JP2944400B2 - 作業車用の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中央制御部と機体各部
に分散配置される複数個の端末制御部とが、有線式の通
信手段を介して通信可能に接続され、前記端末制御部
が、制御情報検出用のセンサ類からの検出信号の入力及
びその入力データの前記中央制御部への送信、並びに、
前記中央制御部からの制御データの受信及びその受信デ
ータに基づくアクチュエータ類に対する駆動信号の出力
を実行し、前記中央制御部が、前記端末制御部からの送
信データに基づいて、前記各端末制御部のアクチュエー
タ類に対する適正駆動内容を判定して、その適正駆動内
容を前記制御データとして送信するように構成された作
業車用の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業車用の制御装置は、コンバイン
等の作業車の制御において、中央制御部が作業車全体の
制御を集中して行いながら、制御情報検出用のセンサ類
から検出データを入手したり又は機体に備えた各アクチ
ュエータ類を駆動させるのに、センサ類及びアクチュエ
ータ類に対して各種信号の入出力を行う複数個の端末制
御部を機体各部に分散配置するとともに、これら複数個
の端末制御部と中央制御部とが例えばＲＳ４８５等の規
格を利用した有線式の通信手段を介して各種のデータを
送受信することにより、中央制御部とセンサ類及びアク
チュエータ類を直接接続する場合の信号配線の複雑大量
化を回避させるようにしていた（例えば特開平３−２４
０８０２号公報参照）。但し、従来では、上記中央制御
部と各端末制御部との間で、オンオフ信号である二値情
報のみならず、例えばアナログ式のセンサ類からのアナ
ログ検出信号を所定ビット数（例えば８ビット）のデジ
タルデータに変換した情報つまり多値（８ビットの場合
は２５６段階の値）の情報をも通信データとして送受信
させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のように、二値情報以外に多値情報をも通信デー
タとすると、通信情報量の増加（上記８ビットの場合は
二値つまり１ビットの場合の８倍になる）により例えば
１つのセンサ類等についてのデータの通信時間が長くな
って通信速度が低下する結果、作業車全体の集中制御に
おける処理速度を高速にできないという不都合があっ
た。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、有線式の通信手段を介した中央
制御部と各端末制御部間のデータ送受信によって集中制
御形態においてセンサ類及びアクチュエータ類に対する
信号配線の簡素化を実現した作業車用の制御装置におい
て、センサ類やアクチュエータ類に対して入出力する信
号の種類即ち中央制御部と各端末制御部間で送受信され
る通信データの種類を限定することによって、通信速度
の向上を実現させて、上記従来技術の不都合を解消させ
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による作業車用の
制御装置の第１の特徴構成は、前記中央制御部と前記各
端末制御部とが、スイッチ式に構成された前記センサ類
からのオンオフ検出信号又は前記アクチュエータ類駆動
用のオンオフ駆動信号である二値情報のみを通信データ
として送受信するように構成され、前記中央制御部に、
アナログ式の前記センサ類が、そのアナログ検出信号を
直接入力するように、直接接続されているている点にあ
る。

【０００６】又、第２の特徴構成は、前記中央制御部
は、ポーリングセレクティング方式にて前記各端末制御
部と通信を実行するように構成されている点にある。

【０００７】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、スイッチ式
に構成された制御情報検出用のセンサ類からのオンオフ
検出信号である二値情報が、検出データとして端末制御
部から有線式の通信手段を介して中央制御部に送信さ
れ、且つ、アナログ式のセンサ類からのアナログ検出信
号は、端末制御部と中央制御部との間の通信手段を介す
ることなく、中央制御部に直接、入力されることにな
る。 そして、中央制御部では、上記送信されたセンサ類
のオンオフ検出データ、並びに、アナログ式のセンサ類
からのアナログ検出信号に基づいてアクチュエータ類の
駆動内容をオンオフ駆動信号として判定し、そのアクチ
ュエータ類駆動用のオンオフ駆動信号である二値情報
が、制御データとして中央制御部から有線式の通信手段
を介して端末制御部に送信され、端末制御部では、上記
送信された制御データに基づいてアクチュエータ類がオ
ンオフ駆動される。

【０００８】又、第２の特徴構成によれば、中央制御部
は、各端末制御部に対して順次、設定周期でポーリング
して通信を実行することになるが、このとき、通信にて
送信される情報は上記したような二値情報であり、情報
量が多くなるアナログ検出信号は通信されることなく、
中央制御部に直接入力されるのである。

【０００９】

【発明の効果】従って、本発明の第１の特徴構成によれ
ば、高度な制御を行うために必要で情報量が多いアナロ
グ式のセンサ類からのアナログ検出信号は、通信手段を
経由することなく直接、中央制御部に入力され、端末制
御部と中央制御部との間での通信データが、センサ類や
アクチュエータ類に対して入出力するオンオフ信号であ
る二値情報に限定されるので、従来のように、高度な制
御を実行するために必要なアナログ式のセンサ類からの
アナログ検出信号をも通信データとした場合に通信情報
量の増加により通信速度を高速にできないという欠点を
解消して、端末制御部と中央制御部との間での通信を高
速で行いながら、作業車全体の集中制御を高速に行うこ
とができるに至った。

【００１０】又、第２の特徴構成によれば、中央制御部
と各端末制御部との間での通信をポーリングセレクティ
ング方式により正確に行うことができるものでありなが
ら、情報量の多いアナログ検出情報に基づく高度な制御
を可能としながら、全体としての通信処理に要する時間
を極力、短くして能率よく通信制御を行えるものとなっ
た。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、作業車としてのコ
ンバインに適用した場合について図面に基づいて説明す
る。

