JP4289533B2 - Farm machine control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインやトラクタ等の農作業機に備わる制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、コンバインやトラクタ等の農作業機では、その走行機体に搭載したディーゼルエンジンやガソリンエンジン等のエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と左右一対の走行クローラ等の走行部とに伝達させて、各箇所に所定の仕事を成さしめるようにしている。
【0003】
また、前記作業部や前記走行部には、例えば、ディーゼルエンジンの場合は燃料供給手段としての燃料噴射ポンプのラック位置を検出するラック位置センサ、ガソリンエンジンの場合は気化器におけるスロットル弁の回動角度を検出する回動角センサ等の移動位置検出手段等の各種センサと、例えば、燃料噴射ポンプを駆動させる電磁ソレノイド等の各種アクチュエータとが設けられており、前記走行機体の運転部には、前記エンジンの回転数を任意に設定するアクセルレバー又はアクセルペダル等のアクセル操作手段等の各種操作手段が設けられている。
【0004】
さらに、前記従来の農作業機には、前記アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラを備えており、作業者が前記アクセル操作手段を操作すると、前記コントローラは、前記アクセル操作手段の操作位置を検出するアクセルレバーセンサ等の操作位置検出手段からの制御信号に基づいて、ラックやスロットル弁等の燃料調節手段の移動位置をアクチュエータにて調節することにより、前記エンジンの回転数を、前記アクセル操作手段の操作位置に応じた所定の回転数とするように制御していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の農作業機において、前記エンジンの作動中に、断線等によって前記操作位置検出手段からの制御信号が前記コントローラに入力されない場合には、前記コントローラは、前記燃料調節手段の移動位置を前記アクチュエータにて変更することによって、エンジンの回転数を下げ、アイドリング状態とするように制御していた。
【0006】
しかし、前記従来の制御では、農作業中に前記した事態が起こると、エンジンがアイドリング状態であるため、その出力が不足して農作業を中断せざるを得ないという問題があった。前記エンジンの出力不足は、農作業機が圃場内から脱出できない場合があるという問題をも招来していた。
【0007】
また、配線が切れかかっている等により前記制御信号が前記コントローラに断続的に入力されると、走行機体がハンチングを起こすため、この場合も、農作業を続行できなくなるのであった。
【0008】
一方、前記各センサ、アクチュエータ及び操作手段は、複数のマイクロコンピュータ等のコントローラで制御される場合があり、最近では、当該各コントローラ間でデータの共有等を図るため、LAN通信プロトコルを採用した通信環境を、前記各コントローラに対して適用することが行われている。
【0009】
また、LAN通信環境の新しい発展として、CAN(コントローラ・エリア・ネットワーク)プロトコルによるデータ通信も提案されている。これは、差動型2線式のCAN通信バスにて分散型リアルタイム制御及び多重化を実現したシリアル通信のプロトコルである。
【0010】
LAN又はCAN通信環境を複数のコントローラに適用した最近の農作業機では、前記各コントローラ間を接続したLAN又はCAN通信バスを介して、前記各コントローラ間で制御信号を転送して各種センサ、アクチュエータ及び操作手段についての各制御を実行するようにしており、通常は、前記各センサ、アクチュエータ及び操作手段に接続したハーネスの長さがなるべく短くなるように組み合わせて、前記農作業機の所定箇所にある各コントローラにそれぞれ接続するように構成されている。
【0011】
この場合、前記操作位置検出手段は、前記アクセル操作手段に関連させて設けられるものであるから、前記エンジンの近傍箇所に配置した回転数制御を司るコントローラとは別のコントローラ(例えば、走行機体における運転部のサイドコラム内に配置したコントローラ等)に接続されることが多い。
【0012】
そのため、前記エンジンの作動中に、前記操作位置検出手段からの制御信号が前記通信バスを介して前記回転数制御を司るコントローラに入力されなくなった場合(以下、このような場合を通信バスが通信不能となった場合という)には、前記回転数制御を司るコントローラは、前記燃料調節手段の移動位置を前記アクチュエータにて変更することにより、前記エンジンの回転数を下げ、アイドリング状態とするように制御していた。
【0013】
したがって、このような構成の農作業機においても、農作業中に前記通信バスが通信不能となった場合には、エンジンの出力が不足して農作業を中断せざるを得ないのであった。また、農作業機が圃場内から脱出できない場合があるという問題も招来していた。
【0014】
そこで、本発明は、以上の問題点を解消した農作業機の制御装置を提供することを技術的課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するため、請求項1に記載した農作業機の制御装置は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と走行部とに伝達させる一方、アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラを備えて成る農作業機において、前記コントローラには、前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる第1の記憶手段と、所定のエンジン回転数を予め記憶させた第2の記憶手段とを備えており、前記コントローラは、前記エンジンの作動中に前記アクセル操作手段の操作位置についての制御信号が入力されなくなった場合には、前記エンジンの回転数を、前記制御信号が入力されなくなる直前に前記第1の記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御し、電源投入時から前記制御信号が入力されない場合には、前記エンジンの回転数を、前記第2の記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数とするように制御する構成とした。
【0016】
請求項2に記載した農作業機の制御装置は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と走行部とに伝達させる一方、アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラと、前記作業部及び前記走行部のうちいずれか一方又は両方を作動制御する少なくとも1つ以上のコントローラとを備えており、これら各コントローラ間を接続した通信バスを介して、複数のコントローラ間で制御信号を転送して前記各制御を実行するようにした農作業機において、作業の種類に応じた適正エンジン回転数を予め記憶させた記憶手段を備えており、前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、前記エンジンの作動中又は電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、前記記憶手段から通信不能となる直前の作業の種類に応じて選択したエンジン回転数とするように制御する構成とした。
【0017】
また、請求項3に記載した農作業機の制御装置は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と走行部とに伝達させる一方、アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラと、前記作業部及び前記走行部のうちいずれか一方又は両方を作動制御する少なくとも1つ以上のコントローラとを備えており、これら各コントローラ間を接続した通信バスを介して、複数のコントローラ間で制御信号を転送して前記各制御を実行するようにした農作業機において、前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる記憶手段を備えており、前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、前記エンジンの作動中に前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、通信不能となる直前に前記記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御する構成とした。
【0018】
さらに、請求項4に記載した農作業機の制御装置は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と走行部とに伝達させる一方、アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラと、前記作業部及び前記走行部のうちいずれか一方又は両方を作動制御する少なくとも1つ以上のコントローラとを備えており、これら各コントローラ間を接続した通信バスを介して、複数のコントローラ間で制御信号を転送して前記各制御を実行するようにした農作業機において、前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる記憶手段を備えており、前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、前記記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数とするように制御する構成としたものである。
【0019】
請求項5に記載した農作業機の制御装置は、走行機体に搭載したエンジンの動力を、脱穀装置等の作業部と走行部とに伝達させる一方、アクセル操作手段の操作位置に応じて前記エンジンの回転数を制御するコントローラと、前記作業部及び前記走行部のうちいずれか一方又は両方を作動制御する少なくとも1つ以上のコントローラとを備えており、これら各コントローラ間を接続した通信バスを介して、複数のコントローラ間で制御信号を転送して前記各制御を実行するようにした農作業機において、前記エンジンの定格回転数を記憶させる記憶手段を備えており、前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの目標回転数を、前記記憶手段に予め記憶された定格回転数とするように制御する構成としたものである。
【0020】
【発明の効果】
請求項1に記載の制御装置は、アクセル操作手段の操作位置についての制御信号がコントローラに対して直接入力されるものであり、当該コントローラには、回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる第1の記憶手段と、所定のエンジン回転数を予め記憶させた第2の記憶手段とが備わる。
【0021】
そして、エンジンの作動中に、例えば断線等により、前記アクセル操作手段の操作位置についての制御信号が入力されなくなった場合には、前記エンジンの回転数を、前記制御信号が入力されなくなる直前に前記第1の記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御でき、電源投入時から前記制御信号が入力されない場合には、前記エンジンの回転数を、前記第2の記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数とするように制御できる。
