JP2726931B2

JP2726931B2 - 移動農機の制御装置

Info

Publication number: JP2726931B2
Application number: JP63063031A
Authority: JP
Inventors: 弘章山崎
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH01234905A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、管理機、コンバイン等の移動農機に係り、
詳しくは機体に搭載した多数の作動機器を制御する制御
装置に関する。

（ロ）従来の技術近時、管理機、コンバイン等の移動農機は、走行機体
に搭載した各種の作動機器をマイコンにて制御すること
により、例えばコンバインにあっては、方向自動制御、
扱深さ自動制御、刈高さ自動制御等各種の自動制御を行
っている。

（ハ）発明が解決しようとする課題ところで、上述した従来の制御装置にあっては、時代
のニーズによる制御項目の増加に伴って、制御ユニット
が１個ではしかるべき制御に対応しきれなくなっている
ため、制御ユニットを複数個搭載し、これら複数個の制
御ユニットの機能を単に独立したものも案出されている
が、これによると、複数個の制御ユニットが同一センサ
のデータをそれぞれに入力する必要がある等、制御上の
無駄が生じたり、また複数個の制御ユニットが作動機器
の制御を各々勝手に行っていることにより、制御上のア
ンバランスが発生して、作動機器を正常に制御できなく
なる等の不具合を生じる虞れがある。

また、複数個の制御ユニットをパラレル通信により相
互に連結した制御装置も考えられるが、該方式では多数
の通信線を必要としてしまい、構造が複雑になってしま
う。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、上述課題を解消することを目的とするもの
であって、例えば第１図ないし第３図を参照して示す
と、走行機体（５）に、多数の作動機器を備え、かつ該
走行機体（５）に搭載した制御部（29）により前記多数
の作動機器が制御されてなる移動農機（１）において、
前記制御部（29）を複数個の制御ユニット（36），（3
7）から構成すると共に、該夫々の制御ユニット（36,3
7）に送信・受信タイミングを調整するタイマ（50,51）
を備え、更にこれら複数個の制御ユニット（36,37）を
シリアル通信によりデータの送信及び受信に必要な２本
の信号線（39,40）にて相互に連結し、かつこれら制御
ユニットにそれぞれ対応するセンサ（ａ）〜（ｊ）、
（ｋ）〜（ｐ）からの信号を入力するように構成したこ
とを特徴とするものである。

（ホ）作用上述構成に基づき、移動農機（１）を用いて作業を行
う際、走行機体（５）に搭載した多数の作動機器は、制
御ユニット（36）、制御ユニット（37）間に連結された
２本の信号線（39,40）を介して接続され、簡単な構造
にてこれら制御ユニット（36,37）間に送受信される信
号に基づき制御される。そして、これら複数個の制御ユ
ニット（36），（37）には、それぞれ対応するセンサか
らの信号が入力されるが、制御ユニット（36），（37）
は相互にシリアル通信にて連結されているため、制御時
に同一のセンサ類を無駄なく共用し得る。また、制御ユ
ニット（36,37）は、送信・受信タイミングを調整する
タイマ（50,51）を備えているので、コントロール線を
用いなくとも転送データの種類を判別することが可能と
なる。

なお、カッコ内に付す符号は、何等構成を限定するも
のではない。

（ヘ）実施例以下、図面に沿って、本発明による実施例について説
明する。

管理機１は、第３図及び第４図に示すように、車輪2,
2及び車輪3,3にて支持される矩形状に配置した機体フレ
ーム５を有しており、かつ該機体フレーム５の中央部に
設置した旋回支軸６には水平方向回動自在に旋回フレー
ム７が設けられている。更に、該フレーム７の一端には
リンク9,10が上下方向揺動自在に取付けられており、か
つこれらリンク9,10の先端はスティック11の一端にそれ
ぞれ隣接して取付けられており、更にリンク９の回動基
部近傍に設けたブラケット12には、旋回フレーム７に設
置した油圧シリンダ13の一端が連結されている。また、
旋回フレーム７の他端には平行リンク15を介して施肥部
16が取付けられており、かつ旋回フレーム７の他端に取
付けた油圧シリンダ17がブラケット19を介して平行リン
ク15に連結されている。一方、旋回フレーム７の中央部
には該フレーム７を挟むように施肥タンク20,20が設置
されており、かつ該施肥タンク20,20はホース21を介し
て施肥部16に肥料を送っており、更に該肥料は施肥部16
下方の施肥ノズル22から田面に供給される。また、機体
フレーム５の下方には、エンジン23、トランスミョン2
5、ソレノイドバルブ26、油圧ポンプ27、制御部29及び
バッテリー30がそれぞれ配設されている。

