(57)【要約】【課題】車体の姿勢の状態に応じて傾斜センサと角速度センサを適切に使い分けて、作業機の姿勢を制御することが可能な農作業機を提供する。【解決手段】トラクタ１０において、傾斜センサ４１は、車体１１の傾斜角度を検出する。角速度センサ４２は、車体１１の傾斜角速度を検出する。姿勢安定度判定部５３は、車体１１の姿勢安定度を段階的に判定する。弁制御部５４は、作業機の姿勢が保持されるようにローリングシリンダ２４を制御可能である。弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３が判定した姿勢安定度が高い順に、傾斜センサ４１の検出値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する状態と、角速度センサ４２の検出値を積分した値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する状態と、角速度センサ４２の検出値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する状態と、を切換可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機を支持する車体と、
前記車体に対する前記作業機の姿勢を変更可能なアクチュエータと、
前記車体の傾斜角度を検出する傾斜センサと、
前記車体の傾斜角速度を検出する角速度センサと、
前記車体の姿勢安定度を段階的に判定する姿勢安定度判定部と、
前記作業機の姿勢が保持されるように前記アクチュエータを制御可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記姿勢安定度判定部が判定した姿勢安定度に応じて、当該姿勢安定度が高い順に、
前記傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する第１状態と、
前記角速度センサの検出値を積分した値に基づいて前記アクチュエータを制御する第２状態と、
前記角速度センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する第３状態と、
を切換可能であることを特徴とする農作業機。
【請求項２】
請求項１に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、前記角速度センサの検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が最も低い段階となるように判定し、
前記姿勢安定度判定部は、現在の判定が最も高い段階以外の段階であるときに、前記角速度センサの検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更することを特徴とする農作業機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の農作業機であって、
前記車体の走行速度を検出する車速センサを備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記車速センサが検出した走行速度が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記アクチュエータの動作回数が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
【請求項５】
請求項１に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記傾斜センサの検出値の変化が閾値以下である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更することを特徴とする農作業機。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記車体の左右方向の加速度を検出する加速度センサを備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記加速度センサが検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更することを特徴とする農作業機。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記車体の旋回の程度を検出する旋回検出部を備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記旋回検出部により前記車体の旋回が検出された場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機の姿勢を制御することが可能な農作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体に設けられた傾斜センサ又は角速度センサの検出値に基づいて作業機の姿勢を制御する構成の農作業機が知られている。特許文献１及び２は、この種のトラクタを開示する。
【０００３】
