(57)【要約】【課題】作業車両の起動時に行われる初期設定処理において、サブＥＣＵが必要とする全ての初期設定データを、サブＥＣＵがメインＥＣＵから確実に受け取ることができること。【解決手段】作業車両のための制御システムは、初期設定データに基づいて初期設定した後に、搭載機器を制御する複数のサブＥＣＵと、車載ＬＡＮを介してサブＥＣＵとの間でデータ交換しながら作業車両を制御するメインＥＣＵとを備えている。メインＥＣＵは初期設定データをサブＥＣＵに送信する初期設定データ管理部を備えている。キースイッチのＯＮ信号をトリガーとして、初期設定データ管理部は、サブＥＣＵに送信すべき初期設定データの個数をサブＥＣＵに送信する。サブＥＣＵは、個数分の前記初期設定データを受信する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両のための制御システムであって、
初期設定データに基づいて初期設定した後に、前記作業車両に搭載された機器を制御する複数のサブＥＣＵと、
車載ＬＡＮを介して前記サブＥＣＵとの間でデータ交換しながら前記作業車両を制御するメインＥＣＵと、を備え、
前記メインＥＣＵは前記初期設定データを前記サブＥＣＵに送信する初期設定データ管理部を備え、キースイッチのＯＮ信号をトリガーとして、前記初期設定データ管理部は、前記サブＥＣＵに送信すべき前記初期設定データの個数を前記サブＥＣＵに送信し、
前記サブＥＣＵは、前記個数分の前記初期設定データを受信する、
制御システム。
【請求項２】
前記サブＥＣＵは、前記個数分の前記初期設定データを受信した後、前記メインＥＣＵに前記初期設定データの送信要求を終了する請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記サブＥＣＵは、前記機器毎に当該機器を制御するための複数のプログラムブロックからなる制御プログラムを有し、受信した前記初期設定データに基づいて実行すべき前記プログラムブロックを決定する請求項１または２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記作業車両の機種と型式とから当該作業車両に搭載された前記機器と当該機器の機能とを規定する機器機能コードが導出される機器機能テーブルが前記メインＥＣＵに備えられ、
前記メインＥＣＵは、前記初期設定データとして、前記機器機能テーブルから導出された前記機器機能コードを前記サブＥＣＵに送信する請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインＥＣＵと複数のサブＥＣＵとを用いて作業車両を制御する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＡＮなどの車載ＬＡＮを用いて、複数の電子制御ユニットの間でデータ交換を行いながら、作業車両を制御する制御システムが広まっている。電子制御ユニットは、単にＥＣＵと略称され、マイクロプロセッサやＩＯインターフェースを有するコンピュータシステムである。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＣＡＮ通信バスで接続された複数のコントローラのそれぞれがエンジン機器や作業機器といった制御対象部に接続されており、各コントローラにインストールされている制御プログラムに基づいて制御対象部に対する制御が行われるトラクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６０４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンバインや田植機などの農作業車両には、それぞれが専用のＥＣＵによって制御される多くの機器が備えられている。このため、車両全体の適正な制御のためには、これらのＥＣＵ（一般にサブＥＣＵと呼ばれる）の制御を管理する、メインＥＣＵと呼ばれるＥＣＵが必要となる。また、メインＥＣＵは、サブＥＣＵの基本的な制御仕様を一元管理するために、車両の始動時（キースイッチＯＮ時）に、初期設定に必要な初期設定データを各サブＥＣＵに送信する機能も有する。