JPH0784144B2 - 車両運転性能モニター装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は車両運転性能モニター、特に、独占的ではな
いが、農業用及び工業用のトラクタ、コンバインなどに
用いるモニターに関する。

車両運転費用が常に増大する現在の環境においては、運
転者に車両のより効果的に費用を使う運転を確実にする
ことができるように車両運転性能をより詳細にモニター
する設備が益々要求される。

（発明の開示） 本発明の目的は農業用トラクタなどの車両に使用するの
に特に適している車両運転性能モニターの改良形式を提
供することである。

このようにして本発明によれば車両の複数個の運転パラ
メータを表示する車両運転性能モニターが得られ、前記
装置は車両の運転性能を示すデータを感知するセンサ装
置と、前記データを処理して前記パラメータ値を提供す
る処理装置と、前記パラメータ値を表示する表示装置
と、どの運転パラメータが表示装置に表示させるかの選
択と、処理装置による処理手順の開始とを含む装置の運
転を制御する運転者の指令装置とを有し、この装置は前
記パラメータに関する運転性能情報を記憶する記憶装置
を含むことにより、且つ前記処理装置は運転者の指令装
置の予め決められた運転に応答して、多くの前記パラメ
ータの各々に対する運転パラメータが前記記憶装置に基
準値として記憶されるように配設されているので、引続
いて装置が比較モードで操作されたときに、前記１個又
はそれ以上のパラメータ（以後比較モードパラメータと
して参照される）の現在の運転性能値が前記処理装置に
よって処理され、前記表示装置にそれぞれの基準値の比
率として表示されることにより特徴づけられる。

記憶された基準値は運転者の指令装置の予め決めた運転
に対応する処理装置により、例えば２秒の時間の間にわ
たり適当するセンサから来る性能データの平均値をとる
ことにより、発生されることが考えられる。

このことはセンサから来るデータにおける短期間変動に
よる見せかけの読みを防ぐ。

記憶装置は好都合に比較モードパラメータの最後に発生
された及び又は現在の基準値が記憶されている記憶位置
（以後基準テーブル記憶位置として参照される）と比較
モードパラメータの運転性能パラメータ値が、新しい組
の基準値を発生する間、蓄積又は一時的に記憶する別の
記憶位置（以後スクラッチテーブル記憶位置として参照
する）とを含んでいる。

好ましい配設において運転者が新しい組の基準値を発生
し始めるためには、運転者は新しい基準値が偶然に発生
されないように、例えば２秒と云うような大事な開始時
間の間指令装置（例えばボタンをおしている）の与えら
れた操作を連続して維持する必要がある。

こうして新しい基準値を発生させるために運転者は指令
装置を２秒間操作し、運転者がこの指令装置を操作し続
けた時、この２秒の期間の終りに、装置は比較モードパ
ラメータの平均値を発生するために次の２秒期間にわた
りセンサをサンプリングすることにより新しい基準値の
作成を始める。こうして新しい基準値の完全な発生に
は、新しい基準値が将来使うために基準テーブル記憶場
所にコピーされる時、終る迄に４秒かかる。

以上から明らかなように、もし運転者が上記の４秒期間
の完了前に指令装置を開放するならば、内しい基準値の
作成は始まらないか始まっても完了しない。何れの場合
でも、更に詳しく以下に論ずるように、装置は前に作成
された基準値を使い続ける。

都合よく、モニター装置は新しい基準値の再作成が完了
すると直ぐに装置は自動的に比較モードで作動するよう
構成することができる。装置は運転者の指令装置により
比較モードパラメータの現在の値が基準値に比較して
（例えば百分率として）表示される比較モードと、凡て
の表示パラメータの実際の現在値が表示される通常のモ
ードとの間で切換えられる。

