JP2003276637A - クローラ型トラクタの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右の回転センサについていずれが故障なの
かを特定することにより、効率的な対処を可能とするク
ローラ型トラクタの故障診断装置を提供する。 【解決手段】 クローラ型トラクタの故障診断装置は、
ステアリングハンドル１１の操作角度信号と左右のクロ
ーラ３，３等の回転センサ２９，２９による左右の速度
信号とを受け、ステアリング操作が直進状態であり、か
つ、左右の回転センサ２９，２９による左右の速度に差
があることを検出するまで監視する監視手段と、その検
出信号を受けて回転速度および左右の区分についての情
報を回転速度の高速側と低速側とに分別する分別手段
と、その高速側と低速側の情報により、高速側に対する
両者間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にの
み低速側の左右区分を判定結果として記録する判定記録
手段とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右のクローラの
回転数を検出しつつステアリングハンドルの操作に応じ
て旋回制御するクローラ型トラクタの故障診断装置に関
し、特に、左右の回転センサについて故障の特定が可能
なクローラ型トラクタの故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】左右のクローラの回転数を検出すること
によりステアリングハンドルの操作に応じて旋回しうる
トラクタについて、センサ不良の判別が可能なクローラ
型トラクタの故障診断装置が知られている。クローラ型
トラクタにおいて、左右のクローラの速度を検出しつ
つ、転向指令に応じた転向制御等を行うようにしたもの
は、左右のクローラの速度を検出する回転センサを備え
る。その一方の回転センサが故障した場合は、指令に沿
った転向制御ができなくなるのみならず、直進走行にも
トラブルを及ぼすという問題を招くことがある。このよ
うな事態を事前にチェックするために、回転センサの不
良を判別する故障診断装置を備えて、左右のクローラの
回転センサから受けた左右の速度差を算出し、この速度
差に基づいて、たとえば、高速側の速度に対して速度差
が５割以上であればセンサ不良と判定する。この判別結
果に応じて表示パネルに異状表示等をすることにより、
早期対応が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ク
ローラ型トラクタの故障診断装置は、回転センサの不良
の有無を判別するにとどまることから、その故障表示等
に基づいて左右両方の回転センサをそれぞれのギヤケー
スから取り出し、いずれが不良かを確認した上で交換す
る必要がある。したがって、センサ異状が発生すると、
正常な回転センサを含む左右のクローラのギヤケースに
ついて、それぞれ潤滑油を抜いて分解と再組立てをする
という煩わしい作業を強いられていた。

【０００４】本発明の目的は、左右の回転センサについ
ていずれが故障なのかを特定することにより、効率的な
対処を可能とするクローラ型トラクタの故障診断装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、ステアリング切角センサ等
によるステアリングハンドルの操作角度信号と左右のク
ローラまたはその駆動系に配設した回転センサによる左
右の速度信号とを受け、これら左右の回転センサの不良
を判定するクローラ型トラクタの故障診断装置におい
て、上記ステアリングハンドルの操作角度信号によるス
テアリング操作が直進状態であり、かつ、左右の回転セ
ンサによる左右の速度に差があることを検出するまで監
視する監視手段と、この監視手段による検出信号を受け
て回転速度および左右の区分についての情報を回転速度
の高速側と低速側とに分別する分別手段と、この分別手
段の高速側と低速側の情報により、高速側に対する両者
間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にのみ低
速側の左右区分を判定結果として記録する判定記録手段
とを備えることを特徴とする。

【０００６】上記故障診断装置は、ステアリングハンド
ルを直進操作した時に左右のクローラの検出速度に差が
発生すると監視手段によって検出され、その検出信号を
受けた分別手段により左右の速度および左右の区分が高
速側情報と低速側情報とに分けられ、この情報を受けた
判定記録手段により高速側に対する速度差の割合が基準
割合以上の場合には低速側の左右区分が判定結果として
記録される。

【０００７】請求項２に係る発明は、前記監視手段は、
左右の速度の高速側が所定の基準速度以上であることを
検出条件として付加してなることを特徴とする。この故
障診断装置は、高速側センサが基準速度以上となった時
に故障診断処理する。

【０００８】請求項３に係る発明は、前記監視手段は、
主変速レバーの切換信号およびクラッチ操作信号の両方
について、所定の基準時間の経過を検出条件として付加
してなることを特徴とする。この故障診断装置は、主変
速レバーおよびクラッチ操作から基準時間が経過した時
に故障診断処理する。