特許文献１には、対地作業装置であるロータリ耕耘装置をローリング自在に連結したトラクタが開示されている。トラクタは、ロータリ耕耘装置の左右方向姿勢が設定角度に維持されるように油圧シリンダを作動させるローリング制御手段を設けている。ローリング制御手段は、角速度センサの検出値を積分して得られる積分値を基準として、傾斜センサの検出値に基づく補正を行うことによって、検出傾斜角が、予め設定された目標設定角となるように、油圧シリンダを作動させる。また、ローリング制御手段は、走行機体の姿勢安定度の高い低いを判別する判別手段を設け、姿勢安定度が高いほど傾斜センサの検出値に基づく補正割合を大きくし、姿勢安定度が低いほど補正割合を小さくするように、各センサの検出値の重み付け割合を変更するように構成されている。
【０００４】
特許文献２が開示するトラクタは、特許文献１と同様にローリング制御手段を設けているが、このローリング制御手段は、傾斜センサの検出値のみに基づいて、ロータリ耕耘装置の左右傾斜角度が設定角度に維持されるように油圧シリンダを作動させる。このとき、旋回走行時に発生する遠心力に起因した外乱値が算出され、この外乱値が傾斜センサの検出値から減算されることで、傾斜センサの検出値の適正化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８８２１１号公報
【特許文献２】特許第４１０７５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２の構成では、車体の安定性が低い場合に、車体の姿勢変化に対する作業機の姿勢制御の追従性が十分でない場合があり、改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、車体の姿勢の状態に応じて傾斜センサと角速度センサを適切に使い分けて、作業機の姿勢を制御することが可能な農作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００９】
本発明の観点によれば、以下の構成の農作業機が提供される。即ち、この農作業機は、車体と、アクチュエータと、傾斜センサと、角速度センサと、姿勢安定度判定部と、制御部と、を備える。前記車体は、作業機を支持する。前記アクチュエータは、前記車体に対する前記作業機の姿勢を変更可能である。前記傾斜センサは、前記車体の傾斜角度を検出する。前記角速度センサは、前記車体の傾斜角速度を検出する。前記姿勢安定度判定部は、前記車体の姿勢安定度を段階的に判定する。前記制御部は、前記作業機の姿勢が保持されるように前記アクチュエータを制御可能である。前記制御部は、前記姿勢安定度判定部が判定した姿勢安定度に応じて、当該姿勢安定度が高い順に、第１状態と、第２状態と、第３状態と、を切換可能である。前記第１状態では、前記制御部は、前記傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する。前記第２状態では、前記制御部は、前記角速度センサの検出値を積分した値に基づいて前記アクチュエータを制御する。前記第３状態では、前記制御部は、前記角速度センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する。
【００１０】
これにより、車体の姿勢に関する状況に応じて傾斜センサ及び角速度センサの特性を有効に発揮させることにより、作業機の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。
【００１１】
前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記姿勢安定度判定部は、前記角速度センサの検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が最も低い段階となるように判定する。前記姿勢安定度判定部は、現在の判定が最も高い段階以外の段階であるときに、前記角速度センサの検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更する。
【００１２】
これにより、車体の左右傾斜姿勢が突然に不安定になった場合でも、直ちに姿勢安定度が最も低い段階であると判定されるので、制御部は第３状態となって、角速度センサの検出値に基づいて作業機の左右傾斜姿勢を応答性良く制御することができる。
【００１３】
前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の走行速度を検出する車速センサを備える。前記姿勢安定度判定部は、前記車速センサが検出した走行速度が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしない。
【００１４】
これにより、車体の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される場合に、応答性を重視して作業機の左右傾斜姿勢を制御することができる。
【００１５】
前記の農作業機においては、前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記アクチュエータの動作回数が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしないことが好ましい。
【００１６】
これにより、アクチュエータの動作頻度が高く、車体の左右傾斜姿勢が不安定になっている傾向が認められる場合に、応答性を重視して作業機の左右傾斜姿勢を制御することができる。
【００１７】
前記の農作業機においては、前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記傾斜センサの検出値の変化が閾値以下である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更することが好ましい。