【0022】
したがって、農作業中に、走行機体の車速等の変化が作業者によるアクセル操作手段の操作に連動しなくなったとしても、エンジンの回転数を、前記制御信号が入力されなくなる直前に前記第1の記憶手段に記憶された回転数に保持できるから、前記走行機体におけるハンチング等の急激な挙動変化がなくなり、作業者は引き続き農作業を実行できる。
【0023】
前記第1の記憶手段は、前記回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶するように設定されており、前記制御信号が入力されなくなる前後のエンジン回転数は、ほとんど一定の状態で保持できるから、前記制御信号が入力されないことによる前記走行機体の挙動変化はほとんどない。
【0024】
また、電源投入時から、前記走行機体の車速等の変化が作業者による前記アクセル操作手段の操作に連動しない場合であっても、エンジンの回転数を、前記第2の記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数に保持できるから、作業者は、前記アクセル操作手段を操作することなく、前記走行機体の路上走行や農作業を実行できる。
【0025】
請求項2〜請求項4に記載の制御装置は、アクセル操作手段の操作位置についての制御信号が、各コントローラ間を接続する通信バスを介してエンジンの回転数制御を司るコントローラに入力されるものである。
【0026】
請求項2の構成によると、作業の種類に応じた適正エンジン回転数を予め記憶させた記憶手段が備わっており、エンジンの作動中又は電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記記憶手段に予め記憶させたエンジン回転数に関するデータの中から、通信不能となる直前の作業の種類に応じた適正エンジン回転数のデータを選び出し、エンジンの回転数を、前記選択されたエンジン回転数となるように制御できる。
【0027】
したがって、農作業中に、通信バスが通信不能となり、走行機体の車速等の変化が作業者によるアクセル操作手段の操作に連動しなくなったとしても、エンジンの回転数を、そのときの作業の種類に応じた回転数に保持できるから、請求項1の場合と同様に、前記走行機体におけるハンチング等の急激な挙動変化がなくなり、作業者は引き続き農作業を実行できる。
【0028】
また、電源投入時から、前記走行機体の車速等の変化が作業者による前記アクセル操作手段の操作に連動しない場合であっても、作業者は、請求項1の場合と同様に、前記アクセル操作手段を操作することなく、前記走行機体の路上走行や農作業を実行できる。
【0029】
請求項3の構成によると、エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる記憶手段が備わっており、前記エンジンの作動中に通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、通信不能となる直前に前記記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御できる。
【0030】
したがって、農作業中に、通信バスが通信不能となり、走行機体の車速等の変化が作業者によるアクセル操作手段の操作に連動しなくなったとしても、エンジンの回転数を、通信不能となる直前に前記記憶手段に記憶された回転数に保持できるから、請求項1及び2の場合と同様に、前記走行機体におけるハンチング等の急激な挙動変化がなくなり、作業者は引き続き農作業を実行できる。
【0031】
この場合、前記記憶手段は、前記回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶するように設定されており、通信不能となる前後のエンジン回転数は、ほとんど一定の状態で保持できるから、前記通信バスが通信不能となったことによる前記走行機体の挙動変化はほとんどない。
【0032】
請求項4のように構成すると、電源投入時から通信バスが通信不能となった場合には、エンジンの回転数を、前回の作業で前記記憶手段が最後に記憶したエンジン回転数に保持できるから、作業者は、請求項1及び2の場合と同様に、前記アクセル操作手段を操作することなく、前記走行機体の路上走行や農作業を実行できる。
【0033】
さらに、請求項5のように構成すると、電源投入時から通信バスが通信不能となった場合には、エンジンの目標回転数を、ROM(読み出し専用メモリ)等の記憶手段に予め記憶させた定格回転数となるように保持できる結果、作業者は、請求項1及び2の場合と同様に、前記アクセル操作手段を操作することなく、前記走行機体の路上走行や農作業を実行できるのである。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を、農作業機としてのコンバインに適用した場合の図面(図1〜図16)に基づいて説明する。
【0035】
図1〜図14は本発明の第1実施形態を示しており、第1実施形態のコンバインにおける走行機体1は、左右一対の走行クローラ2,2に対して後述する昇降駆動手段を介して昇降可能に構成されている。図1に示すように、走行機体1の進行方向左側には、フィードチェーン3a付きの脱穀装置3を搭載し、走行機体1の前部には、アクチュエータとしての刈取昇降用油圧シリンダ5にて昇降調節可能な刈取前処理装置4を配設している。ここで、走行クローラ2,2は走行部に相当し、脱穀装置3、刈取前処理装置4及び後述する排出オーガ13は、いずれも作業部に相当するものである。
【0036】
刈取前処理装置4における下部フレームの下方にはバリカン式の刈刃装置6を設け、前記下部フレームの前方には六条分の穀稈引起装置7を配置している。当該穀稈引起装置7とフィードチェーン3aの前端との間には穀稈搬送装置8を配置し、前記穀稈引起装置7の下側前方には、分草体9を前記走行機体1の進行方向に向かって突設している(図1及び図2参照)。刈取前処理装置4から搬送された穀稈の根元部はフィードチェーン3aにて受け継がれて挟持搬送され、その穀稈の穂先部は脱穀装置3の扱胴3b(図3参照)にて脱穀される。
【0037】
走行機体1の右側前部には運転部としての操縦室10を配置し、その後方にはグレンタンク11を配置している。前記操縦室10の下部後方にはディーゼル式のエンジン12を配設し、脱穀装置3の下方には、受網とチャフシーブ等による搖動選別と唐箕ファン20の風による風選別とを行う選別装置(図示せず)を設けている。
【0038】
当該選別装置にて選別されてスクリューコンベア21(図3参照)付きの1番受樋(図示せず)に集積された穀粒は、一旦グレンタンク11内に集められたのち、後述する排出オーガ13を介して穀粒移送用のトラック(図示せず)の荷台等に排出される。なお、排藁は、フィードチェーン3aの後端で排藁チェーン24(図3参照)に受け継がれて走行機体1の後端から圃場に排出される。
【0039】
次に、コンバインの動力伝達系統について図3を用いて説明する。エンジン12からの出力の一方は、オーガクラッチ14を介してグレンタンク11内の底コンベア15、排出オーガ13内の縦コンベア16及び横コンベア17に動力伝達される一方、エンジン12からの他の出力は、動力分岐用ミッション18を介して、走行用の油圧モータ油圧ポンプ式(HST式)走行駆動部19、脱穀装置3のフィードチェーン3a及び扱胴3b、唐箕ファン20、1番受樋のスクリューコンベア21、2番受樋のスクリューコンベア22、グレンタンク11への揚穀コンベア23や排藁チェーン24等にそれぞれ動力伝達される。
【0040】
刈取前処理装置4への動力伝達は、車速と同調する場合には、HST式走行駆動部19より出力する刈取同調軸25を介して実行される。同調しない場合には、動力分岐用ミッション18からの分岐動力が、刈取同調軸25に設けたワンウェイクラッチ26を介して刈取前処理装置4に伝達される。
【0041】
次に、グレンタンク11内の穀粒を機外へ排出するための排出オーガ13の構成について、図4及び図5を用いて説明する。排出オーガ13は、上下長手で縦軸線回りに旋回可能に立設した縦コンベア16a内蔵の縦オーガ筒16と、当該縦オーガ筒16の上端に上下回動可能に連結した横コンベア17a内蔵の横オーガ筒17とにより構成されている。縦オーガ筒16は、図5に示す正逆回転可能な駆動モータ27とギア機構28とにより縦軸線回りに旋回可能に構成され、横オーガ筒17は、前記縦オーガ筒16との間に装架した上下回動用油圧シリンダ29にて上下回動可能に構成されている。
【0042】
駆動モータ27には、ロータリエンコーダやロータリポテンショメータ等の旋回角センサ30を取付けており、縦オーガ筒16の水平旋回角度、ひいては横オーガ筒17の水平旋回位置を検出することができる。上下回動用油圧シリンダ29の箇所には、ロータリポテンショメータ等の上下回動角センサ31を取付けており、横オーガ筒17の上下回動角度、ひいては横オーガ筒17の先端における排出部の高さ位置を検出することができる。
【0043】
なお、排出オーガ13を使用しない状態では、図4に示すように、横オーガ筒17の中途部を、走行機体1の上面に設けた上向き開放状のオーガレスト32に載置(収納)しておくようにしている。
【0044】
次に、走行機体1を走行クローラ2,2に対して昇降させる昇降駆動手段の構成について、図6を用いて説明する。走行クローラ2,2は、走行機体1の下面に下向き突設した左右一対のトラックフレーム33,33の前後端に各々配置した駆動輪34,34及び従動輪35,35と、トラックフレーム33,33の下面中途部に設けた複数の転動輪36と、これら各回転輪34,35,36の外周に巻回した履帯37,37とにより構成されている。
【0045】
左右のトラックフレーム33,33と走行機体1とは、左右の昇降用油圧シリンダ38a,38b、トラックフレーム33,33の前後部に設けた側面視L字状のレバー39a,39b及び当該両レバー39a,39bを同時に作動させるための連結杆40,40とから成る昇降駆動手段を介して連結されている。
【0046】
左右の昇降用油圧シリンダ38a,38bは互いに独立的に作動可能で、これにより、左右の走行クローラ2,2は、走行機体1の左右に対して独立的に昇降作動することができる。
【0047】
すなわち、左右両側の昇降用油圧シリンダ38a,38bのピストンロッドを同時に突出させると、走行機体1は、左右両側の走行クローラ2,2に対して上方に離れ(上昇し)、走行クローラ2,2に対する走行機体1の相対高さ(車高)が高くなる。逆に、前記ピストンロッドを同時に後退させると、走行機体1は、左右両側の走行クローラ2,2に近付き(下降し)、走行クローラ2,2に対する走行機体1の相対高さ(車高)が低くなる。
【0048】
そして、左側の昇降用油圧シリンダ38aのピストンロッドを突出させるか、右側の昇降用油圧シリンダ38bのピストンロッドを後退させるか、又は、両方の動作を同時に実行させると、右走行クローラ2に対する走行機体1右側の車高は低くなり(左走行クローラ2に対する走行機体1左側の車高は高くなり)、走行機体1は右下がりに傾斜する。
【0049】
逆に、右側の昇降用油圧シリンダ38bのピストンロッドを突出させるか、左側の昇降用油圧シリンダ38aのピストンロッドを後退させるか、又は、両方の動作を同時に実行させると、左走行クローラ2に対する走行機体1左側の車高は低くなり(右走行クローラ2に対する走行機体1右側の車高は高くなり)、走行機体1は左下がりに傾斜するのである。
【0050】
