JP3969143B2 - クローラ型トラクタの故障診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のクローラの回転数を検出しつつステアリングハンドルの操作に応じて旋回制御するクローラ型トラクタの故障診断装置に関し、特に、左右の回転センサについて故障の特定が可能なクローラ型トラクタの故障診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
左右のクローラの回転数を検出することによりステアリングハンドルの操作に応じて旋回しうるトラクタについて、センサ不良の判別が可能なクローラ型トラクタの故障診断装置が知られている。クローラ型トラクタにおいて、左右のクローラの速度を検出しつつ、転向指令に応じた転向制御等を行うようにしたものは、左右のクローラの速度を検出する回転センサを備える。その一方の回転センサが故障した場合は、指令に沿った転向制御ができなくなるのみならず、直進走行にもトラブルを及ぼすという問題を招くことがある。
このような事態を事前にチェックするために、回転センサの不良を判別する故障診断装置を備えて、左右のクローラの回転センサから受けた左右の速度差を算出し、この速度差に基づいて、たとえば、高速側の速度に対して速度差が5割以上であればセンサ不良と判定する。この判別結果に応じて表示パネルに異状表示等をすることにより、早期対応が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記クローラ型トラクタの故障診断装置は、回転センサの不良の有無を判別するにとどまることから、その故障表示等に基づいて左右両方の回転センサをそれぞれのギヤケースから取り出し、いずれが不良かを確認した上で交換する必要がある。したがって、センサ異状が発生すると、正常な回転センサを含む左右のクローラのギヤケースについて、それぞれ潤滑油を抜いて分解と再組立てをするという煩わしい作業を強いられていた。
【0004】
本発明の目的は、左右の回転センサについていずれが故障なのかを特定することにより、効率的な対処を可能とするクローラ型トラクタの故障診断装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、ステアリング切角センサ等によるステアリングハンドルの操作角度信号と左右のクローラまたはその駆動系に配設した回転センサによる左右の速度信号とを受け、これら左右の回転センサの不良を判定するクローラ型トラクタの故障診断装置において、上記ステアリングハンドルの操作角度信号によるステアリング操作が直進状態であり、かつ、左右の回転センサによる左右の速度に差があることを検出するまで監視する監視手段と、この監視手段による検出信号を受けて回転速度および左右の区分についての情報を回転速度の高速側と低速側とに分別する分別手段と、この分別手段の高速側と低速側の情報により、高速側に対する両者間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にのみ低速側の左右区分を判定結果として記録する判定記録手段とを備えることを特徴とする。
【0006】
上記故障診断装置は、ステアリングハンドルを直進操作した時に左右のクローラの検出速度に差が発生すると監視手段によって検出され、その検出信号を受けた分別手段により左右の速度および左右の区分が高速側情報と低速側情報とに分けられ、この情報を受けた判定記録手段により高速側に対する速度差の割合が基準割合以上の場合には低速側の左右区分が判定結果として記録される。
【0007】
請求項2に係る発明は、前記監視手段は、左右の速度の高速側が所定の基準速度以上であることを検出条件として付加してなることを特徴とする。この故障診断装置は、高速側センサが基準速度以上となった時に故障診断処理する。
【0008】
請求項3に係る発明は、前記監視手段は、主変速レバーの切換信号およびクラッチ操作信号の両方について、所定の基準時間の経過を検出条件として付加してなることを特徴とする。この故障診断装置は、主変速レバーおよびクラッチ操作から基準時間が経過した時に故障診断処理する。
【0009】
【発明の効果】
本発明のクローラ型トラクタの故障診断装置は以下の効果を奏する。
上記構成のクローラ型トラクタの故障診断装置は、所定の監視手段、分別手段、判定記録手段を備えることにより、ステアリングハンドルの直進操作時に左右のクローラの検出速度に差があると、左右のセンサ情報が高速側と低速側とに分けられ、この情報により低速側の左右の区分情報が判定結果として記録される。したがって、左右の回転センサにおいて一方に感度不良等の異状が生じた場合は、それが判定結果として記録されるので、この判定結果を参照することによって故障箇所を的確に把握することができ、効率的な対処が可能となる。
