(57)【要約】【課題】ローパスフィルタのみを用いた場合の不都合を解消して耕耘性能を向上させたロータリ耕耘装置を提供する。【解決手段】前車輪及び後車輪を備えたトラクタに昇降可能に牽引されたロータリ耕耘機を昇降制御アクチュエータにて耕深を自動制御するにおいて、リヤカバーセンサの検出値を読み込む（Ｓ２）。第１基準長さＬ１と車速検出値とからカットオフ周波数ｆｃ１、ｆｃ２を演算する（Ｓ５）。演算された周波数のデータから、随時、所定のローパスフィルタ部１２５ａ及びノッチフィルタ部１２５ｂを形成する（Ｓ６）。本機がピッチング動作しているか否かを判別し（Ｓ７）、トラクタがピッチング動作しているときには（Ｓ７：yes ）、ノッチフィルタ部１２５ｂに対して、リヤカバーセンサ１２４の検出値を入力し、その出力に基づいて耕耘深さ制御（Ｓ９）が実行される。【選択図】図１０
2006333711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前車輪及び後車輪を備え、且つエンジンを搭載した走行車両に、ロータリ耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、
前記ロータリ耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記昇降制御アクチュエータを作動する耕耘深さ制御手段とを備えてなるロータリ耕耘装置において、
前記ロータリ耕耘機には、下端部位が圃場に接地し得るリヤカバー体を回動可能に設けると共に前記リヤカバー体の回動角度を検出して、耕耘深さを検知する耕耘センサを備え、
前記耕耘深さ制御手段は、前記耕耘センサの検出値に基づいて、耕耘深さを所定値に保持するように前記昇降制御アクチュエータを制御すると共に、前記耕耘センサの検出値をノッチフィルタを介して前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成したことを特徴とするロータリ耕耘装置。
【請求項２】
前記ノッチフィルタの中心周波数の値は、走行速度をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と、前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリ耕耘装置。
【請求項３】
前記走行車両のピッチング傾斜角を検出する本機ピッチングセンサ、または、前記走行車両の上下動の角速度を検出する本機ピッチングジャイロセンサを、走行車両に備え、
前記走行車両のピッチング動作を検出したときには、前記ノッチフィルタを介して前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成し、
前記走行車両のピッチング動作を検出しないときには、ローパスフィルタのみを介して前記耕耘センサの検出値を前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のロータリ耕耘装置。
【請求項４】
前車輪及び後車輪を備え、且つエンジンを搭載した走行車両に、ロータリ耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、
前記ロータリ耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記昇降制御アクチュエータを作動する耕耘深さ制御手段とを備えてなるロータリ耕耘装置において、
前記ロータリ耕耘機には、下端部位が圃場に接地し得るリヤカバー体を回動可能に設けると共に前記リヤカバー体の回動角度を検出して、耕耘深さを検知する耕耘センサを備え、
前記耕耘深さ制御手段は、前記耕耘センサの検出値に基づいて、耕耘深さを所定値に保持するように前記昇降制御アクチュエータを制御すると共に、
前記耕耘深さ制御手段には、走行速度をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値の周波数に対する制御出力値が低くなるような感度変更手段を備えたことを特徴とするロータリ耕耘装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ耕耘機がトラクタ等の走行車両に牽引されて耕耘作業を行うロータリ耕耘装置に係り、より詳しくは、前記ロータリ耕耘装置による圃場の耕耘深さを自動制御できるロータリ耕耘装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のロータリ耕耘装置は、耕耘深さを調節するため、走行車両に昇降動可能に連結されている。前記ロータリ耕耘機における耕耘爪の回転軌跡の上側を耕耘カバーにて覆う。前記耕耘カバーの後端部にはリヤカバーを連結している。
【０００３】
ところで、リヤカバーは一般的にゴムやバネ等の弾性的付勢部材により押圧支持されており、圃場の小さな凹凸によりリヤカバーが揺動しないように構成されていた。しかし、高速耕耘を可能にしたトラクタ等の走行車両に牽引されるロータリ耕耘機では、上記弾性的付勢部材にてリヤカバーの細かな揺動（振動）を充分に吸収することができず、リヤカバーセンサに高周波数帯域の振動が伝達される結果、昇降制御手段（昇降アクチュエータ）にハンチング現象が頻発し、制御性能が低下するという問題があった。
【０００４】