このような初期設定データには、今エンジンを始動させてもよいかのエンジン始動判定のために必要な設定データも含まれている。このため、エンジン始動に関係する機器を管理しているサブＥＣＵの初期設定がキースイッチＯＮによって開始され、この初期設定が終了しない限り、エンジン始動判定は行われない。したがって、少なくとも、サブＥＣＵへの初期設定データの送信にかかる時間は、キースイッチＯＮから実際にエンジンが始動するまでの遅れ時間となる。従来の作業車両における制御システムでは、キースイッチＯＮ時に、メインＥＣＵがサブＥＣＵに初期設定データを送信する。各サブＥＣＵは、必要とする初期設定データのリストを有しており、この設定データリストに基づいて全ての必要とする初期設定データを受け取ったかどうかチェックする。サブＥＣＵが必要とする初期設定データは数十以上あり、機能拡張等によるプログラム修正により必要とする初期設定データは頻繁に変更される。その際、設定データリストの修正を怠ると、メインＥＣＵが送信する初期設定データと、設定データリストに記載された初期設定データとが不一致となり、いつまでたっても初期設定処理が終了しないという問題が生じる。
【０００６】
上記実情に鑑みて、本発明の目的は、作業車両の起動時に行われる初期設定処理において、サブＥＣＵが必要とする全ての初期設定データを、サブＥＣＵがメインＥＣＵから確実に受け取ることができる制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による作業車両のための制御システムは、初期設定データに基づいて初期設定した後に、前記作業車両に搭載された機器を制御する複数のサブＥＣＵと、車載ＬＡＮを介して前記サブＥＣＵとの間でデータ交換しながら前記作業車両を制御するメインＥＣＵとを備えている。さらに、前記メインＥＣＵは前記初期設定データを前記サブＥＣＵに送信する初期設定データ管理部を備え、前記初期設定データ管理部は、キースイッチのＯＮ信号をトリガーとして、前記サブＥＣＵに送信すべき前記初期設定データの個数を前記サブＥＣＵに送信し、前記サブＥＣＵは、前記個数分の前記初期設定データを受信する。
【０００８】
この構成によれば、サブＥＣＵが個別に有する設定データリストを用いて初期設定データの受信を管理するのではなく、全てのサブＥＣＵが必要とする初期設定データは、メインＥＣＵによって一元管理される。これにより、サブＥＣＵ毎に設定データリストを更新する手間が省け、未更新等のミスがなくなる。さらには、初期設定処理が開始されると、メインＥＣＵは、各サブＥＣＵが必要とする初期設定データの個数をサブＥＣＵに送信し、その後、初期設定データをサブＥＣＵに送信する。サブＥＣＵは、先に取得した個数の初期設定データを受信することで、必要とする全ての初期設定データの受信を確認することができる。
【０００９】
サブＥＣＵは、全ての初期設定データの受信を確認することができるが、メインＥＣＵは、サブＥＣＵに送信した全ての初期設定データをサブＥＣＵが実際に受信したかどうかを確認できない。メインＥＣＵがこのことを確認するためには、サブＥＣＵが全ての初期設定データを受信したことをサブＥＣＵが通知するのが好適である。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記サブＥＣＵは、前記個数分の前記初期設定データを受信した後、前記メインＥＣＵに前記初期設定データの送信要求を終了する。メインＥＣＵは、サブＥＣＵによる初期設定データの送信要求を受けなくなったことから、サブＥＣＵが全ての初期設定データを受信したことを確認する。
【００１０】
