JPH10276509A - 作業機械のサブコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタなどの作業機械では、各種作業に対
応して、付属的に作業装置を設ける場合、例えばロータ
リ作業機に施肥装置や設ける場合等が有り、このような
付属作業装置には、個別のセンサやアクチュエータを必
要とするものであった。このため、トラクタの制御部
は、装着される付属作業装置に対応可能に予め入力端
子、或いは出力端子を数多く備える必要が生じ、これは
トラクタのコストを高くするという課題があった。 【解決手段】 トラクタのロータリ装置に、前記施肥装
置を装着する場合は、サブコントローラを、トラクタの
コントローラ８に対しこのコントローラ８と通信を行な
う通信インターフェース６２と、この通信インターフェ
ース６２により入力した信号を演算処理するＣＰＵ６４
と、この演算処理結果を作業データとして記憶するＲＡ
Ｍカード５７Ｂと、信号処理結果に応じて前記作業機械
に装着した電気モータ４１、４１を駆動する出力インタ
ーフェース６０とを具備する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、作業車両や工作
機械等の各種作業機械のサブコントローラの構成に関す
る。

【０００２】

【従来技術、及びその課題】従来、作業機械には、作業
の目標値を設定する設定装置や、作業状態を把握するた
めの検出装置を設けこれらの装置より信号を入力し、こ
の入力信号に応じて作業機械に設けたアクチュエータを
駆動する制御部を有するものが有った。そして、この作
業機械の制御部との通信手段を設け、作業機械の作業状
態を記憶して今後の作業を管理する作業機械のデータ収
集装置があった。

【０００３】例えば、特開平６−０６８２７４号公報に
示された農業機械のデータ収集システムでは、携帯用の
管理端末装置とトラクタのコントーラとを通信インター
フェースを介して接続する構成とし、トラクタの作業状
態、例えば作業時間や走行距離、燃料消費量等を管理端
末装置のＲＡＭカードに記憶して今後の作業に役立てよ
うとする技術がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ト
ラクタなどの作業機械では、各種作業に対応して、付属
的に作業装置を設ける場合、例えばロータリ作業機に施
肥装置や設ける場合等が有り、このような付属作業装置
には、個別のセンサやアクチュエータを必要とするもの
であった。このため、作業機械の制御部は、装着される
付属作業装置に対応可能に予め入力端子、或いは出力端
子を数多く備える必要が生じ、これはコスト的に作業機
械を高価なものにするという課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、この発明は作業機械のサブコントローラを
以下のように構成とした。即ち、各種設定装置１〜３、
及び検出装置４〜７より信号を入力しこの信号に応じて
作業機械用アクチュエータ２１，２６Ｓを駆動する作業
機械の制御部８に対し、この制御部８と通信を行なう通
信手段６２と、この通信手段６２により入力した信号を
演算処理する演算処理部６４と、この演算処理結果を作
業データとして記憶する記憶装置５７Ｂと、前記信号処
理結果に応じて前記作業機械に装着した付属用アクチュ
エータ４１、４１を駆動する出力手段６０とを具備する
作業機械のサブコントローラとした。

【０００６】

【発明の作用、効果】以上のように構成した作業機械の
サブコントローラは、通信手段６２により各種作業機械
に接続して、作業機械側の各種設定、或いは作業状態を
入力し、サブコントローラ側の演算処理部６４により演
算後、この演算結果を作業データとして記憶する。ま
た、前記演算結果に応じてサブコントローラに接続した
付属作業装置のアクチュエータ４１、４１を駆動して作
業を行う。これにより、作業機械では、前述のように付
属作業装置に対応して予め数多くの出力端子を設ける必
要が無くなり、この生産コストを極力押さえることがで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
作業機械である農業用トラクタ（以下、トラクタ１０）
のサブコントローラについて説明する。トラクタ１０
は、図２に示すようにエンジン１１からクラッチハウジ
ング、フロントミッションケース１２Ｆ、及びリヤミッ
ションケース１２Ｒを一体的に連結し、車体の前部左右
に前輪１４，１４を設け、後部左右に後輪１５，１５を
設けている。そして、エンジン１１の回転動力を変速装
置１３，１３にて減速して後輪１５，１５のみを駆動す
る二駆状態、或いは前後輪１５，１５、１４，１４を駆
動して四駆状態で走行する構成となっている。そして、
フロントミッションケース１２Ｆの下部には、トラクタ
１０の車速検出装置であるドップラ式の車速センサ６を
設け、同ケース１２Ｆの上部にはトラクタ１０の前後左
右の傾斜検出装置であるスロープセンサ７を設けてい
る。