この対策として、特許文献１に示されているように、リヤカバーセンサの検出値をローパスフィルタを介してコントローラに入力することで、高周波数帯域の振動の伝達を防止することが提案された。その場合のカットオフ周波数ｆｃは、走行車両の走行速度Ｖをロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と、前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離（進行方向に沿った距離）Ｌで除した値（ｆｃ＝Ｖ／Ｌ）に設定されていた。
【特許文献１】特開平１１−２１５９０２号公報（段落番号００２０参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように、ローパスフィルタを介して、リヤカバーセンサの検出値を所定の周波数（ｆｃ＝Ｖ／Ｌ）でカットオフした場合、以下のような悪影響が生じる。
【０００６】
例えば、上記Ｌが０．６ｍ程度であるとき、圃場に耕耘ロータリの直径（例えば、０．５ｍ程度）程度の比較的小さい凹凸部分（うねり）を走行車両が通過したとき（例えば、畑の畝（高い部分）と、その両脇に形成された溝（畝間）の列に対して、略直交するように耕耘するときや、畑の排水向上のために一定間隔で形成された長い溝部を略直交するように耕耘するとき）に、当該走行車両がピッチング動すると、その影響が、牽引されるロータリ耕耘機に及び、ロータリ耕耘機もピッチング動して、リヤカバーも上下に変動する。ローパスフィルタを介して高周波帯域をカットしてしまうと、このリヤカバーの上下変動の周波数は上記のカットオフ周波数ｆｃより大きいので、耕耘ロータリの直径程度の凹凸部を走行車両が通過しても、昇降アクチュエータが保持されたままとなる。
【０００７】
即ち、走行車両の前輪が前記の凹部（溝）に落ち込むと、走行車両全体が前傾するので、牽引されたロータリ耕耘機は耕耘部の地面から浮き上がり気味となり、逆に走行車両の後輪が前記の凹部に落ち込むと、走行車両全体が後傾するので、牽引されたロータリ耕耘機は耕耘部の地面に沈み込む。そうすると、前記凹部の手前の圃場の耕耘深さが不足したり、深過ぎるというように耕耘深さ制御の精度が悪化する。特に、耕耘ロータリの直径程度の凹み部分を当該ロータリ耕耘機が通過したとき、その凹部の底が耕耘されないで残る（未耕耘）という問題があった。
【０００８】
本発明は、このような技術的問題を解決するためになされたものであって、ローパスフィルタのみを用いた場合の不都合を解消して耕耘性能を向上させたロータリ耕耘装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、前車輪及び後車輪を備え、且つエンジンを搭載した走行車両に、ロータリ耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、前記ロータリ耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記昇降制御アクチュエータを作動する耕耘深さ制御手段とを備えてなるロータリ耕耘装置において、前記ロータリ耕耘機には、下端部位が圃場に接地し得るリヤカバー体を回動可能に設けると共に前記リヤカバー体の回動角度を検出して、耕耘深さを検知する耕耘センサを備え、前記耕耘深さ制御手段は、前記耕耘センサの検出値に基づいて、耕耘深さを所定値に保持するように前記昇降制御アクチュエータを制御すると共に、前記耕耘センサの検出値をノッチフィルタを介して前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成したものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータリ耕耘装置において、前記ノッチフィルタの中心周波数の値は、走行速度をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と、前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値に設定されているものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のロータリ耕耘装置において、前記走行車両のピッチング傾斜角を検出する本機ピッチングセンサ、または、前記走行車両の上下動の角速度を検出する本機ピッチングジャイロセンサを、走行車両に備え、前記走行車両のピッチング動作を検出したときには、前記ノッチフィルタを介して前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成し、前記走行車両のピッチング動作を検出しないときには、ローパスフィルタのみを介して前記耕耘センサの検出値を前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成したものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前車輪及び後車輪を備え、且つエンジンを搭載した走行車両に、ロータリ耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、前記ロータリ耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記昇降制御アクチュエータを作動する耕耘深さ制御手段とを備えてなるロータリ耕耘装置において、前記ロータリ耕耘機には、下端部位が圃場に接地し得るリヤカバー体を回動可能に設けると