(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御される車における作業部、操作部等に設けたセンサ、設定器等の入力系外部機器と、
前記作業部、操作部等に対するアクチュエータ等の出力系外部機器と、
前記各入力系外部機器又は出力系外部機器のいずれか一方もしくは双方との制御信号を授受して制御する２つ以上のコントローラユニットと、
各コントローラユニット間を接続するＬＡＮ通信バスとを具え、
コントローラユニットの相互に制御データを転送して前記作業部及び操作部の制御を実行するようにした車搭載用制御装置において、
基本制御プログラムと、前記入力系及び出力系の各外部機器に対応する複数であって同一のアプリケーション制御プログラムとをＲＯＭに格納された少なくとも２つ以上のコントローラユニットを準備し、
前記各コントローラユニットは、それに接続させる入力系外部機器及び出力系外部機器への接続端子の種類に応じた、識別端子を含むハーネスに対して着脱可能に構成されており、
前記識別端子により、アプリケーション制御プログラムの作動する優先順位が決定されるように制御されることを特徴とする車搭載用制御装置。
【請求項２】
前記優先順の最も高いアプリケーション制御プログラムの作動命令に従って、対応する出力系外部機器が作動されるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の車搭載用制御装置。
【請求項３】
前記基本制御プログラムは、前記入力系外部機器及び出力系外部機器との間でデータを伝送するための入出力用制御プログラムを含み、前記アプリケーション制御プログラムと、入出力用制御プログラムとを階層化したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車搭載用制御装置。
【請求項４】
前記ＬＡＮ通信のプロトコルは、ＣＡＮ通信プロトコルであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車搭載用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバイン、トラクタ等の農作業機や、クレーン車等の土木作業等の特殊作業用車両、乗用車等の各種車に搭載する制御装置に係り、より詳しくは、複数（２つ以上の数）のコントローラユニット間で制御用のデータをＬＡＮ通信にて転送することができるネットワークを構築すると共に、センサ等の入力系外部機器やアクチュエータ等の出力系外部機器を制御するためのアプリケーション制御プログラムを、複数コントローラユニットのうちの優先順位の高いものから、作動指令させるように制御する構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のコンバイン等の農作業機では、制御目標としての、制御量の信号を制御手段に伝るためのセンサや設定器、例えば、走行機体のエンジンの出力（負荷）を制御するアクチュエータとしての電子式ガバナーの燃料噴射量検知センサ（燃料噴射用プランジャの位置調節のためのラック位置の検出センサ）、走行機体に対する走行部の左右の走行クローラの相対的高さを検出する走行部高さセンサ（車高センサ）、穀粒タンク内の穀粒を外部に排出するための排出オーガのコンベヤへの動力を継断するためのオーガクラッチの操作位置検知センサ、前記排出オーガの横筒の水平方向の向きや横筒先端の穀粒排出部の高さを指令（設定）するオーガ位置設定器、また、前記制御信号に応じて制御対象の作動量を検知するためのセンサ、例えば、農作業機の走行速度や、脱穀部の作業部の回転速度を検知する速度センサ、前記排出オーガの横筒の水平方向の向きセンサや高さセンサ等の入力系外部機器と、前記電子ガバナーでの燃料噴射用プランジャを駆動するための電磁ソレノイド、前記左右走行クローラの高さを調節するための油圧シリンダ、前記オーガクラッチを駆動するクラッチアクチュエータ、排出オーガを左右に旋回させるための駆動モータ、排出オーガにおける横筒の水平に対する俯仰角度を調整するための昇降用油圧シリンダ等の各種アクチュエータからなる出力系外部機器を備え、これらの入出力系の外部機器を複数のマイクロコンピュータ等のコントローラユニットにて制御することが通常行なわれている。
【０００３】
ところで、前記入力系外部機器及び出力系外部機器の種類や数が多い場合、１つのマイクロコンピュータ式等の電子式のコントローラユニットで制御すると、一時に処理できる能力に限界があり、このため制御処理に優先順位を設けると、並列的に処理が困難となること、これを防止するため、複数個のマイクロコンピュータで独立的且つ並列的に制御すると、関連すべき外部機器間の制御の連係が採れないという不都合がある。
【０００４】
これらの不都合を解消するため、最近では、複数のコンピュータ間でデータの共有等を図るために、ＬＡＮ通信プロトコルが用いられている。このＬＡＮ環境を車両に搭載した複数のコントローラユニットに適用することが考えられる。