【0010】
センサによって検出された左右の速度の高速側が所定の基準速度以上であることを前記監視手段の検出条件として付加した場合は、高速側センサが基準速度以上となってから故障診断処理するので、停止時や低速走行時の不安定な信号による検出誤差を回避して安定した状態で高精度の故障診断をすることができる。
【0011】
主変速レバーの切換信号およびクラッチ操作信号の両方について、所定時間の経過を前記監視手段の検出条件として付加した場合は、主変速レバーおよびクラッチ操作から所定時間が経過した場合に故障診断処理することにより、不安定な信号による検出誤差を回避して安定走行時における高精度の故障診断をすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつクローラ型トラクタの故障診断装置について説明する。
【0013】
本発明に係る故障診断装置を適用するクローラ型トラクタの一例に係る全体構成側面図を図1に示す。
図1において、クローラ型トラクタ1は、左右のクローラ3,3を走行手段とし、この左右のクローラ3,3によって支持された機体にエンジン4、操縦席6および伝動機7等を配置し、機体後部に作業機9を連結するほか、伝動機7等の制御のために図示せぬ制御装置を備えて構成される。
【0014】
その操縦席6には、運転操作等のために、ステアリングハンドル11、主変速レバー13、ブレーキペダル14、クラッチペダル16等を備える。これらの操作入力等に基づき、制御装置によって伝動機7等を動作させ、左右のクローラ3,3を駆動制御して走行および旋回し、また、作業機9を稼動させる。
【0015】
つぎに、本発明の故障診断装置による診断対象となるクローラ型トラクタ1の伝動機7について説明する。クローラ型トラクタの伝動機の一例に係る伝動系統展開図を図2に示す。
図2において、伝動機7は、エンジン4の動力を減速して受ける主クラッチ21、キーシフト式の主変速部23、コンスタントメッシュ式の副変速部24、ブレーキペダル14によって動作するブレーキ部26および、左右間の差動を調節する左右の差動調節部27,27等を備える。左右の差動調節部27,27は、左右それぞれのギヤケースに内設した正逆転用クラッチおよび遊星ギヤ機構等からなり、左右のクローラ3,3への動力伝動を個別に制御するとともに、それぞれの軸の回転速度を検出する回転センサ29,29をギヤ歯面等に面して内設する。
【0016】
上記構成の伝動機7は、左右のクローラ3,3による操向制御に関し、2ビーム型光センサ等による左右の回転センサ29,29が左右のクローラ3,3と対応してそれぞれの速度を検出する。左右のクローラ3,3のそれぞれの速度は、対応する回転センサ29,29を介して制御装置に送られる。走行制御部は、左右の回転センサ29,29による検出信号がステアリングハンドル11による操向指令と対応するように、左右の差動調節部27,27を制御する。2ビーム型光センサは、1つのターゲットの動きについての反射光をa・bの2つのビームで時間差を経て感知することにより、aからb、または、bからaへのターゲットの移動によって正転・逆転の方向を検出し、かつ、a・bの2点間の通過時間により速度の検出を行っている。そして、上記2ビーム型光センサは、ターゲットに対してビームの発射とその反射光の受光を行うので、光路上の窓が潤滑油で汚れたり、ゴミの付着や傷によって性能が低下する。また、小型化のためにa・bのビーム2点間の距離を小さくすると、停車時の振動等によりターゲットが両ビーム間で揺れ動くことによって正転検出と逆転検出が繰り返されるという誤検出の問題や、ビームの一方側を作動させるパルス数異常を生じるという問題が2ビーム型光センサには内在している。この回転センサ29,29について、本発明の故障診断装置が適用される。
【0017】
つぎに、故障診断装置について説明する。故障診断装置を一体的に組み込んだ制御処理部の入出力構成図を図3に示す。
図3において、故障診断装置は、制御処理部31内に走行制御部等と一体に構成される。制御処理部31には、ステアリングハンドル11の操向操作を検出するステアリング切角センサ11a、主変速レバー13の角度位置を検出する主変速位置センサ13a、左右のクローラと対応する速度及び方向を検出するクローラ回転センサ29,29のほか、ローリング制御用のセンサ、スイッチ類、クラッチペダルセンサ等を入力側に接続する。また、システム異常警報ランプ33、チェッカー接続用カプラ34のほか、旋回種別を表示するパイロットランプ、左右のクローラの差動調節のためのクラッチ圧調整用の比例圧力制御弁や左右の逆転クラッチ選択用切換制御弁のソレノイド等を出力側に接続する。
