JP2006340619A - 農作業機の耕耘制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耕耘機の耕耘作業を簡単にできるものでありながら、耕耘機が地面から離れて非耕耘位置に移動して１行程の耕耘作業を終了するときに、最終的に形成される盛り土及び耕耘跡穴を均すように、耕耘機の姿勢制御を実行できる農作業機の耕耘制御装置を提供する。
【解決手段】作業車両に、耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、耕耘機のリヤカバーの回動角度を検出するリヤカバーセンサと、耕耘機の耕耘爪の耕耘深さを設定する耕耘深さ設定器と、昇降制御アクチュエータを作動させる耕耘制御手段とを備えてなる農作業機の耕耘制御装置において、耕耘制御手段は、リヤカバーが耕耘位置から最閉位置に移動するまでの間は耕耘機をゆっくり上昇させて、耕耘爪による耕土の盛り上がりや耕耘跡穴を小さくし、リヤカバーが離陸した高さから旋回時の高さまでは急激に上昇させるパターンで制御するものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両に牽引されたロータリ耕耘機の耕耘深さを制御するための装置に係り、より詳しくは、前記ロータリ耕耘機の上昇軌跡を自動制御する農作業機の耕耘制御装置に関するものである。

この種のロータリ耕耘機は、耕耘深さを調節するため、前記作業車両にリンク機構を介して昇降動可能に連結されている。また、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。そして、特許文献１に示されているように、前記ロータリ耕耘機の対車体高さを検出するリフトアームセンサと、前記ロータリ耕耘機の対地高さを検出する耕深センサとを備える。前記リヤカバーを、上下回動可能で所定圧力にて接地して、前記耕耘爪の耕耘深さの検出手段として利用し、前記ロータリ耕耘機の耕耘深さを検出して、この検出値が目標耕耘深さと一致するように、前記耕耘爪の耕耘深さを制御していた。

また、特許文献２に示されているように、前記耕耘機を昇降制御するためのコントロールバルブのスプールに絞りを設け、耕耘深さ制御において、前記耕耘機の上昇を開始したときに、昇降制御アクチュエータに供給する作動油量を小流量にして、ゆっくり上昇させ、既耕耘地面に凹凸が形成される波打ち現象の発生を防ぐように制御することも公知である。
特開２０００−４１４１５号公報 特開２００３−２３５３０７号公報

ところで、例えば前記作業車両が往復移動して圃場を耕耘する場合、前記作業車両が圃場の枕地に到達して、前記作業車両が略直進する連続的な耕耘作業の１行程を終了し、前記耕耘機を地面から離して非耕耘位置に移動させ、前記作業車両を方向転換させて次行程位置に移動することになる。連続的な耕耘作業の１行程が終了したときには、前記耕耘機が略直上方向に持上げられ、前記耕耘爪が地面から離れ、前記リヤカバーの均平作用（耕土搬送作用）も終了する。そのため、連続的な耕耘作業を終了した場所（枕地と既耕耘地面との境界部）に、前記耕耘爪から最終的に放てきされた耕土が盛り土として残り、また前記耕耘爪にて最終的に形成された耕耘跡穴も残る。

したがって、前記作業車両を略直進させる連続的な耕耘作業が同一圃場内で全て終了した後、前記作業車両を連続的な耕耘作業の移動方向に対して直行させる方向に移動して、枕地と既耕耘地面との境界部を耕耘する場合、最終的に形成された盛り土及び耕耘跡穴を跨いで前記耕耘機が移動して耕耘することになる。そのため、前記耕耘機の耕耘幅内で、耕土量が過多の部分（盛り土）と、耕土量が過少の部分（耕耘跡穴）とが発生し、前記耕耘爪の耕耘幅（耕耘機の左右幅）方向の耕耘深さが耕土量の過不足によって不均一になったり、前記リヤカバーの左右幅方向の耕土均平作用が耕土量の過不足によって不均一になる等の問題があった。

