(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプロセッサ（３１）のＤＡポート（ＤＡ０，ＤＡ１）を利用した指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドバルブを駆動できるようにしたコントローラ（６）であって、１つのＤＡポート（ＤＡ１）から少なくとも２つの出力ポート（４５，４６）に対して制御信号を出力可能に構成するとともに、前記２つの出力ポート（４５，４６）を車体左右の駆動輪を夫々独立して制動するブレーキ装置（８，９）の夫々の比例ソレノイドバルブ（２４，２５）の比例ソレノイド（２６，２７）に接続したトラクタ（１）のコントローラ（６）に於いて、
上記ＤＡポート（ＤＡ１）から出力される信号により、前記比例ソレノイドバルブ（２４，２５）の比例ソレノイド（２６，２７）のコイル抵抗によって決定される駆動電流値より大きな電流が得られるように構成し、更に、サージ電圧吸収用のダイオード（５７，５８）をコントローラ（６）の内部に設け、該ダイオード（５７，５８）のカソード端子（５９，６０）を電源ケーブル（５２）に接続するため、該カソード端子を前記出力ポートと一緒にコネクタに配置し、前記比例ソレノイド（２６又は２７）のケーブルコネクタを出力ポートに接続することによって、前記ダイオード（５７又は５８）のカソード端子（５９又は６０）が前記電源ケーブル（５２）に接続されてループ回路が形成されるように構成して成ることを特徴とするトラクタのコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクタのコントローラに関するものであり、特に、トラクタに装着されている油圧機器のソレノイドバルブを制御するためのコントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
トラクタ等の農作業車両には、作業機を昇降させるリフトシリンダや四輪駆動を切り換える油圧クラッチ等、多数の油圧機器が装着されている。各油圧機器のソレノイドバルブはコントローラからの制御信号により駆動され、目的の油圧機器のソレノイドバルブが切り換えられると、圧力油が給排されて油圧機器が作動する。
【０００３】
前記コントローラにはマイクロプロセッサが搭載されており、各種操作レバーやスイッチ、或いはセンサ等の信号が入力処理回路を介してマイクロプロセッサへ入力される。これらの入力信号はマイクロプロセッサにて演算処理され、出力処理回路を介して目的の油圧機器のソレノイドバルブに制御信号が出力される。また、比例ソレノイドバルブが装着されている油圧機器に対しては、マイクロプロセッサのＤＡポートを利用して制御信号を出力し、指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドを駆動できるように構成されている。
【０００４】
ここで、外気温度や油温の上昇により比例ソレノイドバルブの温度が高くなると、ソレノイドコイルの電気抵抗が増加して電流値が規定より低くなる。ソレノイドコイルの電流値が変動すると、比例ソレノイドバルブを通過する圧力油の流量（または圧力）も変動する。このため、ソレノイドコイルの電流値の変化を平滑回路を通した後にＡＤ変換し、マイクロプロセッサへフィードバックして電流値を補正している。しかし、平滑回路での処理に時間がかかり、このタイムラグによって制御に遅れが生じてくる。
【０００５】
また、トラクタに装着される油圧機器の仕様は、ユーザの希望や作業内容により多種類に亘るが、夫々の仕様にあった専用コントローラを別個に用意するのはコストの面から困難である。一般的には、様々な機種に対応した共用のコントローラを使用し、油圧機器の仕様に応じて数種類のソレノイドバルブの中から目的のソレノイドバルブを選択し、その都度、コントローラの出力ポートに目的のソレノイドバルブのケーブルを接続し直している。
【０００６】
しかし、通常マイクロプロセッサにはＤＡポートが２ポート程度しか設けられていないため、２ポート分の出力ポートに見合うソレノイドバルブしか同時使用できない。特に、車体左右の駆動輪を夫々独立して制動するブレーキ装置には、左右夫々にソレノイドバルブが設けられているので、このブレーキソレノイドのために２ポートのＤＡポートを専有することになり、コスト高になっていた。
【０００７】
そこで、トラクタのコントローラに油圧機器のソレノイドバルブのケーブルを接続するに際して、マイクロプロセッサに設けられている１つのＤＡポートの出力で同種類の複数のソレノイドを駆動し、限られた数のＤＡポートで多くのソレノイドバルブを制御できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、マイクロプロセッサ（３１）のＤＡポート（ＤＡ０，ＤＡ１）を利用した指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドバルブを駆動できるようにしたコントローラ（６）であって、１つのＤＡポート（ＤＡ１）から少なくとも２つの出力ポート（４５，４６）に対して制御信号を出力可能に構成するとともに、前記２つの出力ポート（４５，４６）を車体左右の駆動輪を夫々独立して制動するブレーキ装置（８，９）の夫々の比例ソレノイドバルブ（２４，２５）の比例ソレノイド（２６，２７）に接続したトラクタ（１）のコントローラ（６）に於いて、