【0018】
故障診断処理部は、具体的には、制御処理部31において、監視手段、分別手段、判定記録手段等から構成する。監視手段は、ステアリングハンドル11の操作が直進状態であり、かつ、左右の回転センサによる左右の検出速度に差があることを検出するまで監視する。ステアリング切角センサのほかに、ステアリング操作について直進指令を表す転向制御指令を用いることによっても、同様にステアリングハンドル11の直進操作を検出することができる。
【0019】
分別手段は、監視手段による検出信号を受けて左右の検出速度および対応する左右の区分の情報を高速側と低速側とに分別する。判定記録手段は、分別手段の高速側と低速側の情報により、高速側に対する両者間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にのみ低速側の左右区分を判定結果として記録する。
【0020】
この判定記録手段における処理は、光ビーム等による回転センサに関する経験則を利用して構成したものである。すなわち、光ビーム等による回転センサは、ギヤの歯等と対応するパルスを発生し、この回転センサの故障の態様は、多くの場合、感度低下によりパルス発生数が正常時より低下し、または、パルスの欠落として現れる。修理交換するべき判定基準としてパルス数が5割以下の検出感度とすれば、上記基準割合は5割となる。
【0021】
上記構成の故障診断装置は、ステアリングハンドル11を直進操作した場合において左右のクローラの速度差が監視手段によって検出されると、その検出信号を受けた分別手段により左右の速度および左右の区分が高速側情報と低速側情報とに分けられ、この情報を受けた判定記録手段により高速側に対する速度差の割合が基準割合以上の場合に低速側の左右区分が判定結果として記録される。
【0022】
したがって、左右の回転センサにおいて一方に感度不良等の異状が生じた場合は、それが判定結果として記録されるので、この判定結果を参照することによって故障箇所を的確に把握することができ、効率的な対処が可能となる。
【0023】
また、監視手段には、必要により、左右の速度の高速側が所定の基準速度以上であることを検出条件として付加する。上記における基準速度は、通常の走行速度である。この場合は、高速側センサが基準速度以上となった場合に故障診断処理することにより、停止時や低速走行時の不安定な信号による検出誤差を回避して安定した状態で高精度の故障診断をすることができる。
【0024】
つぎに、主変速レバーの前進および後進の切換操作とのタイミングを考慮した故障診断の処理手順について説明する。主変速レバーの切換操作とのタイミングを考慮した故障診断の処理手順図を図4に示す。
図4において、各センサ、スイッチ類の読み込みS1の後、主変速レバーのポジションについてのチェックS2により、S3以降の前進側ポジションの処理と、S6以降の前進側でない場合の処理を行う。
【0025】
主変速レバーが前進側ポジションの場合は、前進側の一定時間の経過のチェックS3により、経過していれば逆回転方向異常検出許可S4をし、また、経過前ならばS5で正回転と逆回転についての回転方向異常検出を停止する。一方、主変速レバーが前進側ポジションでない場合は、主変速レバーのポジションについてのチェックS6により、後進側であればS7で後進側の一定時間の経過をチェックし、経過していれば正回転方向異常検出許可S8をし、また、後進側でない場合を含め、経過前ならばS5で正回転と逆回転についての回転方向異常検出を停止する。
【0026】
検出基準の具体例としては、回転センサ入力LOレベルをクローラ正回転方向、回転センサ入力HIレベルをクローラ逆回転方向、HIレベル=入力無し=断線レベルとすると、主変速前進で一定時間経過後、回転センサ入力がHIレベル状態であれば、回転センサ異常と判断する。
【0027】
この場合、機体の慣性力がなくなる程度の時間遅れとなるように、一定時間を設定することにより、主変速レバーの切り換え直後の誤検出の可能性を排除することができる。たとえば、前進走行時にいきなり後進操作した場合に、主変速レバーが後進位置にあっても、なお、機体の走行慣性によってクローラが前進方向に回転するという状態が発生して前進(正回転)誤検出する可能性がある。しかし、主変速レバーが前進側(後進側)に切り替わり、一定時間後から逆回転検出(主変速レバーが前進であればクローラ後進回転方向、主変速レバーが後進であればクローラ前進回転方向)を行うことにより、そのような問題を解消することができる。
