JP2006084315A - 回転体の回転数検出装置及び回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の高い回転体の回転数検出装置及び回転制御装置を提供することを課題としている。
【解決手段】 所定の回転体５Ｓの回転に伴って回転する被検出体を、回転体５Ｓと同期して回転するギヤ３１とし、ギヤ３１の歯を検出部として非接触で検出して電気信号を出力する複数の磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを設け、各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを、回転する歯の検出を異なる位相で行なうように歯の回転軌跡に沿って配置して回転体の回転数検出装置を構成した。またこの回転体の回転数検出装置を２つの回転体５Ｓ，５Ｓに対して設け、制御手段２３が、所定のサンプリング時間内の両回転体５Ｓ，５Ｓの各センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによるギヤ３１の歯の延べ検出回数が一致するように、各回転体５Ｓ，５Ｓ又はいずれか一方の回転体５Ｓの回転数を調節する調節装置を作動させる制御手段２３を設けた。
【選択図】図８

Description

本発明は、モータのロータ軸等の回転体の回転数検出装置及び２つの回転体の回転数をコントロールする回転制御装置に関する。

従来油圧無段変速装置の油圧モータのロータ軸にスプラインを形成して回転数検出用のギヤとし、該スプラインに対向させてピックアップセンサを設け、ピックアップセンサにより検出される単位時間当たりのスプラインの歯数に基づいて油圧モータの回転数を検出する回転数検出装置が公知となっている（例えば特許文献１参照）。

また左右の走行装置用にそれぞれ油圧モータを設け、各油圧モータ（ロータ軸）を回転数に基づいてコントロールし、機体の操向を制御する制御装置が公知となっている（例えば特許文献２参照）。
特開平８−２１８４７号公報 特開２００３−３３５２５７号公報

上記回転数検出装置によって油圧モータ（ロータ軸）の回転数を正確に検出するためには、所定のサンプリング時間内の歯の検出回数をできるだけ多くし、且つ測定回数をできるだけ多くする必要がある。つまりサンプリング時間をできる限り短くし、且つこの短いサンプリング時間内にできるだけ多くの回数歯を検出する必要がある。

上記回転数検出装置は、歯の検出が１つのピックアップセンサによって行なわれるため、正確に回転数を測定する場合は、サンプリング時間を長く取る必要がある。しかしサンプリング時間を長く取ると、測定回数が少なくなるため、回転数の検出精度が低下するという欠点があった。

また上記制御装置においては、回転数の検出精度が低下すると、操向制御の精度が当然低下するため、できる限り正確な回転数又は回転数を代表する代表値を得る必要があるという課題がある。

上記課題を解決するための本発明の回転体の回転数検出装置は、所定の回転体５Ｓの回転に伴って回転する被検出体と、該被検出体の検出部を非接触で検出して電気信号を出力するセンサとを備えた回転体の回転数検出装置において、上記被検出体が、回転体５Ｓと同期して回転するギヤ３１からなり、上記センサが、ギヤ３１の歯を検出部として検出する複数の磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃからなり、各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを、回転する歯の検出を異なる位相で行なうように歯の回転軌跡に沿って配置したことを第１の特徴としている。

第２に所定のサンプリング時間ｔ内の各センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによるギヤ３１の歯の延べ検出回数に基づいて、回転体５Ｓの回転数を演算する演算手段を設けたことを特徴としている。

第３に各センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより検出されるギヤ３１の歯の検出時間間隔ｇに基づいて回転体５Ｓの回転数を演算する演算手段を設けたことを特徴としている。

また本発明の回転体の回転制御装置は、所定の回転体５Ｓの回転に伴って回転する被検出体と、該被検出体の検出部を非接触で検出して電気信号を出力するセンサとを備えた回転体の回転数検出装置を備え、２つの回転体５Ｓ，５Ｓに対して各別に被検出体とセンサとを設け、各回転体５Ｓ，５Ｓ又はいずれか一方の回転体５Ｓの回転数を調節する調節装置を設け、両回転体５Ｓ，５Ｓの回転数を一致させるように上記調節装置を作動させる制御手段２３を設けた回転制御装置において、上記被検出体が、回転体５Ｓと同期して回転するギヤ３１からなり、上記センサが、ギヤ３１の歯を検出部として検出する複数の磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃからなり、上記磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを、回転する歯の検出を異なる位相で行なうように歯の回転軌跡に沿って配置し、制御手段２３が、所定のサンプリング時間内の両回転体５Ｓ，５Ｓの各センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによるギヤ３１の歯の延べ検出回数が一致するように調節装置を作動させる手段であることを特徴としている。