【００１８】
これにより、車体の傾斜の変化を検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。
【００１９】
前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の左右方向の加速度を検出する加速度センサを備える。前記姿勢安定度判定部は、前記加速度センサが検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更する。
【００２０】
これにより、車体に生じる左右方向の揺れを早期に検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。
【００２１】
前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の旋回の程度を検出する旋回検出部を備える。前記姿勢安定度判定部は、前記旋回検出部により前記車体の旋回が検出された場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第１状態に対応する段階にしない。
【００２２】
これにより、車体の旋回時において、遠心力の影響を受け易い傾斜センサの検出値を用いて作業機の左右傾斜姿勢を制御するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るトラクタと装着される作業機を示す側面図。
【図２】作業機の昇降及び左右傾斜姿勢を制御するための電気的構成を示すブロック図。
【図３】車体揺動試験における傾斜センサ及び角速度センサの検出値の変化を示す図。
【図４】姿勢安定度判定部が行う処理を示すフローチャート。
【図５】姿勢安定度判定部が行う判定に関する状態遷移図。
【図６】弁制御部が行う処理を示すフローチャート。
【図７】別の実施形態における、姿勢安定度判定部が行う判定に関する状態遷移図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、図面を参照して発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るトラクタ１０と装着される作業機３を示す側面図である。図２は、作業機３の昇降及び左右傾斜姿勢を制御するための電気的構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すトラクタ１０は、農作業機（作業車両）であり、ロータリ、ローダ、プラウ、ボックススクレーパー等の各種の作業機３を必要に応じて車体１１に装着し、車体１１に支持された作業機３により各種の作業を行うことができる。図１では、作業機３としてロータリ耕耘機を用いた例が示されている。なお、以下の説明では、単に「左側」「右側」等というときは、トラクタ１０が前進する方向に向かって左側及び右側を意味するものとする。
【００２６】
図１に示すように、トラクタ１０は、車体１１と、左右１対の前輪１２と、左右１対の後輪１３と、を備える。車体１１の前部にはボンネット１４が配置されており、当該ボンネット１４の内部にはエンジン１５が配置されている。
【００２７】
左右１対の後輪１３の間には、ミッションケース１６が配置されている。エンジン１５の出力は、このミッションケース１６内に配置された油圧−機械式変速装置によって変速されて、後輪１３へ伝達される。
【００２８】
ミッションケース１６の後部には、ロワーリンク１８が左右１対で配置されるとともに、１つのトップリンク１９が配置されている。更に、ミッションケース１６の後部からＰＴＯ軸２０が突出して配置されている。作業機３は、ロワーリンク１８及びトップリンク１９に連結され、ＰＴＯ軸２０によって駆動される。
【００２９】
車体１１の後部には、作業機昇降機構２５と、作業機角度変更機構２６と、が設けられている。
【００３０】
作業機昇降機構２５は、左右１対のリフトアーム２１と、油圧シリンダとして構成されるリフトシリンダ２２と、を備える。左右一方のリフトアーム２１の先端部は、リンク部材２３を介して一方のロワーリンク１８に連結され、他方のリフトアーム２１の先端部は、後述のローリングシリンダ２４を介して他方のロワーリンク１８に連結されている。この構成で、リフトシリンダ２２を駆動することにより、作業機３が車体１１に支持される高さを変更することができる。
【００３１】
作業機角度変更機構２６は、油圧シリンダとして構成されるローリングシリンダ（アクチュエータ）２４を備える。ローリングシリンダ２４は、左右１対のうち右側のリフトアーム２１と、右側のロワーリンク１８と、を連結するように配置される。この構成で、ローリングシリンダ２４を駆動することにより、作業機３が車体１１に対して支持される左右方向の傾斜姿勢を変更することができる。
【００３２】
ミッションケース１６の上方であってボンネット１４の後方には、オペレータが搭乗するためのキャビン３１が配置されている。キャビン３１の内部には運転座席３２が設けられており、運転座席３２の近傍には各種の操作具が設けられている。
【００３３】
具体的に説明すると、運転座席３２の前方には、オペレータが操舵を行うためのステアリングハンドル３３が配置されている。
【００３４】
また、運転座席３２の右方のアームレストの近傍には、作業機昇降レバー３４と、傾斜角度設定ダイアル３５と、制御モード切換スイッチ３６と、が配置されている。