農業用トラクタに適用される本発明による典型的な設備
において、比較モードの運転性能パラメータの例は： 車両速度 作業面積当りの燃料消費 時間当りの燃料消費 時間当りの作業面積 エンジン速度 出力シャフト回転速度 こうして例えば、運転者が農業用トラクタを現地で使用
していて、上に表記した比較モードパラメータの一つ又
はそれ以上を、例えばスロットルの開口又は歯車比の変
更についての効果を知ろうと思えば、運転者は； 1. 運転者の指令装置の前記予め定められた操作を行っ
て、比較モードパラメータの基準値を前記記憶装置に記
憶させる。

2. スロットルの設定又は歯車比を望むように変更す
る。

3. 比較モードパラメータの現在値を比較モードで表示
装置上に見る。これらの現在値は基準値の割合（例えば
百分率）として表示される。

こうして、もし例えば、スロットル開口及び又は歯車比
の変更の効果が、例えば５％だけ時間当りの燃料消費を
増加されることであったならば、時間当りの燃料消費の
パラメータが運転者により表示されるように選定されて
いるならば表示装置には「r 105」が表示される。

〔「ｒ」は装置が比較モードで運転されていることを示
し、警告をする、又105は燃料／時間が記憶された参考
値の105％であることを示し、ディスプレーの中にr105
が表示された結果としては何も起らない。これはオペレ
ーターに彼が必要とする情報を与える表示であって、こ
の場合にはトラクターが今や効率的に運転されておらず
オペレーターは以前のスロットルの調整位置又は以前の
変速比にもどすことを考えるべきであることを示してい
る〕。明らかにそのような情報は運転者に対してトラク
タの経済運転を確実にするのに非常に貴重な道具であ
る。

（図面の説明） 農業用トラクタに使用されるモニター装置に適用される
本発明の一実施例が、添付の図面を参照して説明される
が、その図面において、 第１図は本発明によるモニター装置を備えた農業用トラ
クタの図式表示であり、 第２図はモニター装置の主ユニットの拡大外観図であ
り、 第３図は主ユニットのハードウエアのブロック線図、 第４図は比較モードの運転性能パラメータの基準値の再
計算に使用されるロジックループを示すフローダイヤグ
ラムであり、 第５図はモニター装置の各部分の作動シーケンスを時間
ベースで図式に表示したものである。

第１図を参照すると、トラクタ10は前車輪サポート11、
エンジンブロック12、クラッチハウジング13、ギヤボッ
クスハウジング14及び後車軸ハウジング15によって構成
される一連の鋳物の配設から作られたシャシを含む。シ
ャシはそれぞれ前と後の車輪16と17に支持され、キャブ
18、エンジンフード19及び連結器制御システム（図示さ
れていない）によって制御される後部三点連結器９を有
する。

モニター装置は主ユニット20と多数の運転性能センサ21
から25までを有する。示された例では、主ユニット20は
垂直なキャブ柱の一つの内側に取り付けられているが、
ユニット20はトラクタ運転者に都合のよいどの場所にも
取り付けられ得ることが認められる。

説明される特定の例において、センサは以下の要因を直
接示すデータを提供する：センサユニット 要 因 21 エンジン速度 22 実際の車両速度 23 理論的車両速度 24 出力シャフト回転速度 25 燃料の流量 使用されるセンサの実際の型式は、本発明の部分を形成
していないけれども、適当なセンサの例をここに簡単に
論ずる。

センサ21は電磁形式で、フライホイール／クラッチユニ
ット27のスターリング上の歯26に隣接して置かれてお
り、歯26がセンサを通過するときに、フライホイールの
回転速度、従ってエンジン速度に比例する周波数の信号
がセンサによって発生される。

センサ22はドップラレーダーユニットでそのビームは下
方へ傾斜する姿勢で指向され、既知の方法で車両の地面
上の実際速度に比例する周波数の信号を与える。

センサ23と24はセンサ21と同様な電磁型式で、それぞれ
クラウン車輪歯28と出力シャフト駆動歯車の歯29とに関
連しそれでそれぞれ後駆動車輪17の実際の回転速度（即
ち車両の理論的速度に比例する）と出力シャフト回転速
度と比例する信号を与える。

