JP2007020491A - 農作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータリ耕耘機付きのトラクタにおいて、耕耘後の地面に轍を残すことなく耕耘深さ自動制御を実行できるようにする。
【解決手段】 ロータリ耕耘機には、走行機体の各後車輪とロータリ耕耘機との間にある轍の底部に当接して、轍深さ値ＷＤを検出する左右一対の接地センサ１３０，１３０を設ける。耕耘制御コントローラ１１０は、超音波センサ１２１とリフト角センサ１２９と左右の接地センサ１３０との検出値から轍深さ値ＷＤを演算し、耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０を轍深さ値ＷＤ以上となるように補正する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、トラクタ等の走行機体にリンク機構を介して昇降調節可能に装着されたロータリ耕耘機にて耕耘作業を実行する農作業機械に係り、より詳しくは、前記ロータリ耕耘機の耕耘深さを略一定に保持する耕耘深さ自動制御のための構造に関するものである。

一般に、耕耘作業を実行するトラクタは、前後四輪にて支持され且つエンジンを搭載した走行機体の後部にリンク機構を介して昇降調節可能に装着されたロータリ耕耘機と、該ロータリ耕耘機を昇降動させる昇降制御油圧シリンダと、この昇降制御油圧シリンダの駆動を制御する制御手段とを備えている。

この種のトラクタでは、耕耘作業をするに当たって、ロータリ耕耘機に上下回動（揺動）可能に設けられたリヤカバー体を所定圧力にて接地させ、リヤカバー体の上下回動角度を検出するリヤカバーセンサの検出情報から、ロータリ耕耘機における現在の耕耘深さ値を算出し、この算出された耕耘深さ値が耕深設定器にて予め設定された目標耕耘深さ値となるように昇降制御油圧シリンダを駆動させることにより、耕耘深さ自動制御が実行される（例えば特許文献１参照）。
特開平４−７９８０２号公報

ところで、耕耘作業が行われる圃場が軟らかい場合は、走行機体の自重により車輪（主として左右の後輪）が地面に深く沈み込むため、走行機体が通過した後は圃場に轍（車輪跡）が形成される。かかる轍は、通常、走行機体の後部に位置するロータリ耕耘機にて耕されたのちリヤカバー体の接地力にて均される。

耕耘後の圃場に轍を残さないようにするためには、オペレータは、地面への車輪の沈下量（轍の深さ）を考慮した上で、ロータリ耕耘機の目標耕耘深さ値を耕深設定器にて設定する必要がある。

しかし、前記従来のトラクタの構成では、圃場が軟らかくて車輪の沈み込みがあるにも拘らず、オペレータが誤って目標耕耘深さ値を前記沈下量より浅い深さに設定してしまうと、ロータリ耕耘機における現実の耕耘深さが轍の深さより浅くなって、耕耘後の地面に轍の底部が均されずに（未耕耘状態で）残るという問題があった。

そこで、本発明は、耕耘後の地面に轍を残すことなく、耕耘深さ自動制御を実行できるようにした農作業機械を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため、請求項１の発明は、左右一対の走行部にて支持され且つエンジンを搭載した走行機体の後部に、ロータリ耕耘機が昇降制御アクチュエータにて昇降調節可能に装着され、前記走行機体には、前記ロータリ耕耘機の目標耕耘深さ値を予め設定するための耕深設定器が設けられ、前記ロータリ耕耘機には、その耕耘深さ値を検出する耕深検出手段が設けられ、前記耕耘深さ値が前記目標耕耘深さ値となるように前記昇降制御アクチュエータの駆動を制御する制御手段が備えられた農作業機械であって、前記走行機体の前記各走行部と前記ロータリ耕耘機との間には、前記各走行部にて圃場に形成された轍の地面からの深さ値を検出する接地式検出手段が配置され、前記制御手段は、前記目標耕耘深さ値を、前記左右の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値以上となるように補正するというものである。