この場合、クライアント／サーバー型のように、１つまたは複数のサーバー（メインコントローラ）と、その他の（多数の）クライアント（ユーザーコントローラ）とをＬＡＮ接続するものと、ピア・ツー・ピア型のように、多数（複数）のコントローラユニットがすべて対等の条件でＬＡＮ接続されており、１つの入出力系外部機器を複数のコントローラユニットで制御することができるものとがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、前記複数のコントローラユニットを備えた制御システムでは、各コントローラユニットは自己が管理すべき入出力系外部機器が予め決められており、自己が管理すべきコントローラユニット内にその制御を実行するための制御プログラム（以下、アプリケーション制御プログラムという）のみをＲＯＭ（読み出し専用メモリ）に格納しており、従って、そのコントローラユニットがダウンすると、そのコントローラユニットが管理している入力系外部機器（例えば、センサ等）からの信号が読み取れないし、同じく管理されている出力系外部機器は作動しなくなるか、暴走してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような、従来の問題点を解決すべくなされたものであり、センサシステム全体としての信頼性を向上させることができるようにした車搭載用制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の車搭載用制御装置は、制御される車における作業部、操作部等に設けたセンサ、設定器等の入力系外部機器と、前記作業部、操作部等に対するアクチュエータ等の出力系外部機器と、前記各入力系外部機器又は出力系外部機器のいずれか一方もしくは双方との制御信号を授受して制御する２つ以上のコントローラユニットと、各コントローラユニット間を接続するＬＡＮ通信バスとを具え、コントローラユニットの相互に制御データを転送して前記作業部及び操作部の制御を実行するようにした車搭載用制御装置において、基本制御プログラムと、前記入力系及び出力系の各外部機器に対応する複数であって同一のアプリケーション制御プログラムとをＲＯＭに格納された少なくとも２つ以上のコントローラユニットを準備し、前記各コントローラユニットは、それに接続させる入力系外部機器及び出力系外部機器への接続端子の種類に応じた、識別端子を含むハーネスに対して着脱可能に構成されており、前記識別端子により、アプリケーション制御プログラムの作動する優先順位が決定されるように制御されるものである。
【０００８】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車搭載用制御装置において、前記優先順の最も高いアプリケーション制御プログラムの作動命令に従って、対応する出力系外部機器が作動されるように制御されるものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車搭載用制御装置において、前記基本制御プログラムは、前記入力系外部機器及び出力系外部機器との間でデータを伝送するための入出力用制御プログラムを含み、前記アプリケーション制御プログラムと、入出力用制御プログラムとを階層化したものである。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車搭載用制御装置において、前記ＬＡＮ通信のプロトコルは、ＣＡＮ通信プロトコルとしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明を具体化した実施形態について説明すると、図１はコンバインの左側面図、図２はコンバインの平面図、図３はコンバインの右側面図、図４は正面図、図５は動力伝動系のスケルトン図、図９は制御装置の全体機能ブロック図である。
【００１２】
本発明のコンバインにおける走行機体１は、左右一対の走行クローラ２ａ式の走行部２に対して後述する走行部昇降駆動手段を介して昇降可能に構成されている。走行機体１の進行方向に向かって左側には作業部としての脱穀装置３を搭載し、走行機体１の前部に配置された作業部としての刈取前処理装置４は、昇降フレーム１４を介して走行機体１に対して上下昇降回動可能に支持され、該昇降フレーム１４と走行機体１との間に装着された刈取部昇降アクチュエータとしての単動式の刈取部昇降油圧シリンダ９により昇降動可能に構成されている。
【００１３】
刈取前処理装置４の下部フレームの下部側にはバリカン式の刈刃装置５を、前方には６条分の穀稈引起装置６が配置され、穀稈引起装置６と脱穀装置におけるフイードチェン７前端との間には穀稈搬送装置８が配置され、穀稈引起装置６の下部前方には分草体１０が突出している。走行機体１の右側前部に運転室１１が配置され、その後側に穀粒タンク１２が配置されている。
【００１４】
運転室１１の後方下部等に備えたエンジン１５からの動力の一部は、図５に示すように、オーガクラッチ１６を介して穀粒タンク１２内の底スクリューコンベヤ１７、排出オーガ２０内の縦スクリューコンベヤ１８ａ，１８ｂに伝達される一方、動力分岐ミッション１９を介して走行部２の油圧ポンプ・油圧モータ式（ＨＴＳ式）走行駆動部２４の脱穀部３の扱胴３ａや唐箕２１、一番受樋のスクリューコンベヤ２２ａ、二番受樋のスクリューコンベヤ２２ｂやフイードチェン７、穀粒タンク１２への揚穀スクリューコンベヤ２３等を回転駆動させる。刈取前処理装置４への動力伝達は、走行速度を同期するときには前記走行駆動部２４からの出力軸２６を介して実行され、同期しないときには前記動力分岐ミッション１９からの分岐動力とクラッチ２５とにより駆動される。
【００１５】
図３及び図８に示すように、穀粒タンク１２の下部に設けたスクリューコンベヤから走行機体１の後端に配置した縦パイプ２８ｂと、その上端に上下回動可能に連設された横パイプ２８ａとからなり、各パイプ内にスクリューコンベヤを内装した排出オーガ２８を介して、トラックの荷台等の部位に穀粒タンク１２内に蓄積された穀粒を排出させることができる。なお、縦パイプ２８ｂは、駆動モータ６４ｂとギヤ機構５７とにより縦軸回りに旋回可能であり、横パイプ２８ａは縦パイプ２８ｂとの間に装架された排出オーガ用油圧シリンダ６４ａと、リンク機構５８とにより傾斜角度を変更可能に構成されている。
【００１６】