本発明の目的は、前記耕耘機の耕耘作業を簡単にできるものでありながら、前記耕耘機が地面から離れて非耕耘位置に移動して１行程の耕耘作業を終了するときに、最終的に形成される盛り土及び耕耘跡穴を均すように、前記耕耘機の姿勢制御を実行できる農作業機の耕耘制御装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明の農作業機の耕耘制御装置は、前車輪及び後車輪にて走行自在に支持された作業車両に、耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、前記耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記耕耘機のリヤカバーの回動角度を検出するリヤカバーセンサと、前記耕耘機の耕耘爪の耕耘深さを設定する耕耘深さ設定器と、前記昇降制御アクチュエータを作動させる耕耘制御手段とを備えてなる農作業機の耕耘制御装置において、前記耕耘制御手段は、前記耕耘機の耕耘終了指令に応答して、予め設定された前記耕耘機の上昇軌跡パターンに基づき、前記リヤカバーが最閉位置に移動するまで、前記昇降制御アクチュエータを作動させるように制御するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置において、前記耕耘制御手段は、土質検出手段にて検出された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置において、オペレータが耕耘する地面の土質を入力する土質入力手段を備え、前記耕耘制御手段は、前記土質入力手段にて指示された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置において、前記作業車両の移動速度を検出する車速センサを備え、前記耕耘制御手段は、前記車速センサが検出した前記作業車両の移動速度に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４に記載の農作業機の耕耘制御装置において、オペレータが前記耕耘機の上昇速度を任意に設定する上げ速度入力手段を備え、前記耕耘制御手段は、前記耕耘機を前記上昇軌跡パターンに沿って上昇させるときに、前記上げ速度入力手段の上昇速度にて前記耕耘機を上昇させるように制御するものである。

請求項１に係る発明によれば、前車輪及び後車輪にて走行自在に支持された作業車両に、耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、前記耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記耕耘機のリヤカバーの回動角度を検出するリヤカバーセンサと、前記耕耘機の耕耘爪の耕耘深さを設定する耕耘深さ設定器と、前記昇降制御アクチュエータを作動させる耕耘制御手段とを備えてなる農作業機の耕耘制御装置において、前記耕耘制御手段は、前記耕耘機の耕耘終了指令に応答して、予め設定された前記耕耘機の上昇軌跡パターンに基づき、前記リヤカバーが最閉位置に移動するまで、前記昇降制御アクチュエータを作動させるように制御するものであるから、前記耕耘爪が耕耘地面から離れて、前記耕耘爪から最終的に放てきされた耕土を前記リヤカバーが均し終わるまで、該リヤカバーの耕土搬送作用を維持できる。例えば前記作業車両が圃場の枕地に到達して、前記作業車両を方向転換させて次行程位置に移動するときなど、前記耕耘機が地面から離れて非耕耘位置に移動する場合、前記リヤカバーが耕耘作業位置から最閉位置（前記耕耘爪に最接近する位置）に移動するまで、前記リヤカバーの均平作用（耕土搬送作用）が継続され、前記耕耘爪から最終的に放てきされた耕土が盛り土として残るのを防止でき、且つ前記耕耘爪によって最終的に形成された耕耘跡穴を殆ど塞ぐことができる。連続的な耕耘作業の１行程を終了した耕耘場所（枕地と既耕耘地面との境界部）などにおいて、前記耕耘機が地面から離れるときに形成される凹凸を簡単に低減できる。

したがって、前記耕耘機が枕地と既耕耘地面とに跨って移動する枕地耕耘作業（前記枕地と既耕耘地面との境界部の耕耘作業）において、耕耘地面を均平に仕上げる前記リヤカバーの均平性能を維持できる。また、前記耕耘爪の耕耘深さを所定深さに保つための耕耘深さ自動制御を、前記枕地耕耘作業においても簡単に実行できるものである。

請求項２に係る発明によれば、前記耕耘制御手段は、土質検出手段にて検出された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機の上昇軌跡パターンを、前記土質検出手段が検出した耕耘地面の土質に適応でき、前記昇降制御アクチュエータの制御性能を向上できる。前記耕耘爪によって最終的に放てきされた耕土、または前記耕耘爪によって最終的に形成された耕耘跡穴のいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

請求項３に係る発明によれば、オペレータが耕耘する地面の土質を入力する土質入力手段を備え、前記耕耘制御手段は、前記土質入力手段にて指示された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機の上昇軌跡パターンを、オペレータが入力した耕耘地面の土質に適応でき、前記昇降制御アクチュエータの制御性能を向上できる。前記耕耘爪によって最終的に放てきされた耕土、または前記耕耘爪によって最終的に形成された耕耘跡穴のいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