以上のように構成される本発明の構造によると、比較的安価な磁気ピックアップセンサとギヤとによって、センサと被検出体とが構成されるため、回転数検出装置をローコストで構成することができる他、各センサが回転する歯の検出を異なる位相で行なうため、各センサによる出力を合成すると、サンプリング時間内に得られる歯の検出回数が増加すると共に、短い検出時間間隔で歯の検出が行なわれる。このためサンプリング時間を短くしても多くの歯の検出情報を得ることができる。これによってサンプリング時間を短くし、且つサンプリング周期を短くして、高精度で回転体の回転数を検出することができるという効果がある。

特に演算手段によって、所定のサンプリング時間内の各センサによるギヤの歯の延べ検出回数に基づいて、回転体の回転数を演算する場合は、上記のようにサンプリング時間内に得られる歯の検出回数が増加しているため、サンプリング時間内の回転体の回転角度を正確に検出することができ、回転数の検出精度が向上する。

また演算手段によって、所定のサンプリング時間内の各センサにより検出されるギヤの歯の検出時間間隔に基づいて、回転体の回転数を演算する場合は、短い検出時間間隔で歯の検出が行なわれるため、サンプリング時間内の検出時間間隔の検出回数が増加し、回転数の検出精度が向上する。

一方２つの回転体の回転数を一致させる回転制御装置における各回転体の回転状態の検出のシステムに、上記回転数検出装置を採用することによって、サンプリング時間を短くし、且つサンプリング周期を短くして、高精度で回転体の回転数を検出することができ、これにより上記回転体の回転制御を高精度で行うことができるという効果がある。特に制御手段を、サンプリング時間内の両回転体の各センサによるギヤの歯の延べ検出回数が一致するように調節装置を作動させるように構成することによって、簡単なアルゴリズムで回転体の回転制御を高精度で行うことができる。

図１，図２は本発明を採用した作業車両であるトラクタの側面図及び正面図である。トラクタの走行機体１は左右の下方にクローラタイプの走行装置２Ｌ，２Ｒを備えている。各走行装置２Ｌ，２Ｒは、駆動スプロケット３とアイドラ４との間にクローラ６が巻き回された構造となっている。

図３に示されるように、各駆動スプロケット３内には油圧モータ５が内装されている。各油圧モータ５，５には、各々に対して油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒ（図４参照）が設けられている。各油圧モータ５，５と各々対応する油圧ポンプ７Ｌ，７ＲとによってＨＳＴ変速装置が構成されている。各油圧モータ５，５は、それぞれ対応する油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒによって無段階に変速される。

油圧モータ５には、減速ギヤユニット５ａが取り付けられている。該減速ギヤユニット５ａには、油圧モータ５の出力回転軸（ロータ軸）５Ｓから駆動力が入力されている。駆動スプロケット３は減速ギヤユニット５ａの出力側に取り付けられている。左右の駆動スプロケット３，３は、減速ギヤユニット５ａを介して油圧モータ５によって駆動される。油圧モータ５のロータ軸５Ｓは、走行機体１の内側に向かっても突出している。ロータ軸５Ｓの走行機体１の端部側は、ベアリング１０ａを内装した軸受け部１０によって回動自在に支持されている。

油圧モータ５，５は、油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒによって変速されるため、最終的に左右のクローラ６，６は、各々対応するＨＳＴ変速装置によって変速駆動される。両油圧モータ５，５により左右のクローラ６，６を同一速度で回転駆動することによって走行機体１は直進する。左側のクローラ６の回転速度と右側のクローラ６の回転速度に差を設けることによって、走行機体１は、回転速度が小さい側に旋回する。

図４に示されるように、左右の油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒには、回動操作されることによって、対応する側の油圧モータ５，５の変速操作を行うトラニオン軸８Ｌ，８Ｒが設けられている。左右の各トラニオン軸８Ｌ，８Ｒには各々トラニオンレバー９Ｌ，９Ｒが設けられている。トラニオンレバー９Ｌ，９Ｒの揺動操作によってトラニオン軸８Ｌ，８Ｒが回動操作され、油圧モータ５，５の変速が行われ、各走行装置２Ｌ，２Ｒの駆動速度（クローラ６，６の回転速度）が変速される。

走行機体１の運転席１１内には、図４に示されるように、旋回操作可能なステアリングハンドル１２と前後揺動可能な主変速レバー１３とが設けられている。ステアリングハンドル１２及び主変速レバー１３は油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒの操作ユニット１４に連結接続されている。

操作ユニット１４には、左右のトラニオンレバー９Ｌ，９Ｒを各々操作する左右のワイヤ１６Ｌ，１６Ｒが設けられている。左側のワイヤ１６Ｌはインナ１７Ｌとアウタ１８Ｌとからなり、右側のワイヤ１６Ｒはインナ１７Ｒとアウタ１８Ｒとからなる。左側のインナ１７Ｌの端部は、左側のトラニオンレバー９Ｌに連結されている。右側のインナ１７Ｒの端部は、右側のトラニオンレバー９Ｒに連結されている。