そして、駆動モータ６４ｂに設けたロータリエンコーダ等の角度センサ８５にて縦パイプ２８ｂの水平旋回角度、ひいては横パイプ２８ａの旋回位置を検出することができ、リンク機構５８もしくは油圧シリンダ６４ａの箇所に設けたポテンショメータ等の角度センサ８６にて横パイプ２８ａの俯仰角度、ひいては横パイプ２８ａの先端の排出部の高さ位置を検出することができる。なお、排出オーガ２８を使用しないときには、穀粒タンク１２の上面等に設けたレスト台８７等に横パイプ２８ａの中途部が載置される。さらにこのレスト台８７には前記横パイプ２８ａが載置されたか否かを検知するための接触センサ等のレスト検出器８８が設けられている。
【００１７】
図６（左側面側から見た走行部）に示すように、走行部２は左右一対のトラックフレーム５０，５０の前後端に各々配置した駆動輪５１と従動輪５２とトラックフレーム５０の下面中途部に配置された複数の転動輪５３との外周に巻回された走行クローラ２ａからなり、左右トラックフレーム５０，５０と走行機体１とは、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂと前後位置の側面視Ｌ字状のレバー５５ａ，５５ｂとこの前後レバー５５ａ，５５ｂを同時に作動させるように連結する連結杆５６，５６等とからなる走行部昇降駆動手段を介して連結され、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂは互いに独立的に作動させることにより、左右の走行部２，２を走行機体１の左右に対して独立的に昇降させる。
【００１８】
従って、左右両側の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドを同時に突出させると、走行機体１は左右両側の走行部２，２に対して上方に離れて（上昇し）、走行機体１の走行部２，２に対する相対高さ（車高）は高くなる。逆に、前記ピストンロッドを同時に後退させると、走行機体１は左右両側の走行部２，２に対して下方に離れて（下降し）、走行機体１の走行部に対する相対高さ（車高）は低くなる。
【００１９】
そして、左側の油圧シリンダ５４ａのピストンロッドを突出させる、または右側の油圧シリンダ５４ｂのピストンロッドを後退させると（もしくはこの両方の動作を同時に実行しても）、右側の走行部２に対する走行機体１の車高は低くなり（左側の走行部２に対する走行機体１の車高は高くなり）、走行機体１は右下がりに傾斜する。逆に、右側の油圧シリンダ５４ｂのピストンロッドを突出させる、または左側の油圧シリンダ５４ａのピストンロッドを後退させる、（もしくはこの両方の動作を同時に実行しても）、左側の走行部２に対する走行機体１の車高は低くなり（右側の走行部２に対する走行機体１の車高は高くなり）、走行機体１は左下がりに傾斜するのである。
【００２０】
図６に示すように、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドの突出量を検出することにより、走行機体１の左右各走行部２，２に対する相対高さ（車高）を検出するためのロータリエンコーダ式等の車高検出センサ７２ａ，７２ｂが、前記連結杆５６に連設した連結ロッド７２やリンク機構７３を介して連動するように構成されている。
【００２１】
また、走行機体１の左右の傾斜程度を検出するための傾斜検出センサ７４は、振り子式（重力式）等にて構成され、走行機体１の任意の位置例えば運転室１１内等に配置されている。なお、刈取前処理装置４と圃場面との対地高さを検出して刈高さを検出するための刈高さセンサとしての超音波センサ２０ａ，２０ｂは、図４に示すように、刈取前処理装置４の左右両側端の前記穀稈引き起こし装置６の裏面側に設けたブラケット（図示せず）に配置し、各超音波センサ２０ａ，２０ｂにおける発信器の発信部（ホーン部）と受信器の受信部とを圃場面に向けるように配置する。各超音波センサ２０ａ，２０ｂの設置高さと刈刃５の設置高さとが異なる場合には、超音波センサ２０ａ，２０ｂの検出値から所定の換算により、刈高さ検出値を求めるようにしている。
【００２２】
また、走行機体１と刈取前処理装置４との相対高さを検出するための昇降ポジションセンサ７５は、前記昇降フレーム１４の回動角度を検出することより求めることができるように構成されている。
【００２３】
図９に示すように、前記運転室１１内の操縦部パネル１１ａには、自動モードと手動モードとに切り換えるための切替えスイッチ７６と、自動モード及び手動モードの如何に拘らず、車高制御の場合の走行機体１の高さ（車高）を変更調節操作できる手動可変操作部としての操作レバー７７と、走行機体１の左右傾斜角度を設定するための傾斜設定器７８とが配置されている。
【００２４】
図７は、前記昇降用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂ等のための油圧回路を示し、油圧ポンプ６０からの吐出する圧油を分流する分流弁６３を介して分岐し、その一方の吐出路から前記刈取前処理装置４を昇降させる刈取部昇降アクチュエータとしての油圧シリンダ９と、右側（運転室１１側）の昇降制御用油圧シリンダ５４ｂとに対する第１油圧回路６１へ送る。分流弁６３の他方の吐出路からは、排出オーガ２８の横パイプ２８ａの縦パイプ２８ｂに対する傾斜角度を変更するための排出オーガ昇降用油圧シリンダ６４ａと、左側の昇降制御用油圧シリンダ５４ａとに対する第２油圧回路６２へ送るように構成され、それぞれの油圧シリンダ９、６４ａ、５４ａ、５４ｂに対する電磁制御弁６５、６６ａ、６７、６８や逆止弁、リリーフ弁等が接続されている。
【００２５】