燃料流量センサ25は電磁型式で、そのセンサの燃料タン
ク30aから燃料配管30に配置された小さいタービン要素
の回転速度が測定されて燃料の流量に比例する信号を与
える。代案として、デイーゼルエンジンの場合には、デ
イーゼル燃料噴射ポンプの各種部品の運動速度がモニタ
ーされて燃料流量に比例する信号を提供することができ
る。

センサ21から25まではそれぞれ配線31から35までを経由
して主ユニット20と連結されている。主ユニット20の外
観は第２図に拡大して示されている。

ユニット20は外観に４デイジットの液晶表示器35と各々
が固有の題目を持って液晶表示器に表示される運動パラ
メータを示す発光ダイオード36の垂直列の形になったデ
イスプレー手段を有する。

第２図は農業用トラクタに対する適用においてモニター
されるパラメータの典型的な選択を示している。

このユニットはリセットボタン37と回転ノブ38との形で
運転者の指令手段を設けられている。ボタン37とノブ38
とはモニター装置の多機能制御を構成し、そのモニター
装置は本発明に関連して以下に記載する機能の外に、運
転者が次のような他の機能を実施することができるよう
にする。

（１） 与えられた表示パラメータに蓄積されたデータ
を零又は何か他の正の値に再設定すること。

（２） あるパラメータの警告の限界点（例えば警告を
与える又は修正行動が取られる滑りのレベル）として使
用されるべき与えられた運転性能基準値を設定するこ
と。

（３） モニター装置によって行われる計算に、ある表
示パラメータ（例えば作業面積当りの燃料消費）を計算
するのに必要なデータ（例えば用具巾）を入力するこ
と。

主ユニット20のハードウエアは第３図に図式で示されて
おり、極めて自明である。ユニットの心臓部にマイクロ
プロセッサ40とその関連のプラム42とから成る処理手段
とがある。プロセッサ40は母線41を経由してプラム42と
ラム43とに連通している。

ラム43は、以下に参照する通り、基準テーブル記憶位置
44とスクラッチテーブル記憶位置45とを含んでいる。

プロセッサ40も、又母線46を介してセンサ21から24まで
から来る信号を、プロセッサ40によって読み取り処理さ
れることができる信号に、変換するセンサインターフエ
ース47と連通している。リセットボタン37と制御38とは
スイッチ入力ボックス48として第３図に図式で示されて
いる。

液晶表示器出力35と発光ダイオード指示光36とは、母線
49を介してプロセッサ40と連通する出力ボックス50によ
り第３図に図式で示されている。

運転性能モニターのハードウエアはモニターの回路の色
々な部分によって必要とされる多種類の電圧用の端子を
有するパワーサプライ53によって完全なものとなる。

記載されているトラクタ運転性能モニターの特性の説明
には、次の比較モード運転性能パラメータが設けられて
いる： 車両速度： 地面に対する実際のスピードでマイル/mile時又はkm/時
でセンサー22によって計測されるものである。

作業する面積当りの燃料消費： 作業場の単位面積の作業に消費される燃料であって、ト
ラクターが売られているマーケットに依存して、この単
位は、 英ガロン／エーカー、米ガロン／エーカー又はリットル
／ヘクタールである。消費された燃料は燃料流量センサ
ー35と全体の時間から計算される。作業された領域は走
らされた距離と用意された工具の巾を用いて計算される
ものである。