操作ユニット１４は、ステアリングハンドル１２の左又は右への旋回操作及び主変速レバー１３の前後揺動操作に応じて左右のインナ１７Ｌ，１７Ｒを操作する。操作ユニット１４は、主変速レバー１３の前後揺動操作時に、左右のインナ１７Ｌ，１７Ｒを、左右両方同時に同方向に同量操作する。

操作ユニット１４は、ステアリングハンドル１２の左側への旋回操作時には、左側のインナ１７Ｌを操作し、ステアリングハンドル１２の右側への旋回操作時には、右側のインナ１７Ｒを操作する。インナ１７Ｌ，１７Ｒの操作量は、主変速レバー１３の揺動角度及びステアリングハンドル１４の切れ角（旋回角）に対して比例的に増減する。

以上により走行機体１は前方又は後方に、主変速レバー１３の揺動角度（各ポジション）に応じた速度で走行し、ステアリングハンドル１２の位置をセンタ（中立位置）に合わせると、ステアリングハンドル１２の旋回操作に基づくインナ１７Ｌ又は１７Ｒの操作が行われないため、左右の油圧モータ５，５が同速で駆動され、走行機体１が直進する。

またステアリングハンドル１２を左又は右に旋回操作すると、ステアリングハンドル１２の切れ角に対して比例的にインナ１７Ｌ又は１７Ｒが操作され、左側のインナ１７Ｌ又は右側のインナ１７Ｒによって左又は右の油圧モータ５が減速側に操作され、左側の走行装置２Ｌ又は右側の走行装置２Ｒの駆動速度が減速され、走行機体１が左又は右に旋回する。

なおステアリングハンドル１２を左又は右に旋回操作すると、右側のインナ１７Ｒ又は左側のインナ１７Ｌによって右又は左側の油圧モータ５を増速側に操作し、右側の走行装置２Ｒ又は左側の走行装置２Ｌの回転速度を増速することによって、走行機体１を左又は右に旋回させるように構成することもできる。

図４に示されるように、左右の両アウタ１８Ｌ，１８Ｒの油圧ポンプ７Ｌ，７Ｒ側は、各々左右の支持体１９Ｌ，１９Ｒによって支持されている。各支持体１９Ｌ，１９Ｒには、電気的にスライドするリニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒのロッド２１が連結されている。リニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒは走行機体１側に取り付けられており、リニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒを駆動することによってアウタ１８Ｌ，１８Ｒの支持位置が変更される。

支持体１９Ｌ，１９Ｒは、アウタ１８Ｌ，１８Ｒの支持位置の変更によって、トラニオンレバー９Ｌ，９Ｒの揺動角度が変更されるように設けられている。これにより左右のトラニオンレバー９Ｌ，９Ｒの揺動操作、つまり左右の油圧モータ５，５の変速操作は、操作ユニット１４によるインナ１７Ｌ，１７Ｒの操作以外に、リニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動によるアウタ１８Ｌ，１８Ｒの支持位置の調節によっても行われる。

上記リニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒと支持体１９Ｌ，１９Ｒとによるアウタ１８Ｌ，１８Ｒの支持構造によって、各油圧モータ５，５の回転数を調節する調節装置が構成されている。そして左右のリニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒは、図５に示されるように、走行制御用のマイコンユニット２３の出力側に接続されている。マイコンユニット２３を制御装置として調節装置（リニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒ）の作動が制御される。

マイコンユニット２３の入力側には、左右の油圧モータ５，５の回転数を検出する左右の駆動回転センサ２６Ｌ，２６Ｒ（詳細は後述する）と、左右のトラニオンレバー９Ｌ，９Ｒの揺動角度を検出する左右のレバーセンサ２７Ｌ，２７Ｒと、主変速レバー１３の揺動角度を検出する主変速センサ２８と、ステアリングハンドル１２の旋回方向と旋回角度（切れ角）を検出するステアリングセンサ２９とが接続されている。

図６に示されるように、左右の各軸受け部１０には、回転検出ユニット１５が設けられている。回転検出ユニット１５は軸受け部に固定されるブロック２０に構成されている。ブロック２０には、ロータ軸５Ｓ，５Ｓの走行機体１内側の突出端側に連結される回転軸２５が回転自在に軸支されている。

該回転軸２５には、周面に所定のピッチで複数の歯が設けられた平ギヤ３１が一体回転するように取り付けられている。図７に示されるように、各平ギヤ３１の周面の外側に、平ギヤ３１の歯を非接触で検出するように、３つの磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃがブロック２０に取り付けられて設けられている。

