JP3601047B2 - 作業機械の制御用コントローラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業、建設、工作用等、車両や設置式の作業機械の制御用コントローラの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、設定器とセンサとアクチュエータが接続され、内部に読み書き可能な記憶装置を有し、且つこの記憶装置には前記センサの基準値を格納している制御用コントローラがあった。例えば、特願平７−２２５５４２号では、耕深設定器とリヤカバーセンサと作業機の昇降シリンダを作動させる切替制御弁のソレノイドを接続したトラクタの制御用コントローラが当出願人により示されている。そして、このコントローラは、ＥＥＰＲＯＭを内蔵し、このＥＥＰＲＯＭに対して携帯用の管理端末機から内部の制御プログラムを繰り返し書き替え可能に構成して、制御用コントローラの汎用性を高めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような制御用コントローラを有する作業機械を生産する場合、これに接続するセンサ、或いはアクチュエータは、夫れ夫れの個体差のためにそのセンサの基準値やアクチュエータの出力値が個々に微妙に異なり、作業機械を生産するときには、一度、仮のセンサ基準値、或いはアクチュエータの出力値の書き込みを行い、その後作動状況を確認しながら何度もこれらの値を適切なものに調節しなくてはならなかった。しかしながら、従来の制御用コントローラの管理端末機等の基準値調整装置は、この調節時に制御用コントローラとの接続を解除しないとアクチュエータが作動しないために、このアクチュエータ作動の確認時の接続、脱却のために手間と時間が掛かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題を解消するために、次のような技術的手段を講じた。即ち、ダイヤル式設定器１とセンサ２とアクチュエータ３Ｌ，３Ｒが接続され、内部に読み書き可能な記憶装置４を有し、且つこの記憶装置４には前記ダイヤル式設定器１のダイヤル位置に応じたアクチュエータ３Ｌ，３Ｒへの出力値を格納している作業機械の制御用コントローラ５において、
前記制御用コントローラ５に、携帯式の外部通信機器５５との通信インターフェース３３を設けると共に、
同制御用コントローラ５の電源オン時に、前記外部通信機器５５との接続状態を判定し、この通信機器５５が接続状態である場合には、同通信機器５５が前記記憶装置４に記憶された前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる実行モードであるか、若しくは前記外部通信機器５５から前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値を受信しこの受信された値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる調整モードであるかを判定する判定手段を設けていることを特徴とする作業機械の制御用コントローラとした。
【０００５】
【発明の作用、効果】
以上のように構成された制御用コントローラでは、作業機械側のコントローラの電源を入れると、外部通信機器５５との接続状態を判定し、これが接続されていると、続けて同機器５５の設定モードが判定される。その際、前記外部通信機器５５が実行モードに設定されていると、前記記憶装置４に記憶された前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる。また調整モードに設定されていると、前記外部通信機器５５から前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値を受信しこの受信された値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる。
