JPH09327208A

JPH09327208A - 作業車用の制御装置

Info

Publication number: JPH09327208A
Application number: JP14928796A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Doi; 義典土居
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JP3747517B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一定時間以上中央制御部からの出力通信が途
切れたとき出力装置の出力をオフにし、安全性を高めた
農業用機械の制御装置を提供すること。【解決手段】中央制御部５１と機体各部の出力装置に
分散配置される複数個の端末制御部５２，５３・・・は
それぞれ通信用ＩＣ６０，６９，７０・・・を持ってい
るので、端末制御部５２，５３・・・と中央制御部はセ
ンサ５４などからの検出信号や、バルブ６２などへの出
力信号を有線式の通信手段で接続し、互いに通信できる
ようになっている。端末制御部５２，５３・・・の内、
バルブ６２出力などの外部に出力するものにおいては、
一定時間以上通信の無い場合は異常と判断して出力を停
止させて、外部出力用の端末制御部５２，５３・・・の
出力をオフとして、安全性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は農業用機械などの作業車
用の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクター、コンバイン、田植機などの
農業用機械などは、農作業を能率的に行うために作業用
の各種の制御装置が装備されている。例えばトラクター
では、耕耘作業時に耕深深さを一定に保つための耕深制
御装着、傾斜地で車体を水平に維持するための水平制御
装置または車の走行速度を制御する速度制御装置が装着
されている。

【０００３】このような農業用機械の制御装置は、中央
制御部が各種センサーまたは各種駆動部からの信号を受
信して、農業用機械を構成する変速機の電磁バルブなど
出力装置を集中的に制御している。このため電磁バル
ブ、各種センサなどに変更を生じた場合、中央制御部を
変更しなければならなかった。その中央制御部は農業機
械の機種、型式に応じたものでなければならず、制御部
の管理に労力を要していた。近年通信制御処理が進歩
し、通信専用のＩＣを設けることにより、高速に通信し
ながら制御することであたかも複数の制御部が一体の制
御部として機能するかのように行えるようになった。こ
のため、制御部を出力装置などの各制御対象に応じて機
能別に分割して端末制御部とし、これらを中央制御部と
通信でつなぐことで、また、機種、型式に応じて組み合
わせることで機種、型式にかかわらず制御部が共用でき
るようになった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した中央制御部と
端末制御部に、例えばそれぞれ通信制御用の専用のＩＣ
を設けた農業用機械の制御装置は、制御中に通信制御用
ＩＣが障害を受けて、通信不能になったときに出力回路
が現在の出力状態を保持していると、中央制御部からの
制御信号を端末制御部が受信することができず、端末制
御部で作動するバルブなどの出力装置がコントロール不
能に陥る危険性がある。

【０００５】本発明の課題は一定時間以上中央制御部か
らの出力通信が途切れたとき出力装置の出力をオフに
し、安全性を高めた農業用機械の制御装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成によって達成される。すなわち、中央制御部と該中
央制御部から出力される制御信号により制御される有線
式の通信手段で接続される複数の端末制御部にそれぞれ
通信回路を備えた作業車用の制御装置において、中央制
御部と端末制御部間で一定時間以上通信が無い場合は、
異常であると判断して端末制御部から外部への信号の出
力を停止させる作業車用の制御装置である。

【０００７】本発明の上記通信回路とは通信機能回路
または通信制御用回路もしくは通信線を言うものとす
る。

【０００８】本発明の農業用機械の制御装置は、中央制
御部と機体各部の出力装置に分散配置される複数個の端
末制御部にそれぞれ通信用回路を持っているので、端末
制御部と中央制御部はセンサからの検出信号やバルブへ
の出力信号を有線式の通信手段で接続し、互いに通信で
きるようになっている。

【０００９】端末制御部の内、バルブ出力などの外部に
出力するものにおいては、一定時間以上通信の無い場合
は異常と判断して出力を停止させ、外部出力用の端末制
御部の出力をオフとして、安全性を高める。本発明の制
御装置はトラクタ、コンバイン、田植機などに適用でき
る。