図6に示すように、左右の昇降用油圧シリンダ38a,38bのピストンロッドの突出量を検出することによって、走行機体1の左右各走行クローラ2,2に対する相対高さ(車高)を検出するロータリエンコーダ等の車高センサ41a,41bは、連結杆40,40に連設したリンク機構42,42を介して連動するように構成されている。
【0051】
また、走行機体1の左右の傾斜程度を検出する傾斜センサ43(図12参照)は、振り子式(重力式)等にて構成され、走行機体1の任意の箇所(例えば、操縦室10内等)に配置されている。
【0052】
なお、圃場面に対する刈取前処理装置4の対地高さを検出する超音波センサ44a,44bは、刈取前処理装置4の左右両側における穀稈引起装置7の裏面側に設けたブラケット(図示せず)に取付けられている。両超音波センサ44a,44bにおける発信器の発信部及び受信器の受信部は、圃場面に向けられている(図1、図2及び図4参照)。超音波センサ44a,44bの設置高さと刈刃装置6の設置高さとが異なる場合には、超音波センサ44a,44bの検出値から所定の換算により刈取前処理装置4の対地高さを求めるようにしている。
【0053】
また、走行機体1に対する刈取前処理装置4の相対高さを検出する昇降ポジションセンサ45は、先端を刈取前処理装置4に装着した昇降フレーム4aにおける基端に取り付けられており(図1参照)、当該昇降フレーム4aの回動角度を検出することにより、走行機体1に対する刈取前処理装置4の相対高さを求めるように構成されている。
【0054】
次に、操縦室10に備わる各種操作手段の構成について、図7を用いて説明する。操縦室10の操縦座席46の前方には、走行機体1を操向操作する操向丸ハンドル47と、エンジン12への負荷の変動にかかわらずその回転数を一定に保持する定回転制御モードと手動モードとを切替え操作するための定回転制御切替スイッチ81と、この定回転制御切替スイッチ81がOFF(手動モード)である場合に、エンジン12の回転数を任意に設定するアクセル操作手段としてのアクセルレバー95とを備えており、操縦座席46の左方には、前後に長いサイドコラム48を配置している。
【0055】
このサイドコラム48上には、コンバインの各種制御の実行状況等を表示する液晶パネル80と、車速を無段階変速させる主変速レバー49、作業状態に応じてHST式走行駆動部19の出力及び回転数を所定範囲に設定保持する副変速レバー50、走行機体1の車高を手動で変更調節する車高調節レバー51、車高制御における自動モードと手動モードとを切替え操作する車高制御切替スイッチ52、走行機体1の左右傾斜角度を設定するための可変抵抗器等から成る傾斜設定器53等の各種操作手段を配置している。
【0056】
次に、アクチュエータとしての各油圧シリンダ5,29,38a,38bに対する油圧回路について説明する。図8に示す油圧回路は、油圧ポンプ54から吐出する圧油を分流するための分流弁55を介して分岐しており、一方の吐出路56が、刈取昇降用油圧シリンダ5と右側の昇降用油圧シリンダ38bとに対する第1油圧回路57に通じるように構成されている。分流弁55の他方の吐出路58は、上下回動用油圧シリンダ29と左側の昇降用油圧シリンダ38aとに対する第2油圧回路59に通じるように構成されている。また、両油圧回路57,59には、各油圧シリンダ5,29,38a,38bに対する電磁制御弁60,61,62,63や、逆止弁、リリーフ弁等が接続されている。
【0057】
次に、走行機体1の車速、姿勢及び車高、排出オーガ13の穀粒排出動作等の制御を実行するための構成について説明する。図9に示すマイクロコンピュータ等の電子式制御装置64は、複数(実施形態では4つ)のCANコントローラC1,C2,C3,C4と、これらの間を相互に接続するCAN通信バス65とにより構成されている。
【0058】
CAN通信バス65は、2本の回線を有しており、その一方をCAN−H、他方をCAN−Lという。CANの規約において、CAN−Hのレベルはロジカル0、CAN−Lのレベルはロジカル1として表される。
【0059】
CAN通信では、送信エラーまたは受信エラーの回数のカウントにより、CAN通信が正常状態(エラーアクティブステート)であるか、CAN通信が困難な状態(エラーパッシブステート)であるか、又は、通信不能状態(バスオフステート)であるかを判別し、エラー回数の上下変動に応じて、エラーアクティブステートとエラーパッシブステートとの間は相互に遷移できるようにしている。バスオフステートになると、リセット等の何らかの回復処置を実行しなければ、CAN通信が回復しないようにしている。
【0060】
各CANコントローラC1〜C4は、各種演算処理や制御を実行するCPU66、後述する各制御プログラムを記憶させるROM67、各種データ等を一時的に記憶させるRAM68、システムクロック発生器69、クロック同期シリアルインターフェイス70、タイムスタンプ機能のために用いるタイマ71、送受信のタイミングを計る監視タイマ72、UART(汎用非同期送受信回路)73、DMAC(ダイレクトメモリアクセスコントローラ)74、A/D(アナログ/デジタル)変換器75、D/A(デジタル/アナログ)変換器76、CRC(巡回符号冗長検査)演算器77、CANコントローラ部78、CANドライバ79、各種センサ、操作手段及びアクチュエータに接続して制御信号を伝送する入出力インターフェイス(図示せず)等を備えている。なお、前記各CANコントローラC1〜C4は基本的に同じ構成であるので、第1実施形態においてエンジン12の回転数制御を司るコントローラに相当するCANコントローラC3を代表として、図9にその詳細を図示している。
【0061】
ここで、CANコントローラ部78は、CAN通信プロトコルに基づいて通信制御する部分であり、送信完了フラグ、受信完了フラグ、送信フラグ及び受信フラグがCANコントローラ部78内のステータスレジスタに設けられている。また、CANドライバ79は、後述するIDコード付き制御データ82を、CAN通信バス65を介して他のCANコントローラと送受信するものであり、CANコントローラに対して外付けするようにしてもよい。RAM68は受信スロット68a及び送信スロット68bを備えている。
【0062】
送信スロット68bは、自己のCANコントローラのIDコード(識別子番号、識別子コードともいう)を有しており、予め送信する制御信号(コンバインの制御を実行するための各種センサもしくは各種操作手段の制御信号又は各種アクチュエータの制御信号)にIDコードを書き込んで、IDコード付き制御データ82として格納するものである。他方、受信スロット68aはCAN通信バス65を介して返送されたIDコード付き制御データ82を格納するものである。
【0063】
したがって、ある1つのCANコントローラからIDコード付き制御データ82がCAN通信バス65を介して送信されると、そのIDコード付き制御データ82は他のCANコントローラの受信スロット68aに格納される。そして、送信したCANコントローラ自身も、先ほど自らが送信したIDコード付き制御データ82を受信して、受信スロット68aに格納するのである。
【0064】
図10は、IDコード付き制御データ82におけるデータフレームの構造を示している。最初の1ビット長のデータフレームの箇所83(SOF)は、同期をとるための部分である。
【0065】
続く11ビット長の部分はIDコード部分84であり、CANコントローラ毎に予め定められている。次に1ビット長の部分はRTR(遠隔送信要求)部85であり、IDコード部分84の最後を示す部分である。その次の6ビット長の部分は制御部86である。
【0066】
これに続いて、0〜64ビット長の部分は0〜8バイトの制御データ部87であり、コンバインの制御を実行するための入力装置の制御信号又は出力装置の制御信号を格納する部分である。
【0067】
その次の15ビット長の部分はCRC(巡回符号冗長検査)部88であり、送信データの誤り検査のために用いる。続く1ビット長の部分はCRC(巡回符号冗長検査)移送部89であり、CRC部88の最後を示す部分である。その次のACK(応答信号)部90と、続くACK移送部91とは、ともに1ビットである。最後はデータフレームの最後を示すEOF92である。なお、このEOF92から次のIDコード付き制御データ82のデータフレームまでの間には、ITM93とバスアイドル94とから成るフレーム間スペースがある。
【0068】
ところで、第1実施形態のCANコントローラC1〜C4のROM67の各々には、それぞれに対応するアプリケーション制御プログラム(ソフト)S1,S2,S3,S4を予め記憶(格納)している(図10参照)。ここで、アプリケーション制御プログラムとは、各種センサ、操作手段等からの制御信号に基づいて各種アクチュエータ等を作動させるための制御プログラムをいう。
【0069】
第1実施形態では、アプリケーション制御プログラムS1は、脱穀装置3及び刈取前処理装置4の各種アクチュエータ(例えば刈取昇降用油圧シリンダ5等)の作動を制御するための制御プログラムとし、アプリケーション制御プログラムS2は、刈取昇降用油圧シリンダ5及び走行機体1の左右の昇降用油圧シリンダ38a,38bを作動させて、刈取前処理装置4の刈高さ制御や走行機体1の姿勢及び車高制御を実行するための制御プログラムとする。アプリケーション制御プログラムS3は、エンジン12の出力(負荷)を制御するための制御プログラムとし、アプリケーション制御プログラムS4は、排出オーガ13における駆動モータ27及び上下回動用油圧シリンダ31の作動を制御するための制御プログラム並びに液晶パネル80の表示等を司る制御プログラムとする。
【0070】
また、前記ROM67には、CAN通信に必要な通信制御プログラムと、各種センサ及び各種操作手段と各種アクチュエータとの間で制御信号を伝送するための入出力用制御プログラムとについても予め格納しており、前記したアプリケーション制御プログラムに対して、入出力用制御プログラムがベースとなるように階層化されている。
【0071】
さらに、CANコントローラC3のROM67には、コンバインにおける作業(例えば、路上走行や刈取脱穀作業等)の種類に応じた適正エンジン回転数に関する各データを予め記憶させている。したがって、第1実施形態では、このCANコントローラC3のROM67が本発明に係る記憶手段に相当する。
【0072】
第1実施形態において、各CANコントローラC1〜C4は、目安として、各種センサ、操作手段及びアクチュエータに接続したハーネスの長さがなるべく短くなるように組み合わせてそれらを制御するようにしており、それぞれの配置箇所でコントローラボックス(図示せず)内に格納されている。
【0073】
例えば、CANコントローラC1は、操縦室10における床板の下面側に設置されている(図1、図2及び図4参照)。当該CANコントローラC1の入力インターフェイスには、昇降ポジションセンサ45、刈取前処理装置4において刈取穀稈を搬送しているか否かを検出する穀稈搬送センサ96、搬送中の刈取穀稈の長さを検出する穀稈長さセンサ97、扱深さセンサ98、オーガクラッチモータスイッチ99、超音波センサ44a,44b、車速センサ100、2番受樋スクリューコンベア回転センサ101、操向丸ハンドルリミットスイッチ102等を各々接続している(図11参照)。
【0074】
CANコントローラC1の出力インターフェイスには、扱深さ制御モータにおけるリレーユニット等の制御回路部103、オーガクラッチモータにおけるリレーユニット等の制御回路部104、脱穀クラッチを駆動させるための電磁ソレノイド105等を各々接続している(図11参照)。
【0075】