【００３５】
作業機昇降レバー３４は、レバー状の操作部材であり、作業機３の高さを無段階で指示することができる。オペレータが作業機昇降レバー３４を前後方向に操作すると、当該操作が図略のセンサ（例えば、ポテンショメータ）によって検出される。このセンサが出力する検出結果に応じて作業機昇降機構２５が動作することで、作業機３を昇降させることができる。
【００３６】
傾斜角度設定ダイアル３５は、ダイアル状の操作部材であり、作業機３の左右傾斜角度を右下がり−水平−右上がりの所定範囲において無段階で指示することができる。オペレータが傾斜角度設定ダイアル３５を回転操作すると、当該操作が図略のセンサ（例えば、ポテンショメータ）によって検出される。このセンサが出力する検出結果に応じて作業機角度変更機構２６が動作することで、作業機３の左右傾斜角度を変更することができる。
【００３７】
制御モード切換スイッチ３６は、例えば押ボタンスイッチとして構成されており、作業機３の左右傾斜角度を制御するモードを切り換えることができる。オペレータがこの制御モード切換スイッチ３６を押すことで、作業機３の左右傾斜に関する制御モードを、自動モードと、手動モードと、の間で切り換えることができる。なお、自動モード及び手動モードの詳細は後述する。
【００３８】
図２に示すように、トラクタ１０は、車体１１の左右傾斜姿勢及び左右傾斜方向の角速度を取得して作業機３の傾斜を自動制御するために、傾斜センサ４１と、角速度センサ４２と、車速センサ４３と、舵角センサ（旋回センサ）４４と、加速度センサ４５と、を備える。これらのセンサは何れも、後述の作業機コントローラ４８に対して電気的に接続されている。ただし、車速センサ４３、舵角センサ４４及び加速度センサ４５は、図１には描かれていない。
【００３９】
傾斜センサ４１は、ミッションケース１６の適宜の位置に取り付けられている。この傾斜センサ４１は公知の構成であるので詳細な説明は省略するが、傾斜センサ４１は、固定電極と、カンチレバーに取り付けられた可動電極と、を備え、素子を傾けることに伴って重力により可動電極が移動するのを静電容量の変化として検知することにより、車体１１の左右方向の傾斜を検出する構成となっている。ただし、傾斜センサは上記に限定されず、例えば、液体が封入されたチャンバを備え、傾きによる液面の変化を静電容量の変化として検知する構成とすることもできる。更には、公知の重錘式の傾斜センサを用いても良い。
【００４０】
角速度センサ４２は、キャビン３１の内部において運転座席３２の下方（トラクタ１０の重心位置の近傍）に配置されている。この角速度センサ４２は、公知の振動ジャイロセンサとして構成されており、振動する素子が回転されたときに発生するコリオリ力の大きさを検知することにより、車体１１の左右方向の傾斜の変化（角速度）を検出することができる。
【００４１】
図２に示す車速センサ４３は、車両の適宜の位置、例えば前輪１２の車軸に配置されている。この車速センサ４３は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。車速センサ４３で得られた走行速度の情報は、作業機コントローラ４８に出力される。ただし、車速センサ４３は、例えば、ＧＮＳＳ測位によって車体１１の位置の推移を検出することで走行速度を計算により求める構成とすることができる。
【００４２】
舵角センサ４４は、前輪１２の舵角を検出するセンサであり、車両の適宜の位置、例えば前輪１２の旋回軸である図略のキングピンに配置されている。舵角センサ４４で得られた舵角の情報は、作業機コントローラ４８へ出力される。ただし、舵角センサ４４を例えばステアリングハンドル３３に配置し、ステアリングハンドル３３を操作した角度を舵角センサ４４が検出する構成としてもよい。
【００４３】
加速度センサ４５は、車体１１に加わる左右加速度を検出するセンサとして構成されている。この加速度センサ４５は、上記の傾斜センサ４１と同様に固定電極と可動電極とを備える構成とすることができる。
【００４４】
図２に示すように、作業機昇降機構２５が備えるリフトシリンダ２２と、図示しない油圧ポンプとの間には、昇降制御弁６１が配置されている。この昇降制御弁６１は電磁弁として構成され、作業機コントローラ４８に対し電気的に接続されている。
【００４５】
また、作業機角度変更機構２６が備えるローリングシリンダ２４と、前記油圧ポンプとの間には、ローリング制御弁６２が配置されている。このローリング制御弁６２は電磁弁として構成され、作業機コントローラ４８に対し電気的に接続されている。
【００４６】
作業機コントローラ４８は、昇降制御部５１と、ローリング制御部５２と、を備える。また、ローリング制御部５２は、姿勢安定度判定部５３と、弁制御部（制御部）５４と、を備える。
【００４７】
具体的に説明すると、作業機コントローラ４８はコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ等の演算部と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部と、を備えている。これらのハードウェアと、上記記憶部に記憶された作業機制御プログラムと、が協働することにより、作業機コントローラ４８を、昇降制御部５１、ローリング制御部５２、姿勢安定度判定部５３、及び弁制御部５４等として機能させることができる。
【００４８】