そして、エンジン23の回転はトランスミッション25に
より減速されて、伝動パイプからなる機体フレーム５に
配置したベベルケース31,31を介して車輪2,2、車輪3,3
に伝達される。そして、これら車輪2,2車輪3,3はそれぞ
れステアリング用油圧アクチュエータ32…によって270
度まで回動するようになっており、該回動をステアリン
グ角検出センサにて検出することにより任意の回動角で
停止し得るように構成されている。更に、前記スティッ
ク11の中間部にはアーム部材32a,32bが回動調節可能に
軸支されており、これらの先端には発光素子33aと受光
素子33bからなるビームセンサ33が配置されている。

また、制御部29は、第１図に示すように、送受信タイ
ミングを調整するタイマ50を有する制御ユニット36と、
送受信タイミングを調整するタイマ51を有する制御ユニ
ット37から構成されており、これら制御ユニット36,37
は、送信用及び受信用の２本の信号線39,40にて連結さ
れており、相互にシリアル通信が行えるように構成され
ている。更に、制御ユニット36には、アナログ信号（AN
00〜AN09）及びデジタル信号（SW00〜SW29）が入力さ
れ、制御ユニット37には、アナログ信号（AN10〜AN19）
及びデジタル信号（SW30〜SW59）が入力されるようにな
っている。

そして、第２図に示すように、制御ユニット36は、車
軸回転センサ（ａ）、ゲージ・ホイール回転センサ
（ｂ）、枕地検出センサ（ｃ）、方向センサ（ｄ）、肥
料残量センサ（ｅ）、旋回位置センサ（ｆ）、旋回位置
決めセンサ（ｇ）、ステアリング位置センサ（ｈ）、施
肥部位置センサ（ｉ）、スティック位置センサ（ｊ）等
からのデー入力に基づき、ドライバ41を介して制御信号
を出力し、油圧の切換え、フレーム７の旋回、ステアリ
ング、施肥部16の昇降、スティック11の昇降等、リアル
タイム等の急を要する制御を行っている。また、制御ユ
ニット37は、充電センサ（ｋ）、Eng・rpmセンサ
（ｌ）、スロットル位置センサ（ｍ）、センサアーム位
置センサ（ｎ），（ｏ）、傾斜センサ（ｐ）等からのデ
ータ入力に基づき、ドライバ41を介して制御信号を出力
し、エンジン23の始動・停止、スロットル調整、方向・
枕センサ昇降、ゲージ・ホイール昇降、電磁クラッチの
制御等、比較的余裕をもって行い得る制御を行ってい
る。なお、図中42は受信機、43は送信機である。

本実施例は、以上のような構成よりなるので、例えば
圃場に植付けた苗に対して施肥作業を行う場合、走行ク
ラッチのオンにより管理機１を第５図に示す一方の枕地
Ａにおける作業開始位置アまで移動し、該位置にて施肥
タンク20,20に肥料を供給し、更に制御部29の指令に基
づき作業を開始する。

作業開始位置アから他方の枕地Ｂに向けて第５図矢印
イにて示す方向に走行する管理機１は、制御ユニット36
の制御信号に基づき、スティック11を上昇しかつ施肥部
16を下降して田面に浮かせ、施肥ノズル22から肥料を田
面に供給している。そして、管理機１が他方の枕地Ｂに
到達した時点で、制御ユニット37の制御信号により走行
クラッチ及びPTOクラッチがオフされ、更に制御ユニッ
ト36の制御信号に基づき油圧アクチュエータ17が作動さ
れて施肥部16が上昇し、更に油圧アクチュエータ13の作
動によりスティック11が圃場面に向けて下降されて車輪
2,2が持上げられ、この状態においてステアリング用油
圧アクチュエータ32の作動により該車輪2,2が90度ステ
アリングされ、そしてスティック11を上昇して車輪2,2
を接地する。ついで、旋回フレーム７を180度旋回して
スティック11を一方の枕地Ａに向け、この状態におい
て、スティック11を圃場に下降して車輪3,3を持上げ、
ステアリング用油圧アクチュエータ32の作動により該車
輪3,3を車輪2,2と同方向に向けてステアリングし、この
後、スティック11を上昇して車輪3,3を接地する。そし
て、旋回フレーム７を第５図時計方向に90度旋回してス
ティック11を第５図矢印ウ方向に向け、かつ油圧シリン
ダ17を作動して施肥部16を下降し、この状態にて、該矢
印ウ方向に適宜の距離を進みながら枕地Ｂの施肥作業を
行う。