【００１２】コンバインにおいては、例えば、機体が植
立穀稈に沿って自動的に走行するように操向操作する操
向制御や、刈取穀稈の扱室での扱深さが適正範囲内に維
持されるように自動調節する扱深さ制御や、藁屑等が混
じった扱き処理物から穀粒を選別回収する選別制御や、
選別回収された穀粒を一時貯溜するタンクから外部に排
出するオーガの作動制御や、走行地面の状態にかかわら
ず機体の姿勢を水平姿勢等の所定姿勢に維持する姿勢制
御等、各種の制御が行われる。

【００１３】そのために、図１に示すように、コンバイ
ン全体の制御を集中して実行するための中央制御部ＣＵ
と、刈取ブロック１、脱穀ブロック２、タンクブロック
３及び本機ブロック４等からなる機体各部に分散配置さ
れる複数個の端末制御部ＬＵ１〜５とが、有線式の通信
手段Ｔを介して多重通信可能に接続されている。各端末
制御部ＬＵ１〜５は、制御情報検出用のセンサ類からの
検出信号の入力及びその入力データの中央制御部ＣＵへ
の送信、並びに、中央制御部ＣＵからの制御データの受
信及びその受信データに基づくアクチュエータ類Ｍ，
Ｌ，Ｂに対する駆動信号の出力を実行する一方で、中央
制御部ＣＵは、各端末制御部ＬＵ１〜５からの送信デー
タに基づいて、各端末制御部ＬＵ１〜５のアクチュエー
タ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する適正駆動内容を判定して、その
適正駆動内容を制御データとして送信する。そして、中
央制御部ＣＵと各端末制御部ＬＵ１〜５とが、スイッチ
式に構成された前記センサ類ＳＷからのオンオフ検出信
号又は前記アクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂ駆動用のオンオ
フ駆動信号である二値情報のみを通信データとして送受
信するように構成されている。

【００１４】即ち、前記センサ類は、各種の制御情報を
オン又はオフ信号として検出する複数個のスイッチ式の
センサ類ＳＷからなり、具体的には、図１に、刈取ブロ
ック１の前方から導入される植立穀稈の機体横幅方向で
の位置を検出する左右一対のＯＮ／ＯＦＦ式の方向セン
サＳ１，Ｓ２（図１３参照）、刈取部を手動で上昇又は
下降させるための刈高手動レバー７（図１２参照）に連
動して作動する刈高手動スイッチＳ３、及び、機体を手
動で左側又は右側に操向操作するための操向手動レバー
８（図１２参照）に連動して作動する操向手動スイッチ
Ｓ４が示されている。

【００１５】又、前記アクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂは、
オン又はオフ信号である駆動信号にて駆動されるもので
あり、電動モータＭ、ソレノイドＬ、警報ブザーＢ等か
らなり。具体的には、図１２に、本機ブロック４に配置
された端末制御部ＬＵ１によって作動制御される刈取昇
降シリンダ５（図１３及び図１４参照）を上昇側又は下
降側に駆動するためのソレノイドＬ（Ｌ１，Ｌ２）、及
び、左右一対の操向用シリンダ９Ｌ，９Ｒ（図１３参
照）を作動させるためのソレノイドＬ（Ｌ３，Ｌ４）が
示されている。

【００１６】図２に示すように、前記中央制御部ＣＵ
は、制御用のマイクロコンピュータＣＰＵ１、そのマイ
クロコンピュータＣＰＵ１と前記通信手段Ｔとの間での
データ授受を中継する中央側のゲートアレイＧＡ１、及
び、上記マイクロコンピュータＣＰＵ１とゲートアレイ
ＧＡ１との間でデータ授受及び各端末制御部ＬＵ１〜５
に対する通信制御を実行する通信用のマイクロコンピュ
ータＣＰＵ２を備えて構成されている。尚、上記２つの
マイクロコンピュータＣＰＵ１，ＣＰＵ２間、及びマイ
クロコンピュータＣＰＵ２とゲートアレイＧＡ１の間の
データ授受は８ビットのバスラインを介して行われる。

【００１７】上記制御用のマイクロコンピュータＣＰＵ
１に、ポテンショメータ等の連続的に変化する情報を検
出するアナログ式のセンサ類からのアナログ検出信号
や、回転数等を検出するためのパルス式センサからのパ
ルス信号、つまり、二値情報以外の多値情報検出用のセ
ンサ類Ｓからの信号が、信号処理回路を経て入力ポート
Ｐｏｒｔ１，２より入力されている。即ち、図２に示す
ように、刈取部を自動で昇降制御するときに目標高さを
手動設定する刈高設定ボリュームＳ５と、刈取部の地面
に対する高さを検出するための超音波センサＳ６（図１
３及び図１４参照）及びその超音波センサＳ６に対して
駆動信号を出力するとともに検出信号を入力する駆動回
路２４とが設けられ、このうち上記刈高設定ボリューム
Ｓ５が上記アナログ式のセンサ類に相当する。

【００１８】尚、図中、Ｓ７は刈高自動制御を作動させ
る刈高自動スイッチ、Ｓ８は自動操向制御を作動させる
操向自動スイッチであり、ＰＳ１は、前記マイクロコン
ピュータＣＰＵ１，ＣＰＵ２及びゲートアレイＧＡ１等
に対して電源電圧並びに電源ＯＮ時のリセット信号を供
給する直流電圧源である。又、上記制御用のマイクロコ
ンピュータＣＰＵ１には、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の
メモリＭＥＭが接続され、このメモリＭＥＭに各種のエ
ラー情報等が記憶されるようになっている。