昇降制御部５１は、作業機昇降レバー３４でオペレータが指示した高さで作業機３が支持されるように、昇降制御弁６１を介してリフトシリンダ２２を制御する。
【００４９】
ローリング制御部５２は、所定の条件下で、傾斜角度設定ダイアル３５でオペレータが指示した左右傾斜角度で作業機３が支持されるように、ローリング制御弁６２を介してローリングシリンダ２４を制御する。
【００５０】
具体的には、ローリング制御部５２は、自動モード、手動モードの２つから選択された１のモードで、作業機３の左右姿勢を制御することができる。以下、それぞれのモードについて説明する。
【００５１】
自動モードのとき、オペレータが傾斜角度設定ダイアル３５を操作して任意の角度を指示した状態で、作業機昇降レバー３４を操作して作業機３を下降させると、車体１１の傾きにかかわらず、作業機３の左右傾斜姿勢を水平に対して（つまり、重力加速度と垂直な向きに対して）当該指示角度になるように制御することができる。ただし、作業機３を上昇させると、作業機３は車体１１と平行になるように制御される。
【００５２】
この自動モードでは、例えば、オペレータが傾斜角度設定ダイアル３５で水平を指示すれば、圃場が凹凸を有していたり軟弱だったりするために、又は、片輪が既耕地に落ちる等して、車体１１が傾いても、作業機３が常に水平姿勢を保持するように制御される。従って、均平な耕耘が実現され、耕盤が安定する。
【００５３】
手動モードでは、傾斜角度設定ダイアル３５の操作は無効化される。作業機３が上昇位置、下降位置の何れにあっても、オペレータは、傾斜角度設定ダイアル３５とは別の傾斜角度設定部材（図略）を操作することにより、作業機３の傾斜姿勢を変更することができる。
【００５４】
次に、上記の自動モードで作業機３を下降させたときの左右傾斜姿勢の制御を実現するために用いられる傾斜センサ４１及び角速度センサ４２について説明する。
【００５５】
傾斜センサ４１は、車体１１の地球の重力加速度の方向に対する角度（絶対的な傾斜角度）を検出できるものの、傾斜角度の変化に対する検出値の変化の追従が早くない。また、傾斜センサ４１の検出値は、車体１１の旋回に伴う遠心力等の外力の影響を受け易い。
【００５６】
一方、角速度センサ４２は、車体１１の傾斜角度の変化を素早く検出でき、また、その検出値は外力の影響を受けにくい。しかし、角速度センサ４２は、傾斜角度の変化を検出することはできるものの、絶対的な傾斜角度を求めることができない。
【００５７】
図３には、車体１１を揺動試験機に載せ、左右傾斜姿勢を右下がりと右上がりの間で周期的に変化させたときの、傾斜センサ４１及び角速度センサ４２の出力値の変化が、２つのグラフにより示されている。この試験では、左の前輪１２及び後輪１３の支持高さを一定としつつ、右の前輪１２及び後輪１３の支持高さを、左と同じ高さを中心として所定の振幅で単振動させている。
【００５８】
上側のグラフの縦軸は、右側の前輪１２及び後輪１３の高さであり、実質的に車体１１の左右傾斜姿勢を意味する。下側のグラフの縦軸は、傾斜センサ４１及び角速度センサ４２の出力値である。２つのグラフの横軸は何れも時間軸であり、時間は上下のグラフで対応している。
【００５９】
このグラフからわかるように、傾斜センサ４１の出力値のピークが現れるタイミングは、実際の傾斜姿勢の変化のピークから多少遅れている。一方、単振動において速度のピークは変位がゼロであるときに現れることを考慮すると、角速度センサ４２の検出遅れは、傾斜センサ４１に比べて相当に小さいことがわかる。
【００６０】
上述したように、角速度センサ４２は角度の変化を検出することは可能であるが、角度そのものを検出することはできない。従って、ある時点からの車体１１の左右姿勢の変化を打ち消すように作業機３の左右姿勢を制御することは可能であるが、その精度は高くない。また、角速度センサ４２の検出値に対して適宜の安定化処理（例えば、ローパスフィルタ処理）を行った上で積分することにより、ある程度信頼し得る精度で左右傾斜姿勢を得ることが可能であるが、当該安定化処理に伴って、傾斜センサ４１程ではないものの検出遅れが生じてしまう。
【００６１】
そこで、本実施形態の作業機コントローラ４８が備えるローリング制御部５２は、上記のような各検出値の性質を踏まえて、以下のように構成されている。
【００６２】
詳細に説明すると、ローリング制御部５２は図２に示すように、姿勢安定度判定部５３と、弁制御部５４と、を備える。
【００６３】
姿勢安定度判定部５３は、角速度センサ４２の検出値等に基づいて、車体１１の左右姿勢の変動が少ない安定的な状況か、変動が多い不安定な状況か、を表す姿勢安定度を、「高」、「中」、及び「低」の３段階で判定する。安定度が最も高い段階が「高」であり、最も低い段階が「低」である。
【００６４】
弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３の判定結果に基づいて、角速度センサ４２の検出値、角速度センサ４２の検出値の積分値、及び傾斜センサ４１の検出値のうち何れかに基づいて、作業機３が水平に対して、傾斜角度設定ダイアル３５で指示された角度の左右傾斜姿勢となるように、ローリング制御弁６２を介してローリングシリンダ２４を伸縮駆動する。
【００６５】
次に、図４を参照して、姿勢安定度判定部５３の処理を説明する。図４は、姿勢安定度判定部５３が行う処理を示すフローチャートである。
【００６６】