請求項２の発明は、左右一対の走行部にて支持され且つエンジンを搭載した走行機体の後部に、ロータリ耕耘機が、昇降制御アクチュエータにて昇降調節可能で且つ傾斜制御アクチュエータにて左右傾動可能に装着され、前記走行機体には、前記ロータリ耕耘機の目標耕耘深さ値を予め設定するための耕深設定器と、前記ロータリ耕耘機の目標左右傾斜角度を予め設定するための傾斜設定器とが設けられ、前記ロータリ耕耘機には、その耕耘深さ値を検出する耕深検出手段と、前記ロータリ耕耘機の左右傾斜角度を検出する傾斜角検出手段とが設けられ、前記耕耘深さ値が前記目標耕耘深さ値となるように前記昇降制御アクチュエータの駆動を制御すると共に、前記左右傾斜角度が前記目標左右傾斜角度となるように前記傾斜制御アクチュエータの駆動を制御する制御手段が備えられた農作業機械であって、前記走行機体の前記各走行部と前記ロータリ耕耘機との間には、前記各走行部に対応する轍深さ値を検出する接地式検出手段が配置され、前記制御手段は、前記左右一方の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値のみが前記目標耕耘深さ値より深いとき、前記ロータリ耕耘機における前記左右一方の接地式検出手段に対応する側の深さ位置が前記轍深さ値より深くなるように、前記目標左右傾斜角度を補正するというものである。

請求項１の発明によると、走行機体の各走行部とロータリ耕耘機との間に、前記各走行部に対応する轍深さ値を検出する接地式検出手段を配置し、制御手段は、耕深設定器にて設定された目標耕耘深さ値を前記左右の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値以上となるように補正するので、圃場が軟らかくて前記各走行部の沈み込みがある場合において、オペレータが誤って前記目標耕耘深さ値を前記轍深さ値より浅く設定したとしても、前記ロータリ耕耘機の耕耘深さ値が前記轍深さ値より浅くなるのを確実に回避できる。

また、請求項２の発明によると、走行機体の各走行部とロータリ耕耘機との間に、前記各走行部に対応する轍深さ値を検出する接地式検出手段を配置し、制御手段は、前記左右一方の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値のみが予め設定された目標耕耘深さ値より深いとき、前記ロータリ耕耘機における前記左右一方の接地式検出手段に対応する側の深さ位置が前記轍深さ値より深くなるように、傾斜設定器にて設定された前記ロータリ耕耘機の目標左右傾斜角度を補正するので、前記ロータリ耕耘機の左右傾斜角度が前記補正後の目標左右傾斜角度となるように傾斜制御アクチュエータを駆動させることにより、地面に対する前記ロータリ耕耘機の左右の深さ位置がそれぞれに対応する前記轍深さ値より浅くなるのを回避できる。

従って、本発明の構成によると、耕耘後の地面に轍を残すことがなくなるから、土質や硬軟度等の圃場状況に左右されることなく耕耘深さ自動制御を実行でき、圃場を均平に仕上げることができるという効果を奏する。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面（図１〜図１４）に基づいて説明する。

図１〜図１０は、農作業用トラクタに本発明を適用した第１実施形態を示している。図１はトラクタの側面図、図２はトラクタの平面図、図３は作業機用昇降機構の概略側面図、図４は作業機用昇降機構の概略平面図、図５は図２のＶ−Ｖ視側断面図、図６はロータリ耕耘機の概略背面図、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、図１０は耕耘深さ自動制御におけるローリング姿勢制御の説明図である。

図１乃至図４に示すように、第１実施形態におけるトラクタ１の走行機体２は、左右一対の前車輪３，３と同じく左右一対の後車輪４，４とで支持されている。走行機体２の前部に搭載したエンジン５にて後車輪４，４及び前車輪３，３を駆動することにより、トラクタ１は前後進走行するように構成される。前後四車輪３，３，４，４は特許請求の範囲に記載した走行部に相当する。この場合、走行機体２の進行方向左側に位置する前後車輪３，４の組と進行方向右側に位置する前後車輪３，４の組とにより、左右一対の走行部が構成されている。

エンジン５はボンネット６にて覆われている。また、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の操向方向を左右に動かすようにした操縦ハンドル（丸ハンドル）９とが設置されている。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に示すように、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、エンジン５からの回転動力を適宜変速して前後四車輪３，３，４，４に伝達するための走行変速機構１９を有するミッションケース１７が搭載されている。後車輪４は、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を介して取り付けられている。

ミッションケース１７には、エンジン５からの回転動力の一部を後述するＰＴＯ軸２３に伝達するためのＰＴＯ変速機構７０も内蔵されている（図３参照）。ＰＴＯ変速機構７０は、ロータリ耕耘機２４の回転伝動系への入口において、回転動力の大きさを無段階又は段階的に調節する（適宜変速させる）ためのものである。

図３及び図４に示すように、前記ミッションケース１７の後部上面には、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が着脱可能に取り付けられている。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の前端側は、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されている。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を介して連結されている。さらに、ミッションケース１７の後側面には、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、図４及び図７に示すように、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一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とは、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、及び該ロッド３１の一部を形成する複動形の傾斜制御油圧シリンダ３２、及び該シリンダ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とは、下ヒッチピン３５ａを介して連結されている。トップリンク２２の各後端側と上リンクフレーム３４の前端側とは、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り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に前端側が取り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をつなぐ伸縮調節可能な耕深調節軸４５等を備えている。