【０００６】
これにより、従来のアクチュエータの出力値を書き込んだり、調整するときの制御用コントローラ５と外部通信機器５５との接続、脱却の手間と時間を省略することができる。
【０００７】
【実施例】
以下、この発明の実施例を農用トラクタ（以下トラクタ１０）に設けられた制御用コントローラの基準調整装置について説明する。
最初に、トラクタ１０について説明すると、トラクタ１０は、機体前部のボンネット１６内にエンジン１１を載置し、このエンジン１１からクラッチハウジング、ミッションケース１２、及びリアミッションケース１３等を一体的に連結して主要部とし、この車体の前部に左右一対の前輪１４，１４を設け、車体の後部に左右一対の後輪１５，１５を設けている。そして、エンジン１１の回転動力を、クラッチハウジング内の主クラッチで断続し、ミッションケース１２内の前後進切換装置７で回転方向を正転に切り替え、主変速装置８と副変速装置９とで適宜減速し後輪１５，１５へ回転動力を伝達すると共に、前輪駆動伝達装置２７を介して前輪１４，１４へも伝達可能に構成している。また、後輪１５には、後述するブレーキ装置１７が設けられている。後輪１５の前方から上方にかけてはフェンダー１８で覆われており、フェンダー１８，１８の間に操縦席１９が設けられている。フェンダー１８の横側方には、旋回制御装置をオンオフする旋回制御スイッチ２０と、ダイヤル式のブレーキ圧設定器１が設けられ、この設定器１によりブレーキ圧を８段階に設定可能にしている。また、操縦席１９の下方には制御用コントローラ５が設けられている。
【０００８】
前記ボンネット１６の後方には、ハンドルポスト２１が設けられ、この上部にハンドル２２が設けられている。このハンドル２２の回動操作により前記前輪１４，１４を繰向する構成となっている。またハンドル２２の回動基部にはハンドル切角センサ２が設けられ、作業者のハンドル操作を電気的に検出してコントローラ５へ送信する構成となっている。また、ハンドル２２の下方でハンドルポスト２１の左側面部には、前後進切換装置７を切り替える前後進切換操作レバー２４が突出して設けられている。
【０００９】
前記制御用コントローラ５は、内部にＲＡＭ機能を有するマイクロコンピュータ３０と、読み書き可能な記憶装置としてＥＥＰＲＯＭ４と、ＲＯＭ３１と、通信インターフェース３３と、入力インターフェース３４と、出力インターフェース５１とを有した構成となっている。そして、入力インターフェース３４には、旋回制御スイッチ２０とブレーキ圧設定器１とハンドル切角センサ２を接続し、出力インターフェース５１には、左右夫れ夫れの後輪ブレーキ装置１７，１７を作動させる比例圧力制御弁のソレノイド３Ｌ，３Ｒが接続されている。前記ＲＯＭ３１には、ＥＥＰＲＯＭ４に対しての読み込み処理、書き込み処理、後述する基準値調整装置５５との通信処理等のプログラムが格納されている。
【００１０】
次に、ブレーキ装置１７について説明する。左右夫れ夫れの後輪１５を駆動する駆動軸３９の延長上には、ブレーキディスク４０が設けられている。そして後輪ブレーキ作動する方法としては、作業者が前記左右のブレーキペダル４１Ｌ，４１Ｒを踏む場合と、コントローラ５の指令により油圧回路の前記ブレーキを作動させる比例圧力制御弁を開放してブレーキシリンダ４２Ｌ，４２Ｒを作動させる方法がある。前者の場合は、前記左右ブレーキペダル４１Ｌ，４１Ｒは、ロッド等のリンク機構を介して前記ブレーキディスク４０に接続され、同ペダル４１Ｌ，４１Ｒの踏み操作によってブレーキディスク４０が圧着しブレーキ装置１７，１７が作動する。また、後者の場合は、コントローラ５の通電により前記リンク機構に設けられたブレーキシリンダ４２Ｌ，４２Ｒのピストンを伸縮して、前記リンク機構を押引操作しブレーキディスク４０を圧着させる仕組となっている。
【００１１】