最初に、姿勢安定度判定部５３は、姿勢安定度の判定結果を初期値である「低」に設定した後（ステップＳ１０１）、角速度センサ４２の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間継続したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００６７】
角速度センサ４２の検出値が閾値以上である場合、又は、閾値未満であるもののその状態が継続している時間が所定時間より短い場合、ステップＳ１０２の判断を反復する。
【００６８】
ステップＳ１０２の判断で、角速度センサ４２の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続している場合、姿勢安定度判定部５３は、姿勢安定度の判定結果を「低」から「中」に変更する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
その後、姿勢安定度判定部５３は、角速度センサ４２の検出値が上記の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。角速度センサ４２の検出値が閾値以上である場合、ステップＳ１０１に戻り、この結果、姿勢安定度の判定結果が「低」に変更されることになる。
【００７０】
ステップＳ１０４の判断で、角速度センサ４２の検出値が所定の閾値未満である場合、姿勢安定度判定部５３は、車体１１の走行速度等が所定の条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この条件とは、具体的には、車速センサ４３が検出した走行速度が所定値未満であること、直近のある程度の時間におけるローリングシリンダ２４の作動回数（即ち、ローリングシリンダ２４の作動頻度）が所定回数未満であること、及び、舵角センサ４４の検出値が中立近傍であること（言い換えれば、車体１１の旋回が検出されないこと）を意味する。当該条件が満たされなかった場合は、ステップＳ１０４に戻る。
【００７１】
ステップＳ１０５の判断で、上記の条件が満たされていた場合、姿勢安定度判定部５３は更に、角速度センサ４２の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間継続したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。角速度センサ４２の閾値未満である状態が継続している時間が所定時間より短い場合、ステップＳ１０４に戻る。
【００７２】
ステップＳ１０６の判断で、角速度センサ４２の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続している場合、姿勢安定度判定部５３は、姿勢安定度の判定結果を「中」から「高」に変更する（ステップＳ１０７）。
【００７３】
その後、姿勢安定度判定部５３は、角速度センサ４２の検出値が上記の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。角速度センサ４２の検出値が閾値以上である場合、ステップＳ１０１に戻り、この結果、姿勢安定度の判定結果が「低」に変更されることになる。角速度センサ４２の検出値が閾値未満である場合は、ステップＳ１０８の判断を反復する。
【００７４】
姿勢安定度判定部５３が以上の処理を行うことにより、図５に示すように、角速度センサ４２の検出値が閾値以上である場合には姿勢安定度の判定結果として「低」を出力し、角速度センサ４２の検出値が閾値未満である状態が所定時間経過すると、出力される判定結果が「低」から「中」になり、車速等の条件を満たしつつ更に同様の状態が所定時間経過すると、出力される判定結果が「中」から「高」になる制御が実現される。
【００７５】
次に、図６を参照して、姿勢安定度判定部５３の判定結果に基づいて行われる弁制御部５４の処理を説明する。図６は、弁制御部５４が行う処理を示すフローチャートである。
【００７６】
最初に、弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３が出力する姿勢安定度の判定結果が「高」であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。判定結果が「高」である場合は、弁制御部５４は、傾斜センサ４１の検出値に基づいてローリング制御弁６２を制御する（第１状態、ステップＳ２０２）。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。
【００７７】
ステップＳ２０１の判断で、判定結果が「高」でない場合、弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３が出力する姿勢安定度の判定結果が「中」であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。判定結果が「中」であった場合、弁制御部５４は、角速度センサ４２の検出値を積分した結果（積分値）に基づいてローリング制御弁６２を制御する（第２状態、ステップＳ２０４）。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。
【００７８】
ステップＳ２０３の判断で、判定結果が「中」でない場合は、姿勢安定度の判定結果が「低」であることを意味する。この場合、弁制御部５４は、角速度センサ４２の検出値に基づいてローリング制御弁６２を制御する（第３状態、ステップＳ２０５）。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。