共に前記リヤカバー体の回動角度を検出して、耕耘深さを検知する耕耘センサを備え、前記耕耘深さ制御手段は、前記耕耘センサの検出値に基づいて、耕耘深さを所定値に保持するように前記昇降制御アクチュエータを制御すると共に、前記耕耘深さ制御手段には、走行速度をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値の周波数に対する制御出力値が低くなるような感度変更手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、耕耘センサの検出値をノッチフィルタを介して前記耕耘深さ制御手段に入力するように構成したものであるから、ローパスフィルタのカットオフ周波数より若干高い周波数を有する圃場の凹凸部分を走行車両が通過したときの当該走行車両のピッチング動作に応じて、ロータリ耕耘機を昇降動作させることができる。従って、ローパスフィルタのカットオフ周波数より高い周波数の部分を全てカットして、ロータリ耕耘機の昇降動作をさせない場合に比べて、大きいうねりとやや小さい凹凸部とを有する圃場の耕耘深さ制御の精度を良くして円滑に耕耘作業ができるという効果を奏する。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃ１の値は、走行車両の走行速度Ｖ１をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と、前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離Ｌ１で除した値（ｆｃ１＝Ｖ１／Ｌ１）に設定されている。従って、ローパスフィルタだけ利用すると、ローパスフィルタによるカットオフ周波数ｆｃ１より大きい周波数の走行車両のピッチングによる変動をカットしてしまい、耕耘ロータリの直径程度の凹凸部を走行車両が通過しても、昇降制御アクチュエータが保持されたままとなり、耕耘精度が悪くなる。この不都合を解消するため、ノッチフィルタを介して耕耘センサの検出値をコントローラに入力することで、畝列と溝との交互の凹凸部分を精度良く耕耘できるのである。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、畝列とその両脇に溝が存在する圃場を平たく耕耘したい場合に、畝列と直交する方向に走行車両を走行させて耕耘するときには、走行車両が畝列と溝との交互の凹凸部分を通過するときに、走行車両自体がピッチング動作するので、この動作を、走行車両のピッチング傾斜角を検出する本機ピッチングセンサ、または、前記走行車両の上下動の角速度を検出する本機ピッチングジャイロセンサにて検出して、フィルタ部をノッチフィルタに切り換えることにより、自動的に畝列とその両脇に溝のある圃場の耕耘作業が精度良く行えるのである。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜３のノッチフィルタに代えて、走行速度をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線と前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値の周波数に対する制御出力値が低くなるような感度変更手段を備えたものであり、その感度変更手段は、マイクロコンピュータ内の演算素子もしくは演算回路、さらにはソフトウエアを使用することができ、請求項１と同等の効果を奏するための構成を簡単にできるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、走行車両としての農作業用トラクタに適用した場合の図面について説明する。図１はトラクタの側面図、図２は同平面図、図３は油圧式の作業機用昇降機構の側面説明図、図４は同平面説明図、図５は図２のロータリ耕耘機のＶ−Ｖ線矢視側断面図、図６は同背面説明図、図７はトラクタの油圧回路図、図８はロータリ耕耘機を連結したトラクタの後部の平面図、図９は制御手段の機能ブロック図、図１０は耕耘深さ制御のフローチャートである。
【００１８】
図１乃至図４に示す如く、走行車両としてのトラクタ１は、走行機体２を左右一対の前車輪３と同じく左右一対の後車輪４とで支持し、前記走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて後車輪４及び前車輪３を駆動することにより、前後進走行するように構成される。エンジン５はボンネット６にて覆われる。また、前記走行機体２の上面にはキャビン７が設置され、該キャビン７の内部には、操縦座席８と、かじ取りすることによって前車輪３を左右に動かすようにした操縦ハンドル（丸ハンドル）９とが設置される。キャビン７の外側部には、オペレータが乗降するステップ１０が設けられ、該ステップ１０より内側で且つキャビン７の底部より下側には、エンジン５に燃料を供給する燃料タンク１１が設けられている。
【００１９】
また、図１乃至図４に示されるように、前記走行機体２は、前バンパ１２及び前車軸ケース１３を有するエンジンフレーム１４と、エンジンフレーム１４の後部にボルトにて着脱自在に固定する左右の機体フレーム１６とにより構成される。機体フレーム１６の後部には、前記エンジン５の回転を適宜変速して後車輪４及び前車輪３に伝達するためのミッションケース１７が連結されている。この場合、後車輪４は、前記ミッションケース１７に対して、当該ミッションケース１７の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース１８、及びこの後車軸ケース１８の外側端に後方に延びるように装着されたギヤケース１９を介して取付けられている。