作業車両は、種々の機能がオプション化されており、基本性能は同じでも、実現できる機能は多種多様である。わずかに機能が異なる車両のために別個のサブＥＣＵを用意することは不経済となるので、これを回避するためには、多種多様な機能を共通の１つのサブＥＣＵで制御するとよい。そのようなサブＥＣＵにインストールされるプログラムでは、オプション化された各機能を実現する制御プログラムはブロック化されており、車両毎に、利用すべきプログラムブロックの選択が行われる。作業車両の場合、作業内容によって、搭載すべき作業装置が変更されるだけでなく、各作業装置における実施する制御も変更される。このため、オプション化された機能の選択、つまりプログラムブロックの選択は、各サブＥＣＵで独立的に行うのではなく、メインＥＣＵで統括して行うことが好ましい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記サブＥＣＵは、前記機器毎に当該機器を制御するための複数のプログラムブロックからなる制御プログラムを有し、受信した前記初期設定データに基づいて実行すべき前記プログラムブロックを決定する。この構成では、メインＥＣＵにより、この作業車両が行うべき作業に適応する各サブＥＣＵの制御機能が一元管理され、選択すべきプログラムブロックを規定するデータが初期設定データに含められる。これにより、各サブＥＣＵにおけるプログラムブロックの選択が確実に行われる。
【００１１】
作業車両の機種や型式によって異なるプログラムブロックの選択に関する情報を確実かつ容易に管理するためには、作業車両の機種と型式とから車両に搭載されている機器や当該機器の機能が決定できるテーブルが構築されると好都合である。そのようなテーブルから得られた機器や機能は、サブＥＣＵにおける対応するプログラムブロックによって実現される。このため、メインＥＣＵからサブＥＣＵに送信する初期設定データに、対応するプログラムブロックを選択するためのデータ、例えばコードを含ませるとよい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業車両の機種と型式とから当該作業車両に搭載される機器と当該機器の機能とを規定する機器機能コードが導出される機器機能テーブルが前記メインＥＣＵに備えられ、前記メインＥＣＵは、前記初期設定データとして、前記機器機能テーブルから導出された前記機器機能コードを前記サブＥＣＵに送信する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンバインの右側面図である。
【図２】コンバインの制御系の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】メインＥＣＵに構築される機器機能テーブルの模式図である。
【図４】初期設定処理における制御の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明による制御システムを採用した作業車両の実施形態の１つを、図面に基づき説明する。この作業車両は、図１に示すように、普通型のコンバインである。このコンバインは、刈取部１１と、搬送装置１２と、キャビン１３と、脱穀装置１４と、穀粒タンク１５と、穀粒排出装置１６とを備えている。刈取部１１は、圃場の植立穀稈を刈り取る切断装置２１と、リール２２と、刈取穀稈を機体横幅方向に横送りするオーガ２３とを備えている。脱穀装置１４は、搬送装置１２の後方に位置している。また、穀粒タンク１５は、脱穀装置１４の右側に位置している。キャビン１３の内部には、運転部１７が形成されている。運転部１７には、運転座席１８に着座した運転者によって操作される各種操作具が配置されている。
【００１４】
刈取部１１は、切断装置２１によって圃場の植立穀稈を刈り取る。刈取穀稈はオーガ２３によって機体横断方向に搬送装置１２の前方まで移送され、搬送装置１２に掻き込まれる。搬送装置１２は、刈取穀稈の全稈を機体後方に向けて搬送して脱穀装置１４に送り込む。脱穀装置１４は、受け入れた刈取穀稈を脱穀処理する。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１５に収容される。穀粒タンク１５に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１６によって機外に排出される。
【００１５】
このコンバインは、左右一対のクローラ機構を有する走行装置２０を備えている。エンジン４が、運転座席１８の下方に配置されている。走行装置２０は、エンジン４からの動力により駆動する。
【００１６】