トラクタ１の機体後部には油圧シリンダ４５の伸縮によって上下揺動するリフトアーム４６，４６を設け、トップリンク５０と左右ロアリンク５１，５１とからなる三点リンク機構を設けている。そして、このリフトアーム４６，４６と３点リンク機構を連結して、これにロータリー作業機４７を装着している。
ブレーキ装置１７を作動する制御装置の一例として旋回制御装置について説明する。圃場作業中、旋回制御装置の旋回制御スイッチ２０をオンにした状態で、枕地にかかり作業者がハンドル２２を切ると、前記ハンドル切角センサ２によりこの操作角度が検出され、予め設定された角度以上になると、コントローラ５により前記ブレーキ圧設定器１のダイヤル値に応じたブレーキ圧で旋回内側後輪１５のブレーキ装置１７が作動する。これにより、ハンドル操作とブレーキ操作などを同時に行うといった従来の煩雑な旋回操作を軽減している。
【００１２】
一方、基準調整装置５５は、携帯式に構成され、その内部に、マイクロコンピュータ５６と、ＲＯＭ５７と、ＲＡＭ５８と、通信インターフェース５９と、メモリーカード挿入ユニット６０と、複数の入力スイッチ６６…を接続する入力インターフェース６１、液晶画面６４を接続する出力インターフェース６２を有する構成となっている。前記通信インターフェース５９よりＲＡＭ５８やメモリーカード６３に格納された各種センサの基準値等の情報を送信したり、接続機器から情報を受信して記憶できる構成となっている。そして、作業者は、センサ基準値の調整時に、このセンサの基準値と基準値調整プログラムを格納したメモリーカード６３を挿入ユニット６０に挿入し、入力スイッチ６６を押しながら液晶画面６４に映された基準値を調整する。
【００１３】
以上のように構成されたトラクタ１に対して、図５のフローチャートの手順でセンサの基準値調整を行なう。
最初の準備として、基準値調整装置５５とトラクタ１０の制御用コントローラ５を、互いの通信インターフェース３３，５９を通信ケーブル６５を介して接続する。そして、作業者は、基準値調整装置５５に前記メモリーカード６３をセットして電源をオンする。また、トラクタ１０の電気系もオンする。
【００１４】
そして、トラクタ１０のコントローラ５では、電源のオンと共にＳＴＥＰ１で、各種センサ、スイッチ類の状態を読み込み、ＳＴＥＰ２で、外部機器、即ち基準値調整装置５５との接続状況を判定する。ここで、基準値調整装置５５が接続されていれば、ＳＴＥＰ３で、基準値調整装置５５のモードが判定され、ここで調整モードであれば、ＳＴＥＰ４、５で、トラクタ１０に装備されたアクチュエータを作動させると共に、制御用コントローラ５は、基準値調整装置５５の基準値を受信してこの受信データをもとに制御を作動させる。例えば、前記ハンドル切角センサ２Ｓでは、この中立位置を調整して前記旋回時のブレーキ作動開始の設定角度を調整する。また、ＳＴＥＰ２で基準値調整装置５５が接続されていないときや、ＳＴＥＰ３で、基準値調整装置５５のモードが実行モードのときは、トラクタ１０のＥＥＰＲＯＭ４に記憶しているセンサの基準値で制御を作動させる。そして、ＳＴＥＰ６で、センサ基準値の調整が完了して適切な作動確認がなされた後、ＳＴＥＰ７で、基準値調整装置５５で指定した基準値をトラクタ１０のＥＥＰＲＯＭ４に書き込む構成となっている。この調整はＳＴＥＰ１０の終了確認が終わるまで、ＳＴＥＰ３から９までをループする構成となっている。
【００１５】
このように、基準値調整装置５５を携帯式に構成したので、圃場のような大型の装置を持ち込めない場所であっても手軽に基準値の書き替え調整が可能となり、また、各圃場条件やユーザの希望等に応じて任意に設定可能である。また、基準値調整装置５５とトラクタ１０の制御用コントローラ５を接続したまま、モードを切り替えるだけで、センサの基準値を調整可能であるので、従来のようにセンサ基準値の確認時に制御用コントローラ５と基準値調整装置５５を接続したり外したりする面倒な操作が不用となる。
【００１６】