図１０は、走行機体１の走行速度、姿勢及び車高、排出オーガ２８の排出位置等を制御するための制御装置７０の機能ブロック図を示し、該制御装置７０は、マイクロコンピュータ等の電子式制御装置であり、複数個（実施形態では４つ）のコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３と、これらの間を接続するＣＡＮ通信バス８２とからなる。ＣＡＮ通信バス８２は、 2本の回線を有している（図１１（ａ）参照）。そして、ＣＡＮバスレベルの一方をドミナント（dominant) といい、他方をリセッシブ(recessive) という。ＣＡＮの規約においては、リセッシブバスレベルはロジカル１、ドミナントバスレベルはロジカル０として表される。ドミナントはリセッシブを上書きすることができる。
【００２６】
ＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク）プロトコルによるデータ通信は、ＬＡＮ環境の新しい発展として提案されたものである。このＣＡＮベース・ネットワークは、共通のリターン（サブルーチンや割り込み処理ルーチン等に移ったプログラムをメインルーチンに戻す命令）を有する差動の２ワイヤバスラインを用いる分散リアルタイム制御及び多重化（distributed real time control and multi-plexing)を保つシリアル通信プロトコルである。
【００２７】
このＣＡＮ通信は、例えば、自動車のボディ系の各種制御コントローラ間の通信、ロボット制御、工場内の制御システム等に適用されている。
【００２８】
各ＣＡＮコントローラユニットには、通常の制御を司るＣＰＵやＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（随時読み書き可能メモリであり、受信スロットを含む）の他に、ＣＡＮコントローラ部（ＣＡＮプロトコルにて通信制御するコントローラ部）と、該ＣＡＮコントローラ部からＣＡＮ通信バスに制御用のデータ（センサ等の入力系外部機器の信号やアクチュエータ等の出力系外部機器に送る作動のための信号）を送信・受信するためのＣＡＮドライバとを備えている。
【００２９】
なお、ＣＡＮコントローラシステムでは、２つ以上のＣＡＮコントローラユニットの各々は対等の関係で従来の主−従属の関係がない。
【００３０】
そして、ＣＡＮ通信では、送信する制御用のデータに、当該送信するＣＡＮコントローラユニットのＩＤコード（識別子番号、識別子コードともいう）を付して、各ＣＡＮコントローラユニットにおける受信スロットに格納されるようにしている。
【００３１】
つまり、ある一つのＣＡＮコントローラユニットからＩＤコード付き制御用のデータをＣＡＮ通信バスに送り出すと、そのＩＤコード付き制御用のデータは他のＣＡＮコントローラユニットにおける受信スロットにも格納されるが、前記送信したＣＡＮコントローラユニットも、ＣＡＮ通信バスから前記送信したＩＤコード付き制御用のデータを受信して、受信スロットに格納するようになっている。
【００３２】
さらに、ＣＡＮ通信プロトコルでは、送信エラーまたは受信エラーの回数のカウントにより、ＣＡＮ通信が正常状態（エラーアクティブステート）であるか、ＣＡＮ通信が困難な状態（エラーパッシブステート）であるか、さらには、通信不能状態（エラーオフステート）であるかを判別し、エラー回数の上下変動に応じて、エラーアクティブステートとエラーパッシブステートとの間は相互に遷移することができるが、エラーオフステートになれば、何らかの回復処置（リセット）を実行しないとＣＡＮ通信が回復しないようになっている。
【００３３】
図１２に示すように、各ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３は、各種演算処理や制御を実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）１００、前述した通信制御プログラムや後述するアプリケーション制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０１、各種の検出値、データ等を一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）１０２、システムクロック発生器１０３、クロック同期シリアルインターフェイス１０４、タイムスタンプ機能のために使用するタイマ１０５、送受信のタイミングを計る監視タイマ１０６、ＵＡＲＴ（汎用非同期送受信回路）１０７、ＤＭＡＣ（ダイレクト  メモリアクセス  コントローラ）１０８、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１０９、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器１１０、ＣＲＣ（巡回符号冗長検査）演算器１１１、ＣＡＮコントローラ部１１２、ＣＡＮドライバ１１３等を備える。ここで、ＣＡＮコントローラ部１１２は前記ＣＡＮ通信プロトコルによる通信制御を司る部分であり、送信完了フラッグ、受信完了フラッグ、送信フラッグ、受信フラッグは、ＣＡＮコントローラ部１１２内のステータスレジスタ内に設けられている。
【００３４】
ＣＡＮドライバ１１３はＣＡＮ通信バス８２を介してＩＤコード付き制御データ１１４を他のＣＡＮコントローラユニットと送受信するためのものであり、ＣＡＮコントローラユニットに外付けしたものであっても良い。
【００３５】
前記ＲＡＭ１０２には、受信スロット１０２ａと送信スロット１０２ｂとを備えている。受信スロット１０２ａは複数個備える。実施形態では５つの受信スロット１０２ａを有する。
【００３６】