【０００８】このトラクタ１０の操縦席１６の周囲は、
キャビン２８により取り囲まれ操縦室を形成している。
前記操縦席１６の前方にはステアリングハンドル２９を
設け、このハンドル操作により前記前輪１４、１４を操
向する構成となっている。また、操縦席１６の側方に
は、前記変速装置１３を切り替える変速レバー１７や、
後述するロータリ作業機２４の高さを変更するポジショ
ンレバー１８を設けている。ポジションレバー１８の回
動基部には、作業機２４の位置設定装置であるポテンシ
ョメータ３を設けている。また、操縦席１６側方には、
このロータリ作業機２４の耕深設定装置である耕深設定
器１と、作業機の左右傾き設定装置である水平傾斜設定
器２とを設けている。そして、前記設定器１、２やポテ
ンショメータ３は、操縦席１６下方に設けたトラクタ１
０の制御部であるコントローラ８へ接続している。

【０００９】トラクタ１０のリヤミッションケース１２
Ｒ後部上面には、左右両側面にリフトアーム１９，１９
を有するシリンダーケース２０を設け、このケース２０
内部に設けた作業機２４の高さを変更するアクチュエー
タである昇降シリンダ２１のピストンを伸縮すること
で、リフトアーム１９、１９を回動する構成となってい
る。この片側のリフトアーム１９の回動基部には、この
回動角度を検出するリフトアーム角センサ４を設けてい
る。

【００１０】これにより、前記ポジションレバー１８の
ポテンショメータ３の設定角度と、リフトアーム１９の
角度が一致するように昇降シリンダ２１のピストンを伸
縮してリフトアーム１９，１９に連結した作業機２４の
高さを変更するポジション制御を行う構成となってい
る。また、リヤミッションケース１２Ｒの後部にはトッ
プリンク２２と左右ロアリンク２３，２３とを設け、左
側のリフトアーム１９と左側のロアリンク２３とをロッ
ド２６Ｒにより連結し、右側のリフトアーム１９と右側
のロアリンク２３とを作業機２４の左右傾き姿勢を変更
するアクチュエータであるローリング用のシリンダ２６
Ｓで連結し、同シリンダ２６にはこのピストンの伸縮長
さを検出するストロークセンサ２７と併設している。そ
して、これらのリンク２２，２３，２３の先端部にロー
タリ作業機２４を連結している。また、このロータリ作
業機２４の上部には付属用作業装置である施肥装置２５
を設けている。

【００１１】ロータリ作業機２４は、トラクタ１０背面
に突設されたＰＴＯ軸３０からユニバーザルジョイント
を介して動力を取り出し、この回転動力を耕耘爪３２を
有する耕耘軸３３へ伝達して駆動することで圃場を耕起
する構成となっている。また、この耕耘軸３３の上方に
はロータリカバー３４を設け、この後端部にリヤカバー
３５を回動自在に設けている。そして、ロータリカバー
３４の後部にはリヤカバー３５の回動角度を検出する検
出装置である耕深センサ５を設け、前記リヤカバー３５
の回動角度をリンク機構を介して伝達することで間接的
に耕深Ｈを検出する構成となっている。

【００１２】これにより、作業中には前記耕深設定器１
で設定された値と、耕深センサ５の検出値とが一致する
ように昇降シリンダ２１を駆動して作業機２４の高さを
変更する耕深制御を行う構成となっている。また、前記
傾斜設定器２で設定した作業機２４の目標角度を維持す
るように前記スロープセンサ７とストロークセンサ２７
の検出値によってトラクタ１０と作業機２４との相対角
度を比較し前記ローリング用のシリンダ２６Ｓのピスト
ンを伸縮することでローリング制御を行う構成となって
いる。

【００１３】施肥装置２５は、肥料を収納するホッパ４
０と、このホッパ４０下部から施肥を繰り出す付属アク
チュエータである左右２つの電気モータ４１，４１と、
この肥料を前記ロータリカバー３４内へ案内する案内ホ
ース４２とこれらの取付部材等から構成されている。そ
して、電気モータ４１の回転により肥料をロータリ作業
機２４の直前に送り出し、この肥料をロータリ作業機２
４によって土壌内に攪拌する構成となっている。また、
この案内ホース４２上端部には、ホース４２内に肥料が
詰まるとオンされる詰まりセンサ４３を設けている。