【００１０】

【実施の形態】本発明の制御装置は、例えば農業用トラ
クタ（以下、トラクタ）に設けられる。そこで以下、ト
ラクタの制御装置について説明する。図１に示すトラク
タには図４に示すような中央制御部と端末制御部からな
る制御装置が設けられている。

【００１１】まず、トラクタについて図１と図２及び図
３により説明する。トラクタ１の走行車体２は前後に左
右一対の前輪と左右一対の後輪を設け、ボンネット３に
覆われたエンジン４の回転動力がミッションケース５の
変速装置により、適宜減速されて一対の前輪７，７、後
輪８，８にそれぞれ伝わって走行する構成となってい
る。

【００１２】更に、ミッションケース５の上方には運転
座席９が設けられ、その側方には作業機２９の高さ位置
を調整するポジション操作レバー１１（図２参照）が突
出しており、耕深設定器１２、水平制御切替スイッチ１
３、デセラ位置設定器１４、変速レバー１５等が設置さ
れている。前記ミッションケース５の上部には単動式の
油圧シリンダ１６を内蔵するシリンダーケース１７が設
けられ、また、車体水平センサ１８が設置されている。
油圧シリンダ１６は油圧シリンダケース１７の左右両側
に枢支されている一対のリフトアーム２１，２１を回動
させる構成となっている。

【００１３】また、走行車体２の後部にはトップリンク
２２、ロアリンク２３，２３からなる３点リンク機構を
設けてあり、リフトアーム２１，２１とロアリンク２
３，２３と夫々リフトロッド２５，２６で連結され、リ
フトロッド２５は油圧シリンダで伸縮可能に設けられて
いる。このリフトロッド２５には該ロッド２５に平行し
てストロークセンサ２７が設けられている（図３参
照）。

【００１４】作業機２９は前記３点リンク機構を介して
装備され走行車体２に牽引されながら対地作業をするも
のである。この作業機２９は耕耘部３１と、この耕耘部
３１を取り囲むカバー部３２から構成されている。耕耘
部３１は、前記エンジン４の回転動力が走行車体２の後
部ＰＴＯ軸３３から伝動軸及び作業機２９の伝動機構を
介して回転軸３５へ伝導され、回転軸３５に取り付けら
れた複数の回転爪３６が駆動回転することにより圃場の
土を粉砕、撹拌、耕起するようになっている。また、カ
バー部３２は回転軸３５の軸回り上方にロータリーカバ
ー３８と、このロータリーカバー３８後部に枢着された
リアカバー３９等から構成されている。また、ロータリ
カバー３８の後端上面にはリアカバー３９の回動角度を
検出する耕深センサ４２が設けられている。

【００１５】本実施例の制御装置の例として、前記作業
機２９が圃場の耕深値に保つための耕深制御装置や、ま
た、左右方向の耕深が同じになるよう左右傾きを制御す
る水平制御装置が設けられている。更に、作業者が任意
の高さに作業機２９を昇降するポジション制御装置も設
けられ、このポジション制御装置とは独立して、旋回時
等に作業機２９を昇降スイッチ４４（図２参照）の操作
により設定高さと設置状態とに強制昇降する装置も設け
られている。

【００１６】例えば、耕深制御について説明すると、運
転座席９の側方に設けられた耕深設定器１２により耕深
設定値を設定する。この耕深設定値に耕深センサ４２の
耕深検出値が一致するように油圧シリンダ１６が作動し
て作業機２９が昇降制御される構成となっている。作業
中に圃場の凹凸によりリアカバー３９が上下すると、そ
の変化は耕深センサ４２により検出され、コントローラ
へ送信される。コントローラは耕深を耕深設定値に復帰
するように油圧シリンダ１６を作動させ、作業機２９を
昇降させる。