【００２０】
図３及び図４に示されるように、前記ミッションケース１７の後部における上面には、作業機としてのロータリ耕耘機２４を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構２０が着脱可能に取付けられている。ロータリ耕耘機２４は、ミッションケース１７の後部に、一対の左右ロワーリンク２１及びトップリンク２２からなる３点リンク機構を介して連結される。左右ロワーリンク２１の前端側を、ミッションケース１７の後部の左右側面にロワーリンクピン２５を介して回動可能に連結する。トップリンク２２の前端側は、作業機用昇降機構２０の後部のトップリンクヒッチ２６にトップリンクピン２７を介して連結する。さらに、ミッションケース１７の後側面に、前記ロータリ耕耘機２４にＰＴＯ駆動力を伝達するためのＰＴＯ軸２３が後向きに突出するように設けられている。
【００２１】
図３及び図４及び図７に示されるように、油圧式の作業機用昇降機構２０には、後述する単動形の昇降制御油圧シリンダ２８にて回動させるための１対の左右リフトアーム２９を設置する。進行方向に向かって左側のロワーリンク２１とリフトアーム２９とを、左リフトロッド３０を介して連結する。進行方向に向かって右側のロワーリンク２１とリフトアーム２９とを、右リフトロッド３１、及びそのロッド３１の一部を形成する複動形の傾斜制御油圧シリンダ３２、及びそのシリンダ３２のピストンロッド３３とを介して連結する。
【００２２】
図１及び図２、図５、図６及び図８に示されるように、ロータリ耕耘機２４は、横長筒状のメインビーム３６と、メインビーム３６の左右側端部にそれぞれ上端側が連結されたチェンケース３７及び軸受板３８と、チェンケース３７及び軸受板３８の下端側に左右両端部が回転自在に軸支された耕耘爪軸３９と、耕耘爪軸３９に放射状にて着脱可能に取付けられた複数の耕耘爪４０と、耕耘爪４０の回転軌跡の上方を覆う耕耘上面カバー４１と、耕耘爪４０の回転軌跡の左右側方を覆う左右耕耘サイドカバー４２と、耕耘爪４０の回転軌跡の後方を覆う耕耘リヤカバー４３と、メインビーム３６の左右方向の中央部にて後述する耕深調節支点軸３４ｂを介して前方向に突出する１つの上リンクフレーム３４と、上リンクフレーム３４を挟んでメインビーム３６の左右両側にて前向きに突出する一対の下リンクフレーム３５と、メインビーム３６に前端側が取付けられた前後に長い耕深調節フレーム４４と、上リンクフレーム３４の後端側を耕深調節フレーム４４の前後方向の中間部に連結する伸縮可能な耕深調節軸４５等からなる。
【００２３】
左右一対のロワーリンク２１の各後端側は、下ヒッチピン３５ａを介して下リンクフレーム３５に連結されている（図１参照）。下リンクフレーム３５はメインビーム３６に一体的に固定連結されている。トップリンク２２は、ターンバックル２２ａの回転にて伸縮させて、そのリンク２２の長さを変更可能に形成されている（図４参照）。トップリンク２２の後端側は、上ヒッチピン３４ａを介して上リンクフレーム３４の前端側に連結されている（図１参照）。側面視で「く」の字状の上リンクフレーム３４の前後方向の中間部は、耕深調節支点軸３４ｂを介してメインビーム３６に回動可能に連結されている（図１参照）。耕深調節フレーム４４の前端側はメインビーム３６に一体的に固定連結されている。耕深調節軸４５を耕深調節ハンドル４５ａの回転操作にて伸縮させたときには、ロータリ耕耘機２４は、ロワーリンク２１及びトップリンク２２にて支持する姿勢が、前傾姿勢または後傾姿勢に変化して、耕耘爪４０の耕耘深さが変更されることになる。
【００２４】
図１、図５及び図６に示されるように、メインビーム３６の左右中央部には、ＰＴＯ軸２３からの駆動力を入力するためのギヤケース４６が設置されている。ＰＴＯ軸２３と、ギヤケース４６の前面側のＰＴＯ入力軸４６ａとを、伸縮自在な伝動軸４６ｂを介して連結する。ＰＴＯ軸２３からの動力が、ギヤケース４６に内蔵したベベルギヤ（図示省略）、メインビーム３６に内蔵した回転軸（図示省略）、チェンケース３７に内蔵したスプロケット及びチェン（図示省略）等を介して耕耘爪軸３９に伝えられ、耕耘爪４０を図１において反時計方向に回転させることになる。
【００２５】
図５及び図６に示されるように、耕耘上面カバー４１の後端部には、枢着軸４７を介して耕耘リヤカバー４３（請求項におけるリヤカバー体）の前端側が連結されている。耕耘上面カバー４１の後部の上面には、後傾姿勢の１対の左右ハンガーフレーム４８を立設する。耕耘リヤカバー４３の後端側は左右ハンガーフレーム４８に１対の左右ハンガー機構４９を介して上下動可能に連結されている。左右ハンガーフレーム４８の上端部には、受圧軸体４８ａがそれぞれ回動可能に配置されている。左右ハンガー機構４９には、細長い丸棒形のハンガーロッド５０をそれぞれ配置する。受圧軸体４８ａに対して、ハンガーロッド５０の上側を摺動自在に被嵌させる。ハンガーロッド５０の上端側には、下降規制ピン５１が配置されている。受圧軸体４８ａと下降規制ピン５１の間のハンガーロッド５０には、ドーナツ形の下降規制板５２を被嵌させる。
【００２６】