送信スロット１０２ｂには、自己のＣＡＮコントローラユニットのＩＤコードを持っており、後述するＩＤコード付き制御データ１１４を所定のタイミングで送信するとき、予めこれを書き込んで格納しておく。したがって、送信スロット１０２ｂにおける制御データには、当該送信するＣＡＮコントローラユニットのＩＤコードが付されていることになる。他方、各受信スロット１０２ａには、ＣＡＮ通信バス８２を介して返送されたＩＤコード付き制御データ１１４を格納するものである。
【００３７】
図１１（ｂ）はＩＤコード付き制御データ１１４のデータフレームの構造を示す。最初の１ビット長のデータフレームの箇所（ＳＯＦ）１２０は、同期をとるための最初のビットであり、信号の立下がり（リセッシブからドミナントへの変化、ハイレベル「１」からローレベル「０」への変化）により実行される。
【００３８】
続く１１ビット長の部分は、ＩＤコード部分１２１であり、制御データを送信するＣＡＮコントローラユニット毎に予めＩＤコードが定められている。次の１ビット長の部分は、ＲＴＲ１２２（ＩＤコード部分１２１の最後を示すビットである。その次の６ビット長の部分は、制御部１２３である。
【００３９】
これに続いて、０ビット〜６４ビット長の部分は０〜８バイトの制御データ部１２４であり、前述のコンバインの制御を実行するための入力系外部機器の制御信号もしくは出力系外部機器の制御信号を格納する部分である。
【００４０】
その次の１５ビット長の部分は、ＣＲＣ（巡回冗長検査）配置１２５であり、送信データの誤り検査のために用いる。続く１ビット長の部分は、ＣＲＣ（巡回冗長検査）移送１２６のためのビットである。続いて、ＡＣＫ（アクノレッジ、応答信号）スロット１２７、続いて応答信号の移送（delate) 部分１２８は両者とも１ビットである。最後にフレームの最後を示すためのＥＯＦ１２９となる。次のＩＤコード付き制御データ１１４のデータフレームと間には、ＩＴＭ１３０及びバスアイドル１３１からなるフレーム間スペースがある。
【００４１】
ところで、本発明では、各ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３におけるＲＯＭ（読み出し専用メモリであり、例えばフラッシュメモリ、不揮発性リードオンリーメモリであり、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等がある）１０１内には、複数の共通のアプリケーション制御プログラム（ソフト）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を予め記憶（格納）させておく。
【００４２】
ここで、アプリケーション制御プログラムとは、前述のセンサ等の入力系外部機器からの読取りデータや、設定器、操作レバー等の入力値に基づいて、アクチュエータ等の出力系外部機器を駆動（作動）させるための制御プログラムをいう。
【００４３】
実施例の一つとして、アプリケーション制御プログラムＳ１は、刈取前処理装置及び脱穀部の各種アクチュエータを作動させるための制御プログラムであり、アプリケーション制御プログラムＳ２は、エンジンの出力を制御するための制御プログラムである。また、アプリケーション制御プログラムＳ３は、刈取前処理装置及び走行機体の昇降のためのアクチュエータを作動させて、刈取深さや走行機体の左右傾斜等の制御を実行するための制御プログラムであり、アプリケーション制御プログラムＳ４は、排出オーガの左右旋回や昇降、セット位置への自動操作等のためのアクチュエータの作動を制御する制御プログラムや、後述するように、操作部の液晶パネルの表示等を司る制御プログラムとする。
【００４４】
さらに、前記ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）１０１に格納されている基本制御プログラムは、ＣＡＮ通信に必要な通信制御プログラムと、前記入力系外部機器及び出力系外部機器との間でデータを伝送するための入出力用制御プログラムとを含み、前記各アプリケーション制御プログラムに対して前記入出力用制御プログラムがベースとなるように、階層化して格納している。
【００４５】
そして、各ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３の端子部１４１に対してコネクタ１１６付きハーネスＨｏ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３（図１３参照）を着脱自在に接続する。また、各ハーネスＨｏ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の他端には、それぞれ固有の入力系外部機器及び出力系外部機器（総合して入出力系外部機器という）１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄという）への接続端子を備えている。
【００４６】
そして、所定のＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３が、各々自己に必要なアプリケーション制御プログラムのみを受け取るためには、前記各ハーネスＨｏ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に、所定の識別端子ＩＴｏ，ＩＴ１，ＩＴ２，ＩＴ３を備える。その１実施例としては、図１４、図１５、図１６及び図１７に示すように、例えば、コントローラユニットＣＵｏにおける識別端子ＩＴｏ用の一方のポート１４０ａがハイ（high) で、他方１４０ｂがロウ(low) となるスイッチ部とする。コントローラユニットＣＵ１における識別端子ＩＴ１用の２つのポート１４０ａ，１４０ｂの両者がハイ（high) となるようにスイッチ部がＯＦＦとなっている。また、コントローラユニットＣＵ２における識別端子ＩＴ２用の一方のポート１４０ａがロウ(low) で、他方１４０ｂがハイ（high) となるスイッチ部とする。さらに、コントローラユニットＣＵ３における識別端子ＩＴ３用の２つのポート１４０ａ，１４０ｂの両者がロウ(low) となるようにスイッチ部がＯＮとなっている。この構成により、各コントローラは所定の箇所のハーネスとを接続すると、自動的に所定の箇所のＣＡＮコントローラユニットと特定されることになる。