CANコントローラC2は、図1、図2及び図4に示すように、刈取前処理装置4の上部でかつ操縦室10に近い箇所に設置されている。当該CANコントローラC2の入力インターフェイスには、燃料センサ106、傾斜センサ43、車高センサ41a,41b、選別装置の流穀板における籾流量センサ107、選別装置各部での籾の有無を検出する籾センサ108、排藁カッタ詰まりセンサ109、旋回角センサ30、横オーガ筒17の先端部に設けて排出オーガ13の水平旋回等を操作する排出オーガ先端操作部110、上下回動角センサ31、オーガクラッチセンサ111、排出オーガ過負荷センサ112、搖動選別過負荷センサ113、扱胴回転センサ114、処理胴回転センサ115等を各々接続している(図12参照)。
【0076】
CANコントローラC2の出力インターフェイスには、搖動選別駆動モータ116、FCクラッチ駆動回路部117、排出オーガ13の縦オーガ筒16を水平旋回させるための駆動モータ27、排出オーガブレーキ118、上下回動用油圧シリンダ29に対する電磁制御弁61の電磁ソレノイド61a、走行機体1の左側の昇降用油圧シリンダ38aに対する電磁制御弁62の電磁ソレノイド62a、走行機体1の右側の昇降用油圧シリンダ38bに対する電磁制御弁63の電磁ソレノイド63a、刈取昇降用油圧シリンダ5に対する電磁制御弁60の電磁ソレノイド60a等を各々接続している(図12参照)。
【0077】
CANコントローラC3は、図1、図2及び図4に示すように、操縦室10における操縦座席46の後部に設置されている。当該CANコントローラC3の入力インターフェイスには、エンジン12の回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ119、エンジンオイル量センサ120、エンジン水温センサ121、燃料噴射ポンプに備わる燃料調節手段としてのラックの位置を検出する移動位置検出手段としての直線差動トランス形変位センサ等のラック位置センサ122、エンジンスタータスイッチ123、排出オーガ13の水平旋回位置を予め記憶させるためのオーガセット位置ダイヤル124、操縦室10に設けて排出オーガ13の水平旋回等を操作する排出オーガ操作部125、刈取クラッチモータリミットスイッチ126等を各々接続している(図13参照)。
【0078】
CANコントローラC3の出力インターフェイスには、燃料噴射ポンプのラック位置を調節してエンジン12の回転数を所定の回転数とするためのステップモータ等のラックアクチュエータ127、エンジンスタータリレー128、警報ブザー129等を各々接続している(図13参照)。
【0079】
CANコントローラC4は、操縦室10のサイドコラム48内に設置されている(図1、図2及び図4参照)。当該CANコントローラC4の入力インターフェイスには、定回転制御モードと手動モードとを切替え操作するための定回転制御切替スイッチ81、アクセル操作手段としてのアクセルレバー95の操作位置を検出する操作位置検出手段としてのアクセルレバーセンサ145、車高調節レバー51、車高制御切替スイッチ52、傾斜設定器53、扱深さ自動制御スイッチ130、刈取自動昇降スイッチ131、刈取前処理装置4が所定の刈高さまで下降すると自動的に当該刈取前処理装置4へ動力伝達するための刈取オートクラッチスイッチ132、警告ブザー停止スイッチ133、刈取作業を実行するための刈取スイッチ134、脱穀作業を実行するための脱穀スイッチ135、選別装置における穀粒の選別状態を調節するための選別調節ダイヤル136、刈取前処理装置4を強制的に上昇させるためのオートリフトスイッチ137、刈取前処理装置を所定の刈高さまで強制的に下降させるためのオートセットスイッチ138、刈取前処理装置4の昇降動を手動操作するための刈取昇降レバー139、扱深さ調節レバー140、副変速レバー50、走行機体1を後退動させるための後退スイッチ141、電源スイッチ142等を各々接続している(図14参照)。
【0080】
CANコントローラC4の出力インターフェイスには、車高制御切替スイッチランプ143、扱深さ自動制御スイッチランプ144、液晶パネル80等を各々接続している(図15参照)。
【0081】
以上の構成において、CANコントローラC3によるエンジン12の回転数制御は次のように実行される。ここで、定回転制御切替スイッチ81はOFF(手動モード)であるものとする。
【0082】
すなわち、エンジン12の作動中に、走行機体1の車速等の変化が作業者によるアクセルレバー95の操作に連動しなくなった場合、換言すると、アクセルレバーセンサ145からの制御信号がCANコントローラC4からCAN通信バス65を介してCANコントローラC3へ入力されなくなった場合(CAN通信バス65が通信不能となった場合)には、アプリケーション制御プログラムS3のサブルーチンにおいて、CANコントローラC3のROM67に予め記憶させたエンジン回転数に関するデータの中から、通信不能となる直前の作業の種類に応じた適正エンジン回転数のデータが選び出される。
【0083】
そして、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ127にて前記選択されたエンジン回転数のデータに応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数が前記選択されたエンジン回転数に設定される。
【0084】
また、電源投入時からCAN通信バス65が通信不能である場合には、アプリケーション制御プログラムS3のサブルーチンにおいて、CANコントローラC3のROM67に予め記憶させたエンジン回転数に関するデータの中から、所定のエンジン回転数のデータが選び出される。
【0085】
そして、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ127にて前記選択されたエンジン回転数のデータに応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数が前記選択されたエンジン回転数に設定されるのである。
【0086】
このように制御すると、第1実施形態のコンバインにおいて、農作業中に、CAN通信バス65が通信不能となり、走行機体1の車速等の変化が作業者によるアクセルレバー95の操作に連動しなくなった場合は、エンジン12の回転数を、そのときの作業の種類に応じた回転数に保持できるから、走行機体1におけるハンチング等の急激な挙動変化がなくなり、作業者は引き続き農作業を実行できる。また、このことにより、農作業が終了した後、前記コンバインを自走させて、圃場内から容易に脱出できる。
【0087】
上記の変形例として、電源投入時からCAN通信バス65が通信不能となった場合は、エンジン12の回転数を、CANコントローラC3のROM67に予め記憶させた所定の回転数(定格回転数)に保持するように構成すれば、作業者は、アクセルレバー95を操作することなく、前記コンバインを路上走行させたり農作業させたりすることができる。
【0088】
図15は本発明の記憶手段の別例である第2実施形態を示している。この実施形態では、CANコントローラC3のROMを、その内容を書き換えることができるEPPROM146とし、当該EEPROM146は、第2実施形態のコンバインにおける作業中の適宜時期ごとに、回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ119(図13参照)が検出したエンジン12の回転数のデータ(制御信号)を記憶するように設定されている。したがって、この場合は、EPPROM146が本発明に係る記憶手段に相当する。
【0089】
この構成において、CANコントローラC3によるエンジン12の回転数制御は次のように実行される。この場合も、CANコントローラC4の入力インターフェイスに接続された定回転制御切替スイッチ81(図14参照)はOFF(手動モード)であるものとする。
【0090】
すなわち、エンジン12の作動中に、アクセルレバーセンサ145からの制御信号がCANコントローラC4からCAN通信バス65を介してCANコントローラC3へ入力されなくなった場合(CAN通信バス65が通信不能となった場合)には、アプリケーション制御プログラムS3のサブルーチンにおいて、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ127にて、そのときEEPROM146が記憶しているエンジン回転数のデータに応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数はEEPROM146が記憶しているエンジン回転数に設定される。
【0091】
また、電源投入時からCAN通信バス65が通信不能である場合には、アプリケーション制御プログラムS3のサブルーチンにおいて、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ127にて、そのときEEPROM146が記憶していたエンジン回転数のデータ(前回の作業でEEPROM146が最後に記憶したエンジン回転数のデータ)に応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数はEEPROM146が記憶していたエンジン回転数に設定されるのである。
【0092】
このように制御すると、第2実施形態のコンバインにおいて、農作業中に、CAN通信バス65が通信不能となり、走行機体1の車速等の変化が作業者によるアクセルレバー95の操作に連動しなくなった場合は、エンジン12の回転数を、そのときEEPROM146が記憶している回転数に保持できるから、第1実施形態の場合と同様に、走行機体1におけるハンチング等の急激な挙動変化がなくなり、作業者は引き続き農作業を実行できる。
【0093】
ここで、EEPROM146が記憶しているエンジン回転数のデータは、前記コンバインにおける作業中の適宜時期ごとにエンジン回転数センサ119が検出したものであり、通信不能となる前後のエンジン12の回転数は、ほとんど一定の状態で保持されるから、CAN通信バス65が通信不能となったことによる走行機体1の挙動変化はほとんどないのである。
【0094】
また、前記のように、エンジン12の回転数を所定の回転数に保持できることにより、農作業が終了した後、前記コンバインを自走させて、圃場内から容易に脱出できる。
【0095】
電源投入時からCAN通信バス65が通信不能となった場合は、エンジン12の回転数を、そのときEEPROM146が記憶していたエンジン回転数(前回の作業でEEPROM146が最後に記憶したエンジン回転数)に保持できるから、作業者は、第1実施形態の場合と同様に、アクセルレバー95を操作することなく、前記コンバインを路上走行させたり農作業させたりすることができるのである。
【0096】
なお、第2実施形態の記憶手段は、前記したCANコントローラC3のEEPROM146に限らず、各種データ等を一時的に記憶させるRAM68であってもよい。この場合は、RAM68に記憶させたエンジン回転数のデータはコンバインの電源をOFFにすることで消去される。
【0097】
第1及び第2実施形態の構成は、前記したCAN通信環境のみならず、LAN通信環境を適用した制御装置にも適用できることはいうまでもないが、CAN通信プロトコルによるデータ通信の方が、各コントローラ間での制御信号のやりとりが円滑となり、かつ、その間の通信エラー状態の検出及びエラー処理もスムーズに行うことができる。
【0098】
図16は本発明の第3実施形態を示している。ここで、この実施形態において、その構成及び作用が第1実施形態と変わらないものは、第1実施形態のものと同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0099】