図２の機能ブロック図には、このコンバインの制御系と動力伝達経路とが模式的に示されている。エンジン４と走行装置２０との間の走行動力伝達経路には、無段変速装置を含むトランスミッション４０が介在している。エンジン４には、エンジン駆動に用いられるエンジン機器９０、エンジン状態を検出するエンジン状態センサ８０が含まれている。トランスミッション４０には、無段変速装置の変速位置を操作する変速機器を含む走行用機器９１、変速位置を検出するセンサや回転速度（車速）を検出する速度センサを含む走行用センサ８１が含まれている。もう１つの動力伝達経路である作業動力伝達経路は、刈取部１１、脱穀装置１４、穀粒排出装置１６などにエンジン４からの動力を伝達する。刈取部１１には、刈取り作業に関する刈取り用機器９２、刈取り作業における各種状態を検出する刈取り用センサ８２が含まれている。脱穀装置１４には、脱穀作業に関する脱穀用機器９３、脱穀作業における各種状態を検出する脱穀用センサ８３が含まれている。穀粒排出装置１６には、穀粒排出作業に関する穀粒排出用機器９４、穀粒排出作業における各種状態を検出する穀粒排出用センサ８４が含まれている。
【００１７】
制御系は、実質的に、メインＥＣＵと、複数のサブＥＣＵと、これらのＥＣＵをデータ交換可能に接続する車載ＬＡＮとから構成されている。図２に示すように、この実施形態では、車両制御ユニット７が基本処理時間単位でデータ処理を行って車両を制御するメインＥＣＵとして構成されている。エンジンユニット６０、走行ユニット６１、刈取ユニット６２、脱穀ユニット６３、排出ユニット６４、報知ユニット６５、操作ユニット３０が、サブＥＣＵとして構成されている。メインＥＣＵ及びサブＥＣＵには、ＣＡＮプロトコルで動作するＣＡＮコントローラ５が組み込まれている。
【００１８】
操作ユニット３０は、運転者によって操作されるスイッチ、レバー、ボタン等の操作具の操作量や操作状態を信号化して、他のサブＥＣＵや車両制御ユニット７に転送する。図２では、操作具として、走行操作具３１、作業操作具３２、エンジン始動スイッチであるキースイッチ３３が示されている。エンジンユニット６０は、車両制御ユニット７と連係して、エンジン４への燃料供給量等を調節して、所定のエンジン回転数あるいは所定のトルクでエンジン４を駆動させる制御を行う。走行ユニット６１は、走行用センサ８１からの信号を利用して、トランスミッション４０などの走行用機器９１の制御を行う。刈取ユニット６２は、刈取り用センサ８２からの信号を利用して、刈取部１１に付属する刈取り用機器９２の制御を行う。脱穀ユニット６３は、脱穀用センサ８３からの信号を利用して、脱穀装置１４に付属する脱穀用機器９３の制御を行う。排出ユニット６４は、穀粒排出用センサ８４からの信号を利用して、穀粒排出装置１６に付属する穀粒排出用機器９４の制御を行う。報知ユニット６５は、このコンバインに生じている各種事象を運転者や監視者に報知デバイス９５を通じて報知する。報知デバイス９５は、ランプ、ブザー、スピーカ、ディスプレイなどの総称である。
【００１９】
車載ＬＡＮには、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルが採用されている。このため、メインＥＣＵ及びサブＥＣＵには、ＣＡＮコントローラ（図２では単にＣＡＮと示されている）５が付属している。
【００２０】
車両制御ユニット７には、走行管理部７１、作業管理部７２、通信管理部７３、初期設定データ管理部７４などが含まれており、サブＥＣＵを管理するとともに、コンバインの作業走行を制御する。走行管理部７１は、走行ユニット６１などの走行に関するサブＥＣＵと連係して、コンバインの走行に関する制御を管理する。作業管理部７２は、刈取ユニット６２や脱穀ユニット６３などの作業装置に関するサブＥＣＵと連係して、コンバインの作業に関する制御を管理する。なお、操作ユニット３０との間の信号処理を行っているサブＥＣＵも、メインＥＣＵや他のサブＥＣＵとの間でデータ交換を管理する。通信管理部７３は、ＣＡＮコントローラ５との間のデータ転送や、無線ＬＡＮなどのその他の通信プロトコルを用いたデータ交換を管理する。
【００２１】