時間当りの燃料： 作業時間当り消費された燃料で、 英ガロン／時又は米ガロン／時である。

時間当りの作業面積： １時間当りの作業面積のこと。

エンジン速度： センサー21によって計測される、単位毎分回転数のこ
と。

出力シャフト速度： センサー24によって計測される、PTO出力シャフト速度
単位、毎分回転数のこと。

明らかなように、これらの比較モードパラメータ（及び
実際には非比較モードパラメータも）は基本的に二つの
型式がある。センサが表示されるべきパラメータ（例え
ば車両速度と出力シャフト速度）に比例する信号を与
え、処理手段はセンサ信号を表示できる読みに変える以
上のことをしない第一型式と、処理手段が又ある数学的
計算をするように要求され、及び又は一つのセンサ信号
以上を操作する第二型式〔例えば処理手段が燃料消費数
字を与える外に、走行した距離を示すデータ（レーダー
ユニット22からの信号から導き出される）と使用される
道具の巾（これは上記に簡単に参照した、運転者による
入力である。）とから作業面積を計算するように要求さ
れる「作業面積当りの燃料消費」〕とである。

一つ以上のセンサ信号を処理し、数学的計算を行う処理
手段を必要とする運転性能パラメータの他の例は、車輪
の滑りのパラメータで、これは実際の車両速度と、既知
の方法での理論的車両速度信号とに基づく計算を実施し
て、例えば、百分率の車輪の滑りの表示能力を与える処
理手段を必要とする車輪の滑りのパラメータである。

上述の型式のトラクタ運転性能モニターの運転を次に第
４図と第５図とを参照して記載する。

トラクタが現場で運転され運転者が例えばエンジのスロ
ットル設定を変えた効果を比較モードの運転性能パラメ
ータで知りたいとすると、運転者は以下の手順を行うこ
とによって現在記憶されている基準値がトラクタの現在
の運転状態を反映していることを確実にする。

第一に、選択ノブ38を時計方向又は反時計方向に回転し
て、モニターが上記の項目別に記載した６個の比較モー
ドの運転性能パラメータの一つを表示していることを確
認する。

次に運転者はリセットボタン37を押し下げる。

最初の２秒間のリセットボタン37の押し下げにより液晶
表示器35はブランクになる。これは運転者が本発明にト
ラクタ運転性能モニターに６個の比較モードパラメータ
の基準値の再計算処理へ進むよう求めていることを確め
るための待ち／決定期間である。

運転者が２秒の決定期間の後にもリセットボタンを押し
続けると、基準値の再計算が開始され、液晶表示器はこ
の再計算が進行していることを示すように選ばれた予め
定められた警告表示（例えば「rrrr」）を表示する。再
計算処理は２秒かかり、この２秒の期間の終りに、即ち
リセットボタン37の最初に押してから４秒後に液晶表示
器は自動的に現在選ばれた運転性能パラメータ（作業中
の発光ダイオードにより指示された）の瞬間的な値を、
再計算された基準値の百分率として表示し始める。

基準値の再計算直後の液晶表示器35にでる最初の表示は
「r100」である。「ｒ」は比較モードで運転されている
ことを知らせ「100」は現在のパラメータ値は新しい基
準値と同じであることを指示する。

運転者が今スロットル設定に要求される変更をして、運
転者が時間当りの燃料パラメータを表示用に選びスロッ
トル設定の変更の効果が時間当りの燃料消費が例えば５
％悪くなるとすれば、液晶表示器35はスロットル設定変
更がなされた後に、読み「r 105」を表示する。もし運
転者が他の５個の比較モードパラメータの何れかへのス
ロットル設定変更の効果を見ようと望むならば、運転者
は比較モード百分率表示を得るために、その必要な比較
モードパラメータへ切換えるようノブ38を回転しさえす
ればよい。

運転者は６個の比較モードパラメータが、上述のような
基準テーブル記憶位置に現在記憶された基準値の百分率
として表示できる比較モード表示と、トラクタ運転性能
モニターの総ての表示され得るパラメータの実際の現在
値が液晶表示器に表示できる通常モードとの間に切換え
るのは自由である。

比較モードと通常モードとの間の切換えは、単にリセッ
トボタン37を押して、このボタンを上述の最初の２秒の
決定時間内に放すことにより達成される。各々のこの短
いリセットボタン37の押し下げにより一つのモードから
他のモードへ切換わる。