【００４７】
本発明の第１実施形態においては、前記各ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３は、目安として、センサや各種設定器等の入力系外部機器及びアクチュエータ等の出力系外部機器とのハーネスの長さがなるべく短いものをグループとして集めてそれらを制御するものであり、それぞれの配置箇所においてコントローラボックス（図示せず）内に格納される。
【００４８】
例えば、図１〜図３、図９に示すように、運転室１１の床板の下面側に配置するようにした刈取・ステップコントローラユニットである、ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏには、入力系外部機器としての刈取前処理装置高さポジションセンサ５７、アクセルレバーセンサ１４２、刈取穀稈搬送の有無を検出するセンサ１４３、搬送される穀稈長さセンサ１４４、扱深さセンサ１４５、排出オーガクラッチモータスイッチ１６ａ、刈高さセンサ２０ａ，２０ｂ、車速センサ９４、２番受樋コンベヤ回転センサ１４６、ステアリング部リミットスイッチ１４７、刈取前処理装置のオートリフトを実行するためのスイッチ１４８等が前記ハーネスＨｏを介して接続される。同じく出力系外部機器としての扱深さ制御モータのリレーユニット等の制御回路部１４９、排出オーガクラッチモータのためのリレーユニット等の制御回路部１６ｂ、脱穀クラッチ駆動のための電磁ソレノイド１５０等が前記ハーネスＨｏを介してコントローラユニットＣＵｏに接続される（図１４参照）。
【００４９】
ＣＡＮコントローラユニットＣＵ１は、図１〜図４に示すごとく、前記運転室１１に近い刈取前処理装置４のうち上部箇所に設置されるもので、脱穀部コントローラユニットと呼ばれている。該ＣＡＮコントローラユニットＣＵ１には、入力系外部機器として、燃料センサ１５１、走行機体の左右傾斜センサ７４、車高センサ左７２ａ、車高センサ右７２ｂ、脱穀選別装置の流穀板部での籾流量センサ１５２、選別部各部での籾の有無を検出する籾センサ１５３、排藁カッタ部での詰まりセンサ１５４、排出オーガ水平旋回位置センサ８５、排出オーガ先端操作部指令スイッチ９１、排出オーガ昇降位置センサ８６、排出オーガクラッチセンサ１６ｃ、排出オーガ過負荷センサ１５５、揺動選別過負荷センサ１５６、扱胴回転センサ１５７、処理胴回転センサ１５８等、及び前記識別端子ＩＴ１がハーネスＨ１を介して接続される。また、出力外部機器として、揺動選別別駆動モータ１５９、フイードチェンクラッチ駆動回路１６０、排出オーガ旋回モータ６４ｂ、排出オーガブレーキ１６１、排出オーガ昇降用電磁ソレノイド６４ａ、右走行クローラ昇降用油圧シリンダ５２ｂ、左走行クローラ昇降用油圧シリンダ５２ａ、刈取前処理装置昇降用油圧シリンダ９等がハーネスＨ１を介して接続される（図１５参照）。
【００５０】
ＣＡＮコントローラユニットＣＵ２は、図１〜図４に示すごとく、前記運転室１１内等運転座席の後部に配置するもので、エンジン１５の熱の影響を受けずに且つエンジンに近い場所に配置される故、エンジンコントローラユニットと呼ばれる。このＣＡＮコントローラユニットＣＵ２には、入力系外部機器としての、エンジン回転数センサ１６２、エンジンオイル量センサ１６３、エンジン水温センサ１６４、燃料噴射ポンプラック位置センサ９３、エンジンスタータスイッチ１６５、排出オーガの旋回位置を予め記憶させるオートセット位置ダイヤル１６６、運転部に設けて排出オーガの旋回等を操作する排出オーガ操作部９０、刈取クラッチモータリミットスイッチ１６７等、及び前記識別端子ＩＴ２がハーネスＨ２を介して接続される（図１６参照）。同様に、出力系外部機器としての、燃料噴射ポンプラックアクチュエータ９２、エンジンスタータリレー１６８、警報ブザー１６９、刈取クラッチモータリレーユニット１７０、排出オーガクラッチランプ１７１等がハーネスＨ２を介して接続される。
【００５１】
ＣＡＮコントローラユニットＣＵ３は、図１〜図４、及び図９に示すごとく、前記運転室１１内の操作コラム１７２内に設けられ、液晶パネル１７３での表示の制御等を実行するため、操作コラムコントローラユニットと呼ばれる。該ＣＡＮコントローラユニットＣＵ３には、入力系外部機器としての車体制御傾斜姿勢自動制御スイッチ１７４、車高調節レバー７７、扱深さ自動調節スイッチ１７６、刈取前処理装置自動昇降スイッチ１７７、所定の刈取高さまで刈取前処理装置４が下降すると自動的に当該刈取前処理装置４への動力伝達が実行されるようにするための刈取オートクラッチスイッチ１７８、警告ブザー停止ボタン１７９、刈取を実行するための刈取スイッチ１８０、脱穀を実行するための脱穀スイッチ１８１、穀粒選別の状態を調節するためのダイヤル１８２、車体傾斜角設定器７８、副変速レバー１８３、主変速レバー１８４、走行機体の後退のためのスイッチ１８５、電源スイッチ１８６等、及び前記識別端子ＩＴ３がハーネスＨ３を介して接続される（図１７参照）。同様に、出力系外部機器としての、車体左右傾斜自動制御スイッチランプ１８７、扱深さ自動制御スイッチランプ１８８、液晶パネル等の液晶表示装置１７３等がハーネスＨ３を介して接続される。
【００５２】