第3実施形態のコンバインは、各種センサ、操作手段及びアクチュエータが関連すべきもの同士でまとめて各コントローラに接続され、当該各コントローラが独立的かつ並列的に制御するという構成である。すなわち、後述するアクセルレバーセンサ155からの制御信号が、後述するコントローラC0に対して、通信バスを介さず直接入力されるようになっている。
【0100】
図16は、このエンジン12の回転数制御を実行するマイクロコンピュータ等のコントローラC0における機能ブロック図であり、当該コントローラC0は、各種演算処理や制御を実行するCPU151のほか、制御プログラムを記憶させるROM152、各種データを記憶させるRAM153、後述する各種センサ、操作手段及びアクチュエータに接続して制御信号を伝送する入出力インターフェイス(図示せず)等を備えている。
【0101】
前記RAM153は、第3実施形態のコンバインにおける作業中の適宜時期ごとに、後述するエンジン回転数センサ156が検出したエンジン12の回転数のデータ(制御信号)を記憶するように設定されており、前記ROM152には、所定のエンジン回転数のデータを予め記憶させている。したがって、第3実施形態では、RAM153が本発明に係る第1の記憶手段に相当し、ROM152が本発明に係る第2の記憶手段に相当する。
【0102】
コントローラC0の入力インターフェイス(図示せず)には、定回転制御モードと手動モードとを切替え操作するための定回転制御切替スイッチ154、アクセル操作手段としてのアクセルレバー95の操作位置を検出する操作位置検出手段としてのアクセルレバーセンサ155、エンジン12の回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ156、エンジンオイル量センサ157、エンジン水温センサ158、燃料噴射ポンプに備わる燃料調節手段としてのラックの位置を検出する移動位置検出手段としてのラック位置センサ159、エンジンスタータスイッチ160等を各々接続している(図16参照)。
【0103】
コントローラC0の出力インターフェイスには、燃料噴射ポンプのラック位置を調節してエンジン12の回転数を所定の回転数とするためのラックアクチュエータ161、エンジンスタータリレー162、警報ブザー163、液晶パネル164等を各々接続している(図16参照)。
【0104】
以上の構成において、コントローラC0によるエンジン12の回転数制御は次のように実行される。ここで、定回転制御切替スイッチ154はOFF(手動モード)であるものとする。
【0105】
すなわち、エンジン12の作動中に、アクセルレバーセンサ155とコントローラC0とを接続するハーネスの断線等により、アクセルレバーセンサ155からの制御信号がコントローラC0へ入力されなくなった場合には、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ161にて、そのときRAM153が記憶しているエンジン回転数のデータに応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数はRAM153が記憶しているエンジン回転数に設定される。
【0106】
また、電源投入時からアクセルレバーセンサ155からの制御信号がコントローラC0へ入力されない場合には、燃料噴射ポンプにおける燃料調節手段としてのラックを、ラックアクチュエータ161にて、ROM152に予め記憶させたエンジン回転数のデータに応じた位置に移動させるように制御することによって、エンジン12の回転数は、ROM152に予め記憶させたエンジン回転数に設定されるのである。
【0107】
このように制御すると、第3実施形態のコンバインにおいて、農作業中に、走行機体1の車速等の変化が作業者によるアクセルレバー155の操作に連動しなくなった場合は、エンジン12の回転数を、そのときRAM153が記憶しているエンジン回転数に保持できるから、第1及び第2実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【0108】
ここで、RAM153が記憶しているエンジン回転数のデータは、前記コンバインにおける作業中の適宜時期ごとにエンジン回転数センサ156が検出したものであり、アクセルレバーセンサ155からの制御信号が入力されなくなる前後のエンジン12の回転数は、ほとんど一定の状態で保持されるから、アクセルレバーセンサ155からの制御信号が入力されないことによる走行機体1の挙動変化はほとんどないのである。
【0109】
また、電源投入時から走行機体1の車速等の変化が作業者によるアクセルレバー155の操作に連動しない場合は、エンジン12の回転数を、ROM152に予め記憶させた所定の回転数に保持できるから、この場合も、第1及び第2実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【0110】
本発明は、前述の実施形態に限らず、トラクタ等の各種農作業機に備わる制御装置に対して広く適用でき、また、様々な態様にも具体化できる。例えば、本発明に係る記憶手段は、エンジン12の回転数制御を司るコントローラに対して外付けするように構成したものであってもよい。
【0111】
前述の実施形態のエンジン12は、いずれもディーゼルエンジンであったが、ガソリンエンジンであってもよいことはいうまでもない。この場合、燃料噴射ポンプは、気化器における燃料調節手段としてのスロットル弁の箇所に配置される。また、このスロットル弁の移動位置を調節する手段は、その弁に取り付く弁操作軸を回動させる電磁ソレノイド等のアクチュエータであり、スロットル弁の移動位置検出手段は、その弁の回動角度を検出するポテンショメータ等の回動角センサである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態におけるコンバインの左側面図である。
【図2】コンバインの正面図である。
【図3】コンバインの動力伝達系統を示すスケルトン図である。
【図4】コンバインの右側面図である。
【図5】排出オーガの作動状態を示す側面図である。
【図6】走行クローラの昇降駆動手段を示す左側面図である。
【図7】操縦室の概略平面図である。
【図8】各油圧シリンダに対する油圧回路図である。
【図9】制御装置全体の機能ブロック図である。
【図10】IDコード付き制御データにおけるデータフレームの構造を示す図である。
【図11】CANコントローラユニットC1と各入出力系外部装置との接続関係を示す機能ブロック図である。
【図12】CANコントローラユニットC2と各入出力系外部装置との接続関係を示す機能ブロック図である。
【図13】CANコントローラユニットC3と各入出力系外部装置との接続関係を示す機能ブロック図である。
【図14】CANコントローラユニットC4と各入出力系外部装置との接続関係を示す機能ブロック図である。
【図15】第2実施形態における制御装置全体の機能ブロック図である。
【図16】第3実施形態におけるコントローラの機能ブロック図である。
【符号の説明】
C0 コントローラ
C1〜C4 CANコントローラユニット
1 走行機体
2,2 走行クローラ
3 脱穀装置
4 刈取前処理装置
10 操縦室
12 エンジン
13 排出オーガ
64 制御装置
65 CAN通信バス
67,152 ROM
68,153 RAM
80,164 液晶パネル
81,154 定回転制御切替スイッチ
95 アクセル操作手段としてのアクセルレバー
119,156 エンジン回転数センサ
122,159 移動位置検出手段としてのラック位置センサ
127,161 ラックアクチュエータ
145,155 操作位置検出手段としてのアクセルレバーセンサ
146 EEPROM[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device provided in an agricultural machine such as a combine or a tractor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in agricultural machines such as combines and tractors, the power of engines such as diesel engines and gasoline engines mounted on the traveling machine is transmitted to a working part such as a threshing device and a traveling part such as a pair of left and right traveling crawlers. Thus, the predetermined work is performed in each part.
[0003]
Further, the working unit and the traveling unit include, for example, a rack position sensor that detects a rack position of a fuel injection pump as a fuel supply unit in the case of a diesel engine, and a rotation of a throttle valve in a carburetor in the case of a gasoline engine. Various sensors such as a moving position detecting means such as a rotation angle sensor for detecting an angle, and various actuators such as an electromagnetic solenoid for driving a fuel injection pump, for example, are provided. Various operating means such as an accelerator operating means such as an accelerator lever or an accelerator pedal for arbitrarily setting the rotational speed of the engine are provided.
[0004]