【００１９】一方、図２に示すように、各端末制御部Ｌ
Ｕ１〜５は、センサ類ＳＷ及びアクチュエータ類Ｍ，
Ｌ，Ｂと通信手段Ｔとの間でのデータ授受を中継する端
末側のゲートアレイＧＡ２を備え、又、各端末制御部Ｌ
Ｕ１〜５に対するアドレス信号を発生するアドレス信号
発生手段としての４本のハーネスＡＤ１〜４が、アース
に接続されたＬＯＷレベル電圧のハーネスと無接続状態
のハーネスを組み合わせて設けられている。そして、上
記ハーネスＡＤ１〜４、センサ類ＳＷ及びアクチュエー
タ類Ｍ，Ｌ，Ｂが、一体形成されたコネクタＣＮを介し
て各端末制御部ＬＵ１〜５に接続されている。具体的に
は、ハーネスＡＤ１〜４は、上記ゲートアレイＧＡ２の
アドレス設定用の外部端子Ａ０〜Ａ３に接続され、セン
サ類ＳＷ及びアクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂは、夫々信号
処理回路及び駆動回路を経てゲートアレイＧＡ２の入出
力ポートに接続されている。尚、図中、ＰＳ２は、ゲー
トアレイＧＡ２等に電源電圧を供給する直流電圧源であ
る。

【００２０】前記通信手段Ｔは、例えばＲＳ４８５の規
格を利用して構成され、図２に示すように、２線式の通
信ラインＬｎと、中央制御部ＣＵ及び各端末制御部ＬＵ
１〜５における通信ラインＬｎとの接点に設けられる通
信ドライバーＤＲとからなり、各通信ドライバーＤＲ
は、各ゲートアレイＧＡ１，２から受け取った送信デー
タをＲＳ４８５等の規格に合った信号に変換して通信ラ
インＬｎに出力する一方、通信ラインＬｎ上の信号を入
力して、その受信データを各ゲートアレイＧＡ１，２に
出力するように動作する。

【００２１】前記中央側のゲートアレイＧＡ１と端末側
のゲートアレイＧＡ２とは、中央側として使用するため
の中央側用構成部分及び端末側として使用するための端
末側用構成部分を備える状態に形成された同仕様の通信
用ＩＣであるゲートアレイＧＡに構成されている。以
下、図３に基づいて具体的に説明する。

【００２２】前記ゲートアレイＧＡは、図３（イ）に示
すように、ＭＯＤＥ端子をＬＯＷレベルにすると内部回
路が中央側のゲートアレイＧＡ１として機能するマスタ
ーモードに切り換えられ、このマスターモードでは、ゲ
ートアレイＧＡは、ＣＰＵ２とバスラインを介して入出
力するデータを保持する入出力バッファ１１と、この入
出力バッファ１１からの送信用のパラレルデータを保持
する送信バッファ１３と、この送信バッファ１３のパラ
レルデータをシリアルデータに並列直列変換するＰ／Ｓ
変換部１４と、このＰ／Ｓ変換部１４からのシリアルデ
ータにＣＲＣ生成部１５からの誤り検出用のＣＲＣデー
タを付加したものを送信データとして送出する通信コン
トロール回路１６と、受信したシリアルデータを直列並
列変換するＳ／Ｐ変換部１８と、受信したシリアルデー
タについてＣＲＣ等のチェックを行い通信エラーの有無
を検出するエラー検出部１７と、Ｓ／Ｐ変換部１８から
のパラレルデータ及びエラー検出部１７からのエラーデ
ータを保持して入出力バッファ１１に出力する受信バッ
ファ１９と、ＣＰＵ２からデータ入出力時の制御信号で
あるＲ／Ｗ（リード・ライト）信号及びＳＴＢ（データ
ストローブ）信号を入力し又ＣＰＵ２に対する割り込み
ＩＮＴ信号を出力するＣＰＵＩ／Ｆ部１２とを備える構
成になる。

【００２３】又、前記ゲートアレイＧＡは、図３（ロ）
に示すように、ＭＯＤＥ端子をＨＩＧＨレベルにすると
内部回路が端末側のゲートアレイＧＡ２として機能する
スレーブモードに切り換えられ、このスレーブモードで
は、ゲートアレイＧＡは、前記スイッチＳＷ及びアクチ
ュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対してデータを入出力する入出
力ポート２１と、この入出力ポート２１を介して入力し
た各スイッチＳＷからの検出信号をパラレルデータとし
て保持する送信バッファ１３と、この送信バッファ１３
のパラレルデータをシリアルデータに並列直列変換する
Ｐ／Ｓ変換部１４と、このＰ／Ｓ変換部１４からのシリ
アルデータにＣＲＣ生成部１５からの誤り検出用のＣＲ
Ｃデータを付加したものを送信データとして送出する通
信コントロール回路１６と、受信したシリアルデータを
直列並列変換するＳ／Ｐ変換部１８と、受信したシリア
ルデータについてＣＲＣ及びアドレス等のチェックを行
い通信エラーの有無を検出するエラー検出部１７と、Ｓ
／Ｐ変換部１８からのパラレルデータ及びエラー検出部
１７からのエラーデータを保持して入出力ポート２１に
出力する受信バッファ１９と、各端末制御部ＬＵ１〜５
に対するアドレスを設定するためのアドレス設定部２２
とを備える構成になる。

【００２４】以上より、ＣＰＵＩ／Ｆ部１２が前記中央
側用構成部分に、アドレス設定部２２が前記端末側用構
成部分に夫々対応し、上記ＣＰＵＩ／Ｆ部１２及びアド
レス設定部２２以外のゲートアレイＧＡの主要部分は、
同一の部番にて示すように中央側及び端末側として共用
される。又、前記入出力ポート２１は、各８ビットから
なる３つのポートＡ，Ｂ，Ｃで構成され、アドレス０の
端末制御部ＬＵ３のポートＡ及びＢが入力ポートに、ポ
ートＣが出力ポートに夫々設定され、アドレス１の端末
制御部ＬＵ４のポートＡが入力ポートに、ポートＢ及び
Ｃが出力ポートに夫々設定されている。尚、マスターモ
ードでの入出力バッファ１１はスレーブモードでの入出
力ポート２１のうちのポートＢと共用されている。