【００１７】図４には本実施例の制御装置の一部を示
し、中央制御部５１と端末制御部の一部である作業機２
９の端末制御部（例えば水平制御部）５２と走行車体２
の端末制御部（例えば変速制御部）５３との制御装置の
構成図を示す。

【００１８】水平制御について説明すると、運転座席９
の側方の水平制御切替スイッチ１３（図２参照）により
モードの選択し得る。水平制御切替スイッチ１３には
「水平」モード、「車体平行」モード、「手動」モード
がある。「水平」モードは作業機２９を水平に保つよう
に制御するモードで、「車体平行」モードは走行車体２
と作業機２９の左右傾斜を平行に保つように制御するモ
ードである。「手動」モードとは作業機の傾きを任意の
傾斜にする制御である。

【００１９】作業中に圃場の凹凸等によりトラクタ１が
左右に傾くと、水平センサ５４が当該圃場の傾斜を検出
し、水平センサ５４の検出したアナログ信号出力値がＣ
ＰＵ５７内のＡ／Ｄ変換装置によりデジタル信号に変換
され、その値は通信回路５８を経由して、中央制御部５
１に送信される。ここで、中央制御部５１のＣＰＵ６１
で、トラクタ１の各種設定モードなどのデータを加味し
て、作業機２９と走行車体に対する傾斜角度が計算され
る。このとき、水平センサ５４の場合と同様に油圧シリ
ンダ１６の長さは、ストロークセンサ５５で検出し、こ
れはデジタル信号に変換して通信回路５８を経由して、
中央制御部５１に送信される。これにより油圧シリンダ
１６の伸縮を判断し、バルブ出力信号を通信回路５８を
経由して端末制御部（水平制御部）５２に送られる。Ｃ
ＰＵ５７は、この信号をもとに電磁バルブを制御し、油
圧シリンダ１６を伸縮する。この間ストロークセンサ５
５の検出値をＣＰＵ６１は、逐次通信回路から受け取
り、制御を行う。目標の長さにストロークセンサ５５が
なると、バルブ停止信号を同じように、端末制御部（水
平制御部）５２に送信してバルブを停止させる。

【００２０】また、端末制御部（変速制御部）５３では
変速位置センサ６５で検出される変速段について、変速
機の電磁バルブ６６，６７を作動させて走行装置の適宜
の変速段を選択する。

【００２１】図４に示す本実施例の制御装置には中央制
御部５１と各端末制御部５２，５３・・・のいずれにも
ハードウエア構成からなる通信回路が組み込まれてい
る。そのため、新規な制御技術をいずれかの端末制御部
５２，５３・・・で採用する場合に、中央制御部５１の
ＣＰＵ６１を取り替える必要なく、該当する端末制御部
５２，５３・・・のソフトウエアを変更するだけで良
い。

【００２２】各端末機制御部５２，５３・・・にはウォ
ッチドッグタイマ６９，７０・・・が設けられており、
また各端末機制御部５２，５３・・・に共通の電源回路
７１が設けられ、さらに端末機制御部５２，５３・・・
はそれぞれ非常停止スイッチ７３，７４・・・を持って
いる。

【００２３】そこで、端末制御部５２，５３・・・の
内、電磁バルブ６２，６３・・，６６，６７・・・出力
などにより作業機２９の作動または変速機の変速段の選
択など外部に出力するものにおいては、ウォッチドッグ
タイマー６９、７０・・で監視して一定時間以上通信の
無い場合は異常と判断して非常停止スイッチ７３，７４
・・・をオフとして出力を停止させて安全性を高めた。
なお、ここで非常停止スイッチ７３は制御部の電源線を
ＯＦＦにすることで端末の制御を停止するものであり、
非常停止スイッチ７４は停止用の専用信号線を持つもの
である。