上記の構成において、各ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ、ＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３を対応するハーネスＨｏ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に各々接続すると、前記識別端子ＩＴｏ，ＩＴ１，ＩＴ２，ＩＴ３のロウ、ハイの状態を自動的に識別することになる。前記４つのＣＡＮコントローラユニットＣＵｏ、ＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３には、それぞれに接続される出力系外部機器を制御するためのアプリケーション制御プログラムに加えて、他のＣＡＮコントローラユニットでの制御に必要なアプリケーション制御プログラムも格納しているが、例えば、各自己のＣＡＮコントローラユニットが管理すべき出力系外部機器に対応するアプリケーション制御プログラムが最優先（優先順位一位）に起動するように、前記識別端子により設定しておく。さらに、優先順位の二位、三位、四位の順も設定できるようにしておく。
【００５３】
例えば、ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏでは、前記アプリケーション制御プログラムＳ１が最上位であり、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の順に優先順位が設定され他方、ＣＡＮコントローラユニットＣＵ１では、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ１が優先順であり、ＣＡＮコントローラユニットＣＵ２では、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ１→Ｓ２が優先順であり、ＣＡＮコントローラユニットＣＵ３では、Ｓ４→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３の優先順とするという具合である。
【００５４】
このようにすると、通常の作動時には、各コントローラユニットはその優先順位一位のアプリケーション制御プログラムのみを実行しているが、何らかの原因で、１または２つのコントローラユニットが故障（ダウン）したときには、その故障したコントローラユニットで実行していたアプリケーション制御プログラムを、健全な（ダウンしていない）コントローラユニットが代行して実行するのであり、その場合、自己の最優先のものに加えて第二位のものをも実行するのである。
【００５５】
前記実施形態では、４つのコントローラユニットに各々４つの共通したアプリケーション制御プログラムを予め格納したが、ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏとＣＵ１には、アプリケーション制御プログラムＳ１とＳ２とを格納し、ＣＵｏとＣＵ１とで、作動する順位が互いに逆になるように設定し、他方、ＣＡＮコントローラユニットＣＵ２とＣＵ３には、アプリケーション制御プログラムＳ３とＳ４とを格納し、ＣＵ２とＣＵ３とで、作動する順位が互いに逆になるように設定しても良いのである。
【００５６】
他の実施形態は、複数のパソコン等と複数の出力系外部機器とを接続して構築するＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）と同じ通信プロトコル（ＬＡＮプロトコル）を利用するものであり、前記第１実施形態のＣＡＮバス８２に代えて、ＬＡＮバスを使用すれば良い。
【００５７】
図１８は、コントローラユニットＦｏＣ１、ＦｏＣ２、ＦｏＣ３、ＬｅＣとハーネスＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈｏとの他の実施例を示す斜視図であり、この実施例では各コントローラユニットはボックス内にセットされた状態で、流通、保管、供給される。また、ボックスには取付け用のブラケット（フランジ部）が備えられているので、簡単に所定の箇所にセットすることができる。
【００５８】
本発明は、コンバインばかりでなく耕作用のトラクタや田植機等の走行農作業機、土木用作業車、自動車等の各種車両についても適用できるものであることは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明の車搭載用制御装置は、制御される車における作業部、操作部等に設けたセンサ、設定器等の入力系外部機器と、前記作業部、操作部等に対するアクチュエータ等の出力系外部機器と、前記各入力系外部機器又は出力系外部機器のいずれか一方もしくは双方との制御信号を授受して制御する２つ以上のコントローラユニットと、各コントローラユニット間を接続するＬＡＮ通信バスとを具え、コントローラユニットの相互に制御データを転送して前記作業部及び操作部の制御を実行するようにした車搭載用制御装置において、基本制御プログラムと、前記入力系及び出力系の各外部機器に対応する複数であって同一のアプリケーション制御プログラムとをＲＯＭに格納された少なくとも２つ以上のコントローラユニットを準備し、前記各コントローラユニットは、それに接続させる入力系外部機器及び出力系外部機器への接続端子の種類に応じた、識別端子を含むハーネスに対して着脱可能に構成されており、前記識別端子により、アプリケーション制御プログラムの作動する優先順位が決定されるように制御されるものである。
【００６０】