請求項４に係る発明によれば、前記作業車両の移動速度を検出する車速センサを備え、前記耕耘制御手段は、前記車速センサが検出した前記作業車両の移動速度に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機の上昇軌跡パターンを、前記作業車両の移動速度に適応でき、前記昇降制御アクチュエータの制御性能を向上できる。前記耕耘爪によって最終的に放てきされた耕土、または前記耕耘爪によって最終的に形成された耕耘跡穴のいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

請求項５に係る発明によれば、オペレータが前記耕耘機の上昇速度を任意に設定する上げ速度入力手段を備え、前記耕耘制御手段は、前記耕耘機を前記上昇軌跡パターンに沿って上昇させるときに、前記上げ速度入力手段の上昇速度にて前記耕耘機を上昇させるように制御するものであるから、前記上昇軌跡パターンに基づいた前記耕耘機の上昇移動を、オペレータの判断にて作業条件などに適応させて制御でき、前記昇降制御アクチュエータの制御性能を向上できる。前記耕耘爪によって最終的に放てきされた耕土、または前記耕耘爪によって最終的に形成された耕耘跡穴のいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

以下、本発明の実施の形態を、作業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は制御手段の機能ブロック図、図９は耕耘深さ自動制御のフローチャートである。

図１乃至図４に示す如く、作業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。

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を介して取付けられている。

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。

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が設置されている。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とが、左リフトロッド３０を介して連結されている。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とは、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とを介して連結されている。

図１に示すように、ロータリ耕耘機２４における下リンクフレーム３４の前端と左右一対のロワーリンク２１とが、下ヒッチピン３５ａを介して連結され、トップリンク２２の各後端側と上リンクフレーム３４の前端側とが、上ヒッチピン３４ａを介して連結されている。

図１、図２、図５及び図６に示すように、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く複数の耕耘爪４０と、耕耘爪４０の回転軌跡の上方を覆うように配置された耕耘上面カバー４１と、耕耘爪４０の回転軌跡の左右側方を覆うように配置された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ように配置された耕耘リヤカバー４３と、メインビーム３６に前端側が取付けられて後方に長く伸びる耕深調節フレーム４４と、上リンクフレーム３４の後端側と耕深調節フレーム４４の前後方向の中間部とに連結された伸縮調節可能な耕深調節軸４５等からなる。

なお、下リンクフレーム３５はメインビーム３６に一体的に連結され（図２及び図６参照）。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の長さを変更調節可能となるように構成されている（図３及び図４参照）。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に連結されている（図１参照）。耕深調節フレーム４４の前端側をメインビーム３６に連結する。耕深調節ハンドル４５ａの回転操作にて耕深調節軸４５を伸縮させたときには、ロワーリンク２１及びトップリンク２２にて支持されるロータリ耕耘機２４が前傾姿勢または後傾姿勢に変化して、耕耘爪４０による耕耘深さが変更可能に構成されている。

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が配置されている。ＰＴＯ軸２３と、ギヤケース４６の前面側のＰＴＯ入力軸４６ａとを、両端に自在継手が備えられた伸縮自在な伝動軸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及び図５において反時計方向に回転させることになる。

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の前端側が連結されている。走行機体１の幅方向に長い耕耘上面カバー４１の上面の後部には、後傾姿勢の一対の左右ハンガーフレーム４８が立設されている。耕耘リヤカバー４３の上面の後端側と左右ハンガーフレーム４８とは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。各ハンガーフレーム４８の上端部には、受圧軸体４８ａが水平軸線（中心線）回りに回動可能に配置されている。

各ハンガー機構４９における細長い丸棒形のハンガーロッド５０は、受圧軸体４８ａに水平軸線（中心線）と直交する方向に摺動可能に貫通しており、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の上端側には、下降規制ピン５１が設けられ、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がハンガーロッド５０の軸線方向に摺動可能に被嵌されている。また、ハンガーロッド５０の下部側（支軸５３より上側）には、上昇規制ピン５５が配置され、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。

この構成により、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４９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が着地しているときや、耕耘作業中では、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回りに上方に回動したときには、上昇規制ピン５５及び下座板５７を介して鎮圧用圧縮バネ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の付勢力にて規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。