Furthermore, the conventional farm work machine is provided with a controller that controls the number of revolutions of the engine according to the operation position of the accelerator operation means, and when the operator operates the accelerator operation means, the controller Based on the control signal from the operation position detecting means such as an accelerator lever sensor for detecting the operation position of the accelerator operating means, the moving position of the fuel adjusting means such as the rack and the throttle valve is adjusted by the actuator, The rotational speed is controlled to be a predetermined rotational speed corresponding to the operating position of the accelerator operating means.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional agricultural machine, when the control signal from the operation position detection means is not input to the controller due to disconnection or the like during the operation of the engine, the controller determines the movement position of the fuel adjustment means. By changing by the actuator, the engine speed is controlled to be reduced to an idling state.
[0006]
However, the conventional control has a problem that when the above-described situation occurs during farm work, the engine is idling, so that the output is insufficient and the farm work must be interrupted. Insufficient output of the engine also causes a problem that the farm work machine may not escape from the field.
[0007]
In addition, if the control signal is intermittently input to the controller due to, for example, the wiring being cut off, the traveling machine body hunts, and in this case, the farm work cannot be continued.
[0008]
On the other hand, the sensors, actuators, and operation means may be controlled by a plurality of controllers such as microcomputers. Recently, in order to share data among the controllers, communication using a LAN communication protocol is used. An environment is applied to each of the controllers.
[0009]
As a new development of the LAN communication environment, data communication using a CAN (controller area network) protocol has also been proposed. This is a serial communication protocol that realizes distributed real-time control and multiplexing using a differential two-wire CAN communication bus.
[0010]
In a recent agricultural machine that applies a LAN or CAN communication environment to a plurality of controllers, a control signal is transferred between the controllers via a LAN or CAN communication bus connecting the controllers, and various sensors, actuators, and Each control for the operation means is executed, and normally, the respective sensors, actuators, and harnesses connected to the operation means are combined so that the length of the harness is as short as possible, and each control unit is located at a predetermined location of the farm work machine. Each controller is configured to be connected.
[0011]
In this case, since the operation position detection means is provided in association with the accelerator operation means, a controller (for example, in a traveling machine body) different from the controller for controlling the rotational speed disposed in the vicinity of the engine. It is often connected to a controller or the like disposed in the side column of the driving unit.
[0012]
For this reason, when the control signal from the operation position detecting means is not input to the controller that controls the rotation speed via the communication bus during the operation of the engine (hereinafter, the communication bus communicates such a case). The controller that controls the engine speed is changed by the actuator to change the moving position of the fuel adjusting means so that the engine speed is lowered and the engine is in an idling state. I was in control.
[0013]
Therefore, even in the farm machine having such a configuration, when the communication bus becomes incapable of communication during farm work, the output of the engine is insufficient and the farm work has to be interrupted. In addition, there has been a problem that the agricultural machine cannot escape from the field.
[0014]
Then, this invention makes it a technical subject to provide the control apparatus of the agricultural working machine which eliminated the above problem.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this technical problem, the agricultural machine control device according to
[0016]
The control device for an agricultural working machine according to
[0017]
Moreover, the control device for the agricultural working machine according to claim 3 transmits the power of the engine mounted on the traveling machine body to the working unit such as the threshing device and the traveling unit, while depending on the operation position of the accelerator operating means. A controller for controlling the number of revolutions of the engine, and at least one or more controllers for controlling the operation of one or both of the working unit and the traveling unit, and a communication bus connecting the controllers. Storage means for storing the engine speed detected during the operation by the engine speed detecting means in the agricultural machine that transfers the control signals between the plurality of controllers and executes the respective controls. And the controller for controlling the engine speed when the communication bus becomes unable to communicate during operation of the engine. The rotational speed of the engine, and configured to control so that the engine rotational speed stored in the storage means immediately before the communication failure.