【００７９】
このように、弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３の判定結果が「高」であるときは傾斜センサ４１の検出値に基づいて、「中」であるときは角速度センサ４２の検出値の積分値に基づいて、「低」であるときは角速度センサ４２の検出値に基づいて、作業機３の左右傾斜制御を行う。
【００８０】
即ち、姿勢安定度が「高」のときは、車体１１の左右傾斜姿勢が安定しており、姿勢の検出の遅れが生じたとしても作業機３の姿勢の保持に影響が生じにくい。一方、姿勢安定度が「低」のときは、車体１１の姿勢が不安定であるので、車体１１の姿勢変化に素早く追従して作業機３の傾斜姿勢を制御する必要がある。
【００８１】
この点、本実施形態では、姿勢安定度が「高」のときは、信頼性の高い傾斜センサ４１の検出値を作業機３の姿勢制御のために用いる。また、姿勢安定度が「低」のときは、検出遅れが少ない角速度センサ４２の検出値を作業機３の姿勢制御のために用いる。そして、姿勢安定度が「中」のときは、中間的な状況であるので、角速度センサ４２の検出値を積分した値を作業機３の姿勢制御のために用いる。これにより、傾斜センサ４１及び角速度センサ４２が有する検出特性を状況に応じて有効に発揮させ、作業機３の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。
【００８２】
また、図４における姿勢安定度の判定処理においてステップＳ１０５の判断が行われることにより、車速センサ４３が検出する車体１１の走行速度が所定の閾値以上であったり、ローリングシリンダ２４の作動頻度が所定の閾値以上であったりした場合は、角速度センサ４２の検出値が閾値未満である状態が所定時間継続した場合でも、姿勢安定度の判定が「高」にならないようになっている。これにより、車体１１の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される状況であったり、不安定な傾向が検出されたりした場合に、車体１１の左右傾斜姿勢の変化に対する応答性を重視して作業機３の左右傾斜姿勢を制御することができる。
【００８３】
更には、ステップＳ１０５において、舵角センサ４４の検出値が中立近傍でない場合（言い換えれば、車体１１の旋回が検出されている場合）も同様に、角速度センサ４２の検出値が閾値未満である状態が所定時間継続した場合でも、姿勢安定度の判定が「高」にならないようになっている。これにより、旋回による遠心力の影響を受け易い傾斜センサ４１の検出値を用いて作業機３の左右傾斜姿勢を制御することを防止できる。
【００８４】
以上に説明したように、本実施形態のトラクタ１０は、車体１１と、ローリングシリンダ２４と、傾斜センサ４１と、角速度センサ４２と、姿勢安定度判定部５３と、弁制御部５４と、を備える。車体１１は、作業機３を支持する。ローリングシリンダ２４は、車体１１に対する作業機３の姿勢を変更可能である。傾斜センサ４１は、車体１１の傾斜角度を検出する。角速度センサ４２は、車体１１の傾斜角速度を検出する。姿勢安定度判定部５３は、車体１１の姿勢安定度を段階的に判定する。弁制御部５４は、作業機３の姿勢が傾斜角度設定ダイアル３５で指定された姿勢で保持されるようにローリングシリンダ２４を制御可能である。弁制御部５４は、姿勢安定度判定部５３が判定した姿勢安定度が高い順に、第１状態と、第２状態と、第３状態と、を切換可能である。第１状態では、弁制御部５４は、傾斜センサ４１の検出値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する。第２状態では、弁制御部５４は、角速度センサ４２の検出値を積分した値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する。弁制御部５４は、第３状態では、角速度センサ４２の検出値に基づいてローリングシリンダ２４を制御する。
【００８５】
これにより、車体１１の姿勢に関する状況に応じて傾斜センサ４１及び角速度センサ４２の特性を有効に発揮させることにより、作業機３の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。
【００８６】
また、本実施形態のトラクタ１０において、姿勢安定度判定部５３は、角速度センサ４２の検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が「低」となるように判定する。姿勢安定度判定部５３は、現在の判定が「低」又は「中」であるときに、角速度センサ４２の検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更する。
【００８７】
これにより、車体１１の左右傾斜姿勢が突然に不安定になった場合でも、直ちに姿勢安定度が「低」になるので、角速度センサ４２の検出値に基づいて、作業機３の左右傾斜姿勢を応答性良く制御することができる。
【００８８】
また、本実施形態のトラクタ１０は、車体１１の走行速度を検出する車速センサ４３を備える。姿勢安定度判定部５３は、車速センサ４３が検出した走行速度が閾値を超えた場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。
【００８９】