したがって、前記複数のコントローラユニットには、同一のアプリケーション制御プログラムが格納されていても、各コントローラユニットに接続したハーネスに応じて、そのコントローラユニットはいずれかのアプリケーション制御プログラムが優先的に実行されるように制御されるから、１つのアプリケーション制御プログラムを複数のコントローラユニットが同時に実行するという衝突現象は発生しない。
【００６１】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車搭載用制御装置において、前記優先順の最も高いアプリケーション制御プログラムの作動命令に従って、対応する出力系外部機器が作動されるように制御されるものであるから、複数のコントローラユニットが同時に作動されていても、一つの出力系外部機器は一つのコントローラユニットによってのみ作動し、誤作動を起こすことがない。
【００６２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車搭載用制御装置において、前記基本制御プログラムは、前記入力系外部機器及び出力系外部機器との間でデータを伝送するための入出力用制御プログラムを含み、前記アプリケーション制御プログラムと、入出力用制御プログラムとを階層化したものであるので、アプリケーション制御プログラムの作動順位が変更されても、各コントローラユニットに格納された入出力用制御プログラムは確実且つ円滑に作動する。
【００６３】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車搭載用制御装置において、前記ＬＡＮ通信のプロトコルは、ＣＡＮ通信プロトコルとしたものである。このように、ＣＡＮ通信プロトコルを利用すると、複数のコントローラユニット間の通信が円滑となり、且つ出力系外部機器との間のデータ転送等の通信エラー状態の検出及びエラー処理をスムーズに行なえるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの左側面図である。
【図２】コンバインの平面図である。
【図３】コンバインの右側面図である。
【図４】コンバインの正面図である。
【図５】動力伝達系のスケルトン図である。
【図６】走行部の昇降駆動手段の側面図である。
【図７】油圧回路図である。
【図８】排出オーガの昇降及び水平旋回のための手段の説明図である。
【図９】運転部の概略平面図である。
【図１０】制御装置の全体の機能ブロック図である。
【図１１】（ａ）は  ＣＡＮ通信バスのバスレベルを示す説明図、（ｂ）はデータフレームの構造を示す図である。
【図１２】コントローラユニット内の機能ブロック図である。
【図１３】コントローラユニットとハーネスとの斜視図である。
【図１４】ＣＡＮコントローラユニットＣＵｏと入出力系外部機器等との接続を示す機能ブロック図である。
【図１５】ＣＡＮコントローラユニットＣＵ１と入出力系外部機器等との接続を示す機能ブロック図である。
【図１６】ＣＡＮコントローラユニットＣＵ２と入出力系外部機器等との接続を示す機能ブロック図である。
【図１７】ＣＡＮコントローラユニットＣＵ３と入出力系外部機器等との接続を示す機能ブロック図である。
【図１８】コントローラユニットとハーネスとの他の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
ＣＵｏ，ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３      ＣＡＮコントローラユニット
Ｈｏ，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３      ハーネス
ＩＴｏ，ＩＴ１，ＩＴ２，ＩＴ３      識別端子
１        走行機体
２，２    クローラ式の走行部
４        刈取前処理装置
９        昇降用油圧シリンダ
２０ａ，２０ｂ        超音波センサ
５４ａ，５４ｂ        油圧シリンダ
６４ａ      排出オーガ昇降用油圧シリンダ
６４ｂ      排出オーガ旋回用駆動モータ
６５，６６ａ，６７，６８          電磁制御弁
７０        制御装置
７４        傾斜センサ
７７        操作レバー
７８        車体傾斜角設定器
８２        ＣＡＮ通信バス
９５        水平旋回角度設定器
１００        ＣＰＵ
１０１        ＲＯＭ
１１２        ＣＡＮコントローラ部
１１６        コネクタ
１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄ      入出力系外部機器
【図１】
0004169889.tif 000002
【図２】
0004169889.tif 000003
【図３】
0004169889.tif 000004
【図４】
0004169889.tif 000005
【図５】
0004169889.tif 000006
【図６】
0004169889.tif 000007
【図７】
0004169889.tif 000008
【図８】
0004169889.tif 000009
【図９】
0004169889.tif 000010
【図１０】
0004169889.tif 000011
【図１１】
0004169889.tif 000012
【図１２】
0004169889.tif 000013
【図１３】
0004169889.tif 000014
【図１４】
0004169889.tif 000015
【図１５】
0004169889.tif 000016
【図１６】
0004169889.tif 000017
【図１７】
0004169889.tif 000018
【図１８】
0004169889.tif 000019