図５に示されるように、ハンガーロッド５０の下端部は、支軸５３を介して、耕耘リヤカバー４３の後部上面のブラケット５４に回動自在に連結されている。ハンガーロッド５０の下部側には、上昇規制ピン５５が貫通配置されている。受圧軸体４８ａと上昇規制ピン５５との間のハンガーロッド５０には、ドーナツ形の上下座板５６，５７を介して、耕耘リヤカバー４３に鎮圧力を付与するための鎮圧用圧縮バネ５８が被嵌されている。ロータリ耕耘機２４が地表面から離れた高さに持上げられたときには、耕耘リヤカバー４３の後端側が枢着軸４７の回りに下方側に回動し、下降規制ピン５１が下降規制板５２に当接し、下降規制板５２が受圧軸体４８ａに当接し、耕耘リヤカバー４３がこの後端側を最下降させた姿勢に維持されることになる。一方、ロータリ耕耘機２４が耕地上面に降ろされて、耕耘爪４０が着地して、耕耘作業が開始されたときには、耕耘リヤカバー４３の後端側が、耕耘された耕土との接地圧にて枢着軸４７回りに上方に回動することになる。また、耕耘リヤカバー４３の後端側が枢着軸４７の回りに上方に回動するときには、鎮圧用圧縮バネ５８が圧縮されて、耕耘リヤカバー４３の後端側の上方への回動が鎮圧用圧縮バネ５８にて抑制されることになる。そのため、耕耘爪４０から耕耘リヤカバー４３の後方に排出される耕土量が制限されたり、耕土表面が耕耘リヤカバー４３の移動にて均平に均されることになる。
【００２７】
図７は本実施形態のトラクタ１の油圧回路１００を示し、エンジン５の回転力により作動する作業機用油圧ポンプ１０１を備える。作業機用油圧ポンプ１０１は、作業機用昇降機構２０における昇降制御油圧シリンダ２８（請求項における昇降制御アクチュエータ）に作動油を供給制御するための上昇制御電磁弁１０２及び下降制御電磁弁１０３と、傾斜制御油圧シリンダ３２に作動油を供給制御するための傾斜制御電磁弁１０４とに、分流弁１０５を介して接続している。昇降制御油圧シリンダ２８の作動油の圧力を電気的信号に変換して検出するためのダイヤフラム式油圧センサ１０６と、昇降制御油圧シリンダ２８の作動油の温度を電気的信号に変換して検出するための熱電対式油温センサ１０７とを備える。この油圧回路１００には、図７に示すように、リリーフ弁や流量調整弁、チェック弁、オイルクーラ、オイルフィルタ等を備えている。
【００２８】
次に、本実施形態のロータリ耕耘機２４の姿勢制御（耕耘爪４０の耕耘深さ制御及び左右方向の傾斜角度制御）について説明する。図９は、ロータリ耕耘機２４の姿勢制御手段の機能ブロック図であり、制御プログラムを記憶したＲＯＭと各種データを記憶可能なＲＡＭとを備えたマイクロコンピュータ等のコントローラ１１０は、電源印加用キースイッチ１１１を介してバッテリ１１２に接続されている。キースイッチ１１１は、エンジン５を始動するためのスタータ（図示せず）に接続されている。
【００２９】
また、図９に示されるように、耕耘制御コントローラ１１０には、エンジン５の回転を制御する電子ガバナコントローラ１１４が接続されている。電子ガバナコントローラ１１４には、エンジン５の燃料を調節するガバナ１１５と、エンジン５の回転数を検出するエンジン回転センサ１１６とが接続される。ガバナ１１５に設けた燃料調節ラック（図示省略）が、手動操作するスロットルレバー１１７の回動位置をスロットルポテンショメータ１１８にて検出し、その検出値に基づいて、エンジン５の回転数が設定されたとき、電子ガバナコントローラ１１４からの信号にてスロットルレバー１１７の設定回転数とエンジン５の回転数が一致するように、燃料調節ラック駆動用のスロットルソレノイド１１９を介して燃料調節ラックが自動的に位置調節され、負荷変動などによってエンジン５の回転が変化するのを防ぐ、換言すると、負荷の変動に拘らずエンジン５の回転数が略一定回転を保持するように構成されている。
【００３０】
さらに、耕耘制御コントローラ１１０には、図９に示すように、入力系の各種センサ及びスイッチ類、即ち、トラクタ１に対するロータリ耕耘機２４の相対的な左右方向の傾斜角を検出するポテンショメータ型の作業機ポジションセンサ１２２と、トラクタ１に対するロータリ耕耘機２４の左右方向の相対傾斜角をオペレータが設定する傾斜設定ダイヤル１２３と、耕耘爪４０の耕耘深さ変動にて変化する耕耘リヤカバー４３の回動角を検出するポテンショメータ型のリヤカバーセンサ１２４と、耕耘センサとしてのリヤカバーセンサ１２４の出力から限定された帯域の信号出力を取出すフィルタ部１２０と、耕耘爪４０の耕耘深さをオペレータが設定する耕深設定ダイヤル１２６と、前後車輪３，４の回転速度（走行速度）を検出するための車速センサ１２７と、リフトアーム２９の回動角度を検出するポテンショメータ型のリフト角センサ１２９とが接続されている。フィルタ部１２０では、ローパスフィルタ部１２５ａとノッチフィルタ部１２５ｂとが並列状に設けられ、リヤカバーセンサ１２４からの検出値は、フィルタ部１２０及び選択部１２１を介して構成１０に入力される。選択部１２１は、ローパスフィルタ部１２５ａからの出力のみを利用する場合と、ノッチフィルタ部１２５ｂからの出力のみを利用する場合とに選択できるように切換可能に構成されている。
【００３１】
ここで、ローパスフィルタ部１２５ａにおけるカットオフ周波数ｆｃ１とし、ノッチフィルタ部１２５ｂにおける中心周波数ｆｃ２とする。周知のように、ローパスフィルタ部１２５ａでは、カットオフ周波数ｆｃ１よりも高周波数帯域における出力を略０とし、カットオフ周波数ｆｃ１以下の周波数帯域では入力信号をそのまま通過させる。他方、ノッチフィルタ部１２５ｂでは、中心周波数ｆｃ２の近傍以外の周波数の入力信号をそのまま通過させ、中止周波数ｆｃ２とその近傍の周波帯域における出力を略０とするものである。