上記ＤＡポート（ＤＡ１）から出力される信号により、前記比例ソレノイドバルブ（２４，２５）の比例ソレノイド（２６，２７）のコイル抵抗によって決定される駆動電流値より大きな電流が得られるように構成し、更に、サージ電圧吸収用のダイオード（５７，５８）をコントローラ（６）の内部に設け、該ダイオード（５７，５８）のカソード端子（５９，６０）を電源ケーブル（５２）に接続するため、該カソード端子を前記出力ポートと一緒にコネクタに配置し、前記比例ソレノイド（２６又は２７）のケーブルコネクタを出力ポートに接続することによって、前記ダイオード（５７又は５８）のカソード端子（５９又は６０）が前記電源ケーブル（５２）に接続されてループ回路が形成されるように構成して成るトラクタのコントローラを提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図１はトラクタ１を示し、車体の後部にロータリ作業機２が連結されている。運転席３の近傍には操作ボックス４が設置され、作業機の高さを設定するポジションレバー５をはじめとする各種ダイヤルやスイッチ等を装着してある。操作ボックス４の中にはコントローラ６が設けられており、後述するように、リフトシリンダ７や駆動輪（後輪）のブレーキ装置８，９等の油圧機器を駆動するために、該コントローラ６から夫々のソレノイドへ制御信号を出力する。
【００１０】
図２はトラクタ１の油圧回路の一部を示し、メインポンプ１０から吐出された圧力油はリフトシリンダ駆動回路１１へ送られる。リフトシリンダ駆動回路１１には比例ソレノイドバルブ１２，１３が設けられており、前記コントローラ６から上昇比例ソレノイド１４または下降比例ソレノイド１５へ制御信号が送られると、該比例ソレノイドバルブ１２，１３を通過するパイロット油の圧力が変化し、上昇用コントロールバルブ１６及び下降用コントロールバルブ１７の流量が制御されて、リフトシリンダ６が伸長方向或いは収縮方向へ駆動される。従って、リフトアームが上方または下方へ回動し、前記ロータリ作業機２が昇降する。
【００１１】
一方、サブポンプ２０から吐出された圧力油は、減圧弁２１を介してブレーキ駆動回路２２へ送られる。ブレーキ駆動回路２２にはブレーキ圧設定器２３と比例ソレノイドバルブ２４，２５が設けられており、前記コントローラ６からブレーキ右ソレノイド２６またはブレーキ左ソレノイド２７へ制御信号が送られると、該比例ソレノイドバルブ２４，２５を通過する圧力油の流量が制御され、ブレーキ右シリンダ２８またはブレーキ左シリンダ２９が駆動される。従って、右側のブレーキ装置８または左側のブレーキ装置９が夫々独立して作動する。
【００１２】
図３及び図４は前記コントローラ６の回路の一例を示し、符号３１はマイクロプロセッサ、３２は入力処理回路、３３は出力処理回路、３４は電源回路である。ポジションレバーや耕深調整ダイヤル等の設定信号と、リフトアームセンサやデプスセンサ等の検出信号は入力処理回路３２を介してマイクロプロセッサ３１に入力される。
【００１３】
これらの入力信号はマイクロプロセッサ３１にて演算処理され、出力処理回路３３を介して目的の油圧機器のソレノイドバルブに制御信号が出力される。また、比例ソレノイドバルブが装着されている油圧機器に対しては、マイクロプロセッサ３１のＤＡポートを利用して制御信号を出力し、指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドを駆動できるように構成されている。
【００１４】
図示したマイクロプロセッサ３１には、２つのＤＡポート（ＤＡ０とＤＡ１）が設けられている。一方のＤＡポート（ＤＡ０）からの出力は２つのコンパレータ回路３５，３６に分岐され、Ｐ１ポートからのオン信号があったときは、コンパレータ回路３５の後段に設けられたスイッチング回路３７を経て出力ポート３９へ制御信号が出力され、Ｐ２ポートからのオン信号があったときは、コンパレータ回路３６の後段に設けられたスイッチング回路３８を経て出力ポート４０へ制御信号が出力される。
【００１５】
出力ポート３９及び４０には前記リフトシリンダ駆動回路１１へのケーブルの一端が接続されており、出力ポート３９に比例ソレノイドバルブ１２の上昇比例ソレノイド１４のケーブルを接続するとともに、出力ポート４０に比例ソレノイドバルブ１３の下降比例ソレノイド１５のケーブルを接続する。
【００１６】