【００２５】前記各端末制御部ＬＵ１〜５は、外部端子
Ａ０〜Ａ３の接続されたハーネスＡＤ１〜４からのアド
レス信号を電源ＯＮ時のみ自己のアドレスデータとして
上記アドレス設定部２２に入力するように構成されてい
る。即ち、ＬＯＷレベル電圧のハーネスからはＬＯＷレ
ベルの電圧信号が供給され、無接続状態のハーネスにつ
いてはゲートアレイＧＡ２内部で電源側にプルアップさ
れているためにＨＩＧＨレベルの電圧信号が供給され、
各端末制御部ＬＵ１〜５は、この電圧信号の組み合わせ
によって自己のアドレスを設定する。図２では、端末制
御部ＬＵ３が、外部端子Ａ０〜Ａ３のすべてがＬＯＷレ
ベルであってアドレス０として設定され、端末制御部Ｌ
Ｕ４が、外部端子Ａ０〜Ａ３のうちＡ０だけがＨＩＧＨ
レベルで他の端子Ａ１〜Ａ３がＬＯＷレベルであってア
ドレス１として設定される。

【００２６】そして、中央制御部ＣＵと各端末制御部Ｌ
Ｕ１〜５とは、上記各端末制御部ＬＵ１〜５に対して設
定されたアドレスを指定して多重通信するように構成さ
れ、具体的には、中央制御部ＣＵが、ポーリングセレク
ティング方式にて各端末制御部ＬＵ１〜５と通信を実行
するように構成されている（図１１参照）。

【００２７】又、中央制御部ＣＵは、各端末制御部ＬＵ
１〜５との通信において設定率（例えば１０回の通信に
対して２回）以上の確率で又は設定回数（例えば２回）
以上連続して通信エラーが発生した場合に、その通信エ
ラーが発生した端末制御部ＬＵ１〜５のアクチュエータ
類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する駆動信号を非駆動状態にするエラ
ー制御を実行するように構成されている。具体的には、
各端末制御部ＬＵ１〜５は、正常な通信制御において
は、中央制御部ＣＵから所定周期Ｔｐ（例えば５ｍｓ）
でポーリング信号を受信するが、この所定周期Ｔｐ（５
ｍｓ）よりも長い時間に設定された所定時間（例えば８
ｍｓ）内に次のポーリング信号を受信しないと、アクチ
ュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する駆動信号を非駆動状態に
するように構成されており、中央制御部ＣＵは、前記通
信エラーが発生した端末制御部ＬＵ１〜５に対して前記
所定時間（８ｍｓ）内には次のポーリング信号を送信し
ないようにして前記エラー制御を実行するように構成さ
れている。即ち、中央制御部ＣＵは、前記通信エラーが
発生した端末制御部ＬＵ１〜５に対して前記所定時間
（８ｍｓ）より長い時間間隔Ｔｐ' （例えば１０ｍｓ）
でポーリング信号を送信するテスト通信を行う。

【００２８】そして、中央制御部ＣＵは、上記テスト通
信において、センサ類ＳＷからの検出信号の入力指令及
びアクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する駆動信号の出力
指令を伴わない無指令信号であるイニシャルコードを繰
り返し送信すると共に、その送信信号に応答して前記エ
ラー制御実行中の端末制御部ＬＵ１〜５から設定回数
（例えば９回）以上連続して又は設定率（例えば１０回
の通信に対して９回）以上の確率で正常な返信信号（例
えば上記イニシャルコードと同じコード）が得られた場
合に、その端末制御部ＬＵ１〜５に対して前記エラー制
御を解除して正常な通信制御を実行するように構成され
ている。

【００２９】次に、本機ブロック４に配置された端末制
御部ＬＵ１に前記通信エラーが発生した場合に、その端
末制御部ＬＵ１によって作動制御される前記刈取昇降シ
リンダ５と前記左右一対の操向用シリンダ９Ｌ，９Ｒを
作動させるソレノイドＬに対する駆動信号を非駆動状態
にする構成について説明する。尚、上記左右一対の操向
用シリンダ９Ｌ，９Ｒは、左右のクローラ走行装置３０
への動力伝達を入り切りする左右の操向用クラッチ２０
Ｌ，２０Ｒを夫々作動させるものである（図１３参
照）。図１２に示すように、刈取昇降シリンダ５は、一
対のソレノイドＬ（Ｌ１，Ｌ２）にて作動される３点制
御式の油圧シリンダ６から圧油が供給されている。各ソ
レノイドＬ（Ｌ１，Ｌ２）の駆動端子は、夫々駆動用の
トランジスターＴｒ１，Ｔｒ２の各エミッタ端子に接続
されるとともに、前記刈高手動レバー７の上昇又は下降
操作に連動してアースされる刈高手動スイッチＳ３の２
つの接点夫々に接続されている。上記トランジスターＴ
ｒ１，Ｔｒ２の各ベースに２つのアンド回路２５，２６
の出力が接続され、各アンド回路２５，２６の一方の入
力側はゲートアレイＧＡ２のポート出力端子ａ，ｂに接
続されるとともに、他方の入力側は各アンド回路２５，
２６の出力が接続されているトランジスターＴｒ１，Ｔ
ｒ２とは反対側のトランジスターＴｒ２，Ｔｒ１のエミ
ッタ端子に接続されている。尚、上記刈高手動スイッチ
Ｓ３の各接点は、ゲートアレイＧＡ２のポート入力端子
ａ' ，ｂ' に接続されている。

