力部２１５によりシリアル通信線２４を介して各ローカルコン トローラ２２にシリアルデータ伝送される。するとこの制御指令信号は、対応す るローカルコントローラ２２のローカル入出力部２２５によりそのローカルコン トローラ２２のローカルＣＰＵ２２０に入力され、このローカルＣＰＵ２２０が 付近に配置された対応する被制御機器にこの制御指令信号に応じた制御信号を出 力する。このため、各被制御機器は、前記出力信号に応じてメインコントローラ ２１の対応するＣＰＵの判断により統轄的に制御されることになる。

【００２４】 なお、以上の制御動作を以下具体的に一例を挙げて説明する。例えば刈取り機 には、稲の位置を検知しつつ車体の走行方向を稲のある方向に自動的に調整する 機能があるが、例えばサブＣＰＵ２１４がこの制御を担当している。すなわち、 稲の有無を検知するスイッチ２の出力信号を電線２３等を介してローカルＣＰＵ ２２０が受けて適宜出力し、ローカル入出力部２２５，シリアル通信線２４，メ イン入出力部２１５，切替え回路２１６を介してこの信号がメインＣＰＵ２１０ に入力される。

【００２５】 するとメインＣＰＵ２１０は、このように入力された前記出力信号が稲の有無 の検知信号であることを識別して、この出力信号をサブＣＰＵ２１４に転送する とともに、切替え回路２１６を制御してサブＣＰＵ２１４をメイン入出力部２１ ５に接続する。そして、サブＣＰＵ２１４は、入力された稲の検知信号から刈取 り機の最適な走行方向を演算し、この走行方向に刈取り機を向けるべく操舵機構 を駆動するモータ６を作動させるための制御指令信号を出力する。そして、この ように出力された制御指令信号はシリアル通信線２４等を介して、前記操舵機構 を駆動するモータ６が接続されたローカルコントローラ２２のローカルＣＰＵ２ ２０に入力され、このローカルＣＰＵ２２０が電線２３等を介して前記操舵機構 を駆動するモータ６にこの制御指令信号に応じた制御信号を出力する。このため 、前記操舵機構を駆動するモータ６は、前記稲の検知信号に応じてメインコント ローラ２１のサブＣＰＵ２１４の判断により作動して刈取り機の走行方向が稲の 有る位置に向うように制御されることになる。

【００２６】 また、上記コントローラでは、シリアル通信線２４を構成する共通線２４１， ２４２を両端がメイン入出力部２１の同一入出力端子に接続されてループ状に伸 びるものとしているので、たとえ共通線２４１，２４２の片側において断線が生 じても導通が確保される。このため、断線によるシリアル通信の不通が生じ難く 、前記制御動作の信頼性が高く確保されるという効果も奏される。

【００２７】 なお、この考案は上記実施例の態様に限られず各種の変形等が有り得る。例え ば、メインコントローラとローカルコントローラ間のシリアル通信の方式を、４ 線式としいわゆる全二重通信により行なうようにしてもよい。また、この考案は 、刈取り機に限らず、トラクタ，田植機等の各種農業機械に適用して同様の効果 を奏することができるのはいうまでもない。

【００２８】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、農業機械のコントローラとしての機能を維 持しつつ、しかも総配線長及び配線長増に伴う接続箇所を格段に低減して、刈取 り機の生産性，信頼性を格段に向上させることができるとともに、材料費の削減 を通じてコスト低減も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による農業機械におけるコ
ントローラの全体構成を示す図である。

【図２】この考案の一実施例におけるメインコントロー
ラの構成を示すブロック図である。

【図３】この考案の一実施例におけるローカルコントロ
ーラの構成を示すブロック図である。

【図４】従来の農業機械におけるコントローラを示す図
である。

【符号の説明】

２，３，４ 検出機器，操作機器 ５，６ 被制御機器 ２１ メインコントローラ ２２ ローカルコントローラ ２３ 短い電線 ２４ シリアル通信線 ２１０〜２１４ メイン処理手段 ２１５ メイン入出力部 ２２０ ローカル処理手段 ２２５ ローカル入出力部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各所に配置された検出機器あるいは操作
   機器の出力信号に応じて被制御機器を制御する農業機械
   におけるコントローラにおいて、メインコントローラ
   と、前記被制御機器，検出機器あるいは操作機器の配置
   位置付近にそれぞれ配設されて短い電線でパラレル接続
   された複数のローカルコントローラと、前記メインコン
   トローラと各ローカルコントローラとを接続するシリア
   ル通信線とを備え、前記メインコントローラは、前記出
   力信号に応じて前記被制御機器を制御するための制御指
   令信号を出力するメイン処理手段と、このメイン処理手
   段が出力した制御指令信号を前記シリアル通信線を介し
   て前記ローカルコントローラにシリアルデータ伝送する
   とともに、前記出力信号を前記シリアル通信線を介して
   前記ローカルコントローラから受けて前記メイン処理手
   段に入力するメイン入出力部とを有し、前記ローカルコ
   ントローラは、付近に配置された前記被制御機器に前記
   制御指令信号に応じた制御信号を出力するとともに、付
   近に配置された前記検出機器あるいは操作機器の出力信
   号を受けてこれを適宜出力するローカル処理手段と、こ
   のローカル処理手段が出力した前記出力信号を前記シリ
   アル通信線を介して前記メインコントローラにシリアル
   データ伝送するとともに、前記制御指令信号を前記シリ
   アル通信線を介して前記メインコントローラから受けて
   前記ローカル処理手段に入力するローカル入出力部とを
   有することを特徴とする農業機械におけるコントロー
   ラ。