回転検出ユニット１５が、平ギヤ３１の歯を３つの磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃが非接触で検出するように構成されているため、軸受け部１０にブロック２０をシールして取り付けることによって、回転検出ユニット１５を防水性を高めて軸受け部１０側に取り付けることができる。また非接触であるため回転検出ユニット１５の耐久性は高い。

左右それぞれ３つの磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって、左右の各駆動回転センサ２６Ｌ，２６Ｒが構成されている。マイコンユニット２３の入力側には、左右の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力が接続されている。各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを第１磁気ピックアップセンサ３２ａ，第２磁気ピックアップセンサ３２ｂ，第３磁気ピックアップセンサ３２ｃとする。

図８に示されるように、第１磁気ピックアップセンサ３２ａと第２磁気ピックアップセンサ３２ｂは、第１磁気ピックアップセンサ３２ａが、所定の歯３３ａの幅方向（周方向）の中心を検出すると、第２磁気ピックアップセンサ３２ｂが、上記歯３３ａの他の歯３３ｂを、幅方向の中心から歯のピッチ（１歯ピッチ）の１／３（１／３歯ピッチ）間隔、回転方向又は反回転方向にずれた位置で検出するように配置されている。

また第３磁気ピックアップセンサ３２ｃは、図８に示されるように、第１磁気ピックアップセンサ３２ａ及び第２磁気ピックアップセンサ３２ｂが上記状態のときに、第１磁気ピックアップセンサ３２ａ及び第２磁気ピックアップセンサ３２ｂによって検出する歯３３ａ，３３ｂとは異なる他の歯３３ｃを、幅方向の中心から歯のピッチの２／３（２／３歯ピッチ）間隔、第２磁気ピックアップセンサ３２ｂの場合と同じ方向にずれた位置で検出するように配置されている。

各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、上記配置により、論理的には、図９のモデル図に示されるように、所定の歯３３ｘを１／３歯ピッチ間隔で検出するように、１／３歯ピッチ間隔で配置されることになる。これにより各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、回転する平ギヤ３１の歯の検出を１／３歯ピッチずつずれた異なる位相で行なう。

各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃが、平ギヤ３１の歯底を検出するとロー（Ｌ）を、歯を検出するとハイ（Ｈ）を出力する場合、各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃからは、歯の１ピッチ毎に歯の幅でＨが出力される波形の電気信号が出力される。

ただし各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃから出力される歯の検出波形は、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）のモデル図に示されるように、１／３歯ピッチずつ位相ズレしたものとなる。なお図１０（ａ）が第１磁気ピックアップセンサ３２ａによって得られる歯の検出波形、図１０（ｂ）が第２磁気ピックアップセンサ３２ｂによって得られる歯の検出波形、図１０（ｃ）が第３磁気ピックアップセンサ３２ｃによって得られる歯の検出波形である。

このため３つの各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力を合成した図１０（ｄ）に示される合成波形では、歯の１ピッチの間に、３回Ｈが出力される電気信号となる。つまり合成波形においては、油圧モータ５のロータ軸５Ｓが１回転すると、平ギヤ３１が１回転するため、平ギヤ３１の歯数の３倍数のＨが出力される。

本トラクタには、上記合成波形に基づいて油圧モータ５のロータ軸５Ｓの回転数、つまり油圧モータ５の回転数を演算する演算手段が設けられている。該演算手段は、上記マイコンユニット２３側に記憶されている演算プログラムに基づいてマイコンユニット２３が作動することによって実現される。

演算手段（マイコンユニット２３）は、演算プログラムによって、上記合成波形において、所定のサンプリング時間内に出力されるＨの合計出力回数に基づいて、油圧モータ５の回転数を演算を行なうように構成される。なお１つＨが出力されるということは、いずれかの磁気ピックアップセンサ３２ａ又は３２ｂ又は３２ｃによって１回歯を検出しているということである。

したがって「所定のサンプリング時間内に出力されるＨの合計出力回数」は、「所定のサンプリング時間内の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによる平ギヤ３１の歯の延べ検出回数」と同じである。言い換えれば上記演算手段は、所定のサンプリング時間内の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによる平ギヤ３１の歯の延べ検出回数に基づき油圧モータ５の回転数を演算を行なう。

そして上記平ギヤ３１の歯数をｎ、サンプリング時間をｔ秒，Ｈの合計出力回数をｘとすると、演算プログラムは、回転数ｙ（ｒｐｍ）を、
ｙ＝（２０・ｘ）／（ｔ・ｎ）
としてマイコンユニット２３に演算させるように設定されている。