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に作動油を供給制御するための電磁比例弁構造の上昇制御電磁弁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、閉動制限油圧シリンダ７１に作動油を供給制御するためのカバー制御電磁弁１０８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。

次に、本実施形態のロータリ耕耘機２４の耕耘制御（左右方向の傾斜角度制御、耕耘爪４０の耕耘深さ制御）について説明する。図８は、ロータリ耕耘機２４の耕耘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したＲＡＭとを備えたマイクロコンピュータ等の耕耘制御コントローラ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１１３に接続される。

また、図８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にて位置調節される。一方、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、ガバナ１１５の燃料調節ラックが、スロットルソレノイド１１９を介して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。

さらに、耕耘制御コントローラ１１０には、図８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の左右方向の傾斜角を検出する振子式のローリングセンサ１２０と、トラクタ１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ローリングジャイロセンサ１２１と、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の回動角度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、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ローパスフィルタまたはノッチフィルタ等のフィルタ１２５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、耕耘地面の土質（砂、シルト、粘土などの種類）を検出するロードセル型の土質センサ１３０と、オペレータが耕耘地面の土質（砂、シルト、粘土などの種類）を入力する土質指示ダイヤル１３１と、ＰＴＯ軸の回転トルクを検出するＰＴＯトルクセンサ１３２と、オペレータが耕耘機２４の上げ速度を設定する上げ速度設定ダイヤル１３３と、オペレータが耕耘機２４を昇降させるためのポジションレバー６３の操作位置を検出するポジションレバーセンサ１３４とが接続されている。土質センサ１３０（または土質指示ダイヤル１３１）は、耕耘地面の土質として、砂、シルト、粘土など土の種類の他に、土壌の性状（例えば土の粒径、摩擦係数、密度、含水率、透水性などの性状）を検出（または選定）し、耕耘地面の土質を判定（または選択）する。

耕耘制御コントローラ１１０には、図８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、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の耕耘深さ設定値になるように、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が実行されることになる。一方、ローリングジャイロセンサ１２１の検出結果と、ローリングセンサ１２０の検出結果に基づき、傾斜制御電磁弁１０４を切換えて、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傾斜角自動制御が実行されることになる。

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、作業機昇降用ポジションレバー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、土質指示ダイヤル１３１と、上げ速度設定ダイヤル１３３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、ローリングセンサ１２０と、ローリングジャイロセンサ１２１とが配置されている。

また、図２及び図５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とを、センサアーム６７及びセンサリンク６８等を介して連結する。図１及び図３に示されるように、ＰＴＯトルクセンサ１３２は、ミッションケース１７の後部で、ＰＴＯ軸２３の軸受部に内設する。図１及び図２及び図５に示されるように、メインビーム３６にはセンサフレーム７０の後端側が連結されている。センサフレーム７０の前端側を耕耘上面カバー４１の前方に突設し、土質センサ１３０をセンサフレーム７０の前端側に配置させる。土質センサ１３０には、耕耘爪４０の前方の未耕耘地面に先端を突入させるための抵抗アーム７１を連結する。

土質センサ１３０は、抵抗アーム７１の牽引抵抗に基づき、耕耘地面の土質（例えば粒径が比較的大きい砂、粒径が砂と粘土の中間の大きさのシルト、粒径が比較的小さい粘土など）を検出することになる。一方、予め設定された耕耘機２４の上昇軌跡パターンが、土質センサ１３０からの耕耘地面の土質検出値にて補正されることになる。そのため、トラクタ１を往復移動させて耕耘作業をしている途中に、オペレータがポジションレバー６３を上げ操作した場合、耕耘機２４が、土質によって補正された上昇軌跡パターンに基づき、耕耘作業位置から枕地旋回位置に上昇することになる。

図１０に示されるように、耕耘機２４が上昇する時間と、リフトアーム２９の回動角度（リフトアーム２９の回動中心を通過する垂直線に対する角度）との関係は、耕耘機２４が上昇する時間を横軸に採り、リフトアーム２９の回動角度を縦軸に採ってみると、リフトアーム２９の上昇開始Ｔｏからリヤカバー４３の全閉Ｔｋまでの間は、上昇軌跡パターンＲｖは、図１０に実線で示される放物線等の二次曲線であり、且つ時間の経過につれてリフトアーム２９角度の増大の割合（二次曲線に対する接線の角度）が緩やかに大きくなるように比例変化する二次曲線で表される。即ち、リフトアーム２９の回動角度が小さく、リヤカバー４３が耕耘位置から全閉位置（耕耘爪４０に最接近する位置）に移動するまでの間は、耕耘機２４が緩やかに上昇し、耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕが盛り土として残るのを防止し、且つ耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄを殆ど塞ぐことになる。