【００３２】
カットオフ周波数ｆｃ１の値は、走行車両の走行速度Ｖ１をロータリ耕耘爪軸３９の軸心を通る鉛直線と、前記リヤカバー体による接地位置での鉛直線との水平方向の距離Ｌ１（図５参照）で除した値（ｆｃ１＝Ｖ１／Ｌ１）に設定され、ノッチフィルタ部１２５ｂの中心周波数ｆｃ２の値は前記カットオフ周波数ｆｃ１と略同じに設定しても良いし、若干異ならせても良い。
【００３３】
以下、Ｌ１を第１基準長さと称する。従って、第１基準長さは耕耘機の機種ごとに異なる値となる。実施形態では、Ｌ１≒０．６ｍである。走行速度Ｖ１＝０．２５〜２．００（ｍ／sec.）である。図１１に、各走行速度Ｖ１におけるｆｃ１の値を示す。
【００３４】
本発明においては、カットオフ周波数ｆｃ１及び中心周波数ｆｃ２は走行速度（車速）Ｖ１に応じて変動するので（図１１参照）、フィルタ部１２０で採用されるカットオフ周波数ｆｃ１及び中心周波数ｆｃ２を、検出された（耕耘作業中の）走行速度（車速）Ｖ１に対応させて可変とするように構成されている。即ち、検出された走行速度（車速）Ｖ１に基づいて、構成１１０にてカットオフ周波数ｆｃ１及び中心周波数ｆｃ２を演算し、この数値のデータをフィルタ部１２０に伝送し、カットオフ周波数ｆｃ１とするローパスフィルタ部１２５ａと、中心周波数ｆｃ２とするノッチフィルタ部１２５ｂとを形成することになる。この可変の構成としては、例えば、ＬＣフィルタ（コイルとコンデンサとからなるフィルタ）の場合には、可変コンデンサを使用することにより実現でき、ＲＣフィルタ（抵抗とコンデンサとからなるフィルタ）の場合には、可変抵抗と可変コンデンサとの組み合わせで実現可能である。
【００３５】
また、耕耘制御コントローラ１１０には、図９に示すように、ロータリ耕耘機２４が左右方向に傾動開始したときの角速度を検出するガスレート式の作業機ローリングジャイロセンサ１３２と、ロータリ耕耘機２４の左右方向に傾動角度を検出するポテンショメータ型の作業機ローリングセンサ１３３とが接続されている。
【００３６】
耕耘制御コントローラ１１０には、図９に示すように、出力系の各種電磁弁、即ち、上昇制御電磁弁１０２と、下降制御電磁弁１０３と、傾斜制御電磁弁１０４とが接続されている。そして、本機ピッチングジャイロセンサ１３１、及び本機ピッチングセンサ１３０のいずれかまたは両方の検出結果と、リヤカバーセンサ１２４の耕耘深さの検出結果とに基づき、上昇制御電磁弁１０２または下降制御電磁弁１０３のいずれかを切換えて、昇降制御油圧シリンダ２８を作動させ、耕耘爪４０の耕耘深さが耕深設定ダイヤル１２６の設定耕深値になるように、耕耘爪４０の耕耘深さを自動的に制御するための耕耘深さ自動制御を実行することになる。
【００３７】
また、作業機ローリングセンサ１３３、及び作業機ローリングジャイロセンサ１３２のいずれかまたは両方の検出結果に基づき、傾斜制御電磁弁１０４を切換えて、傾斜制御油圧シリンダ３２を作動させ、ロータリ耕耘機２４の左右方向の傾斜角が傾斜設定ダイヤル１２３の設定傾斜角になるように、ロータリ耕耘機２４の左右方向の傾斜角を自動的に制御するための傾斜角自動制御を実行することになる。
【００３８】
本実施形態では、図１及び図２及び図８に示されるように、運転部（キャビン）７内の操縦座席８の前方の床板５９から突出する操縦コラム６０上に丸ハンドル型の操縦ハンドル９が配置され、操縦コラム６０より右方にスロットルレバー１１７と左右ブレーキペダル６１とが配置されている。また、操縦コラム６０より左方にクラッチペダル６２が配置されている。操縦座席８の右側コラム上には、作業機昇降レバー６３と、ＰＴＯ変速レバー６４と、傾斜設定ダイヤル１２３と、耕深設定ダイヤル１２６とが配置されている。操縦座席８の左側コラム上には走行変速レバー６５が配置されている。操縦座席８の左側コラムの前にはデフロックペダル６６が配置されている。操縦座席８の後方側で、作業機用昇降機構２０の上面側には、本機ピッチングセンサ１３０と、本機ピッチングジャイロセンサ１３１とが配置されている。
【００３９】
また、図２及び図５及び図８に示されるように、耕耘上面カバー４１の後部の上面には、リヤカバーセンサ１２４が配置されている。耕耘リヤカバー４３と、リヤカバーセンサ１２４とは、センサアーム６７及びセンサリンク６８等を介して連結されている。耕耘上面カバー４１の上面の左右幅の略中央には、メインビーム３６上に、作業機ローリングジャイロセンサ１３２と、作業機ローリングセンサ１３３とが配置されている。
【００４０】
次に、フローチャート（図１０）を参照しながら、ロータリ耕耘機２４の耕耘深さ制御の第１実施形態を説明する。
【００４１】