【０００９】

【発明の効果】本発明のクローラ型トラクタの故障診断
装置は以下の効果を奏する。上記構成のクローラ型トラ
クタの故障診断装置は、所定の監視手段、分別手段、判
定記録手段を備えることにより、ステアリングハンドル
の直進操作時に左右のクローラの検出速度に差がある
と、左右のセンサ情報が高速側と低速側とに分けられ、
この情報により低速側の左右の区分情報が判定結果とし
て記録される。したがって、左右の回転センサにおいて
一方に感度不良等の異状が生じた場合は、それが判定結
果として記録されるので、この判定結果を参照すること
によって故障箇所を的確に把握することができ、効率的
な対処が可能となる。

【００１０】センサによって検出された左右の速度の高
速側が所定の基準速度以上であることを前記監視手段の
検出条件として付加した場合は、高速側センサが基準速
度以上となってから故障診断処理するので、停止時や低
速走行時の不安定な信号による検出誤差を回避して安定
した状態で高精度の故障診断をすることができる。

【００１１】主変速レバーの切換信号およびクラッチ操
作信号の両方について、所定時間の経過を前記監視手段
の検出条件として付加した場合は、主変速レバーおよび
クラッチ操作から所定時間が経過した場合に故障診断処
理することにより、不安定な信号による検出誤差を回避
して安定走行時における高精度の故障診断をすることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記技術思想に基づき具体的に構
成された実施の形態について以下に図面を参照しつつク
ローラ型トラクタの故障診断装置について説明する。

【００１３】本発明に係る故障診断装置を適用するクロ
ーラ型トラクタの一例に係る全体構成側面図を図１に示
す。図１において、クローラ型トラクタ１は、左右のク
ローラ３，３を走行手段とし、この左右のクローラ３，
３によって支持された機体にエンジン４、操縦席６およ
び伝動機７等を配置し、機体後部に作業機９を連結する
ほか、伝動機７等の制御のために図示せぬ制御装置を備
えて構成される。

【００１４】その操縦席６には、運転操作等のために、
ステアリングハンドル１１、主変速レバー１３、ブレー
キペダル１４、クラッチペダル１６等を備える。これら
の操作入力等に基づき、制御装置によって伝動機７等を
動作させ、左右のクローラ３，３を駆動制御して走行お
よび旋回し、また、作業機９を稼動させる。

【００１５】つぎに、本発明の故障診断装置による診断
対象となるクローラ型トラクタ１の伝動機７について説
明する。クローラ型トラクタの伝動機の一例に係る伝動
系統展開図を図２に示す。図２において、伝動機７は、
エンジン４の動力を減速して受ける主クラッチ２１、キ
ーシフト式の主変速部２３、コンスタントメッシュ式の
副変速部２４、ブレーキペダル１４によって動作するブ
レーキ部２６および、左右間の差動を調節する左右の差
動調節部２７，２７等を備える。左右の差動調節部２
７，２７は、左右それぞれのギヤケースに内設した正逆
転用クラッチおよび遊星ギヤ機構等からなり、左右のク
ローラ３，３への動力伝動を個別に制御するとともに、
それぞれの軸の回転速度を検出する回転センサ２９，２
９をギヤ歯面等に面して内設する。

【００１６】上記構成の伝動機７は、左右のクローラ
３，３による操向制御に関し、２ビーム型光センサ等に
よる左右の回転センサ２９，２９が左右のクローラ３，
３と対応してそれぞれの速度を検出する。左右のクロー
ラ３，３のそれぞれの速度は、対応する回転センサ２
９，２９を介して制御装置に送られる。走行制御部は、
左右の回転センサ２９，２９による検出信号がステアリ
ングハンドル１１による操向指令と対応するように、左
右の差動調節部２７，２７を制御する。２ビーム型光セ
ンサは、１つのターゲットの動きについての反射光をａ
・ｂの２つのビームで時間差を経て感知することによ
り、ａからｂ、または、ｂからａへのターゲットの移動
によって正転・逆転の方向を検出し、かつ、ａ・ｂの２
点間の通過時間により速度の検出を行っている。そし
て、上記２ビーム型光センサは、ターゲットに対してビ
ームの発射とその反射光の受光を行うので、光路上の窓
が潤滑油で汚れたり、ゴミの付着や傷によって性能が低
下する。また、小型化のためにａ・ｂのビーム２点間の
距離を小さくすると、停車時の振動等によりターゲット
が両ビーム間で揺れ動くことによって正転検出と逆転検
出が繰り返されるという誤検出の問題や、ビームの一方
側を作動させるパルス数異常を生じるという問題が２ビ
ーム型光センサには内在している。この回転センサ２
９，２９について、本発明の故障診断装置が適用され
る。