他方、リフトアーム２９の回動角度が、リヤカバー４３の離陸高さＨｋから旋回高さＨｈに変化するまでの間、即ち、リヤカバー４３の全閉Ｔｋからリフトアーム２９の上昇完了Ｔｔまでの間は、上昇軌跡パターンＲｖは、図１０に実線で示される一次直線であり、且つ時間の経過につれてリフトアーム２９角度が大きくなるように比例変化する一次直線で表される。図１０に実線で示されるように、二次曲線と一次直線との組合せにて表される上昇軌跡パターンＲｖを、耕耘制御コントローラ１１０のＲＡＭに記憶させる。

したがって、耕耘作業中に、トラクタ１が圃場の枕地に到達し、オペレータがポジションレバー６３を上げ操作し、ポジションレバーセンサ１３４から上げ指令が出力された場合、リフトアーム２９の回動角度が、耕耘高さＨｖから、耕耘爪４０の離陸高さＨｏを経て、リヤカバー４３の離陸高さＨｋに増大するまで（リヤカバー４３が耕耘位置から全閉Ｔｋ位置に移動するまで）は、緩やかに変化する。そのため、耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕの盛り土、及び耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄが、耕耘機２４が耕耘高さＨｖから旋回高さＨｈまで略一次直線的に移動していた従来に比べて、小さくなることになる。

一方、リフトアーム２９の回動角度が、リヤカバー４３の離陸高さＨｋ（リヤカバー全閉Ｔｋ位置）から、旋回高さＨｈ（枕地での方向転換に必要な耕耘機２４の高さ、リフト完了Ｔｔ位置）に増大する間は、リフトアーム２９の回動角度を急激に増大させる。そのため、耕耘機２４が耕耘高さＨｖから旋回高さＨｈに移動するのに必要な時間は、耕耘機２４が耕耘高さＨｖから旋回高さＨｈまで略一次直線的に移動していた従来時間と略等しくなることになる。

次に、耕耘深さ自動制御のフローチャート（図９）を参照しながら、ロータリ耕耘機２４の耕耘制御態様を説明する。

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）中は、耕深設定ダイヤル１２６値と、リヤカバーセンサ１２４値と、リフト角センサ１２９値と、ポジションレバーセンサ１３４値とを読み込む（Ｓ１）。

現在の耕耘爪４０の耕耘深さを、リヤカバーセンサ１２４値と、耕深設定ダイヤル１２６値とから演算する（Ｓ２）。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するか否かを判断する（Ｓ３）。上述のステップ２にて演算された耕耘爪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（Ｓ３；ｎｏ）、耕耘深さ制御を実行する（Ｓ４）。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を上昇動作または下降動作させ、耕耘爪４０の耕耘深さを修正する。

一方、上述のステップ２にて演算された耕耘爪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（Ｓ３；ｙｅｓ）、上昇制御電磁弁１０２及び下降制御電磁弁１０３を中立位置に維持して（Ｓ５）、昇降制御油圧シリンダ２８を停止させる。

次に、例えば圃場を往復して耕耘する作業において、トラクタ１が圃場の枕地に到達し、オペレータがポジションレバー６３を上げ操作し、ポジションレバーセンサ１３４から耕耘機２４の上昇操作の指令が出力された場合（Ｓ６；ｙｅｓ）、上げ速度設定ダイヤル１３３値と、土質指示ダイヤル１３１値と、土質センサ１３０値と、車速センサ１２７値と、ＰＴＯトルクセンサ１３２値とが読み込まれ、耕耘機上昇制御が実行される（Ｓ８）。即ち、上げ速度設定ダイヤル１３３値と、土質指示ダイヤル１３１値と、土質センサ１３０値と、車速センサ１２７値と、ＰＴＯトルクセンサ１３２値のいずれか一方、またはそれらの選択されたもの、またはそれらの全てに基づき、上昇軌跡パターンＲｖが補正され、その補正された上昇軌跡パターンＲｖに基づいて上昇制御電磁弁１０２を作動させ、耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕの盛り土、及び耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄが小さくなるように、耕耘機２４を、枕地で方向転換が可能な旋回高さＨｈまで上昇させる。