演算手段は、上記のように油圧モータ５の回転数の演算を行なうため、１つのセンサによってサンプリング時間内のギヤの歯の延べ検出回数を測定する場合に比較して、歯の１ピッチに対して等ピッチで３倍の情報を得ることができる。このため同じサンプリング時間であれば、より多くの回数歯を検出することができる。

また歯の１ピッチに対して３回Ｈが出力されるため、１／３歯ピッチの誤差でロータ軸５Ｓの回転角度を検出することができる。なお１つのセンサによってサンプリング時間内のギヤの歯の延べ検出回数を測定する場合、歯の１ピッチの誤差が発生する。これにより、サンプリング時間内の回転回数（回転角度）がより小さな誤差で正確に求められる。

以上により本演算手段を使用することによって、サンプリング時間を短くしても、より多くの回数Ｈが出力され、且つサンプリング時間内のロータ軸５Ｓの回転角度がより小さな誤差で求められるため、油圧モータ５の回転数を正確に検出することができる。このためサンプリング時間を短くして、油圧モータ５の回転数の全検出期間中のサンプリング回数を増加させることができ、油圧モータ５の回転数検出が更に正確に行われる。例えばサンプリング時間を200msec程度として正確に回転数を検出することができる。また回転方向は、時間経過に対するＨの出力波形の立上がりと立下りが逆になることによって検出することができる。

一方上記演算プログラムを、合成波形のＨの出力時間間隔に基づいて油圧モータ５の回転数演算を行なうように構成することもできる。なお１つＨが出力されるということは、いずれかの磁気ピックアップセンサ３２ａ又は３２ｂ又は３２ｃによって１回歯を検出しているということであるため、「合成波形のＨの出力時間間隔」は、「各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより検出される平ギヤ３１の歯の検出時間間隔」と同じである。言い換えればこの場合上記演算手段は、各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより検出される平ギヤ３１の歯の検出時間間隔に基づいて油圧モータ５の回転数を演算する。

そして上記平ギヤ３１の歯数をｎ、Ｈの出力時間間隔をｇ秒とすると、演算プログラムは、回転数ｙ（ｒｐｍ）を、
ｙ＝２０／（ｇ・ｎ）
としてマイコンユニット２３に演算させるように設定されている。

この場合演算手段は、上記のように油圧モータ５の回転数の演算を行なうため、１つのセンサによって検出されるギヤの歯の検出時間間隔を測定する場合に比較して、歯の１ピッチの回転に対して３回ロータ軸５Ｓの回転数の情報を得ることができる。このため油圧モータ５の回転数の全検出期間中の回転数演算回数が増加し、油圧モータ５の回転数検出をより正確に行うことができる。

一方ステアリングハンドル１２をセンタに合わせると、前述のように走行機体１は主変速レバー１３の揺動位置に応じた速度で直進する。ただしステアリングハンドル１２を正確にセンタに位置させないと走行機体１が左又は右方向に曲がるというセッティングでは、操作性が悪いため、ステアリングハンドル１２が、センタ位置を中心として左右に所定の遊びを含む範囲（中立範囲）に位置している場合は、走行機体１を直進させるように両油圧モータ５，５の回転数を一致させる制御手段（直進補正手段）が設けられている。

上記直進補正手段は、マイコンユニット２３側に記憶されている走行制御プログラム中で実行される。つまり走行制御プログラムに基づいてマイコンユニット２３が走行機体１の走行制御を行なう走行制御手段として機能する際に、上記直進補正手段が作動する。

上記走行制御手段は、図１１のフローチャートに示されるように、ステップＳ１において走行機体１が走行中か否かをチェックする。走行中か否かのチェックは駆動回転センサ２６Ｌ，２６Ｒからの情報に基づき簡単に行うことができる。ステップＳ１において走行機体１が走行中の場合は、ステップＳ２に進み、ステアリングハンドル１２が中立範囲内に位置しているか否かをステアリングセンサ２９からの情報に基づき判断する。

ステップＳ２においてステアリングハンドル１２が中立範囲内に位置している場合には、ステップＳ３に進み、前回のチェックで走行機体１が「直進走行状態」であったか否かをチェックする。ステップＳ３において、前回「直進走行状態」ではなかった場合は、ステップＳ４に進み、「待ち時間中フラグ」のチェックを行う。

ステップＳ４において「待ち時間中フラグ」がセットされている場合は、ステップＳ５に進み、待ち時間が経過したか否かをチェックする。ステップＳ４において「待ち時間中フラグ」がセットされていない場合は、ステップＳ６に進み、「待ち時間中フラグ」をセットした後、ステップＳ７に進み、待ち時間タイマをセットし、ステップＳ５に進み、待ち時間が経過したか否かをチェックする。