【００２４】このとき、通信によって出力の停止を行う
と、停止信号を受け付けるまでに時間遅れを生じ、緊急
事態に間に合わないおそれがあるが、図４に示す制御装
置は端末制御部５２，５３・・・の電源回路７１を共有
化しているので、端末制御部５２，５３・・・の共通電
源回路７１を非常停止スイッチ７３でＯＮ／ＯＦＦがで
きるような構成としているので、緊急時にはこの共通電
源回路７１をＯＦＦにすることで時間遅れ無しで出力部
を停止させることができる。また、本実施例の非常停止
スイッチ７３を用いると、通信回線が混雑していてもそ
れとは無関係に緊急停止ができる。さらに、電源回路７
１の共通化でコストダウンも図れる。

【００２５】また、図５に一般化して本実施例の制御装
置を示すように、入力制御部８１，８２・・・と中央制
御部５１と各端末制御部５２・・・のいずれにもハード
ウエア構成からなる通信回路９１，９２・・・、６０、
５８・・・をそれぞれ組み込んでおき、端末制御部５２
・・・にウォッチドッグタイマ６９・・・を設けておい
て、一定時間以上通信の無い場合は異常と判断して、端
末制御部５２・・・のリセット信号をそれぞれの出力ド
ライバ１０１・・・に送信することで出力を停止させる
方法を用いることもできる。

【００２６】この図５に示す構成からなる場合は、端末
制御器のレイアウトを、出力系の端末制御部５２・・・
と入力系のブロック８１、８２に分けて構成した場合
で、前記ウォッチドッグタイマー６９・・・を出力系の
端末制御部５２・・・のみに取り付け、入力系の制御部
８１，８２・・・は、通信異常があっても作動するよう
に構成して、異常の場合の故障診断が容易な構成にして
ある。入力系統の制御部８１，８２・・・は該制御部８
１，８２・・・の通信用回路９１，９２・・・で中央制
御部５１または端末制御部５２・・・とは独立して入力
系統の制御することができるので、この入力系統の制御
部８１，８２・・・および中央制御部５１を作動させた
ままにしておくことができ、この場合は、入力系統の制
御部８１，８２・・・および中央制御部５１については
テスターなどにより故障原因をチェックすることができ
る。

【００２７】同様に、この図５の制御装置に図４に示す
ような端末制御部の共通電源を非常停止スイッチの出力
系の端末だけにＯＮ／ＯＦＦできるような構成を付加し
ても良い。

【００２８】また、図６に示すように、入力制御部８
１，８２・・・と中央制御部５１と各端末制御部５２・
・・にもハードウエア構成からなる通信回路９１，９２
・・・、６０、１０２・・・をそれぞれ組み込んでお
き、端末制御部５２・・・の内、バルブ出力などの外部
に出力するものにおいては、端末制御部５２・・・の出
力ドライバー１１１・・・に手動入力スイッチ１２１を
接続しておくと、通信回路１０２・・・を切り離しても
手動で出力できる。この場合は、制御中に通信回路１０
２・・・が障害を受けて通信不能になったときに手動で
操作できる利点がある。

【００２９】図７は複数のコントローラ１３１、１３２
・・を通信回路１４１，１４２・・・を用いて調歩を取
りながら制御を行う農業用制御コントローラにおいて、
各コントローラの通信線１５１・・・とは別に非常通信
線１５２を配して、これに非常停止スイッチ１６１を設
け、各コントローラ１３１、１３２・・・の出力信号を
直ちに停止できるようにした構成としても良い。

【００３０】この場合は複数のセンサなどとともに複数
のコントローラ１３１，１３２・・・を用いて、それぞ
れ複数の制御を行う農業用機械において、各コントロー
ラ１３１、１３２・・・の間を通信回路１４１，１４２
・・・を用いて各制御の調歩を取りながら精度よく農作
業を行うことができるが、非常事態の場合、通信線１５
１・・・で各コントローラ１３１，１３２・・・に出力
停止を通信して行う場合はタイムラグを生じるので、通
信線１５１・・・のほかに各コントローラ１３１、１３
２・・・に共通する非常停止スイッチ線１５２を設け、
瞬時にすべてのコントローラ１３１、１３２・・・を出
力停止できるようにしたものである。