そして、適宜の距離を走行し地点エにて停止した管理
機１は、該位置にて制御ユニット36の制御信号により施
肥部16を上昇すると共に、該施肥部16が枕地Ａに向くよ
うに旋回フレーム７を旋回する。この状態において、ス
ティック11を下降して車輪2,2を持上げ、一方の枕地Ａ
に向けてステアリングし、更にスティック11を上昇して
車輪2,2を接地する。ついで、旋回フレーム７を180度旋
回し、今度はスティック11を枕地Ａに向け、この状態に
おいて、スティック11を下降して車輪3,3を持上げ、更
に該車輪3,3を同様に枕地Ａに向けてステアリングし、
この後、スティック11を上昇して車輪3,3を接地する。
そして、油圧アクチュエータ17を作動して施肥部16を圃
場に下降し、第５図矢印オ方向に走行しながら施肥作業
を行う。

そして、管理機１が枕地Ａの地点カに到達した際、管
理機１は前述同様、施肥部16を上昇し、更にスティック
11を下降して枕地Ａ側の車輪3,3を持上げ、この状態に
おいて該車輪3,3を最初の作業開始位置アに向けてステ
アリングし、そしてスティック11を上昇して車輪3,3を
接地する。次に、旋回フレーム７を180度旋回し、ステ
ィック11を他方の枕地Ｂに向け、この状態においてステ
ィック11を下降して車輪2,2を持上げ、該車輪2,2を車輪
3,3同様に作業開始位置アに向けてステアリングし、こ
の後、スティック11を上昇して車輪2,2を接地する。そ
して、旋回フレーム７をスティック11が作業開始位置ア
に向くように旋回し、第５図矢印キ方向に移動する。

今度は、作業開始位置アまでの距離の半分の地点クに
て停止し、更に該施肥部16が枕地Ｂに向くように旋回フ
レーム７を旋回し、この状態にてスティック11を下降し
て車輪3,3を枕地Ｂに向くようにステアリングし、ステ
ィック11を上昇して車輪3,3を接地する。ついで、旋回
フレーム７を180度旋回し、スティック11を枕地Ｂに向
け、この状態においてスティック11を下降して車輪2,2
を持上げ、更に該車輪2,2も他方の枕地Ｂに向けてステ
アリングし、この後、スティック11を上昇して該車輪2,
2を接地する。そして、施肥部16を下降して、第５図矢
印ケ方向に向けて走行しながら施肥作業を行う。

更に、管理機１が枕地Ｂの地点コに到達すると、まず
施肥部16を上昇し、かつスティック11を下降して車輪2,
2を持上げ、この状態において該車輪2,2を第５図矢印サ
方向に向けてステアリングし、更にスティック11を上昇
して車輪2,2を接地する。ついで、旋回フレーム７を180
度旋回し、スティック11を枕地Ａに向ける。そして、ス
ティック11を下降して車輪3,3を持上げ、該車輪3,3を車
輪2,2と同方向にステアリングし、この後、スティック1
1を上昇して車輪3,3を接地する。更に、旋回フレーム７
をスティック11が矢印サ方向に向くように旋回しかつ施
肥部16を下降し、この状態にて矢印サ方向に進行しなが
ら、枕地Ｂの施肥作業を行う。

また、第５図矢印サ方向に適宜の距離を進んだ管理機
１は地点シにて停止され、該位置にて地点エにおける方
向転換時同様にして第５図矢印ス方向に向けて方向転換
し、更に施肥部16により施肥作業をしながら該矢印ス方
向に走行する。また、管理機１が枕地Ａの地点セに到達
すると、地点カにおける前回の枕地Ａでの方向転換時同
様にして方向転換が行われ、更に地点カに向けて移動
し、該地点カまでの中間地点ソにおいて、今度は地点ク
での方向転換時同様にして方向転換が行われ、管理機１
は作業開始位置まで移動する。そして、今度は第５図矢
印タ方向に走行しながら施肥作業行う。

管理機１は、以下、同様にして、一方の枕地Ａと他方
の枕地Ｂの間を走行しそして同じ方向に方向転換する動
作を繰り返しながら、第５図に連続して示す矢印に沿っ
て、施肥作業を行う。