前記Ｐ１ポートからオン信号があったときは、出力ポート３９から上昇比例ソレノイド１４へ制御信号が出力され、指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドバルブ１２が駆動されてリフトシリンダ６が伸長し、リフトアームが上方へ回動してロータリ作業機２が上昇する。また、前記Ｐ２ポートからオン信号があったときは、出力ポート４０から下降比例ソレノイド１５へ制御信号が出力され、指定電圧相当の駆動電流で比例ソレノイドバルブ１３が駆動されてリフトシリンダ６が収縮し、リフトアームが下方へ回動してロータリ作業機２が下降する。
【００１７】
前記上昇比例ソレノイド１４を流れる駆動電流値はコンパレータ回路３５にフィードバックされ、下降比例ソレノイド１５を流れる駆動電流値はコンパレータ回路３６にフィードバックされる。従って、外気温度や油温の変化により上昇比例ソレノイド１４または下降比例ソレノイド１５の温度が上下動し、ソレノイドコイルの電気抵抗が増減して駆動電流値が変動しようとした場合は、フィードバック制御により速やかに駆動電流値を調整して一定に保持することができる。
【００１８】
この際、従来型のように、平滑回路を経てマイクロプロセッサのＡＤポートにフィードバックさせるのと比較して、比例ソレノイドの駆動電流値をそのままコンパレータ回路へフィードバックさせて純ハードウェア的処理を行うため、処理時間が短縮されて制御に遅れが生じない。
【００１９】
また、他方のＤＡポート（ＤＡ１）からの出力は２つのコンパレータ回路４１，４２に分岐され、Ｐ３ポートからのオン信号があったときは、コンパレータ回路４１の後段に設けられたスイッチング回路４３を経て出力ポート４５へ制御信号が出力され、Ｐ４ポートからのオン信号があったときは、コンパレータ回路４２の後段に設けられたスイッチング回路４４を経て出力ポート４６へ制御信号が出力される。
【００２０】
出力ポート４５及び４６には前記ブレーキ駆動回路２２へのケーブルの一端が接続されており、出力ポート４５に比例ソレノイドバルブ２４のブレーキ右ソレノイド２６のケーブルを接続するとともに、出力ポート４６に比例ソレノイドバルブ２５のブレーキ左ソレノイド２７のケーブルを接続する。
【００２１】
前記Ｐ３ポートからオン信号があったときは、出力ポート４５からブレーキ右ソレノイド２６へ制御信号を出力し、ブレーキ右シリンダ２８が駆動されて、右後輪のブレーキ装置８が作動する。また、前記Ｐ４ポートからオン信号があったときは、出力ポート４６からブレーキ左ソレノイド２７へ制御信号を出力し、ブレーキ左シリンダ２９が駆動されて、左後輪のブレーキ装置９が作動する。
【００２２】
前述した出力ポート３９，４０の場合と同様にして、ブレーキ右ソレノイド２６及びブレーキ左ソレノイド２７を流れる駆動電流値は、夫々コンパレータ回路４１，４２へフィードバックされ、温度変化によるソレノイドコイルの電気抵抗が増減した場合であっても、比例ソレノイドの駆動電流値を一定に保持するように制御される。
【００２３】
前記出力ポート３９，４０並びに出力ポート４５，４６は、夫々上昇と下降、或いは右と左、前進と後進等のペアで使用する。即ち、ペアに接続した両方の比例ソレノイドを同時に駆動しない場合について上記構成にしておけば、１つのＤＡポートから少なくとも２つの出力ポートに対して制御信号を出力可能となり、２つのＤＡポート（ＤＡ０とＤＡ１）で４つの比例ソレノイドバルブを制御することができる。
【００２４】
ここで、ＤＡポートから出力される信号を、比例ソレノイドのコイル抵抗により決まる駆動電流より大きな電流が得られるように指定すれば、前記出力ポート３９，４０或いは４５，４６に比例ソレノイド以外の通常のソレノイドや、モニターランプ等の他の機器を接続して制御することができる。
【００２５】
また、本発明の実施の形態では、前述したように、比例ソレノイドのコイル抵抗により決まる駆動電流値を予め定めておき、フィードバックによって駆動電流を脈動させることにより、温度変化に拘わらず駆動電流を一定値に保持するようにした電流指定制御を行っているが、比例ソレノイドの種類によっては、駆動時の電流振幅を大きくする必要のある場合も想定される。然るときは、従来のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に加えて電流の最大値を定めておき、フィードバックによりパルス幅を変化させて駆動電流値を保持するように制御すれば、通常のＰＷＭ制御より温度変化の影響を受けにくくなる。
【００２６】
ここで、コントローラ６の出力ポートに接続されている各ソレノイドのケーブルの他端は、電源ケーブル４７を介してすべてコントローラ６への供給電源ヒューズ４８に接続されているが、コントローラ６からの出力数が増加したときは、ヒューズ回路を複数個に分割する必要が生じてくる。
【００２７】
図示したように、各出力ポートには夫々ダイオードを設けてＤＣ１２Ｖの回路にループさせてあり、各ソレノイドへの電源をオフしたときにサージ電圧が発生した場合は、このダイオードでサージ電圧を吸収し、スイッチング回路のトランジスタが破壊されないようにしてある。いま、前記供給電源ヒューズ４８と並列に新たな電源ヒューズを配設して分岐すると、新たに分岐した側の各出力端子に夫々サージ電圧吸収用のダイオードを接続してループ回路を設ける必要がある。しかし、各ソレノイドへのケーブル毎にダイオードを設けると、油圧機器の仕様に応じて複数種類のソレノイドバルブを用意する場合に、多数のダイオードを配設しなければならず、極めてコスト高となる。