ロータリ耕耘機２４を、ロワーリンク２１及びトップリンク２２を介してトラクタ１の後側に昇降可能に連結し、トラクタ１のエンジン５が始動され、自動制御作動（図示しない自動制御スイッチのＯＮ操作）を実行する（スタート）。そして、まず、オペレータは耕深設定ダイヤル１２６を操作して、所望の耕深値に設定する（Ｓ１）。この耕深設定により、上昇制御弁１０２または下降制御弁１０３が作動し、ロータリ耕耘機２４を対地に対して昇降調節する。この状態を検知するため、リフト角度センサ１２９の検出値及びリヤカバーセンサ１２４の検出値を読み込む（Ｓ２）。次に、予め、ＲＡＭに記憶させていた第１基準長さ及び第２基準長さを読み出し（Ｓ３）、次に、一定のサンプリングタイム毎に車速センサ１２７の車速検出値（後車輪４の回転速度）を読み込み（Ｓ４）、そのサンプリングタイム毎のカットオフ周波数ｆｃ１及び中心周波数ｆｃ２を演算する（Ｓ５）。なお、複数のサンプリングタイムごとのｆｃ１及びｆｃ２から平均値を演算して、このカットオフ周波数及び中心周波数の平均値を採用しても良い。これらの演算された周波数のデータをフィルタ部１２０に伝送し、随時（サンプリング間隔ごと）もしくはその数倍の時間間隔毎に、ローパスフィルタ部１２５ａのカットオフ周波数ｆｃ１及びノッチフィルタ部１２５ｂの中心周波数ｆｃ２とを変更させて所定のローパスフィルタ部１２５ａ及びノッチフィルタ部１２５ｂを形成する（Ｓ６）。次に、本機（トラクタ１）がピッチング動作しているか否かを判別し（Ｓ７）、ピッチング動作していないときには（Ｓ７：no）、ローパスフィルタ部１２５ａのみを利用するのであって（Ｓ８）、上記リヤカバーセンサ１２４の検出値をローパスフィルタ部１２５ａにのみ入力し、その出力をコントローラ１１０に入力する。そして、その出力に基づいて耕耘深さ制御（Ｓ９）が実行される。本機（トラクタ１）がピッチング動作しているときには（Ｓ７：yes ）、ノッチフィルタ部１２５ｂを利用する（Ｓ１０）。その場合は、リヤカバーセンサ１２４の検出値をノッチフィルタ部１２５ｂに入力し、その出力をコントローラ１１０に入力する。そして、その出力に基づいて耕耘深さ制御（Ｓ９）が実行される。
【００４２】
さらに詳述すれば、Ｓ７でのピッチング動作の判別では、本機ピッチングセンサ１３０による本機の対地前後傾斜量の変動、または本機ピッチングジャイロセンサ１３１の角速度検出値が、姿勢制御コントローラ１１０に入力された場合（Ｓ１５；ｙｅｓ）、ピッチングジャイロセンサ１３１の角速度検出値の平均値に基づき、耕耘爪４０の耕耘深さが変化する方向を演算する。本機ピッチングセンサ１３０を利用するときには、その単位時間間隔での前後傾斜量の変位量を１回微分して耕耘爪４０の耕耘深さが変化する方向を演算する。そして、上昇制御電磁弁１０２、または下降制御電磁弁１０３のいずれかを、耕耘爪４０の耕耘深さを修正する方向に作動させ、昇降制御油圧シリンダ２８が上昇動作または下降動作を開始させ、耕耘爪４０の耕耘深さを修正する。
【００４３】
上昇制御電磁弁１０２、または下降制御電磁弁１０３のいずれかが作動を開始したときに、オペレータが設定した耕深設定ダイヤル１２６の耕耘深さ設定値と、耕耘爪４０の現在の耕耘深さを検出したリヤカバーセンサ１２４の耕耘深さ検出値とを読み込み、その耕耘深さ設定値と耕耘深さ検出値とに基づき、耕耘爪４０の耕耘深さを演算して、耕耘爪４０の耕耘深さが、耕深設定ダイヤル１２６の耕耘深さ設定値と一致するか否かを判断する。
【００４４】
そして、耕耘爪４０の耕耘深さが、耕深設定ダイヤル１２６の耕耘深さ設定値と一致していないときには、上昇制御電磁弁１０２、または下降制御電磁弁１０３のいずれかを作動させて制御動作を継続する。耕耘爪４０の耕耘深さが、耕深設定ダイヤル１２６の耕耘深さ設定値と一致した場合、上昇制御電磁弁１０２及び下降制御電磁弁１０３を中立位置に復帰維持して、昇降制御油圧シリンダ２８を停止させ、一定時間が経過したときに、耕耘爪４０の耕耘深さの１サイクルの自動制御が完了する。
【００４５】
なお、ロータリ耕耘機２４の左右方向の傾斜の姿勢制御においては、作業機ローリングセンサ１３３の左右傾斜の角度検出値と、作業機ローリングジャイロセンサ１３２の左右傾斜の角速度検出値とが読み込まれ、作業機ローリングジャイロセンサ１３２の角速度検出値にてロータリ耕耘機２４の左右方向の傾斜動方向（上下方向）を検知し、他方、作業機ローリングセンサ１３３の左右傾斜角度が検知され、これらの検出値に基づいて、傾斜制御電磁弁１０４を、ロータリ耕耘機２４の左右傾斜を修正する方向に作動させると共に、傾斜制御油圧シリンダ３２が傾斜制御電磁弁１０４の切換にて作動を開始したときには、オペレータが設定した傾斜設定ダイヤル１２３の傾斜角度の傾斜角設定値と、トラクタ１に対するロータリ耕耘機２４の現在の左右方向の傾斜角度を検出した作業機ポジションセンサ１２２のポジション検出値とが読み込まれ、その読み込まれた傾斜角設定値、作業機ローリングセンサ１３３の検出値及びポジション検出値に基づき、ロータリ耕耘機２４の左右方向の傾斜角が、傾斜設定ダイヤル１２３の傾斜角設定値と一致するようにローリング姿勢制御を実行する。
【００４６】
上記の記載から明らかなように、本機（トラクタ１）自体がピッチング動作していないときには、リヤカバーセンサ１２４の検出値が所定のカットオフ周波数ｆｃ１を有するローパスフィルタ部１２５ａを介して出力される。即ち、リヤカバーセンサ１２４の検出値は高周波成分（帯域）がカットされた状態でコントローラ１１０に入力されるので、圃場の大きいうねり（周波数が低い部分）のみの成分で圃場の耕耘深さ制御が実行できる。換言すれば、ロータリ耕耘部が接地する箇所（耕耘深さの制御位置）と、リヤカバー４３が接地する箇所（耕耘深さの計測位置）とがトラクタ１の進行方向に沿ってずれていることに起因して発生する波打ちハンチング現象（その周期はＬ１／Ｖ１、従って、その周波数（ｆｃ１＝Ｖ１／Ｌ１））を低減させ、高速耕耘時の耕耘深さ制御を精度よく行うことができる。
【００４７】