従って、管理機１は制御ユニット36と37からのそれぞ
れの制御信号により制御されているが、例えば管理機１
が枕地にさしかかり、ビームセンサ33が枕地検知をした
位置から所定距離を走行して走行クラッチを切る場合に
は、制御ユニット36に連結されたゲージ・ホイール回転
センサ（ｂ）のデータが必要とされるため、該データが
制御ユニット36からシリアル通信により制御ユニット37
に伝送され、これに基づいて管理機１が所定距離を走行
したとされた時点で走行クラッチが切られる等、データ
の必要時には互いにシリアル通信によってデータのやり
取りを行い、制御ユニット36,37が同じセンサのデータ
を必要とする場合に対処することができ、制御上の無駄
が省かれている。

また、前記制御ユニット36と37は、コントロール線を
設けることなく、データの送信及び受信に必要な２本の
信号線39,40のみにて連結されているが、例えば制御ユ
ニット36から制御ユニット37への通信時の作動を、第６
図ないし第９図に沿って説明する。

制御ユニット36ではまず初期化サブルーチンでシリア
ル通信のための初期設定を行ってシリアルモード設定を
行い（S1）、そしてメインルーチンの送信タイマ内容の
判断により、データを転送する送信サブルーチンにジャ
ンプするかどうかを決定し、送信タイマが終了すると送
信サブルーチンへジャンプする（S2）。そして、送信サ
ブルーチンでは、マイコンハードが送信可能の状態であ
るか否かを確認し（S3）、この結果OKであれば転送ブロ
ックを判断して、示される所へジャンプする（S4）。そ
こで、今回が転送ブロックの最初であるかどうかを判断
し（S5）、この結果、最初であればそのブロックの転送
No.0を送信する（S6）。また、転送データが転送ブロッ
クの最初でない場合には、該データが転送ブロックの最
後かどうかが判断され（S7）、この結果、最後の転送デ
ータｎの送信であるとされた際には、転送ブロックNo.
が１にされて（S8送信タイマがセットされ（S9）、転送
カウンタで示される転送データが送信される（S10）。
この結果、転送カウンタがインクリメントされ（S1
1）、カウンタがｎを越える際に転送カウンタが０にさ
れる（S12）。そして、各転送ブロックの送信が行わ
れ、そのNo.がｍ−１となった場合には転送No.はｍとさ
れ（S13）、更にｍとなった場合には転送ブロックNo.が
０にされる（S14）。

また、制御ユニット37の受信ルーチンは割込み処理で
あり、制御ユニット36が送信すると割込みが発生するよ
うに構成されている。そして、受信ルーチンでは、レジ
スタ退避（S15）の後、受信データを読み込む（S16）。
そして、受信タイマが終了しているか否かが判断され
（S17）、この結果、終了している場合は、今回読み込
んだデータを受信ブロックNo.とする（S18）。そして、
受信カウンタをインクリメントし（S19）、受信カウン
タがｎを越える際に受信カウンタが０とされ（S20）、
更に受信タイマがセットされて（S21）、レジスタ復帰
する（S22）。ここで、送信タイマのセット値T₁、受信
タイマのセット値T₂、制御ユニット36のメインループ所
要時間ｔの間にはT₁＞T₂＞ｔの関係を持たせてある。そ
して、送信タイマのセット値T₁は各ブロックの送信デー
タｎ＋１ケ（0,1…ｎ）が全部送信されるとセットさ
れ、また受信タイマのセット値T₂は受信する度にセット
される。従って、制御ユニット36は送信タイマのセット
値T₁が終了するまでは送信しないため、送信する際には
制御ユニット37の受信タイマのセット値T₂は当然終了し
ていることになり、該受信タイマのセット値T₂が終了し
ている場合は、各ブロックの最初の送信データであると
判断することができる。そして、ブロックが判明する
と、データは決められた番地へ格納される。

従って、信号線39と信号線40の２本のみで制御ユニッ
ト36と37を連結し、かつ送信タイマと受信タイマを使用
したことにより、入出力数が多くてポートを割り与えら
れなかったり、既成の制御ユニットの改造が困難な際の
ように、送受信のタイミングを円滑に行うためのコント
ロール線を設ける余裕がない場合でも、該コントロール
線を用いることなく転送データの種類の判別を確実に行
うことができる。

更に、シリアル通信では１つのデータを通信する際に
１ビットずつ順に通信していくため、ノイズ等により正
確なデータが送れなくなることがあるが、通信時にエラ
ーが発生した場合には、エラー時のデータとそれ以後の
同一ブロック内のデータをキャンセルし、データ受信側
で誤作動が生じることを防止するように構成した実施例
について第10図及び第11図に沿って説明する。