【００３０】又、図１２に示すように、左右一対の操向
用シリンダ９Ｌ，９Ｒは、一対のソレノイドＬ（Ｌ３，
Ｌ４）にて作動される３点制御式の油圧シリンダ１０か
ら圧油が供給されている。各ソレノイドＬ（Ｌ３，Ｌ
４）の駆動端子は、夫々駆動用のトランジスターＴｒ
３，Ｔｒ４の各エミッタ端子に接続されるとともに、前
記操向手動レバー８の左側又は右側への操作に連動して
アースされる操向手動スイッチＳ４の２つの接点夫々に
接続されている。上記トランジスターＴｒ３，Ｔｒ４の
各ベースに２つのアンド回路２７，２８の出力が接続さ
れ、各アンド回路２７，２８の一方の入力側はゲートア
レイＧＡ２のポート出力端子ｃ，ｄに接続されるととも
に、他方の入力側は各アンド回路２７，２８の出力が接
続されているトランジスターＴｒ３，Ｔｒ４とは反対側
のトランジスターＴｒ４，Ｔｒ３のエミッタ端子に接続
されている。尚、上記操向手動スイッチＳ４の各接点
は、ゲートアレイＧＡ２のポート入力端子ｃ' ，ｄ' に
接続されている。

【００３１】以上の構成において、中央制御部ＣＵは、
前記刈高自動スイッチＳ７がオンしているときには、前
記刈高設定ボリュームＳ６にて入力される刈取目標高さ
情報（設定操作量に応じて連続的に変化するアナログ検
出情報に相当する）、及び前記超音波センサＳ６の対地
高さ情報に基づいて刈取高さを目標高さに維持するため
の前記刈取昇降シリンダ５に対する適正駆動内容を判別
し、その適正駆動内容を制御データとして上記刈取昇降
シリンダ５の端末制御部ＬＵ１に送信する。そして、上
記端末制御部ＬＵ１では、受信した制御データに従って
前記ゲートアレイＧＡ２のポート出力端子ａ，ｂの一方
からＨＩＧＨ信号（オン信号に相当）が他方からＬＯＷ
信号（オフ信号に相当）が出力されて前記ソレノイドＬ
（Ｌ１，Ｌ２）のいずれか一方が駆動され、前記刈取昇
降シリンダ５が昇降作動される。但し、上記端末制御部
ＬＵ１に前記通信エラーが発生した場合には、前記ソレ
ノイドＬ（Ｌ１，Ｌ２）に対する駆動信号を非駆動状態
にするように、ゲートアレイＧＡ２のポート出力端子
ａ，ｂの両方からＬＯＷ信号が出力される。尚、このエ
ラー制御時及び上記自動制御時においても、刈高手動レ
バー７によってに基づいて、手動で刈取高さを昇降操作
することは可能であり、又、前記ソレノイドＬ（Ｌ１，
Ｌ２）の駆動状態即ち刈取昇降シリンダ５の昇降作動状
態を示す前記刈高手動スイッチＳ３のオンオフ検出信号
がゲートアレイＧＡ２のポート入力端子ａ' ，ｂ' から
得られる。

【００３２】上記と同様にして、中央制御部ＣＵは、前
記操向自動スイッチＳ８がオンしているときには、前記
刈取ブロック１に配置された端末制御部ＬＵ３から受信
した前記左右一対の方向センサＳ１，Ｓ２のＯＮ／ＯＦ
Ｆ情報に基づいて、コンバインを植立穀稈列に沿わせて
走行させるための左右一対の操向用シリンダ９Ｌ，９Ｒ
に対する適正駆動内容を判別し、その適正駆動内容を制
御データとして上記操向用シリンダ９Ｌ，９Ｒの端末制
御部ＬＵ１に送信する。そして、上記端末制御部ＬＵ１
では、受信した制御データに従って前記ゲートアレイＧ
Ａ２のポート出力端子ｃ，ｄの一方からＨＩＧＨ信号が
他方からＬＯＷ信号が出力されて前記ソレノイドＬ（Ｌ
３，Ｌ４）のいずれか一方が駆動され、前記一対の操向
用シリンダ９Ｌ，９Ｒの一方が作動する。そして、作動
した方の操向用シリンダ９Ｌ，９Ｒ側（例えば左側の操
向用シリンダ９Ｌが作動すれば左側）に機体が操向され
る。但し、上記端末制御部ＬＵ１に前記通信エラーが発
生した場合には、前記ソレノイドＬ（Ｌ３，Ｌ４）に対
する駆動信号を非駆動状態にするように、ゲートアレイ
ＧＡ２のポート出力端子ｃ，ｄの両方からＬＯＷ信号が
出力される。尚、このエラー制御時及び上記自動制御時
においても、前記操向手動レバー８によって手動で操向
操作することは可能であり、又、前記ソレノイドＬ（Ｌ
３，Ｌ４）の駆動状態即ち前記操向用シリンダ９Ｌ，９
Ｒ作動状態を示す即ち前記操向手動スイッチＳ４のオン
オフ検出信号がゲートアレイＧＡ２のポート入力端子
ｃ' ，ｄ' から得られる。