[0018]
Furthermore, the control device for the agricultural machine described in
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, the agricultural machine control device transmits the power of the engine mounted on the traveling machine body to a working unit such as a threshing device and the traveling unit. A controller that controls the number of revolutions, and at least one controller that controls the operation of either one or both of the working unit and the traveling unit, via a communication bus that connects these controllers. A farm machine that transfers control signals between a plurality of controllers to execute each control, and includes a storage means for storing the rated engine speed, and a controller that controls the engine speed When the communication bus becomes incapable of communication since the power is turned on, the target engine speed is stored in advance in the storage means. It is obtained by a configuration for controlling to the rated speed.
[0020]
【The invention's effect】
In the control device according to the first aspect, a control signal for the operation position of the accelerator operating means is directly input to the controller, and the engine rotation detected by the rotation speed detecting means during the operation is input to the controller. First storage means for storing the number and second storage means for storing a predetermined engine speed in advance are provided.
[0021]
When the control signal for the operation position of the accelerator operating means is not input during operation of the engine due to, for example, disconnection or the like, the engine speed is set immediately before the control signal is not input. The engine speed can be controlled to be stored in the first storage means, and when the control signal is not input since the power is turned on, the engine speed is stored in advance in the second storage means. The engine speed can be controlled.
[0022]
Therefore, even if a change in the vehicle speed or the like of the traveling machine body is not linked to the operation of the accelerator operation means by the operator during farm work, the engine speed is stored in the first memory immediately before the control signal is not input. Since the number of rotations stored in the means can be maintained, there is no sudden behavior change such as hunting in the traveling machine body, and the worker can continue to perform farm work.
[0023]
The first storage means is set to store the engine speed detected during operation by the speed detection means, and the engine speed before and after the control signal is not input is almost constant. Therefore, there is almost no change in the behavior of the traveling machine body due to no input of the control signal.
[0024]
Further, even when the change in the vehicle speed or the like of the traveling machine body is not linked to the operation of the accelerator operation means by the operator since the power is turned on, the engine speed is stored in advance in the second storage means. Since the engine speed can be maintained, the operator can run on the road of the traveling machine body and farm work without operating the accelerator operation means.
[0025]
In the control device according to any one of
[0026]
According to the second aspect of the present invention, there is provided storage means for storing the appropriate engine speed according to the type of work in advance, and when the communication bus becomes unable to communicate during engine operation or power-on. Selects the data of the appropriate engine speed according to the type of work immediately before the communication is disabled from the data regarding the engine speed stored in advance in the storage means, and the engine speed is selected. The engine speed can be controlled.
[0027]
Therefore, even if the communication bus becomes incapable of communication during farm work and changes in the vehicle speed etc. of the traveling aircraft are no longer linked to the operation of the accelerator operation means by the operator, the engine speed is changed to the type of work at that time. Since it can hold | maintain according to the rotation speed according to
[0028]
Further, even when the change in the vehicle speed or the like of the traveling machine body is not linked to the operation of the accelerator operation means by the operator since the power is turned on, the operator can operate the accelerator operation as in the case of
[0029]
According to the third aspect of the present invention, there is provided storage means for storing the engine speed detected during the operation by the engine speed detection means, and when the communication bus becomes unable to communicate during operation of the engine. The engine speed can be controlled to be the engine speed stored in the storage means immediately before communication is disabled.
[0030]
Therefore, even when the communication bus becomes incommunicable during farm work and the change in the vehicle speed of the traveling machine is not linked to the operation of the accelerator operation means by the operator, the engine speed is set immediately before the communication is disabled. Since the rotation speed stored in the storage means can be maintained, as in the case of
[0031]
In this case, the storage means is set so as to store the engine speed detected during the operation by the speed detection means, and the engine speed before and after communication is disabled can be held in a substantially constant state. Therefore, there is almost no change in the behavior of the traveling aircraft due to the communication bus becoming incapable of communication.
[0032]
According to the fourth aspect of the present invention, when the communication bus becomes unable to communicate since the power is turned on, the engine speed can be maintained at the engine speed last stored by the storage means in the previous operation. As in the case of the first and second aspects, the operator can execute the traveling on the road of the traveling machine body and the agricultural work without operating the accelerator operation means.
[0033]
Further, according to the fifth aspect of the present invention, when the communication bus becomes incapable of communication since the power is turned on, the rated engine speed is stored in advance in storage means such as a ROM (Read Only Memory). As a result of being able to hold the rotation speed, the operator can execute road traveling and agricultural work of the traveling machine body without operating the accelerator operating means, as in the case of
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described based on the drawings (FIGS. 1 to 16) when applied to a combine as an agricultural machine.
[0035]
1 to 14 show a first embodiment of the present invention. A traveling
[0036]
A clipper-type
[0037]
A
[0038]
Grains that have been sorted by the sorting device and accumulated in a No. 1 receptacle (not shown) with a screw conveyor 21 (see FIG. 3) are once collected in the
[0039]
Next, the combine power transmission system will be described with reference to FIG. One of the outputs from the
[0040]
The transmission of power to the
[0041]
Next, the structure of the
[0042]
A turning
[0043]
In the state where the
[0044]
Next, the structure of the raising / lowering drive means which raises / lowers the traveling
[0045]
The left and right track frames 33 and 33 and the traveling
[0046]
The left and right lifting
[0047]
That is, when the piston rods of the lifting
[0048]
When the piston rod of the left lifting
[0049]
On the contrary, if the piston rod of the right lifting
[0050]
As shown in FIG. 6, the relative height (vehicle height) of the traveling
[0051]
In addition, the tilt sensor 43 (see FIG. 12) that detects the degree of left and right tilt of the traveling
[0052]
In addition, the
[0053]
Moreover, the raising / lowering
[0054]
Next, the configuration of various operation means provided in the
[0055]
On the
[0056]
Next, a hydraulic circuit for each
[0057]
Next, a configuration for executing control such as the vehicle speed, the posture and the vehicle height of the traveling
[0058]
The
[0059]
In CAN communication, the CAN communication is in a normal state (error active state), in a state where CAN communication is difficult (error passive state), or in a communication disabled state (by the count of the number of transmission errors or reception errors) (Bus off state) is determined, and an error active state and an error passive state can be shifted to each other in accordance with up and down fluctuations in the number of errors. In the bus off state, the CAN communication is not recovered unless some recovery process such as reset is executed.
[0060]
Each of the CAN controllers C1 to C4 includes a
[0061]
Here, the
[0062]
The
[0063]
Therefore, when the
[0064]
FIG. 10 shows the structure of a data frame in the
[0065]
The subsequent 11-bit portion is an
[0066]
Following this, the 0 to 64 bit length part is a
[0067]
The next 15-bit portion is a CRC (Cyclic Code Redundancy Check)
[0068]
By the way, in each of the
[0069]
In the first embodiment, the application control program S1 is a control program for controlling the operation of various actuators (for example, the
[0070]
The
[0071]
Further, the
[0072]
In the first embodiment, each of the CAN controllers C1 to C4 controls, as a guide, a combination of various sensors, operation means, and a harness connected to the actuator so that the length of the harness is as short as possible. It is stored in a controller box (not shown) at the arrangement location.
[0073]
For example, the CAN controller C1 is installed on the lower surface side of the floor board in the cockpit 10 (see FIGS. 1, 2 and 4). The input interface of the CAN controller C1 includes a
[0074]
The output interface of the CAN controller C1 includes a control circuit unit 103 such as a relay unit in the handling depth control motor, a
[0075]
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the CAN controller C <b> 2 is installed at an upper portion of the
[0076]
The output interface of the CAN controller C2 includes a peristaltic
[0077]
The CAN controller C3 is installed in the rear part of the
[0078]
The output interface of the CAN controller C3 includes a
[0079]
The CAN controller C4 is installed in the
[0080]
A vehicle height control changeover switch lamp 143, a handle depth automatic control switch lamp 144, a
[0081]
In the above configuration, the rotational speed control of the
[0082]
That is, when the change of the vehicle speed or the like of the traveling
[0083]
Then, by controlling the rack as the fuel adjusting means in the fuel injection pump so as to be moved by the
[0084]
If the
[0085]
Then, by controlling the rack as the fuel adjusting means in the fuel injection pump so as to be moved by the
[0086]
When controlled in this manner, in the combine of the first embodiment, when the
[0087]
As an example of the above modification, when the
[0088]
FIG. 15 shows a second embodiment which is another example of the storage means of the present invention. In this embodiment, the ROM of the CAN controller C3 is an
[0089]
In this configuration, the rotational speed control of the
[0090]
That is, when the control signal from the accelerator lever sensor 145 is not input from the CAN controller C4 to the CAN controller C3 via the
[0091]
If the
[0092]
When controlled in this way, in the combine of the second embodiment, when the
[0093]
Here, the engine speed data stored in the
[0094]
Further, as described above, the rotation speed of the
[0095]
If the
[0096]
The storage means of the second embodiment is not limited to the
[0097]
It goes without saying that the configurations of the first and second embodiments can be applied not only to the above-described CAN communication environment but also to a control device to which a LAN communication environment is applied. The exchange of control signals between the controllers becomes smooth, and the detection of the communication error state and the error processing between them can be performed smoothly.