送信サブルーチンは、上述実施例と同様にして行わ
れ、転送データが送信される。そして、制御ユニット37
の受信ルーチンは、制御ユニット36が送信すると割込み
が発生し、レジスタ退避（S23）の後、ハードが受信エ
ラーを発生しているか否かがチェックされ（S24）、こ
の結果、受信エラーが発生していないと判断された場合
には、受信データを読み込む（S25）。そして、受信タ
イマのセット値T₂が終了しているか否かが判断され（S2
6）、この結果、終了している場合は、今回読み込んだ
データを受信ブロックNo.とする（S27）。そして、エラ
ーフラグをリセットし（S28）、受信カウンタをインク
リメントする（S29）。そして、受信カウンタがｎを越
える際に０とされ（S30）、更に受信タイマのセット値T
₂がセットされて（S31）、レジスタ復帰する（S32）。
一方、ハードの受信エラーチェック時にエラーが発生し
ている場合には、とりあえずエラーということでエラー
フラグがセットされ（S33）、受信カウンタが０とされ
て（S34）、受信タイマのセット値T₂がセットされ（S3
5）、従ってエラーが発生したブロックのデータはキャ
ンセルされて次回のブロックの割込みが行なわれる。そ
して、受信エラーが発生しない場合には、まず受信タイ
マのセット値T₂をチェックしてブロックの最初かどうか
が判別され、この結果、最初のものでなければ、受信エ
ラーが発生した場合と同様に受信タイマのセット値T₂を
作動しておき、ブロックが最初のものとなるまで繰り返
す。そして、ブロックが最初のものとなった場合には、
セットしていたエラーフラグが解除され、これ以降正常
な動作が行われる。

従って、ハードの受信エラーをチェックして、エラー
が発生している場合には、次のブロックの最初のデータ
を受信するまでのデータをキャンセルすることができる
ため、受信側の制御ユニットが不良のデータを受信する
ことがなく、誤作動の発生を確実に防止することができ
る。

（ト）発明の効果以上説明したように、本発明によれば、シリアル通信
によりデータの送信・受信に必要な２本の信号線（39,4
0）にて相互に連結し、これら複数個の制御ユニット（3
6），（37）に、それぞれ対応するセンサ（ａ）〜
（ｊ）、（ｋ）〜（ｐ）からの信号を入力するように構
成したので、複数個の制御ユニット（36），（37）同士
が相互に通信してデータの交換をすることができ、これ
より同一センサの信号をそれぞれ別個に入力する等の制
御上の無駄を解消することができ、システム全体での入
力数を減少することができる。また、複数個の制御ユニ
ット（36），（37）が作動機器の制御を各々勝手に行う
ことがないため、制御ユニット同士が協調されてバラン
スのとれた制御を行うことができる。更に、制御部（2
9）を構成する複数個の制御ユニット（36,37）に、送信
・受信タイミングを調整するタイマ（50,51）を備えた
ことにより、コントロール線を用いることなく転送デー
タの種類を判別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気回路図、第２図はそのシステ
ムブロック図、第３図はその制御ユニットを搭載した管
理機を示す平面図、第４図はその側面図、第５図は管理
機の圃場における作業経路を示す平面図、第６図ないし
第８図は本実施例の作動を示すフローチャート、第９図
はその受信割込み時期等を示すタイムチャートである。
そして、第10図は制御ユニット間での受信エラーを無く
した受信割込みルーチンの作動を示すフローチャート、
第11図はその受信割込み時期等を示すタイムチャートで
ある。１……移動農機（管理機）、５……走行機体（機体フレ
ーム）、29……制御部、 36,37……複数の制御ユニット、ａ〜ｐ……センサ（車軸回転センサ、ゲージ・ホイール
回転センサ、枕地検出センサ、方向センサ、肥料残量セ
ンサ、旋回位置センサ、旋回位置決めセンサ、ステアリ
ング位置センサ、施肥部位置センサ、スティック位置セ
ンサ、充電センサ、Eng・rpmセンサ、スロットル位置セ
ンサ、センサアーム位置センサ、傾斜センサ）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行機体に多数の作動機器を備え、かつ該
走行機体に搭載した制御部により前記多数の作動機器を
制御してなる移動農機において、前記制御部を複数個の制御ユニットから構成すると共
に、該夫々の制御ユニットに送信・受信タイミングを調
整するタイマを備え、更にこれら複数個の制御ユニット
をシリアル通信によりデータの送信及び受信に必要な２
本の信号線にて相互に連結し、かつこれら制御ユニット
にそれぞれ対応するセンサからの信号を入力するように
構成したことを特徴とする移動農機の制御装置。