他方、圃場にロータリ耕耘部の直径程度の凹凸部分があるとき、即ち、畝列とその両脇に溝が存在する圃場を平たく耕耘したい場合に、畝列と直交する方向にトラクタ１を走行させて耕耘するときには、本機（トラクタ１）が畝列と溝との交互の凹凸部分を通過するときに、本機（トラクタ１）自体がピッチング動作するので、この情報に基づいて、フィルタ部１２０をノッチフィルタ部１２５ｂに切り換えることにより、リヤカバーセンサ１２４の検出値は、所定の中心周波数ｆｃ２を有するノッチフィルタ部１２５ｂに入力し、ノッチフィルタ部１２５ｂを介して出力される結果、畝列とその両脇に溝のある圃場の耕耘作業が精度良く行えるのである。換言すれば、ローパスフィルタ部１２５ａだけ利用すると、前述のローパスフィルタによるカットオフ周波数ｆｃ１より大きいすべての周波数のトラクタ１のピッチングによる変動をカットしてしまい、耕耘ロータリの直径程度の凹凸部をトラクタ１が通過しても、昇降制御油圧シリンダ２８が保持されたままとなり、耕耘精度が悪くなる。この不都合を解消するため、ノッチフィルタ部１２５ｂを介してリヤカバーセンサ１２４の検出値をコントローラ１１０に入力することで、畝列と溝との交互の凹凸部分を精度良く耕耘できるのである。
【００４８】
耕耘センサであるリヤカバーセンサ１２４の検出値に基づいて、耕耘深さを所定値に保持するように昇降制御油圧シリンダ２８を制御するに際して、上記の第１実施形態では、ローパスフィルタや、ノッチフィルタを採用したが、これらのフィルタデイバイスに代えて、マイクロコンピュータ内の演算素子もしくは演算回路、さらにはソフトウエアを使用した感度変更手段（図示せず）にて、走行速度Ｖ１をロータリ耕耘爪軸の軸心を通る鉛直線とリヤカバー４３による接地位置での鉛直線との水平方向の距離で除した値Ｌ１の関数（ｆｃ１（Ｈｚ）＝Ｖ１／Ｌ１）により、リヤカバーセンサ１２４の検出値に対する出力値が低くなるようにする（第２実施形態）。Ｌ１は第１実施形態の値と略同じとする。図１２（ａ）は、リヤカバーセンサ１２４の検出値に対する出力値の比率を縦軸に採り、横軸に前記関数である周波数（Ｈｚ）を採って第２実施形態を示す。なお、この第２実施形態において、周波数ｆｃ１以下の低周波数帯域では検出値と出力値とは略１である。適宜高い周波数ｆｃ３（（Ｈｚ）＝Ｖ１／Ｌ３）以上の高周波数帯域では出力値を略０とするものである。図１２（ｂ）に示すように、周波数ｆｃ１及びその前後の近傍の短い周波数帯域における出力値を略０とし、適宜高い周波数ｆｃ３（（Ｈｚ）＝Ｖ１／Ｌ３）以上の高周波数帯域では出力値を略０とするように構成しても良い。これらの高域カット周波数ｆｃ３における第３基準長さＬ３は、直径１０センチ程度とする。このように構成することにより、ロータリ耕耘機２４で耕耘されたときにできた直径１０センチ程度以下の大きさの土の塊をリヤカバーセンサ１２４で検知したとしても、ロータリ耕耘機２４を昇降制御させないので、いわゆる小さい凹凸部による過剰なハンチング現象が発生しないで円滑な耕耘深さ制御が実行できる。前記感度変更手段における低感度帯域（例えば、周波数ｆｃ１を中心とする低感度帯域）における出力値／検出値の比率をオペレータが手動で変更設定できる耕深感度設定器１２８をコントローラ１１０に接続しても良い（図９参照）。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】トラクタ及びロータリ耕耘機の側面図である。
【図２】同平面図である。
【図３】油圧式の作業機用昇降機構の側面説明図である。
【図４】同平面説明図である。
【図５】図２のロータリ耕耘機のＶ−Ｖ線矢視側断面図である。
【図６】同背面説明図である。
【図７】トラクタの油圧回路図である。
【図８】ロータリ耕耘機を連結したトラクタの後部の平面図である。
【図９】制御手段の機能ブロック図である。
【図１０】耕耘深さ制御のフローチャートである。
【図１１】車速と、第１基準長さに対するカットオフ周波数ｆｃ１及び第２基準長さに対するカットオフ周波数ｆｃ２との関係を示す図である。
【図１２】（ａ）は第２実施形態の周波数特性を示す図、（ｂ）はその変形例である。
【符号の説明】
【００５０】
１    トラクタ（走行車両）
３    前車輪
４    後車輪
５    エンジン
２１    ロワーリンク（リンク機構）
２２    トップリンク（リンク機構）
２４    ロータリ耕耘機（農作業機）
２８    昇降制御油圧シリンダ（昇降制御アクチュエータ）
３２    傾斜制御油圧シリンダ（傾斜制御アクチュエータ）
１１０    耕耘制御コントローラ（耕耘制御手段）
１２０    フィルタ部
１２１    選択部
１２５ａ  ローパスフィルタ部
１２５ｂ  ノッチフィルタ部
１２４    リヤカバーセンサ（対地センサ）
１２６    耕深設定ダイヤル
１２７    車速センサ
１３０    本機ピッチングセンサ
１３１    本機ピッチングジャイロセンサ
【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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【図７】
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【図８】
2006333711.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006333711.tif 000012
【図１１】
2006333711.tif 000013
【図１２】
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