なお、上述のステップ８の耕耘機上昇制御に際し、上げ速度設定ダイヤル１３３値と、土質指示ダイヤル１３１値と、土質センサ１３０値と、車速センサ１２７値と、ＰＴＯトルクセンサ１３２値のいずれを採用するのか選択するための補正切換スイッチ（図示省略）を、耕耘制御コントローラ１１０に配置し、補正切換スイッチをオペレータが切換えて、耕耘条件または圃場条件などに適応した上昇軌跡パターンＲｖを求めてもよい。

したがって、耕耘爪４０が耕耘地面から離れて、耕耘爪４０から最終的に放てきされた耕土をリヤカバー４３が均し終わるまで、該リヤカバー４３の耕土搬送作用を維持することになる。例えばトラクタ１が圃場の枕地に到達して、トラクタ１を方向転換させて次行程位置に移動するときなど、耕耘機２４が地面から離れて非耕耘位置に移動する場合、リヤカバー４３が耕耘作業位置から最閉位置（耕耘爪４０に最接近する位置）に移動するまで、リヤカバー４３の均平作用（耕土搬送作用）が継続され、耕耘爪４０から最終的に放てきされた耕土Ｍｕが盛り土として残るのを防止し、且つ耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄを殆ど塞ぐ。連続的な耕耘作業の１行程を終了した耕耘場所（枕地と既耕耘地面との境界部）などにおいて、耕耘機２４が地面から離れるときに形成される凹凸を従来よりも低減することになる。

一方、トラクタ１の略直進移動と方向転換とを繰り返して往復移動し、同一圃場内の連続的な耕耘作業が完了した後、圃場の枕地を耕耘する。耕耘機２４が枕地と既耕耘地面とに跨って移動する枕地耕耘作業（前記枕地と既耕耘地面との境界部の耕耘作業）において、耕耘地面を均平に仕上げるリヤカバー４３の均平性能を維持することになる。また、耕耘爪４０の耕耘深さを所定深さに保つための耕耘深さ自動制御を、前記枕地耕耘作業においても簡単に実行できることになる。

上述したように、ステップ８において、リヤカバーセンサ１２４値によって電磁比例弁型の上昇制御電磁弁１０２の開度を決定し、昇降制御油圧シリンダ２８への作動油の供給を制御し、耕耘機２４の対本機高さを制御するトラクタ１の制御装置において、１行程の耕耘が終了した際に、耕耘機２４の上げ速度を、上昇軌跡パターンＲｖに基づき、リヤカバー４３が最閉状態（耕耘爪４０に最接近する状態）になるまでの間は規制する。

従来、１行程の耕耘が終了した際に、耕耘機２４を速やかに上昇させていたから、耕耘機２４の上昇跡には、耕耘爪４０による土の放てき作用とリヤカバー４３の前側に溜まった土とによって、耕耘跡穴と盛り土とが残り、凹凸が形成されていた。これに対して、本発明では、１行程の耕耘が終了した際に、耕耘機２４の上げ軌跡パターンＲｖを適切に選びまたは補正し、リヤカバー４３の耕土搬送作用（リヤカバー４３が接地しているときだけ有効）を利用して、リヤカバー４３の角度を検出してリヤカバー４３が最閉状態になるまで、上述のステップ８の耕耘機上昇制御を実行し、耕耘跡穴と盛り土とから形成される凹凸を最小限に抑えることができる。リヤカバー４３が最閉状態になった後は、耕耘機２４を速やかに上昇させ、耕耘機２４がリフト完了Ｔｔするまでの時間を最小限にとどめるから、耕耘機２４は、従来と略同様の時間内に、トラクタ１が枕地で方向転換可能な旋回高さＨｈに持上げられる。