【００３３】次に、図４〜図６及び図８〜図１０に示す
フローチャートに基づいて、前記中央制御部ＣＵにおけ
る制御動作について説明する。

【００３４】図４に示すように、メインスイッチがオン
されて電源が投入されると、先ず、ＣＰＵ１のリセット
状態が解除されて制御が立ち上がる。そして、イニシャ
ライズ処理を行った後、アナログ式センサからのアナロ
グ信号及びパルス式センサからのパルス信号の入力処理
を行い、メインスイッチがオンしてから全ての端末制御
部ＬＵ１〜５の動作が安定化するのに必要な時間（例え
ば２５０ｍｓ）が経過するまでＣＰＵ２をリセット状態
（図２に示すＣＰＵ１の出力Ｐｏｒｔ３＝ＨＩＧＨ）に
維持して各端末制御部ＬＵ１〜５との通信を停止させ、
この間メータパネル（図示しない）のランプチェック処
理を行う（＃１〜＃５及び＃１２）。

【００３５】上記全ての端末制御部ＬＵ１〜５の動作が
安定化する時間が経過すると、ＣＰＵ１は、出力Ｐｏｒ
ｔ３をＬＯＷにしてＣＰＵ２のリセット状態を解除し、
ＣＰＵ２と各端末制御部ＬＵ１〜５との通信を開始させ
る（＃６）。即ち、ＣＰＵ２は各端末制御部ＬＵ１〜５
を順番に呼び出して、各スイッチＳＷのデータを受信す
る動作を前記所定周期Ｔ（例えば５ｍｓ）で繰り返し行
う（図８参照）。この所定周期Ｔでの通信の繰り返しに
よって、ＣＰＵ２が各スイッチＳＷのデータ、及び、正
常な返信データが受信できない等の各端末制御部ＬＵ１
〜５に対する通信エラー情報を十分に蓄積したと判断さ
れる時間（例えばメインスイッチオン後９００ｍｓ）が
経過すると、ＣＰＵ１はＣＰＵ２との間で８ビットのバ
スラインによって制御データの授受を行う処理を開始す
る（＃７〜＃８、図９及び図１０参照）。その後、ＣＰ
Ｕ１がＣＰＵ２とのデータの授受によってシステム全体
の状態を把握するに要する時間（例えばメインスイッチ
オン後１．５ｓｅｃ）が経過すると、ＣＰＵ１は、メー
タパネルの表示を通常状態にして、全体の制御処理を開
始する（＃９〜＃１１）。尚、ＣＰＵ１は、一定周期で
ウオッチドッグタイマールーチンを作動させており、制
御が暴走したときには、出力ポートＰｏｒｔ４から電源
ＰＳ１に指令を与えてリセット信号を出力させるように
している（図２参照）。

【００３６】ＣＰＵ１がＣＰＵ２との間で行うバス通信
では、図５に示すように、先ず、スイッチ動作のチャタ
リングの影響を除去すべく、ＣＰＵ２から複数回（例え
ば４回）のバス通信によって受け取った各スイッチＳＷ
のデータが同一のときにのみ正規のデータとするフィル
タリング処理を行ってからそのデータを記憶する（＃２
１）。次に、各端末制御部ＬＵ１〜５に対する通信エラ
ー情報を入力し、前述の確率又は回数条件で通信エラー
が発生した端末制御部ＬＵ１〜５があれば、メータパネ
ル等に警報表示する異常出力処理を行うとともに、その
端末制御部ＬＵ１〜５のアクチュエータＭ，Ｌ，Ｂに対
する駆動信号を非駆動状態にする前記エラー制御等のエ
ラー処理を行う（＃２２〜＃２３）。具体的には、上記
端末制御部ＬＵ１〜５に対するポーリング信号を正常な
通信制御時の前記送信周期Ｔｐ（例えば５ｍｓ）よりも
長い時間間隔Ｔｐ' （例えば１０ｍｓ）に変更して前記
イニシャルコードを送信するテスト通信を行うように、
ＣＰＵ２に指令コマンドを転送する。

【００３７】次に、ＣＰＵ２との前回の通信がＯＫであ
ったか否かの判断（ＳＢＵＳｅｎｄフラグの値が０であ
ればＯＫ）と、ＣＰＵ２がＣＰＵ１からの指令を待つコ
マンド待ち状態か否かの判断を行う（＃２４〜＃２
５）。そして、前回のＣＰＵ２との通信がＯＫで且つＣ
ＰＵ２がコマンド待ち状態のときには、ＣＰＵ２からの
外部割り込みの許可、ＳＢＵＳｅｎｄフラグのセット
（値を１にする）、上記ＣＰＵ２からの割り込み処理で
使用するＴＡＳＫｎｏのリセット（値を０にする）、及
び、割り込み処理の最初の部分でアドレス０の端末制御
部ＬＵ３に対する処理を実行するためのコマンドをＣＰ
Ｕ２に出力する処理を行う。一方、前回のＣＰＵ２との
通信がＯＫでないか、あるいは前回のＣＰＵ２との通信
がＯＫであってもＣＰＵ２がコマンド待ち状態でないと
きには、異常状態として、ＣＰＵ２を一定時間リセット
作動させるとともに、警報表示出力する（＃３０〜＃３
１）。

【００３８】ＣＰＵ２からの割り込みに対する処理ルー
チンでは、図６に示すように、再割り込みを禁止した
後、ＴＡＳＫｎｏ＝０から順次各ＴＡＳＫｎｏの値に応
じた処理を行い、ＴＡＳＫｎｏの値を１増やしてから次
の割り込みを許可して処理を終える。最初のＴＡＳＫｎ
ｏ＝０では、アドレス０の端末制御部ＬＵ３の入力ポー
トＡからのデータ取り込みを行い、ＴＡＳＫｎｏ＝１で
はアドレス０の端末制御部ＬＵ３の入力ポートＢからの
データ取り込みと、出力ポートＣに対する出力データの
転送処理を行う。ＴＡＳＫｎｏ＝２では、アドレス１の
端末制御部ＬＵ４に対する処理を実行するためのコマン
ドを出力する処理を行い、ＴＡＳＫｎｏ＝３では、アド
レス１の端末制御部ＬＵ４の入力ポートＡからのデータ
取り込みと、出力ポートＢに対する出力データの転送処
理とを行い、ＴＡＳＫｎｏ＝４ではアドレス１の端末制
御部ＬＵ４の出力ポート出力ポートＣに対する出力デー
タの転送処理を行う。以下、同様にして、残りのアドレ
スの端末制御部ＬＵ１〜５について、コマンド転送とデ
ータの入出力の処理を順次実行する。尚、上記フローに
おいて、出力ポートに対する出力データの転送は、ＣＰ
Ｕ１が全体の処理を開始するまで（メインスイッチオン
後１．５ｓｅｃ間）は行わない。

