JP3969143B2 - クローラ型トラクタの故障診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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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