【００１７】つぎに、故障診断装置について説明する。
故障診断装置を一体的に組み込んだ制御処理部の入出力
構成図を図３に示す。図３において、故障診断装置は、
制御処理部３１内に走行制御部等と一体に構成される。
制御処理部３１には、ステアリングハンドル１１の操向
操作を検出するステアリング切角センサ１１ａ、主変速
レバー１３の角度位置を検出する主変速位置センサ１３
ａ、左右のクローラと対応する速度及び方向を検出する
クローラ回転センサ２９，２９のほか、ローリング制御
用のセンサ、スイッチ類、クラッチペダルセンサ等を入
力側に接続する。また、システム異常警報ランプ３３、
チェッカー接続用カプラ３４のほか、旋回種別を表示す
るパイロットランプ、左右のクローラの差動調節のため
のクラッチ圧調整用の比例圧力制御弁や左右の逆転クラ
ッチ選択用切換制御弁のソレノイド等を出力側に接続す
る。

【００１８】故障診断処理部は、具体的には、制御処理
部３１において、監視手段、分別手段、判定記録手段等
から構成する。監視手段は、ステアリングハンドル１１
の操作が直進状態であり、かつ、左右の回転センサによ
る左右の検出速度に差があることを検出するまで監視す
る。ステアリング切角センサのほかに、ステアリング操
作について直進指令を表す転向制御指令を用いることに
よっても、同様にステアリングハンドル１１の直進操作
を検出することができる。

【００１９】分別手段は、監視手段による検出信号を受
けて左右の検出速度および対応する左右の区分の情報を
高速側と低速側とに分別する。判定記録手段は、分別手
段の高速側と低速側の情報により、高速側に対する両者
間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にのみ低
速側の左右区分を判定結果として記録する。

【００２０】この判定記録手段における処理は、光ビー
ム等による回転センサに関する経験則を利用して構成し
たものである。すなわち、光ビーム等による回転センサ
は、ギヤの歯等と対応するパルスを発生し、この回転セ
ンサの故障の態様は、多くの場合、感度低下によりパル
ス発生数が正常時より低下し、または、パルスの欠落と
して現れる。修理交換するべき判定基準としてパルス数
が５割以下の検出感度とすれば、上記基準割合は５割と
なる。

【００２１】上記構成の故障診断装置は、ステアリング
ハンドル１１を直進操作した場合において左右のクロー
ラの速度差が監視手段によって検出されると、その検出
信号を受けた分別手段により左右の速度および左右の区
分が高速側情報と低速側情報とに分けられ、この情報を
受けた判定記録手段により高速側に対する速度差の割合
が基準割合以上の場合に低速側の左右区分が判定結果と
して記録される。

【００２２】したがって、左右の回転センサにおいて一
方に感度不良等の異状が生じた場合は、それが判定結果
として記録されるので、この判定結果を参照することに
よって故障箇所を的確に把握することができ、効率的な
対処が可能となる。

【００２３】また、監視手段には、必要により、左右の
速度の高速側が所定の基準速度以上であることを検出条
件として付加する。上記における基準速度は、通常の走
行速度である。この場合は、高速側センサが基準速度以
上となった場合に故障診断処理することにより、停止時
や低速走行時の不安定な信号による検出誤差を回避して
安定した状態で高精度の故障診断をすることができる。

【００２４】つぎに、主変速レバーの前進および後進の
切換操作とのタイミングを考慮した故障診断の処理手順
について説明する。主変速レバーの切換操作とのタイミ
ングを考慮した故障診断の処理手順図を図４に示す。図
４において、各センサ、スイッチ類の読み込みＳ１の
後、主変速レバーのポジションについてのチェックＳ２
により、Ｓ３以降の前進側ポジションの処理と、Ｓ６以
降の前進側でない場合の処理を行う。

【００２５】主変速レバーが前進側ポジションの場合
は、前進側の一定時間の経過のチェックＳ３により、経
過していれば逆回転方向異常検出許可Ｓ４をし、また、
経過前ならばＳ５で正回転と逆回転についての回転方向
異常検出を停止する。一方、主変速レバーが前進側ポジ
ションでない場合は、主変速レバーのポジションについ
てのチェックＳ６により、後進側であればＳ７で後進側
の一定時間の経過をチェックし、経過していれば正回転
方向異常検出許可Ｓ８をし、また、後進側でない場合を
含め、経過前ならばＳ５で正回転と逆回転についての回
転方向異常検出を停止する。

【００２６】検出基準の具体例としては、回転センサ入
力ＬＯレベルをクローラ正回転方向、回転センサ入力Ｈ
Ｉレベルをクローラ逆回転方向、ＨＩレベル＝入力無し
＝断線レベルとすると、主変速前進で一定時間経過後、
回転センサ入力がＨＩレベル状態であれば、回転センサ
異常と判断する。