また、１行程の耕耘が終了した際に形成される凹凸の状態は、圃場の土質によって変化するから、土質センサ１３０、または土質指示ダイヤル１３１、またはＰＴＯトルクセンサ１３２からの土質情報に基づき、上げ軌跡パターンＲｖを補正する。例えば、土質が硬い場合には、耕耘機２４の上げ速度の変化が小さくなるように、上げ軌跡パターンＲｖを補正する。他方、土質が柔らかい場合には、耕耘機２４の上げ速度の変化が大きくなるように、上げ軌跡パターンＲｖを補正する。上げ軌跡パターンＲｖを土質に適応させて、最適な耕耘機２４の上げ動作を実行させる。なお、土質指示ダイヤル１３１は、砂、知ると、粘土などの土質を択一可能なダイヤル式選択構造に構成する。

上記の記載並びに図８などから明らかなように、前車輪３及び後車輪４にて走行自在に支持された作業車両としてのトラクタ１に、耕耘機２４をリンク機構としてのロワーリンク２１及びトップリンク２２を介して昇降可能に装着し、前記耕耘機２４を昇降動する昇降制御アクチュエータとしての昇降制御油圧シリンダ２８と、前記耕耘機２４のリヤカバー４３の回動角度を検出するリヤカバーセンサ１２４と、前記耕耘機２４の耕耘爪４０の耕耘深さを設定する耕耘深さ設定器としての耕深設定ダイヤル１２６と、前記昇降制御アクチュエータ２８を作動させる耕耘制御手段としての耕耘制御コントローラ１１０とを備えてなる農作業機の耕耘制御装置において、前記耕耘制御手段１１０は、前記耕耘機２４の耕耘終了指令に応答して、予め設定された前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖに基づき、前記リヤカバー４３が最閉位置に移動するまで、前記昇降制御アクチュエータ２８を作動させるように制御するものであるから、前記耕耘爪４０が耕耘地面から離れて、前記耕耘爪４０から最終的に放てきされた耕土Ｍｕを前記リヤカバー４３が均し終わるまで、該リヤカバー４３の耕土搬送作用を維持できる。例えば前記作業車両１が圃場の枕地に到達して、前記作業車両１を方向転換させて次行程位置に移動するときなど、前記耕耘機２４が地面から離れて非耕耘位置に移動する場合、前記リヤカバー４３が耕耘作業位置から最閉位置（前記耕耘爪に最接近する位置）に移動するまで、前記リヤカバー４３の均平作用（耕土搬送作用）が継続され、前記耕耘爪４０から最終的に放てきされた耕土Ｍｕが盛り土として残るのを防止でき、且つ前記耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄを殆ど塞ぐことができる。連続的な耕耘作業の１行程を終了した耕耘場所（枕地と既耕耘地面との境界部）などにおいて、前記耕耘機２４が地面から離れるときに形成される凹凸を簡単に低減できる。

したがって、前記耕耘機２４が枕地と既耕耘地面とに跨って移動する枕地耕耘作業（前記枕地と既耕耘地面との境界部の耕耘作業）において、耕耘地面を均平に仕上げる前記リヤカバー４３の均平性能を維持できる。また、前記耕耘爪４０の耕耘深さを所定深さに保つための耕耘深さ自動制御を、前記枕地耕耘作業においても簡単に実行できるものである。

上記の記載並びに図８などから明らかなように、前記耕耘機２４が耕耘する地面の土質を検出する土質検出手段として土質センサ１３０を備え、前記耕耘制御手段１１０は、前記土質検出手段１３０にて検出された土質に応じて前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを、前記土質検出手段１３０が検出した耕耘地面の土質に適応でき、前記昇降制御アクチュエータ２８の制御性能を向上できる。前記耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕ、または前記耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄのいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。なお、上記実施例では、土質検出手段としてロードセル形の土質センサ１３０を設置したが、土質センサ１３０に代えてＰＴＯトルクセンサ１３２を土質検出手段として利用してもよい。

上記の記載並びに図８などから明らかなように、オペレータが耕耘する地面の土質を入力する土質入力手段としての土質指示ダイヤル１３１を備え、前記耕耘制御手段１１０は、前記土質入力手段１３１にて指示された土質に応じて前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを、オペレータが入力した耕耘地面の土質に適応でき、前記昇降制御アクチュエータ２８の制御性能を向上できる。前記耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕ、または前記耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄのいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