ステップＳ５において待ち時間が経過していない場合は、ステップＳ１にリターンする。ステップＳ５において待ち時間が経過している場合は、ステップＳ８に進み、「待ち時間中フラグ」をクリア（リセット）し、ステップＳ９に進み、直進補正手段を作動させて直進補正制御を行い、リターンする。

なおステップＳ３において、前回も「直進走行状態」であった場合は、直進走行の継続中であり、ステップＳ３から直接ステップＳ９に進み直進補正制御を行う。またステップＳ１において走行中ではなかった場合、ステップＳ２においてステアリングハンドル１２が中立範囲内に位置していない場合は、リターンする。ステアリングハンドル１２が中立範囲内に位置していない場合は、走行機体１の旋回操作中と考えられるため、別途旋回時の制御が行われる。

上記走行制御によって、ステアリングハンドル１２を中立範囲内に位置させると、直進補正制御が行なわれ、走行機体１が直進する。ただしステアリングハンドル１２を旋回操作して走行機体１を旋回させた後、ステアリングハンドル１２を中立範囲内に戻すと、ステアリングハンドル１２の位置が中立範囲に入った直後は、ステップＳ３において前回の判定が「直進走行状態ではない」と判断される。

このため、ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ５と進み、待ち時
間が経過するまではステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５を繰り返すことになり、待ち時間が経過する間は、上記のようにステアリングハンドル１２を中立範囲内に戻しても、直進補正制御が行なわれない。

待ち時間タイマによって設定される上記待ち時間は、ステアリングハンドル１２が中立範囲に入った後、左右の油圧モータ５，５の回転速度が安定する（ステアリングハンドル１２の位置に対応する本来の速度となる）までの時間が設定されており、走行機体１を旋回させた後、ステアリングハンドル１２を中立範囲内に戻して走行機体１を直進させるような操作を行うと、油圧モータ５，５の回転速度が安定するまで直進補正制御が規制され、旋回終了に伴う走行機体１の不自然な作動が防止され、旋回直後の走行フィールや直進安定性の低下等が防止される。

一方上記直進補正手段は、マイコンユニット２３側に記憶されている直進補正プログラムに基づいてマイコンユニット２３が作動することによって実現される。そして直進補正手段による直進補正制御の作動フローは、図１２に示されるように、まずステップＳ１において、各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ毎に、所定のサンプリング時間内のＨの出力回数をパルス数として取得してステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、左側の油圧モータ５側の第１磁気ピックアップセンサ３２ａから出力されたＨの出力回数Ｌ１と、左側の油圧モータ５側の第２磁気ピックアップセンサ３２ｂから出力されたＨの出力回数Ｌ２との差の絶対値（｜Ｌ１−Ｌ２｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ２において、｜Ｌ１−Ｌ２｜≦１の場合は、ステップＳ３に進み、左側の油圧モータ５側の第２磁気ピックアップセンサ３２ｂから出力されたＨの出力回数Ｌ２と、左側の油圧モータ５側の第３磁気ピックアップセンサ３２ｃから出力されたＨの出力回数Ｌ３との差の絶対値（｜Ｌ２−Ｌ３｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ３において、｜Ｌ２−Ｌ３｜≦１の場合は、ステップＳ４に進み、左側の油圧モータ５側の第３磁気ピックアップセンサ３２ｃにより発生したパルス数Ｌ３と、左側の油圧モータ５側の第１磁気ピックアップセンサ３２ａにより発生したパルス数Ｌ１との差の絶対値（｜Ｌ３−Ｌ１｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ４において、｜Ｌ３−Ｌ１｜≦１の場合は、ステップＳ５に進み、右側の油圧モータ５側の第１磁気ピックアップセンサ３２ａから出力されたＨの出力回数Ｒ１と、右側の油圧モータ５側の第２磁気ピックアップセンサ３２ａから出力されたＨの出力回数Ｒ２との差の絶対値（｜Ｒ１−Ｒ２｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ５において、｜Ｒ１−Ｒ２｜≦１の場合は、ステップＳ６に進み、右側の油圧モータ５側の第２磁気ピックアップセンサ３２ｂから出力されたＨの出力回数Ｒ２と、右側の油圧モータ５側の第３磁気ピックアップセンサ３２ｃから出力されたＨの出力回数Ｒ３との差の絶対値（｜Ｒ２−Ｒ３｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ６において、｜Ｒ２−Ｒ３｜≦１の場合は、ステップＳ７に進み、右側の油圧モータ５側の第３磁気ピックアップセンサ３２ｃから出力されたＨの出力回数Ｒ３と、右側の油圧モータ５側の第１磁気ピックアップセンサ３２ａから出力されたＨの出力回数Ｒ１との差の絶対値（｜Ｒ３−Ｒ１｜）を演算し、１と比較する。