初期設定データ管理部７４は、サブＥＣＵの初期化に用いられる初期設定データを管理している。初期設定データ管理部７４は、キースイッチ３３のＯＮ信号をトリガーとして、これから送信する初期設定データの個数をサブＥＣＵに送信し、その後、初期設定データをサブＥＣＵに送信する。初期設定データには、各機器の初期設定値、動作機器のホームポジション位置、各種制御しきい値、センサの不感帯領域値、揺動機構の揺動範囲、昇降機構の上昇制限値、昇降機構の下降制限値、エンジン回転数上限値、エンジン定格回転数などが含まれている。
【００２２】
コンバインでは、機種と型式とによって、搭載される機器や実現する機能がオプション化されている。適切にオプションを選択することにより、各ユーザは、所望の要求を満たすことができる。このような様々な要求を実現するために、１台毎に別々に作成されたプログラムをインストールすることは実質的に不可能である。このために、多種多様な機能が各サブＥＣＵで実現可能なように構成された共通して利用されるプログラムが用意されている。そのようなプログラムでは、オプション化された各機能を実現するためのプログラム部分はブロック化されており、このプログラムをインストールされた各コンバインのサブＥＣＵにおいて、必要なプログラムブロックの選択が行われる。この実施形態では、オプション化された機能の選択、つまりプログラムブロックの選択は、各サブＥＣＵで独立的に行うのではなく、メインＥＣＵで統括して行われる。サブＥＣＵは、オプショナルに提供される機器が種々の機能を実現するために、その機能を実現するための複数のプログラムブロックからなる制御プログラムを有し、メインＥＣＵから受信した初期設定データに基づいて実行すべきプログラムブロックを決定する。メインＥＣＵで、行うべき作業に適応する各サブＥＣＵの制御機能を一元管理し、その制御機能を実現させるプログラムブロックを規定する初期設定データを、初期設定処理時に、サブＥＣＵに送信する。そのような初期設定データを受け取ったサブＥＣＵは、当該初期設定データに基づいて実行させるべきプログラムブロックを選択する。
【００２３】
初期設定データ管理部７４には、機器機能テーブル７４０が含まれている。機器機能テーブル７４０は、機種と型式とから特定されるコンバインに搭載される機器と当該機器の機能とを、機器機能コードとして導出可能に記録している。図３に機器機能テーブル７４０の模式的なイメージが示されている。この機器機能テーブル７４０は、特定機種の特定型式のコンバインが有する機器及び機能を示す機器機能コードが２進データで記録されている。２進データにおける位で特定の機器や機能を示し、その値が「１」であれば「有り」、その値が「０」であれば「無し」である。例えば、機種がＳ１１−５２で型式がＡＢＥＦであれば、機器機能コードとして、「１１０１１１１１０・・・」が読み出される。機器機能コードは、一番左の位から順に、Ａ機器、ａ１機能、ａ２機能、ａ３機能、Ｂ機器、ｂ１機能、ｂ２機能、ｂ３機能、Ｃ機器と続く。つまり、機種がＳ１１−５２で型式がＡＢＥＦのコンバインは、Ａ機器が搭載され、ａ１機能とａ３機能が有効であり、Ｂ機器が搭載され、ｂ１機能とｂ２機能とｂ３機能が有効であり、Ｃ機器が非搭載され、・・・となっている。
【００２４】
車両制御ユニット７は、自身の機種と型式は設定されているので、機器機能テーブル７４０から導出された機器機能コードを初期設定データとしてサブＥＣＵに送信することができる。この機器機能コードが、サブＥＣＵにおけるプログラムブロックの選択に用いられる。
【００２５】
以下、サブＥＣＵを初期化する初期設定処理の一例が、図４のフローチャートを用いて説明される。この例では、キースイッチ３３がＯＮされ、サブＥＣＵが給電されると、メインＥＣＵは、サブＥＣＵを初期化するために必要な初期設定データをサブＥＣＵにＣＡＮコントローラ５を介して送信する。さらに、サブＥＣＵの初期化が終了すると、車両制御ユニット７と各サブＥＣＵとの間の制御データの交換が行われ、エンジン４が始動し、作業走行が開始される。
【００２６】
キースイッチ３３が、ＯＦＦ位置からＯＮ位置を経てＩＧ位置（イグニッション位置）に操作されると（＃１１Ｙｅｓ分岐）、サブＥＣＵやコンバインに搭載されている各種機器が給電される（＃１２）。これにより初期設定処理が開始される。給電によってサブＥＣＵは起動し（＃Ｓ１）、メインＥＣＵに対して初期設定データの送信要求を行う（＃Ｓ２）。
【００２７】