【００１４】前記トラクタ１０のコントローラ８につい
て図１に基づいて説明する。コントローラ８は、内部に
各種信号を演算処理部であるＣＰＵ４５、この情報を一
時記憶するＲＡＭ４６と、前記耕深制御やローリング制
御等の制御プログラムを格納するＲＯＭ４７と、通信用
の制御プログラムを格納する通信用ＲＯＭ４８とを有す
る構成となっている。また、入力インターフェース４９
には、耕深設定器１、水平傾斜設定器２、ポテンショメ
ータ３等の設定装置と、リフトアーム角センサ４、耕深
センサ５、車速センサ６、スロープセンサ７、ストロー
クセンサ２７等の検出装置とを接続して設けている。出
力インターフェース５０には、昇降シリンダ２１のピス
トンを伸長して作業機２４を上昇する切替制御弁のソレ
ノイド３６と、同シリンダ２１のピストンを短縮して作
業機２４を下降する切替制御弁のソレノイド３７と、ロ
ーリング用シリンダ２６Ｓのピストンを短縮して作業機
２４の右側を上げる切替制御弁のソレノイド３８と、同
シリンダ２６Ｓのピストンを伸長して作業機２４の右側
を下げる切替制御弁のソレノイド３９とを接続して設け
ている。また、このコントローラ８には、外部機器との
通信手段である通信インターフェース５１を設けてい
る。

【００１５】次にサブコントローラである携帯用の管理
端末装置９について図３，４，５に基づいて説明する。
管理端末装置９は、本体正面に表示部である液晶画面５
３や、電源「入」「切」スイッチ５５、５６やアルファ
ベットキーや作業開始、終了キー等からなる入力キーボ
ード５４を設けている。また、本体一側面には、各種制
御プログラムを格納したＲＯＭカード５７Ａを挿入する
ＲＯＭカード挿入口５８Ａと、作業データを記憶する記
憶装置であるＲＡＭカード５７Ｂを挿入するＲＡＭカー
ド挿入口５８Ｂを設けている。また、施肥装置２５のア
クチュエータである電気モータ４１、４１を接続する出
力端子５９Ａ，５９Ａと、検出装置である詰まりセンサ
４３を接続する入力端子５９Ｂを設けている。また、他
側面には前記トラクタ１０のコントローラ８との通信を
行う通信インターフェース６２の一部である通信接続端
子６１とを設けている。

【００１６】また、管理端末装置９の内部の制御部６３
には、各種入力情報を演算処理するＣＰＵ６４と、この
情報を一時記憶するＲＡＭ６５と、制御プログラムを格
納するＲＯＭ６６等を設け、前記入力キーボード５４や
詰まりセンサ４３を接続する入力インターフェース６７
と、前記液晶画面５３や出力端子５９Ａを接続する出力
インターフェース６０を設けている。

【００１７】以上のように構成したトラクタ１０の端末
装置９を使って施肥作業を行う場合を説明する。最初
に、端末装置９に施肥散布制御プログラムを格納したＲ
ＯＭカード５７Ａ、及び施肥量などを記憶するＲＡＭカ
ード５７Ｂを装着する。そして、前記コントローラ８の
通信インターフェース５１と、端末装置９の通信インタ
ーフェース６２とを通信ハーネス６８を介して接続し、
端末装置９の入力端子５９Ｂには、施肥装置２５の詰ま
りセンサ４３を接続する。また、出力端子５９Ａ，５９
Ａには、施肥装置２５の電気モータ４１，４１を接続す
る。そして、トラクタ１０、及び端末装置９の電気系統
を「入」にする。ここでトラクタ１０、及び端末装置９
の制御部８、６３は、各種センサやアクチュエータの状
態や外部の通信機器との接続状態を読み込む。

【００１８】次に、端末装置９の液晶画面５３には、こ
れから作業を行う圃場の管理番号や、目標とする施肥散
布量、散布幅の設定画面が表示され、この案内に従って
設定値を入力する。端末装置９のＣＰＵ６４は、車速に
対する電気モータ４１，４１の駆動速度、即ち施肥散布
量を演算すると共に、前記通信インターフェース５１よ
り周期的にトラクタ１０の車速とリフトアーム角度とを
入力する。

【００１９】そして、オペレータは、作業機２４を下降
してトラクタ１０を走行する。端末装置９の制御部６３
は、前記リフトアーム角センサ４の検出値が予め設定し
た角度以下である検出信号を入力すると、作業開始と判
定し電気モータ４１，４１を駆動し始める。また、これ
とともに前記車速センサ６の検出する車速値に応じてこ
の回転速度を変化させる。即ちトラクタ１０が低速で走
行しているときには、電気モータ４１の回転速度を遅く
し、走行速度が高速になるにともないモータ４１の駆動
速度を増加する。これにより単位面積当たりの施肥散布
量を均一することができる。また、これらの走行距離や
散布量をＲＡＭカードに記憶する。この施肥散布中に前
記詰まりセンサ４３からのオン信号を入力すると、通信
インターフェース６２、５１を介してトラクタ１０の作
業機２４を上昇したり警報を鳴らす。