第４図は基準値が本発明によるモニターシステムにある
とき、再計算に使用するのに適したロジックダイヤグラ
ムの一形式を示す。第４図を参照して、これは二分の一
秒毎に実施されるロジックループ100を提供しているこ
とが認められる。この時間は選ばれた例において同じく
二分の一秒である液晶表示器35の更新の時間に対応する
ように選ばれている。

システムが６個の比較モードパラメータの基準値を再計
算しているときは（第４図のボックスＣを見よ）、シス
テムは２秒の再計算期間にわたり６個のパラメータの各
々の平均値を計算することにより、そのようにするよう
配設されている。

第４図のロジックループは二分の一秒毎に行われるの
で、システムは実際上は四つの連続する二分の一秒の期
間に各パラメータの平均値を計算し、次にこれらの四つ
の連続する平均値を平均する。

基準値の再計算の間に、比較モードパラメータの運転性
能データは２秒再計算期間の終りにスクラッチテーブル
記憶位置45に蓄積及び又は一時的に記憶され、比較モー
ドパラメータの新しい基準値はパラメータを比較モード
で表示するとき、引続いて使用するようにスクラッチテ
ーブル記憶位置45から基準テーブル記憶位置44へ移され
る。

もしも４秒期間が完了する前に、運転者が指をリセット
ボタン37から離したために、基準値の再計算がうまく完
了しないならば、システムは、リセットボタンが押され
る前に基準テーブル記憶位置に記憶された基準値が将来
の使用のために基準テーブル記憶場所に維持されること
を保証するように形成されている。

このことは比較モードパラメータの新しい基準値を再計
算するのに、成功した又は不成功だった試みの終りに、
クラッチテーブル記憶位置の値は、常に基準テーブル記
憶位置にコピーされ（第４図のボックスＤを見よ）上記
のボックスＤの段階の直前に新しい基準値を最計算する
試みが不成功の場合に、基準テーブル値はスクラッチテ
ーブル記憶位置にコピーされる（第４図のボックスＥを
見よ）。

第４図の意志決定ボックスＡは比較モードパラメータの
基準値の再計算を始めるリセットボタン37を押すことに
関する。このようにして、最初の２秒の決定期間が過ぎ
るまで、即ち５回目の回転ループ100まで、ロジックル
ープは「NO」の分岐101経由でボックスＡから出てゆ
く。

第５回目の回転ループ100でロジックループは「YES」の
分岐102経由でボックスＡから出ゆき基準値を再計算し
始める（ボックスＣを見よ）。

基準値の再計算がスクラッチテーブル記憶位置で完了し
たときに「完了」フラッグがマイクロプロセッサと次回
の回転ループ100とに設定され、ループは「NO」分岐101
経由で、ボックスＡから意志決定ボックスＢへ出てゆ
く。

ボックスＢは新しい基準値の成功した再計算に関係す
る。

こうして「完了」フラッグの設定に続いて、ロジックル
ープは「YES」分岐103経由ボックスＢから出るので、新
しい基準値はスクラッチテープル記憶位置45から基準テ
ープル記憶位置44へ移行される（ボックスＤを見よ）。

運転者が基準値の再計算を完了するのに必要な４秒期間
が終る前にリセットボタンを離すと生ずる、ロジックル
ープが「NO」分岐104を経てボックスＢから出るとき
は、基準テープル記憶位置44に現在の値はスクラッチテ
ープル記憶位置45にコピーされ（ボックスＥを見よ）こ
れらの基準値は次に基準テープル記憶位置44へ戻ってコ
ピーされ（ボックスＤを見よ）元の基準値が前に説明し
たように維持されることを確実にする。