ステップＳ７において、｜Ｒ３−Ｒ１｜≦１の場合は、ステップＳ８に進み、左側の油圧モータ５側の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃから出力されたＨの出力回数の合計（ＬＴ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）を演算するとともに、右側の油圧モータ５側の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃから出力されたＨの出力回数の合計（ＲＴ＝Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を演算し、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、左側の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって発生したパルス数の合計（ＬＴ）と右側の各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって発生したパルス数の合計（ＲＴ）の差の絶対値を演算し、１と比較する。｜ＬＴ−ＲＴ｜＜１の場合、つまりＬＴ＝ＲＴの場合は、両油圧モータ５，５が等速で駆動されているということであり、ステップＳ１０からリターンする。

ステップＳ９において、｜ＬＴ−ＲＴ｜＜１ではない場合、つまり｜ＬＴ−ＲＴ｜≧１の場合は、ステップＳ１０に進み、ＬＴとＲＴの大小を比較し、ＬＴ＞ＲＴの場合は、左側の油圧モータ５の方がサンプル時間内のＨの出現回数が多く、回転数が右側に比較して早いということであるため、ステップＳ１１に進み、右側の油圧モータ５を増速してリターンする。

ステップＳ１０において、ＬＴ＜ＲＴの場合は、右側の油圧モータ５の方がサンプル時間内のＨの出現回数が多く、回転数が左側に比較して早いということであるため、ステップＳ１２に進み、左側の油圧モータ５を増速してリターンする。上記左又は右の油圧モータ５の変速操作はマイコンユニット２３によってリニアアクチュエータ２２Ｌ又は２２Ｒを作動させることによって行なわれ、増速量は｜ＬＴ−ＲＴ｜の値に比例して設定される。以上により左右の油圧モータ５，５の回転数が補正されて同一となる。

なお各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃが、突発的に歯の検出を出力しない（Ｈを出力しない）場合や、マイコンユニット２３側が突発的にＨを受け付けない場合があり得る。ただし継続して歯の検出を出力しない場合や、継続してＨを受け付けない場合は、センサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃやマイコンユニット２３の故障等が考えられるが、突発的な出力ミスや入力ミスは、単発的と考え、この回の制御は行わずに処理を続行することが効率的であり、望ましい。

上記構成の場合、左右同じ側（左又は右）の各３つの磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、サンプリング時間内においてＨの出力回数の誤差は１回である。１回を超える回数の差がある場合は、歯の検出ミスを犯しているセンサがあったり、所定のセンサからのＨ出力をマイコンユニット２３側が受け付けていないと考えられる。

このためステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７において、各差の絶対値が１を越える場合は、ステップＳ１３に進み、タイマカウントを行ない、ステップＳ１４に進み、タイマのタイムアウトをチェックする。タイムアウト前の場合は、ステップＳ１に戻り、タイムアウトまで各差の絶対値が１を越え続ける場合は、ステップＳ１５に進み磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの異常を報知する警報を作動させてリターンする。

上記処理により、タイムアウト時間内の歯の検出ミスや、検出信号の入力ミス等は、単発的なミスとして処理され、歯の検出ミスや、検出信号の入力ミス等が発生した時の油圧モータ５，５の増減速（ステップＳ１１，Ｓ１２）を行なわない。この場合上記ミスがあった回の油圧モータ５，５の増減が行なわれないため、左右の油圧モータ５，５の等速の精度が低下するが、前述のようにサンプリング時間を極めて短くとることができるため、全体の精度低下に対する影響はほとんどない。

このため大きな直進性の低下を引き起こすことなく、単発的な歯の検出ミスや、検出信号の入力ミスによる頻繁な走行停止が防止され、走行性能と作業効率を両立させることができる。

また１度歯の検出ミスや、検出信号の入力ミス等が発生し、タイムアウトまでこれらのミスが継続する（各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃからのＨの出力回数の誤差が１回を超え続ける）と、「センサ異常」が報知されるため、センサ報知によって走行機体１を停止させることができる。

左右の油圧モータ５，５の回転数を上記のように前述の合成波形を使用し、サンプリング時間内に各磁気ピックアップセンサ３２ａ，３２ｂ，３２ｃから出力されるＨの検出回数の左右毎の合計が一致するように制御することによって、左右の油圧モータ５，５の回転数が一致する。この場合前述のようにサンプリング時間内に得られるＨの検出回数は多い。

このため左右の油圧モータ５，５の回転数を一致させる制御を比較的大きな数値を用いて行うことができ、制御を容易且つ正確に行うことができる。また前述のように左右の油圧モータ５，５のサンプリング時間内の回転角度を１／３歯ピッチで検出することができるため、直進補正手段による直進補正の精度（左右の油圧モータ５，５の回転数の一致精度）は高い。