サブＥＣＵで用いられる初期設定データは、初期設定データ管理部７４によって管理されているので、メインＥＣＵは、初期設定データ管理部７４から、機器機能コードを含む１００を超える初期設定データを読み込み（＃１３）、初期設定データの個数を算出する（＃１４）。算出された初期設定データの個数は、ＣＡＮコントローラ５を介してサブＥＣＵに送信される（＃１５）。サブＥＣＵは、メインＥＣＵから送られてきた受け取るべき初期設定データの個数を記録する（＃Ｓ３）。
【００２８】
メインＥＣＵは、個数分の初期設定データを順次サブＥＣＵにマルチキャストで送信する（＃１６、＃１７）。サブＥＣＵは、受信する初期設定データの個数がステップ＃Ｓ３で取得した個数になるまで、初期設定データを受信する（＃Ｓ４、＃Ｓ５）。サブＥＣＵは、所定の個数分の初期設定データを受信すると、初期設定データの送信要求終了をメインＥＣＵに与え（＃Ｓ６）、取得した初期設定データに基づいて初期設定処理を行う（＃Ｓ７）。初期設定処理が終了すると、サブＥＣＵの通常の制御処理を行う（＃Ｓ８）。サブＥＣＵが、制御処理において最初に行うことは、制御対象となっている機器の状態等をメインＥＣＵに通知することなどである。
【００２９】
メインＥＣＵは、全てのサブＥＣＵから送信要求終了の通知が入るのを待って、全てのサブＥＣＵから送信要求終了の通知が入れば（＃１８Ｙｅｓ分岐）、通常の制御処理を開始する（＃１９）。これにより、メインＥＣＵとサブＥＣＵとの間の制御データの交換が行われる（＃２０）。
【００３０】
このフローチャートでは、ステップ＃１１において、キースイッチ３３がＩＧ位置に操作されているので、エンジン始動のために設定されている条件が満たされ、エンジン始動が許可可能であるかどうかチェックされる（＃２１）。エンジン始動条件には、例えば、「トランスミッション４０の変速位置が中立である」や「作業装置がＯＦＦ状態である」が含まれている。サブＥＣＵから送信されてきた制御データから、エンジン始動条件が満たされ、エンジン始動が許可されると（＃２１Ｙｅｓ分岐）、エンジン４が始動される（＃２２）。以後、メインＥＣＵとサブＥＣＵがデータ交換しながら、コンバインの作業走行が実施される。
【００３１】
〔別実施形態〕
（１）上述した実施形態では、キースイッチ３３のＯＮ信号をトリガーとして、前記初期設定データ管理部７４は、サブＥＣＵに送信すべき初期設定データの個数をサブＥＣＵに送信していたが、その他のスイッチ、例えば、搭載されているタッチパネル付きコンピュータなどの操作をトリガーとしてもよい。
【００３２】
（２）本発明では、メインＥＣＵとサブＥＣＵとの間のデータ交換がＣＡＮプロトコルで行われることが前提とされているが、このＣＡＮなる用語は、ＣＡＮに類似する車載ＬＡＮプロトコルを含むものであり、ＣＡＮは狭義に解釈されるべきではない。
【００３３】
（３）上述した実施形態におけるサブＥＣＵの割り当ては一例であり、作業車両を構成する種々の構成要素に合わせて、その割り当てを変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、普通型コンバインの他、自脱型コンバイン、トウモロコシ収穫機（粒とり）などの収穫機、さらには、トラクタや田植機などにも適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
４      ：エンジン
５      ：ＣＡＮコントローラ
６０    ：エンジンユニット（サブＥＣＵ）
６１    ：走行ユニット（サブＥＣＵ）
６２    ：刈取ユニット（サブＥＣＵ）
６３    ：脱穀ユニット（サブＥＣＵ）
６４    ：排出ユニット（サブＥＣＵ）
６５    ：報知ユニット（サブＥＣＵ）
７      ：車両制御ユニット（メインＥＣＵ）
７１    ：走行管理部
７２    ：作業管理部
７３    ：通信管理部
７４    ：初期設定データ管理部
７４０  ：機器機能テーブル
９０    ：エンジン機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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