【００２７】この場合、機体の慣性力がなくなる程度の
時間遅れとなるように、一定時間を設定することによ
り、主変速レバーの切り換え直後の誤検出の可能性を排
除することができる。たとえば、前進走行時にいきなり
後進操作した場合に、主変速レバーが後進位置にあって
も、なお、機体の走行慣性によってクローラが前進方向
に回転するという状態が発生して前進（正回転）誤検出
する可能性がある。しかし、主変速レバーが前進側（後
進側）に切り替わり、一定時間後から逆回転検出（主変
速レバーが前進であればクローラ後進回転方向、主変速
レバーが後進であればクローラ前進回転方向）を行うこ
とにより、そのような問題を解消することができる。

【００２８】さらに、主変速レバーの操作前の位置を考
慮した故障診断の処理手順について説明する。主変速レ
バーの操作前の位置を考慮した故障診断の処理手順図を
図５に示す。図５において、故障診断の処理手順は、前
記の図４の前進側の一定時間の経過のチェックＳ３を後
進側未検出の一定時間経過のチェックＳ３ａとし、ま
た、同後進側の一定時間の経過のチェックＳ７を前進側
未検出の一定時間経過のチェックＳ７ａとして図４と同
様の手順で処理を行う。

【００２９】この場合は、主変速レバーが、前進側→前
進側以外操作一定時間経過後、若しくは後進側→後進側
以外操作一定時間経過後にそれぞれの逆回転検出を行う
ように処理することにより、主変速レバーの中立位置を
考慮して前記同様に問題を解消することができる。

【００３０】その他、必要により、主変速レバーの切換
信号に加えてクラッチ操作信号の両方について、所定の
基準時間の経過を検出条件として付加する。この場合
は、主変速レバーおよびクラッチ操作から所定時間が経
過した場合に故障診断処理することにより、不安定な信
号による検出誤差を回避して安定走行時における高精度
の故障診断をすることができる。

【００３１】また、故障診断結果の取り扱いについて
は、対応を促すべく操作パネル上に警告表示し、また、
消去可能な固定メモリに記録してメンテナンスの際にマ
イコンチェッカと呼ばれる診断表示端末装置を接続して
表示する。記録の消去は、センサを交換した場合等にお
けるセンサ基準値の入力操作と対応させ、その他必要に
より、マイコンチェッカで読み出した時、または、シス
テムの初期化時に対応して消去するように構成すること
により、次の故障診断に対処する。

【００３２】このように構成することにより、異常の確
実な報知が可能となるとともに、記録のクリヤのための
コマンド操作の煩わしさを解消して、異常記録のクリヤ
操作を忘れた場合における異常対応の混乱を防止するこ
とができる。たとえば、システムの初期化と連動するこ
とにより、専用端末機等を要することなく、簡易な取り
扱が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る故障診断装置を適用するクロー
ラ型トラクタの一例に係る全体構成側面図

【図２】 クローラ型トラクタの伝動機の一例に係る伝
動系統展開図

【図３】 故障診断装置を一体的に組み込んだ制御処理
部の入出力構成図

【図４】 主変速レバーの切換操作とのタイミングを考
慮した故障診断の処理手順図

【図５】 主変速レバーの操作前の位置を考慮した故障
診断の処理手順図

【符号の説明】

１ クローラ型トラクタ ３ クローラ ７ 伝動機 １１ ステアリングハンドル １１ａ ステアリング切角センサ １３ 主変速レバー １３ａ 主変速位置センサ １６ クラッチペダル ２１ 主クラッチ ２３ 主変速部 ２７ 差動調節部 ２９ 回転センサ ３１ 制御処理部 ３３ システム異常警報ランプ ３４ チェッカー接続用カプラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング切角センサ等によるステア
   リングハンドルの操作角度信号と左右のクローラまたは
   その駆動系に配設した回転センサによる左右の速度信号
   とを受け、 これら左右の回転センサの不良を判定するクローラ型ト
   ラクタの故障診断装置において、 上記ステアリングハンドルの操作角度信号によるステア
   リング操作が直進状態であり、かつ、左右の回転センサ
   による左右の速度に差があることを検出するまで監視す
   る監視手段と、 この監視手段による検出信号を受けて回転速度および左
   右の区分についての情報を回転速度の高速側と低速側と
   に分別する分別手段と、 この分別手段の高速側と低速側の情報により、高速側に
   対する両者間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場
   合にのみ低速側の左右区分を判定結果として記録する判
   定記録手段とを備えることを特徴とするクローラ型トラ
   クタの故障診断装置。
2. 【請求項２】 前記監視手段は、左右の速度の高速側が
   所定の基準速度以上であることを検出条件として付加し
   てなることを特徴とする請求項１記載のクローラ型トラ
   クタの故障診断装置。
3. 【請求項３】 前記監視手段は、主変速レバーの切換信
   号およびクラッチ操作信号の両方について、所定の基準
   時間の経過を検出条件として付加してなることを特徴と
   する請求項１記載のクローラ型トラクタの故障診断装
   置。