第５図は時間を基礎に、図式でリセットボタン37の運転
シーケンス液晶表示器35、マイクロプロセッサ40の作
用、及び記憶位置44における基準値の状態を示す。

以上のことから、本発明は比較モードパラメータの運転
性能パラメータ値を記憶し、次に現在の運転性能パラメ
ータをそれぞれの基準値の割合として表示する能力を有
する、車両運転性能モニターの改良した形式を提供する
ことが認められる。この比較モードの特徴は運転者に車
両運転設定における変更の車両運転性能への効果につい
て特に明瞭な指示を与えるものである。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両（10）の複数個の運転性能パラメータ
   の値を表示する車両運転性能モニター装置（20）であっ
   て、前記装置は車両の運転性能を示すセンシングデータ
   をセンシングする装置（21,22,23,24,25）と、前記デー
   タを処理して前記パラメータの値を提供する処理装置
   （40,42）と、前記パラメータの値を表示する表示装置
   （35）と、どの運転パラメータを表示装置に表示するか
   の選択と、処理装置による処理手順の開始とを含む装置
   の運転を制御する運転者の指令装置（37,38）とを有
   し、装置は前記パラメータに関する運転性能情報を記憶
   する装置（43,44,45）を含むことと、前記処理装置（4
   0,42）は運転者の指令装置（37,38）の予め定められた
   操作に応答して、多くの前記パラメータの各々の運転パ
   ラメータ値は、前記記憶装置（43,44,45）の中に基準値
   として記憶される記憶装置（43,44,45）が配設されてい
   るので引続き装置が比較モードで運転されたときに、前
   記一つ又はそれ以上のパラメータの現在の運転パラメー
   タ値（以後比較モードパラメータとして参照する）は前
   記処理装置（40,42）によって処理され、前記表示装置
   （35）にそれぞれの基準値の割合として表示できるよう
   に配設されていることを特徴とする車両運転性能モニタ
   ー装置（20）。
2. 【請求項２】記憶された基準値は予め決めた時間の期間
   にわたり適当するセンサ（21,22,23,24,25）から来る運
   転性能データの平均値をとる処理装置（40,42）によっ
   て発生されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
   車両運転性能モニター装置（20）。
3. 【請求項３】記憶装置（43,44,45）は比較モードパラメ
   ータの最後に発生された又は現在の基準値が記憶される
   基準テーブル記憶位置（44）と、比較モードパラメータ
   の運転性能パラメータデータが新しい組の基準値の作成
   中に蓄積され又は一時的に記憶される、別のスクラッチ
   テーブル記憶位置（45）とを含むことを特徴とする請求
   の範囲第１項又は第２項記載の車両運転性能モニター装
   置（20）。
4. 【請求項４】新しい基準値の発生を開始するために、運
   転者は相当な開始時間の期間指令装置（37）の与えられ
   た操作を連続して維持しなければならないことを特徴と
   する請求の範囲第１項から第３項までの何れか一つに記
   載の車両運転性能モニター装置（20）。
5. 【請求項５】新しい基準値の発生を完了するために、運
   転者は指令装置（37）の前記与えられた操作を、開始時
   間の期間の終りの後に、予め定められた発生期間の間維
   持し続けねばならないことを特徴とする請求の範囲第４
   項記載の車両運転性能モニター装置（20）。
6. 【請求項６】新しい基準値の再作成の完了後直ちに装置
   は自動的に比較モードで作動することを特徴とする請求
   の範囲第１項から第５項までの何れか一つに記載の車両
   運転性能モニター装置（20）。
7. 【請求項７】表示装置（35）は新しい組の基準値の作成
   中に予め定められた警告表示（rrrr）を表示することを
   特徴とする請求の範囲第１項から第６項までの何れか一
   つに記載の車両運転性能モニター装置（20）。
8. 【請求項８】表示装置（35）は運転パラメータを比較モ
   ードで表示するときに、警告信号（ｒ）を表示すること
   を特徴とする請求の範囲第１項から第７項までの何れか
   一つに記載の車両運転性能モニター装置（20）。