[0098]
FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention. Here, in this embodiment, the same configuration and operation as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
[0099]
The combine of the third embodiment has a configuration in which various sensors, operation means, and actuators to be related are collectively connected to each controller, and the controllers are controlled independently and in parallel. That is, a control signal from an
[0100]
FIG. 16 is a functional block diagram of a controller C0 such as a microcomputer that executes the rotational speed control of the
[0101]
The RAM 153 is set to store engine speed data (control signal) detected by an
[0102]
An input interface (not shown) of the controller C0 includes a constant rotation
[0103]
The output interface of the controller C0 includes a rack actuator 161, an engine starter relay 162, an alarm buzzer 163, a liquid crystal panel 164, and the like for adjusting the rack position of the fuel injection pump so that the rotational speed of the
[0104]
In the above configuration, the rotational speed control of the
[0105]
That is, when the control signal from the
[0106]
Further, when the control signal from the
[0107]
If controlled in this way, in the combine of the third embodiment, when the change in the vehicle speed or the like of the traveling
[0108]
Here, the engine speed data stored in the RAM 153 is detected by the
[0109]
Further, when the change in the vehicle speed or the like of the traveling
[0110]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be widely applied to control devices provided in various agricultural machines such as tractors, and can be embodied in various aspects. For example, the storage unit according to the present invention may be configured to be externally attached to a controller that controls the rotational speed of the
[0111]
The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a left side view of a combine in a first embodiment.
FIG. 2 is a front view of the combine.
FIG. 3 is a skeleton diagram showing a power transmission system of a combine.
FIG. 4 is a right side view of the combine.
FIG. 5 is a side view showing an operating state of the discharge auger.
FIG. 6 is a left side view showing an elevating drive unit of a traveling crawler.
FIG. 7 is a schematic plan view of the cockpit.
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram for each hydraulic cylinder.
FIG. 9 is a functional block diagram of the entire control device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a structure of a data frame in control data with an ID code.
FIG. 11 is a functional block diagram showing a connection relationship between the CAN controller unit C1 and each input / output system external device.
FIG. 12 is a functional block diagram showing a connection relationship between the CAN controller unit C2 and each input / output system external device.
FIG. 13 is a functional block diagram showing a connection relationship between the CAN controller unit C3 and each input / output system external device.
FIG. 14 is a functional block diagram showing a connection relationship between a CAN controller unit C4 and each input / output system external device.
FIG. 15 is a functional block diagram of the entire control device according to the second embodiment.
FIG. 16 is a functional block diagram of a controller in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
C0 controller
C1-C4 CAN controller unit
1 Traveling aircraft
2,2 Traveling crawler
3 Threshing device
4 Cutting pre-treatment device
10 cockpit
12 engine
13 Discharge auger
64 Controller
65 CAN communication bus
67,152 ROM
68,153 RAM
80,164 LCD panel
81,154 Constant rotation control switch
95 Accelerator lever as accelerator operating means
119,156 Engine speed sensor
122,159 Rack position sensor as moving position detecting means
127,161 Rack actuator
145,155 Accelerator lever sensor as operation position detecting means
146 EEPROM
Claims (5)
前記コントローラには、前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる第1の記憶手段と、所定のエンジン回転数を予め記憶させた第2の記憶手段とを備えており、
前記コントローラは、前記エンジンの作動中に前記アクセル操作手段の操作位置についての制御信号が入力されなくなった場合には、前記エンジンの回転数を、前記制御信号が入力されなくなる直前に前記第1の記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御し、
電源投入時から前記制御信号が入力されない場合には、前記エンジンの回転数を、前記第2の記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数とするように制御することを特徴とする農作業機の制御装置。In an agricultural machine having a controller for transmitting the power of an engine mounted on a traveling machine body to a working unit such as a threshing device and a traveling unit, and controlling a rotational speed of the engine according to an operation position of an accelerator operating unit. ,
The controller includes first storage means for storing the engine speed detected during the operation by the engine speed detection means, and second storage means for storing a predetermined engine speed in advance. And
When the control signal for the operation position of the accelerator operating means is not input during operation of the engine, the controller sets the engine speed immediately before the control signal is not input. Control the engine speed to be stored in the storage means,
Agricultural work machine control, wherein when the control signal is not input since power-on, the engine speed is controlled to be the engine speed stored in advance in the second storage means apparatus.
作業の種類に応じた適正エンジン回転数を予め記憶させた記憶手段を備えており、
前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、前記エンジンの作動中又は電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、前記記憶手段から通信不能となる直前の作業の種類に応じて選択したエンジン回転数とするように制御することを特徴とする農作業機の制御装置。While transmitting the power of the engine mounted on the traveling machine body to a working unit such as a threshing device and the traveling unit, a controller that controls the rotational speed of the engine according to the operation position of the accelerator operating means, the working unit, and the And at least one controller that controls the operation of either one or both of the traveling units, and a control signal is transferred between a plurality of controllers via a communication bus that connects the controllers. In the agricultural machine that executes each control,
A storage means for storing in advance an appropriate engine speed according to the type of work;
The controller for controlling the rotational speed of the engine, when the communication bus becomes incapable of communication while the engine is operating or when power is turned on, immediately before the communication of the rotational speed of the engine from the storage means becomes impossible. A control device for a farm work machine, wherein control is performed so that the engine speed is selected according to the type of work.
前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる記憶手段を備えており、
前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、前記エンジンの作動中に前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、通信不能となる直前に前記記憶手段に記憶されたエンジン回転数とするように制御することを特徴とする農作業機の制御装置。While transmitting the power of the engine mounted on the traveling machine body to a working unit such as a threshing device and the traveling unit, a controller that controls the rotational speed of the engine according to the operation position of the accelerator operating means, the working unit, and the And at least one controller that controls the operation of either one or both of the traveling units, and a control signal is transferred between a plurality of controllers via a communication bus that connects the controllers. In the agricultural machine that executes each control,
A storage means for storing the engine speed detected during operation by the engine speed detection means;
The controller for controlling the rotational speed of the engine stores the rotational speed of the engine in the storage means immediately before the communication is disabled when the communication bus is disabled during operation of the engine. A control device for an agricultural machine characterized by controlling the engine speed.
前記エンジンの回転数検出手段により作業中に検出したエンジン回転数を記憶させる記憶手段を備えており、
前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの回転数を、前記記憶手段に予め記憶されたエンジン回転数とするように制御することを特徴とする農作業機の制御装置。While transmitting the power of the engine mounted on the traveling machine body to a working unit such as a threshing device and the traveling unit, a controller that controls the rotational speed of the engine according to the operation position of the accelerator operating means, the working unit, and the And at least one controller that controls the operation of either one or both of the traveling units, and a control signal is transferred between a plurality of controllers via a communication bus that connects the controllers. In the agricultural machine that executes each control,
A storage means for storing the engine speed detected during operation by the engine speed detection means;
The controller for controlling the rotational speed of the engine is configured so that the rotational speed of the engine is set to the engine rotational speed stored in advance in the storage means when the communication bus becomes incapable of communication since the power is turned on. A control device for an agricultural machine characterized by controlling.
前記エンジンの定格回転数を記憶させる記憶手段を備えており、
前記エンジンの回転数を制御するコントローラは、電源投入時から前記通信バスが通信不能となった場合には、前記エンジンの目標回転数を、前記記憶手段に予め記憶された定格回転数とするように制御することを特徴とする農作業機の制御装置。While transmitting the power of the engine mounted on the traveling machine body to a working unit such as a threshing device and the traveling unit, a controller that controls the rotational speed of the engine according to the operation position of the accelerator operating means, the working unit, and the And at least one controller that controls the operation of either one or both of the traveling units, and a control signal is transferred between a plurality of controllers via a communication bus that connects the controllers. In the agricultural machine that executes each control,
Storage means for storing the rated speed of the engine;
The controller for controlling the rotational speed of the engine is configured so that the target rotational speed of the engine is set to a rated rotational speed stored in advance in the storage means when the communication bus is not communicable since the power is turned on. A control device for an agricultural machine characterized in that
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