【００２８】
図５及び図６は供給電源ヒューズ４８と並列に新たな電源ヒューズ５１を設けた回路の一例を示し、新たに分岐した電源ケーブル５２からブレーキ右ソレノイド２６とブレーキ左ソレノイド２７に夫々電源を供給する。また、出力ポート５５にブレーキ右ソレノイド２６のケーブルの一端を接続するとともに、出力ポート５６にブレーキ左ソレノイド２７のケーブルの一端を接続してある。
【００２９】
そして、サージ電圧吸収用のダイオード５７，５８をコントローラ６の内部に設け、ダイオード５７，５８のカソード端子５９，６０を前記出力ポート５５，５６と一緒にコネクタへ配置する。従って、ブレーキ右ソレノイド２６のケーブルコネクタ或いはブレーキ左ソレノイド２７のケーブルコネクタを出力ポート５５，５６に接続する際に、これと同時に、ダイオード５７，５８のカソード端子５９，６０が前記電源ケーブル５２に接続されてループ回路が構成される。
【００３０】
このように、サージ電圧吸収用のダイオード５７，５８をコントローラ６の内部に設けることにより、複数種類のソレノイドバルブを用意して接続し直す場合であっても、ダイオードの設置個数を少なくしてコストダウンを図ることができる。
【００３１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではトラクタのコントローラに油圧機器のソレノイドバルブのケーブルを接続するに際して、１つのＤＡポートから少なくとも２つの出力ポートに対して制御信号を出力可能に構成したので、マイクロプロセッサに設けられている限られた数のＤＡポートで、できるだけ多くのソレノイドバルブを制御することができるようになる。斯かる構成を、ブレーキ駆動回路に使用しているから、前記コントローラからブレーキ右ソレノイド又はブレーキ左ソレノイドへ制御信号が送られるとき、比例ソレノイドバルブ２４，２５を通過する圧力油の流量が制御され、ブレーキ右シリンダ又はブレーキ左シリンダが駆動されるので、右側のブレーキ装置８又は左側のブレーキ装置９が全く別個に独立して作動することができる。
そして、上記ＤＡポート（ＤＡ１）から出力される信号により、前記比例ソレノイドバルブ（２４，２５）の比例ソレノイド（２６，２７）のコイル抵抗によって決定される駆動電流値より大きな電流が得られるように構成しているので、上記出力ポート４５，４６に比例ソレノイド以外の通常のソレノイドや、モニターランプ等の他の機器を接続して制御することができる。
また、サージ電圧吸収用のダイオード（５７，５８）をコントローラ（６）の内部に設け、該ダイオード（５７，５８）のカソード端子（５９，６０）を電源ケーブル（５２）に接続するため、該カソード端子を前記出力ポートと一緒にコネクタに配置し、前記比例ソレノイド（２６又は２７）のケーブルコネクタを出力ポートに接続することによって、前記ダイオード（５７又は５８）のカソード端子（５９又は６０）が前記電源ケーブル（５２）に接続されてループ回路が形成されるように構成しているので、複数種類のソレノイドバルブを用意して接続し直す場合であっても、ダイオードの設置個数を少なくしてコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施の形態を示すものである。
【図１】トラクタの側面図。
【図２】トラクタの油圧回路図。
【図３】コントローラの回路の一例を示す図、その１。
【図４】コントローラの回路の一例を示す図、その２。
【図５】コントローラの回路の他の一例を示す図、その１。
【図６】コントローラの回路の他の一例を示す図、その２。
【符号の説明】
１                  トラクタ
６                  コントローラ
１２，１３          比例ソレノイドバルブ
１４                上昇比例ソレノイド
１５                下降比例ソレノイド
２４，２５          比例ソレノイドバルブ
２６                ブレーキ右ソレノイド
２７                ブレーキ左ソレノイド
３１                マイクロプロセッサ
３９，４０          出力ポート
４５，４６          出力ポート
５２ 電源ケーブル
５７，５８ ダイオード
５９，６０ カソード端子
ＤＡ０              ＤＡポート
ＤＡ１              ＤＡポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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