【００３１】また、図８に示すように各コントローラ１
３１、１３２・・・のＣＰＵ１７１，１７２・・・に非
常停止入力端子１８１，１８２・・・を設けることによ
り、これに非常停止線１９１，１９２・・・を接続して
も良い。この場合は各コントローラ１３１、１３２・・
・を監視しながら非常停止が解除された後、各コントロ
ーラ１３１、１３２・・・の自動制御が所定の状態に切
り替わるように構成することができる。

【００３２】また、図９のフローチャートに示すよう
に、非常停止が解除された後、各出力装置の制御が直ち
に開始すると危険であるので、非常停止が入力されたこ
とを各コントローラ１３１、１３２・・・（図８参照）
が検出できる手段を講じ、非常停止解除後は、安全に所
定の制御に切り替わるようにすることもできる。例えば
変速段を非常停止させた時に、変速段はニュートラルに
しておき、安全に再起動させるようにする。

【００３３】図９に示す例ではキースイッチがＯＮした
とき自動スイッチ１９５（図８参照）がＯＮになってい
ても制御を開始しない。いったん切ってからでないと自
動制御が開始しない。また、非常停止スイッチ１６１
（図８参照）が切りになっても自動制御がすぐには、働
かず自動スイッチ１９５をいったん切ってから制御を開
始する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるトラクタの側面図で
ある。

【図２】図１のトラクタの運転席付近の平面図であ
る。

【図３】図１のトラクタの３点リンク機構部の傾斜図
である。

【図４】本発明の一実施例の制御装置のブロック図で
ある。

【図５】本発明の一実施例の制御装置のブロック図で
ある。

【図６】本発明の一実施例の制御装置のブロック図で
ある。

【図７】本発明の一実施例の制御装置のブロック図で
ある。

【図８】本発明の一実施例の制御装置のブロック図で
ある。

【図９】本発明の一実施例の非常停止解除後の各出力
装置の制御フローチャートである。

【符号の説明】

１トラクタ２走行車体３ボンネット４エンジン５ミッションケース７前輪８後輪９運転座席１１ポジション操作レバー１２耕深設定器１３水平制御切替スイッチ１４デセラ位置
設定器１５変速レバー１６油圧シリン
ダ１７シリンダーケース１８車体水平セ
ンサ２１リフトアーム２２トップリン
ク２３ロアリンク２５，２６リフ
トロッド２７ストロークセンサ２９作業機３１耕耘部３２カバー部３３後部ＰＴＯ軸３５回転軸３６回転爪３８ロータリー
カバー３９リアカバー４２耕深センサ４４昇降スイッチ５１中央制御部５２，５３端末制御部５４車体水平セ
ンサ５５ストロークセンサ５７中央制御部
ＣＰＵ５８，６０，９１，９２，１０２、１４１，１４２通
信回路６１端末制御部ＣＰＵ６２，６４水平制御用電磁バルブ６５変速位置セ
ンサ６６，６７変速機の電磁バルブ６９，７０ウォ
ッチドッグタイマ７１電源回路７３，７４非常
停止スイッチ８１，８２入力制御部１０１出力ドラ
イバ１１１出力ドライバー１２１手動入力
スイッチ１３１、１３２コントローラ１５１通信線１５２非常通信
線１６１非常停止スイッチ１７１，１７２
コントローラＣＰＵ１８１，１８２非常停止入力端子１９１，１９２
非常停止線１９５自動スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央制御部と該中央制御部から出力され
る制御信号により制御される有線式の通信手段で接続さ
れる複数の端末制御部にそれぞれ通信回路を備えた作業
車用の制御装置において、中央制御部と端末制御部間で一定時間以上通信が無い場
合は、異常であると判断して端末制御部から外部への信
号の出力を停止させることを特徴とする作業車用の制御
装置。