上記の記載並びに図８などから明らかなように、前記作業車両１の移動速度を検出する車速センサ１２７を備え、前記耕耘制御手段１１０は、前記車速センサ１２７が検出した前記作業車両１の移動速度に応じて前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを補正するように制御するものであるから、前記耕耘機２４の上昇軌跡パターンＲｖを、前記作業車両１の移動速度に適応でき、前記昇降制御アクチュエータ２８の制御性能を向上できる。前記耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕ、または前記耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄのいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

上記の記載並びに図８などから明らかなように、オペレータが前記耕耘機２４の上昇速度を任意に設定する上げ速度入力手段としての上げ速度設定ダイヤル１３３を備え、前記耕耘制御手段１１０は、前記耕耘機２４を前記上昇軌跡パターンＲｖに沿って上昇させるときに、前記上げ速度入力手段１３３の上昇速度にて前記耕耘機２４を上昇させるように制御するものであるから、前記上昇軌跡パターンＲｖに基づいた前記耕耘機２４の上昇移動を、オペレータの判断にて作業条件などに適応させて制御でき、前記昇降制御アクチュエータ２８の制御性能を向上できる。前記耕耘爪４０によって最終的に放てきされた耕土Ｍｕ、または前記耕耘爪４０によって最終的に形成された耕耘跡穴Ｍｄのいずれか一方または両方が原因で形成される凹凸を簡単に低減できるものである。

トラクタの側面図である。 同平面図である。 油圧式の作業機用昇降機構の側面説明図である。 同平面説明図である。 図２のロータリ耕耘機のＶ−Ｖ線矢視側断面図である。 同背面説明図である。 トラクタの油圧回路図である。 制御手段の機能ブロック図である。 耕耘深さ自動制御のフローチャートである。 耕耘機の上昇時間とリフトアームの角度との関係を、上げ軌跡パターンとして表した線図である。 耕耘機の上げ動作の説明図である。

符号の説明

１トラクタ（作業車両）
３前車輪
４後車輪
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
２８昇降制御油圧シリンダ（昇降制御アクチュエータ）
４０耕耘爪
４３リヤカバー
１１０耕耘制御コントローラ（耕耘制御手段）
１２４リヤカバーセンサ
１２６耕深設定ダイヤル（耕耘深さ設定器）
１２７車速センサ
１３０土質センサ（土質検出手段）
１３１土質指示ダイヤル（土質入力手段）
１３３上げ速度設定ダイヤル（上げ速度入力手段）
Ｒｖ上昇軌跡パターン

Claims (5)

1. 前車輪及び後車輪にて走行自在に支持された作業車両に、耕耘機をリンク機構を介して昇降可能に装着し、
   前記耕耘機を昇降動する昇降制御アクチュエータと、前記耕耘機のリヤカバーの回動角度を検出するリヤカバーセンサと、前記耕耘機の耕耘爪の耕耘深さを設定する耕耘深さ設定器と、前記昇降制御アクチュエータを作動させる耕耘制御手段とを備えてなる農作業機の耕耘制御装置において、
   前記耕耘制御手段は、前記耕耘機の耕耘終了指令に応答して、予め設定された前記耕耘機の上昇軌跡パターンに基づき、前記リヤカバーが最閉位置に移動するまで、前記昇降制御アクチュエータを作動させるように制御することを特徴とする農作業機の耕耘制御装置。
2. 前記耕耘制御手段は、土質検出手段にて検出された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御することを特徴とする請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置。
3. オペレータが耕耘する地面の土質を入力する土質入力手段を備え、
   前記耕耘制御手段は、前記土質入力手段にて指示された土質に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御することを特徴とする請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置。
4. 前記作業車両の移動速度を検出する車速センサを備え、
   前記耕耘制御手段は、前記車速センサが検出した前記作業車両の移動速度に応じて前記耕耘機の上昇軌跡パターンを補正するように制御することを特徴とする請求項１に記載の農作業機の耕耘制御装置。
5. オペレータが前記耕耘機の上昇速度を任意に設定する上げ速度入力手段を備え、
   前記耕耘制御手段は、前記耕耘機を前記上昇軌跡パターンに沿って上昇させるときに、前記上げ速度入力手段の上昇速度にて前記耕耘機を上昇させるように制御することを特徴とする請求項１ないし４に記載の農作業機の耕耘制御装置。
   

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