これにより、車体１１の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される場合に、応答性を重視して作業機３の左右傾斜姿勢を制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態のトラクタ１０において、姿勢安定度判定部５３は、ローリングシリンダ２４の動作頻度が閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。
【００９１】
これにより、車体１１の左右傾斜姿勢が不安定になっている傾向が認められる場合に、応答性を重視して作業機３の左右傾斜姿勢を制御することができる。
【００９２】
また、本実施形態のトラクタは、車体１１の旋回の程度を検出する舵角センサ４４を備える。姿勢安定度判定部５３は、舵角センサ４４により車体１１の旋回が検出された場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。
【００９３】
これにより、車体１１の旋回時において、遠心力の影響を受け易い傾斜センサ４１の検出値を用いて作業機３の左右傾斜姿勢を制御するのを回避することができる。
【００９４】
次に、別の実施形態を説明する。図７は、別の実施形態のトラクタにおける姿勢安定度の判定に関する状態遷移図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００９５】
本実施形態においては、姿勢安定度判定部５３が行う姿勢安定度の判定を、角速度センサ４２ではなく傾斜センサ４１及び加速度センサ４５の検出値に基づいて行う点が、前述の実施形態と異なっている。
【００９６】
即ち、本実施形態において姿勢安定度判定部５３は、図７に示すように、直近の所定時間における傾斜センサ４１の変化が閾値未満である場合は、姿勢安定度の判定結果を、「低」から「中」に、又は「中」から「高」に変更する。
【００９７】
一方、姿勢安定度判定部５３は、加速度センサ４５の検出値が閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定結果を、「高」から「中」に、又は「中」から「低」に変更する。
【００９８】
以上のような構成によっても、車体１１の姿勢安定度を良好に判定することができる。
【００９９】
以上に説明したように、本実施形態のトラクタにおいて、姿勢安定度判定部５３は、直近の所定時間における傾斜センサ４１の検出値の変化が閾値以下である場合は、姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更する。
【０１００】
これにより、車体１１の傾斜の変化を検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。
【０１０１】
また、本実施形態のトラクタは、車体１１の左右方向の加速度を検出する加速度センサ４５を備える。姿勢安定度判定部５３は、加速度センサ４５が検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更する。
【０１０２】
これにより、車体１１に生じる左右方向の揺れを早期に検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。
【０１０３】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１０４】
図４のフローチャートにおいて、姿勢安定度の判定が「高」であるときに、ステップＳ１０５で説明した条件が満たされなくなった場合には、判定を「中」に変更するように変更することもできる。
【０１０５】
図７の状態遷移図において、例えば、加速度センサ４５が検出する加速度の大きさが閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に、姿勢安定度の判定を「低」から「中」、又は「中」から「高」に変更するように構成することもできる。
【０１０６】
作業機３の左右傾斜姿勢を検出する傾斜センサをトラクタ１０が備え、ローリング制御部５２が、車体１１だけでなく作業機３の傾斜の検出値に基づいて当該作業機３の左右傾斜姿勢を制御するように構成することもできる。
【０１０７】
姿勢安定度判定部５３によって判定される姿勢安定度は、「高」「中」「低」の３段階に限定されず、例えば４段階以上で判定されるように変更することができる。
【０１０８】
傾斜角度設定ダイアル３５を省略し、弁制御部５４が、作業機３の姿勢が常に水平（即ち、重力加速度と垂直）に保持されるように作業機３の左右傾斜姿勢を制御しても良い。
【０１０９】
上述した作業機３の水平制御は、ロータリ耕耘機のほか、代掻き専用の作業機であるハロー、レーザーレベラ等に適用することもできる。また、本発明は、トラクタ以外の農作業機、例えば田植機、移植機、スプレーヤ等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
３  作業機
１１  車体
２４  ローリングシリンダ（アクチュエータ）
４１  傾斜センサ
４２  角速度センサ
４３  車速センサ
４４  舵角センサ（旋回検出部）
４５  加速度センサ
５３  姿勢安定度判定部
５４  弁制御部（制御部）
【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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