次に、前記外部通信機器５５を用いて、この発明のアクチュエータの出力値を調整する実施例を説明する。前記ブレーキ装置１７を作動させる比例圧力制御弁は、生産時の個体差によりソレノイドに同電流を流しても、個々の制御弁の開度が微妙に異なり、さらリンク機構の接続状態などの微妙な相違等の要因からブレーキ圧は、個々のトラクタ、または後輪左右それぞれにより異なるという課題が有った。そこで、この基準値調整装置５５においては、ブレーキ設定ダイヤル１を切り換えて制御する際にどのダイヤル位置においても適切なブレーキ力が確保できるように次のような、アクチュエータの出力基準値も調整可能にした。
【００１７】
図６のフローチャート図に則して説明すると、ＳＴＥＰ１では、各種センサやスイッチと共に、前記ブレーキ圧設定ダイヤル２６のダイヤル位置を読み込む。そして、ＳＴＥＰ２で、基準値調整装置５５との接続が判定され、ＳＴＥＰ３でモードの判定が行われる。そして、基準値調整装置５５が接続され、且つブレーキ圧の調整モードであれば、ＳＴＥＰ４、５、６で前記ハンドル切り操作によりブレーキ作動要求が有ったとき、基準値調整装置５５から受信する設定ダイヤル２６に応じた出力値でブレーキ装置１７が作動される。そして、ＳＴＥＰ７で、作業者に対してこのブレーキ圧が適当であるかどうかの判定を促し、ＹＥＳの時には、ＳＴＥＰ８で、コントローラ５のＥＥＰＲＯＭ４へ前記出力値を書き込む。そして、ＳＴＥＰ９で１〜８まで各ダイヤル値をすべて調整終了するまで、ＳＴＥＰ３と９までの間をループする。また、前記ＳＴＥＰ２で、基準値調整装置５５が接続されていなかったり、ＳＴＥＰ３で、ブレーキ圧の調整が実行モードであれば、ＳＴＥＰ１０、１１でブレーキ作動の出力要求があったときに、前記ＥＥＰＲＯＭ４に格納されているブレーキ設定ダイヤル１のダイヤル位置に応じた出力値が出力される。
【００１８】
このように、基準値調整装置５５で、センサの基準値と同様にアクチュエータである比例圧力制御弁の出力値を調整可能に構成したので、個体差の有る比例圧力制御弁を取り付けてトラクタ１０を生産しても、規格の統一された制御装置を構成することがきる。また、前記センサの基準値と同様に、この基準値調整装置５５を接続したままで、この出力値を調整可能なので調節時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
前記ブレーキ制御装置１７を利用してトラクタ１０の傾斜地での転がりを防止する技術について説明すると、前記トラクタ１０の前輪駆動伝達装置２７は、油圧クラッチ式の装置でありコントローラ５の通電指令によって油圧回路の切換制御弁が切り替わり、伝達側のクラッチ板と被伝達側のクラッチ板が圧着する構成となっている。この油圧クラッチの被伝達のクラッチ板と一体に回転するギヤには、回転方向検出手段である回転センサ２８が設けられている。そして、前記油圧クラッチが圧着されていないときには、前記回転センサ２８は、前輪１４，１４の地面からの突き廻り方向を検出する構成となっている。また、前記前後進切換操作レバー２４は、ハンドルポスト２１内のブラケット２９に前後方向に回動自在に設けられている。そして、前進と後進の操作位置に夫れ夫れスイッチ接点が設けられ、レバー２４を前方へ押し込むと前進スイッチ７２がオンされ、後側に引くと後進スイッチ７３がオンされ、前進と後進位置の中心付近にレバー５を位置させると両スイッチ７２，７３はオフとなその位置に保持される構成となっている。そして、このスイッチ７２，７３のオンオフは、コントローラ５へ送信される構成となっている。
【００２０】
そして、図８のようなフローで転がりを防止する。最初にトラクタ１０の電気系統がオンされると共にＳＴＥＰ１で、各種センサ、スイッチ類の読み込みが行われる。そして、ＳＴＥＰ２で、前後進スイッチ７２，７３のオンオフで、前後進切替操作レバー２４の操作位置が判定される。ここで、この操作位置が前進であればＳＴＥＰ３へ進み、回転センサ２８より前輪１４の回転方向が検出される。そして、ＳＴＥＰ４で、この回転方向が後回転であれば、車体が後へ転がっていると判定して、ＳＴＥＰ５で、左右後輪１５の前記ブレーキ装置１７を同時作動させる。また、ＳＴＥＰ２で、前後進切替操作レバー２４の操作位置が後進位置であれば、前輪の回転方向が前回転の時に、ＳＴＥＰ８で前記ブレーキ装置１７を同時作動させ、また、ＳＴＥＰ２で、前後進切替操作レバー２４の操作位置が中立であれば、前後の方向に関わらずギヤ回転が検出されると、ＳＴＥＰ１１で、前記ブレーキ装置１７を同時作動される。