【００２０】以上のようにトラクタ１０の端末装置９
は、通信インターフェース６２を設け、トラクタ１０の
コントローラ８との通信を可能にし、トラクタ１０の作
業情報を入力して端末装置９に接続した電気モータ４１
を作業に合わせて駆動可能な構成とした。また、入力イ
ンターフェース６７には、詰まりセンサ４３を接続する
構成とし、作業状態に合わせてトラクタ１０の昇降シリ
ンダ２１を制御する構成とした。

【００２１】これにより、従来、ロータリ作業機２４に
前記施肥装置２５のような付属作業装置を装着したとき
には、トラクタ１０の作業状態と関係なくオペレータが
手動でこの施肥装置２５のアクチュエータ、即ち電気モ
ータ４１，４１の作動を入り切りする煩わしさが有った
が、これを解消することができる。また、トラクタ１０
のコントローラ８に各種作業に対応して多数の入力端子
を設ける必要が無く、トラクタ１０の生産コストを極力
押さえることができる。

【００２２】ところで、前記トラクタ１０には、前述の
ように付属的に作業装置を連結するに伴い各種センサや
アクチュエータを接続する必要が生じる。またトラクタ
１０のコントローラ８ではこれらの処理を行なうために
各種制御プログラムを格納する大容量の記憶装置や、信
号を高速で処理する信号処理装置が必要とされていた。

【００２３】しかしながら、これらの各種制御プログラ
ムを格納する大容量の記憶装置や、高速処理を行なう演
算処理装置を設ける構成とすると、トラクタ１０の生産
コストが高くなるという課題が有った。よって、図６に
示されるブロック図のように、トラクタ１０のコントロ
ーラ８には、前記端末装置９専用の入力インターフェー
ス７０と、端末装置専用の出力インターフェース７１と
を設け、前記通信インターフェース５１により通信を行
って作業状態に合わせて、この電気モータ４１，４１を
駆動したり、この詰まりセンサ４３のオン信号によりト
ラクタを制御する構成としている。即ち、端末装置９の
制御部６３では、電源オンとともにトラクタ１０のコン
トローラ８との接続状態を認識して、この接続時には、
作業開始とともに周期的に前記リフトアーム角センサ４
と車速センサ６との情報を入力する。そして、この演算
結果を再度トラクタ１０コントローラ８へ送信して、前
記電気モータ４１，４１を駆動する。また、前記詰まり
センサ４３からのオン信号を入力したときには、作業機
２４を上昇したり警報を鳴らす。

【００２４】これにより、トラクタ１０では、端末装置
用の入力インターフェース７０と出力インターフェース
７１とを設けることで、付属される作業装置の信号処理
については、端末装置９にて処理するので、トラクタに
予め記憶容量の大きな記憶装置や、高速度に処理を行う
ＣＰＵを設ける必要が無くなり、トラクタ１０の生産コ
ストを極力押さえることができる。

【００２５】尚、特許請求の範囲に実施の形態の構成に
対応する部材の符号を付すが、この符号により、この発
明をこの実施の形態に限るものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタのコントローラと端末装置の接続を示
すブロック図。

【図２】トラクタの全体側面図。

【図３】端末装置の正面図。

【図４】端末装置の斜視図。

【図５】端末装置の右側面図。

【図６】トラクタに端末用の入出力インターフェースを
設けたときのブロック図。

【符号の説明】 １ 耕深設定器 ２ 水平傾斜設定器 ３ ポテンショメータ ４ リフトアーム角センサ ５ 耕深センサ ６ 車速センサ ７ スロープセンサ ８ コントローラ １０ トラクタ ２１ 作業機昇降用の油圧シリンダ ２６Ｓ ローリングシリンダ ２４ ロータリ作業機 ２５ 施肥装置 ４１ 電気モータ ５７Ｂ ＲＡＭカード ６０ 出力インターフェース ６２ 通信インターフェース ６４ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種設定装置１〜３、及び検出装置４〜
   ７より信号を入力しこの信号に応じて作業機械用アクチ
   ュエータ２１，２６Ｓを駆動する作業機械の制御部８に
   対し、この制御部８と通信を行なう通信手段６２と、こ
   の通信手段６２により入力した信号を演算処理する演算
   処理部６４と、この演算処理結果を作業データとして記
   憶する記憶装置５７Ｂと、信号処理結果に応じて前記作
   業機械に装着した付属用アクチュエータ４１、４１を駆
   動する出力手段６０とを具備する作業機械のサブコント
   ローラ。