【0028】
さらに、主変速レバーの操作前の位置を考慮した故障診断の処理手順について説明する。主変速レバーの操作前の位置を考慮した故障診断の処理手順図を図5に示す。
図5において、故障診断の処理手順は、前記の図4の前進側の一定時間の経過のチェックS3を後進側未検出の一定時間経過のチェックS3aとし、また、同後進側の一定時間の経過のチェックS7を前進側未検出の一定時間経過のチェックS7aとして図4と同様の手順で処理を行う。
【0029】
この場合は、主変速レバーが、前進側→前進側以外操作一定時間経過後、若しくは後進側→後進側以外操作一定時間経過後にそれぞれの逆回転検出を行うように処理することにより、主変速レバーの中立位置を考慮して前記同様に問題を解消することができる。
【0030】
その他、必要により、主変速レバーの切換信号に加えてクラッチ操作信号の両方について、所定の基準時間の経過を検出条件として付加する。この場合は、主変速レバーおよびクラッチ操作から所定時間が経過した場合に故障診断処理することにより、不安定な信号による検出誤差を回避して安定走行時における高精度の故障診断をすることができる。
【0031】
また、故障診断結果の取り扱いについては、対応を促すべく操作パネル上に警告表示し、また、消去可能な固定メモリに記録してメンテナンスの際にマイコンチェッカと呼ばれる診断表示端末装置を接続して表示する。記録の消去は、センサを交換した場合等におけるセンサ基準値の入力操作と対応させ、その他必要により、マイコンチェッカで読み出した時、または、システムの初期化時に対応して消去するように構成することにより、次の故障診断に対処する。
【0032】
このように構成することにより、異常の確実な報知が可能となるとともに、記録のクリヤのためのコマンド操作の煩わしさを解消して、異常記録のクリヤ操作を忘れた場合における異常対応の混乱を防止することができる。たとえば、システムの初期化と連動することにより、専用端末機等を要することなく、簡易な取り扱が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る故障診断装置を適用するクローラ型トラクタの一例に係る全体構成側面図
【図2】 クローラ型トラクタの伝動機の一例に係る伝動系統展開図
【図3】 故障診断装置を一体的に組み込んだ制御処理部の入出力構成図
【図4】 主変速レバーの切換操作とのタイミングを考慮した故障診断の処理手順図
【図5】 主変速レバーの操作前の位置を考慮した故障診断の処理手順図
【符号の説明】
1 クローラ型トラクタ
3 クローラ
7 伝動機
11 ステアリングハンドル
11a ステアリング切角センサ
13 主変速レバー
13a 主変速位置センサ
16 クラッチペダル
21 主クラッチ
23 主変速部
27 差動調節部
29 回転センサ
31 制御処理部
33 システム異常警報ランプ
34 チェッカー接続用カプラ
Claims (3)
- ステアリング切角センサ等によるステアリングハンドルの操作角度信号と左右のクローラまたはその駆動系に配設した回転センサによる左右の速度信号とを受け、
これら左右の回転センサの不良を判定するクローラ型トラクタの故障診断装置において、
上記ステアリングハンドルの操作角度信号によるステアリング操作が直進状態であり、かつ、左右の回転センサによる左右の速度に差があることを検出するまで監視する監視手段と、
この監視手段による検出信号を受けて回転速度および左右の区分についての情報を回転速度の高速側と低速側とに分別する分別手段と、
この分別手段の高速側と低速側の情報により、高速側に対する両者間の速度差の割合が所定の基準割合以上の場合にのみ低速側の左右区分を判定結果として記録する判定記録手段とを備えることを特徴とするクローラ型トラクタの故障診断装置。 - 前記監視手段は、左右の速度の高速側が所定の基準速度以上であることを検出条件として付加してなることを特徴とする請求項1記載のクローラ型トラクタの故障診断装置。
- 前記監視手段は、主変速レバーの切換信号およびクラッチ操作信号の両方について、所定の基準時間の経過を検出条件として付加してなることを特徴とする請求項1記載のクローラ型トラクタの故障診断装置。
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