【００２１】
トラクタ１０は、複数の変速装置の一つを中立に位置した状態では、エンジン１１からの回転動力が駆動輪へ伝達されないものであるため、この状態で作業者が発進時にパーキングブレーキを解除したときでも車体の不測な転がりを防止することができる。また、停車時においてパーキングブレーキの効き具合があまいときに車体の転がりを防止することができる。
【００２２】
また、ブレーキ制御装置１７を利用する制御装置の別実施例として、図９のように前記ブレーキ装置１７のリンク機構の中間部にストロークスイッチ７０を設け、ブレーキペダル４１Ｌ，４１Ｒの踏み込み操作を検出して、この踏力をサポートする構成としても良い。即ち、作業者がブレーキペダル４１をスプリング７４の付勢力以上に踏み込むと、ストロークスイッチ７０がオンとなる。このスイッチ７０のオンを検出して、コントローラ５は前記比例圧力制御弁のソレノイド３に通電してブレーキ装置１７を作動させる。そして、作業者がブレーキペダル４１の踏み力が軽減され、スイッチ７０がオフとなると通電が停止される。
【００２３】
これにより、作業者のブレーキ要求が直接検出でき、操作に不慣れな婦子女や高齢者であっても、ブレーキ装置１７の補助力が掛かることになるので長時間に及ぶ旋回ブレーキ操作を軽い力でブレーキ力を保持することができる。
尚、特許請求の範囲に実施例の構成に対応する部材の符号を付すが、この符号によりこの発明を実施例の構成に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】コントローラと基準調整装置の接続時のブロック図。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】トラクタの伝動機構図。
【図４】コントローラと基準調整装置の接続図。
【図５】センサ基準値調整時のフローチャート図。
【図６】ブレーキ出力調整時のフローチャート図。
【図７】前後進切替操作レバーの回動基部の図。
【図８】転がり防止装置の制御フローチャート図。
【図９】別実施例におけるブレーキ装置の図。
【符号の説明】
１ ブレーキ圧設定器
２ ハンドル切れ角センサ
３Ｌ １７を作動させる比例圧力制御弁のソレノイド
３Ｒ １７を作動させる比例圧力制御弁のソレノイド
４ ＥＥＰＲＯＭ
５ 制御用コントローラ
１７ ブレーキ装置
５５ 基準値調整装置

Claims (1)

1. ダイヤル式設定器１とセンサ２とアクチュエータ３Ｌ，３Ｒが接続され、内部に読み書き可能な記憶装置４を有し、且つこの記憶装置４には前記ダイヤル式設定器１のダイヤル位置に応じたアクチュエータ３Ｌ，３Ｒへの出力値を格納している作業機械の制御用コントローラ５において、
   前記制御用コントローラ５に、携帯式の外部通信機器５５との通信インターフェース３３を設けると共に、
   同制御用コントローラ５の電源オン時に、前記外部通信機器５５との接続状態を判定し、この通信機器５５が接続状態である場合には、同通信機器５５が前記記憶装置４に記憶された前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる実行モードであるか、若しくは前記外部通信機器５５から前記ダイヤル設定器１のダイヤル位置に応じた出力値を受信しこの受信された値に基づいてアクチュエータ３Ｌ，３Ｒを作動させる調整モードであるかを判定する判定手段を設けていることを特徴とする作業機械の制御用コントローラ。

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