なお本実施形態においては、両方の油圧モータ５，５の回転数をリニアアクチュエータ２２Ｌ，２２Ｒによって調節するように構成したが、いずれか一方の油圧モータのみの回転数を調節するように構成し、常に回転数の調節が可能な側の油圧モータを、他方の油圧モータの回転数に合わせて調節し、直進補正制御を行うように構成することもできる。

この場合、例えば右側の油圧モータのみ回転数の調節が可能な場合は、図１２のフローチャートのステップＳ１２を「右減速」とすればよい。なお左側の油圧モータのみ回転数の調節が可能な場合は、図１２のフローチャートのステップＳ１１を「左減速」とすればよい。減速量は｜ＬＴ−ＲＴ｜の値に比例して設定すればよい。

また回転方向は、前述のように時間経過に対するＨの出力波形の立上がりと立下りが逆になることによって検出することができるため、Ｈの出力波形の立上がりと立下りを考慮するように演算させることによって油圧モータ５，５の回転数及び回転方向をコントロールすることもできる。

回転体の回転制御装置は、２つの回転体の回転数をコントロールする必要がある装置であればいかなる装置にもにも適用できる。

トラクタの側面図である。 トラクタの正面図である。 駆動スプロケット部分の要部断面図である。 油圧ポンプ回りの概要図である。 マイコンユニット回りのブロック図である。 回転検出ユニットの取り付け状態を示す要部断面図である。 各磁気ピックアップセンサの配置状態を示す要部側面図である。 ギヤに対する各磁気ピックアップセンサの配置状態を示すモデル図である。 ギヤと各磁気ピックアップセンサとの論理的な位置関係を示すモデル図である。 （ａ）は第１磁気ピックアップセンサによって得られる歯の検出波形図、（ｂ）は第２磁気ピックアップセンサによって得られる歯の検出波形図、（ｃ）は第３磁気ピックアップセンサによって得られる歯の検出波形図、（ｄ）は合成波形図である。 走行制御のフローチャート図である。 直進制御のフローチャート図である。

符号の説明

５Ｓ ロータ軸（回転体）
３１ 平ギヤ（ギヤ）
２３ マイコンユニット（制御手段）
３２ａ 磁気ピックアップセンサ
３２ｂ 磁気ピックアップセンサ
３２ｃ 磁気ピックアップセンサ
ｔ サンプリング時間

Claims (4)

1. 所定の回転体（５Ｓ）の回転に伴って回転する被検出体と、該被検出体の検出部を非接触で検出して電気信号を出力するセンサとを備えた回転体の回転数検出装置において、上記被検出体が、回転体（５Ｓ）と同期して回転するギヤ（３１）からなり、上記センサが、ギヤ（３１）の歯を検出部として検出する複数の磁気ピックアップセンサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）からなり、各磁気ピックアップセンサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）を、回転する歯の検出を異なる位相で行なうように歯の回転軌跡に沿って配置した回転体の回転数検出装置。
2. 所定のサンプリング時間（ｔ）内の各センサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）によるギヤ（３１）の歯の延べ検出回数に基づいて、回転体（５Ｓ）の回転数を演算する演算手段を設けた請求項１の回転体の回転数検出装置。
3. 各センサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）により検出されるギヤ（３１）の歯の検出時間間隔（ｇ）に基づいて回転体（５Ｓ）の回転数を演算する演算手段を設けた請求項１の回転体の回転数検出装置。
4. 所定の回転体（５Ｓ）の回転に伴って回転する被検出体と、該被検出体の検出部を非接触で検出して電気信号を出力するセンサとを備えた回転体の回転数検出装置を備え、２つの回転体（５Ｓ），（５Ｓ）に対して各別に被検出体とセンサとを設け、各回転体（５Ｓ），（５Ｓ）又はいずれか一方の回転体（５Ｓ）の回転数を調節する調節装置を設け、両回転体（５Ｓ），（５Ｓ）の回転数を一致させるように上記調節装置を作動させる制御手段（２３）を設けた回転制御装置において、上記被検出体が、回転体（５Ｓ）と同期して回転するギヤ（３１）からなり、上記センサが、ギヤ（３１）の歯を検出部として検出する複数の磁気ピックアップセンサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）からなり、上記磁気ピックアップセンサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）を、回転する歯の検出を異なる位相で行なうように歯の回転軌跡に沿って配置し、制御手段（２３）が、所定のサンプリング時間内の両回転体（５Ｓ），（５Ｓ）の各センサ（３２ａ），（３２ｂ），（３２ｃ）によるギヤ（３１）の歯の延べ検出回数が一致するように調節装置を作動させる手段である回転体の回転制御装置。
   

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