【００３９】そして、最後より１つ前のＴＡＳＫｎｏ＝
ｎでは、各端末制御部ＬＵ１〜５についての通信エラー
情報を要求するコマンドを転送し、最後のＴＡＳＫｎｏ
＝ｎ＋１では、上記通信エラー情報の読み込み処理を行
ってから、ＣＰＵ２との通信がＯＫであったことを示す
ためにＳＢＵＳｅｎｄフラグをリセットする（値を０に
する）処理を行う。最後のＴＡＳＫｎｏ＝ｎ＋１では、
次の割り込みを禁止した状態で処理を終えるので、以後
は、図５に示すバス処理において割り込みが許可される
までＣＰＵ２からの割り込みに対する処理は実行されな
い。

【００４０】コンバインの作動を停止すべく、メインス
イッチがオフされた場合には、図４に示すように、先
ず、ＣＰＵ２をリセットして各端末制御部ＬＵ１〜５と
の通信を停止させる（＃１３）。そして、メインスイッ
チオフ後の５ｓｅｃ間、エンジン停止用のソレノイドを
駆動してエンジンへの燃料供給を遮断するとともに、Ｃ
ＰＵ１内のＲＡＭ等のメモリに蓄積されているエラー情
報を前記メモリＭＥＭに書き込む処理を行い、５ｓｅｃ
経過すると上記ソレノイドの駆動を停止する（＃１４〜
＃１７）。

【００４１】上記メモリＭＥＭへのエラー情報の書き込
みは、エンジン停止時以外に所定時間毎に行ってもよい
が、エンジンスタータ始動時等のように電源電圧が低下
したときには誤データを書き込むおそれがあるので、電
源電圧（例えば１２Ｖ）を監視して電圧が低下している
ときには処理を行わないようにしている。尚、メモリＭ
ＥＭに書き込まれたエラー情報は、チェッカー等にて読
み出され、それに基づいて故障解析することになるが、
エラーの履歴が記録されているので、例えば一瞬の断線
等の再現が困難なエラーの解析が可能になるという利点
がある。

【００４２】次に、図７及び図８〜図１０に示すフロー
チャートに基づいて、前記各端末制御部ＬＵ１〜５にお
ける制御動作について説明する。先ず、受信データ中の
アドレスによって自己に対するポーリング信号を受信し
たか否かを判断し、自己に対するポーリング信号である
ことが判ると、さらにそのポーリング信号が前回のポー
リング信号から８ｍｓ以内に受信したものか否かを調べ
る。８ｍｓ以内であれば、スイッチＳＷからの入力要求
かアクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する出力要求かを判
断し、スイッチＳＷからの入力要求の場合には、スイッ
チＳＷからの検出信号を入力ポートを介して入力し、そ
れに基づいて返信用のセンサデータを作成する一方、ア
クチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂに対する出力要求の場合に
は、受信したデータを出力ポートを介して出力し、返信
用のＡＣＫデータを作成する。８ｍｓ以内のポーリング
信号でないときは、送信データがイニシャルコードであ
る場合はこのコードに対する返送データを作成する一
方、イニシャルコードでない場合はそのまま処理を終了
する。

【００４３】次に、上記作成したセンサデータ又はＡＣ
Ｋデータ、及びイニシャルコードに対する返送データ
を、図１１に示すように、中央制御部ＣＵからのポーリ
ング信号の終了時点に対して送信開始点までの時間ｔを
ランダムに変化させて送信する。具体的には、各端末制
御部ＬＵ１〜５のゲートアレイＧＡ２内に、ランダムデ
ータを発生するランダムデータ発生回路２３が設けられ
（図３参照）、そのランダムデータ発生回路２３のラン
ダムデータに基づいて、前記通信コントロール回路１６
が、上記ポーリング信号の終了時点から送信開始点まで
の時間ｔを設定して中央制御部ＣＵへ返信データを送信
する。

【００４４】一方、中央制御部ＣＵは、アドレス指定し
てスイッチＳＷからの入力要求やアクチュエータ類Ｍ，
Ｌ，Ｂに対する出力要求を送信した端末制御部ＬＵ１〜
５、及びイニシャルコードを送信したエラー制御実行中
の端末制御部ＬＵ１〜５からの返信データが正規データ
であるか否かを調べる。そして、１つのポーリング信号
に対して、例えばアドレス設定の誤り等によって２つの
端末制御部ＬＵ１〜５からＡＣＫデータが返信される場
合には、ある時間差で返信された２つの信号が重なっ
て、アドレスコード、ＡＣＫデータ及びＣＲＣコードが
正規のものでなくなり、又、データ長も正規のデータ長
より長くなることから、返信データが正規データと異な
ることを検出し、その端末制御部ＬＵ１〜５との通信に
おいて通信エラーが発生したと判断する。尚、テスト通
信では、上記ＡＣＫデータがイニシャルコードになるこ
とを除いて、上記と同様にして、返信データが正規デー
タであるか否かによって通信エラーの発生を判断する。

【００４５】〔別実施例〕 次に、別実施例を説明する。上記実施例では、中央制御
部ＣＵと各端末制御部ＬＵ１〜ＬＵ５とが、有線式の通
信手段Ｔを介して多重通信するものを示したが、多重通
信ではなく、例えば、中央制御部ＣＵが、各端末制御部
ＬＵ１〜ＬＵ５との間に設けた個別の通信手段Ｔを介し
て個別に通信するようにしてもよい。

【００４６】又、上記実施例では、中央制御部ＣＵと各
端末制御部ＬＵ１〜ＬＵ５とが、ポーリングセレクティ
ング方式にて例えば各端末制御部ＬＵ１〜ＬＵ５に対す
るアドレスを指定していずれの端末制御部ＬＵ１〜ＬＵ
５に対する通信かを区別しながら時分割多重方式により
通信するものを示したが、時分割多重方式ではなく周波
数多重方式により、各端末制御部ＬＵ１〜ＬＵ５に対し
て異なる周波数の伝送信号で通信させるようにしてもよ
い。又、時分割多重方式で多重通信する場合も、ポーリ
ングセレクティング方式以外の方式が可能である。

【００４７】上記実施例では、スイッチ式に構成された
センサ類ＳＷとして、左右一対のＯＮ／ＯＦＦ式の方向
センサＳ１，Ｓ２、刈高手動スイッチＳ３、及び、操向
手動スイッチＳ４について具体構成を示したが、これ以
外のスイッチ式のセンサ類ＳＷについても同様に構成さ
れる。又、二値情報であるオンオフ駆動信号にて駆動さ
れるアクチュエータ類Ｍ，Ｌ，Ｂの具体例として、刈取
部の昇降及び操向操作のための油圧回路制御用のソレノ
イドＬの場合について示したが、これ以外の電動モータ
Ｍ、ソレノイドＬ、警報ブザーＢ等についても同様にオ
ンオフ駆動信号にて駆動される。

【００４８】又、上記実施例では、中央制御部ＣＵに直
接接続するアナログ式のセンサ類として、刈高設定ボリ
ュームＳ５について示したが、これ以外のアナログ式の
センサ類を設けてもよい。

【００４９】上記実施例では、有線式の通信手段Ｔを、
ＲＳ４８５の規格を利用して構成したものを示したが、
これ以外の各種規格の有線式の通信手段が利用できる。

【００５０】上記実施例では、本発明をコンバインに適
用したものを例示したが、これ以外の自動あるいは手動
走行式の各種作業車に適用することができる。

【００５１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの制御構成の全体を示すブロック図

【図２】コンバインの制御構成を示す回路図

【図３】通信用ＩＣの回路構成図

【図４】中央制御部での制御作動を示すフローチャート

【図５】中央制御部での制御作動を示すフローチャート

【図６】中央制御部での制御作動を示すフローチャート

【図７】端末制御部での制御作動を示すフローチャート

【図８】中央制御部及び端末制御部での制御手順の説明
図

【図９】中央制御部及び端末制御部での制御手順の説明
図

【図１０】中央制御部及び端末制御部での制御手順の説
明図

【図１１】通信制御でのポーリングセレクティング信号
の波形図

【図１２】刈取昇降制御及び操向制御の構成を示す説明
図

【図１３】コンバインの前部側の概略平面図

【図１４】コンバインの前部側の概略側面図

【符号の説明】

ＣＵ 中央制御部 ＬＵ１〜ＬＵ５ 端末制御部 Ｔ 通信手段 Ｍ，Ｌ，Ｂ アクチュエータ類Ｓ５ アナログ式センサ類

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末吉 康則 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (72)発明者 嶋野 雅彦 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (72)発明者 安東 寛通 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (72)発明者 田中 秀明 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 昭48−91532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−181941（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−58232（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央制御部（ＣＵ）と機体各部に分散配
   置される複数個の端末制御部（ＬＵ１〜ＬＵ５）とが、
   有線式の通信手段（Ｔ）を介して通信可能に接続され、
   前記端末制御部（ＬＵ１〜ＬＵ５）が、制御情報検出用
   のセンサ類からの検出信号の入力及びその入力データの
   前記中央制御部（ＣＵ）への送信、並びに、前記中央制
   御部（ＣＵ）からの制御データの受信及びその受信デー
   タに基づくアクチュエータ類（Ｍ，Ｌ，Ｂ）に対する駆
   動信号の出力を実行し、前記中央制御部（ＣＵ）が、前
   記端末制御部（ＬＵ１〜ＬＵ５）からの送信データに基
   づいて、前記各端末制御部（ＬＵ１〜ＬＵ５）のアクチ
   ュエータ類（Ｍ，Ｌ，Ｂ）に対する適正駆動内容を判定
   して、その適正駆動内容を前記制御データとして送信す
   るように構成された作業車用の制御装置であって、 前記中央制御部（ＣＵ）と前記各端末制御部（ＬＵ１〜
   ＬＵ５）とが、スイッチ式に構成された前記センサ類か
   らのオンオフ検出信号又は前記アクチュエータ類（Ｍ，
   Ｌ，Ｂ）駆動用のオンオフ駆動信号である二値情報のみ
   を通信データとして送受信するように構成され、 前記中央制御部（ＣＵ）に、アナログ式の前記センサ類
   が、そのアナログ検出信号を直接入力するように、直接
   接続されている作業車用の制御装置。
2. 【請求項２】 前記中央制御部（ＣＵ）は、ポーリング
   セレクティング方式にて前記各端末制御部（ＬＵ１〜Ｌ
   Ｕ５）と通信を実行するように構成されている請求項１
   記載の作業車用の制御装置。