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ている（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、該トップリンク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に一体的に連結されている。耕深調節ハンドル４５ａ（図１参照）の回転操作にて耕深調節軸４５を伸縮させたときには、一対の左右ロワーリンク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が前傾又は後傾姿勢に変化して、耕耘爪４０による耕耘深さ値ＲＤ（図１、図５及び図６参照）が変更可能に構成されている。

図１、図５及び図６に示すように、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とは、両端に自在継手が備えられた伸縮自在な伝動軸４６ｂを介して連結されている。ＰＴＯ軸２３からの動力は、ギヤケース４６に内蔵されたベベルギヤ（図示せず）、メインビーム３６に内蔵された回転軸（図示せず）、チェンケース３７に内蔵されたたスプロケット及びチェン（図示せず）等を介して耕耘爪軸３９に伝達され、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。

図５及び図６に示すように、走行機体２の左右幅方向に長い耕耘上面カバー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。耕耘上面カバー４１の上面後部には、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いる。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の後部上面に設けられたブラケット５４に回動自在に連結されている（図５参照）。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が地面Ｇから離れた高さに持ち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する。すると、下降規制ピン５１が下降規制板５２に当接して、下降規制板５２が受圧軸体４８ａに当接する。その結果、耕耘リヤカバー４３はそ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を地面Ｇに降ろして耕耘爪４０を着地させたときや耕耘作業中においては、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の後端側の上向き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。これにより、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、地面が耕耘リヤカバー４３の移動にて均平に均されたりすることになる。

次に、図７を参照しながら、トラクタ１の油圧回路１００の構成について説明する。油圧回路１００には、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を介して接続されている。また、第１実施形態の油圧回路１００は、リリーフ弁や流量調整弁、チェック弁、オイルクーラ、オイルフィルタ等も備えている。

次に、キャビン７内に配置された各種操作手段の構成について説明する。図１及び図２に示すように、キャビン７内にある丸ハンドル型の操縦ハンドル９は、操縦座席８の前方に位置する操縦コラム６０上に設けられている。操縦コラム６０の右方には、エンジン５の回転数（出力）を調節するためのスロットルレバー１１７と、走行機体２を制動操作するための左右ブレーキペダル６１とが設けられている。操縦コラム６０の左方にはクラッチペダル６２が配置されている。

操縦座席８の右側コラム上には、ロータリ耕耘機２４の高さ位置を手動で変更調節するための作業機昇降レバー６３、作業状態に応じてＰＴＯ変速機構７０の変速段を無段階又は段階的に変速操作するためのＰＴＯ変速レバー６４、走行機体２に対するロータリ耕耘機２４の相対的な目標左右傾斜角度ΦＳを予め設定するための可変抵抗器等からなる傾斜設定器１２３、及びロータリ耕耘機２４の目標耕耘深さ値ＲＤ０を予め設定するための可変抵抗器等からなる耕深設定器１２６等が配置されている。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の左側コラムの前方には、デフロックペダル６６が配置されている。

次に、図８を参照しながら、ロータリ耕耘機２４の耕耘制御（耕耘深さ自動制御及びローリング自動制御）のための構成について説明する。ここで、耕耘深さ自動制御とは、ロータリ耕耘機２４の耕耘深さ値ＲＤを略一定に保持する制御のことをいい、ローリング自動制御とは、ロータリ耕耘機２４の左右方向の姿勢を略一定に保持する制御のことをいう。

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とを備えた制御手段としての耕耘制御コントローラ１１０は、電源印加用のキースイッチ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１１３にも接続可能に構成されている。

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、スロットルレバー１１７の操作位置を検出するスロットルポテンショメータ１１８と、ガバナ１１５における燃料調節ラック（図示せず）の位置を調節するためのスロットルソレノイド１１９とが接続されている。

オペレータがスロットルレバー１１７を手動操作すると、電子ガバナコントローラ１１４は、スロットルポテンショメータ１１８の検出値（スロットルレバー１１７での設定回転数）とエンジン回転数とが一致するように、スロットルソレノイド１１９にて燃料調節ラックの位置を自動的に調節する制御を実行する。これにより、エンジン回転数は、負荷の変動に拘らず、スロットルレバー１１７の位置に応じた回転数に保持される。

また、耕耘制御コントローラ１１０には、入力系の各種スイッチ及びセンサ類、例えば前述した傾斜設定器１２３や耕深設定器１２６のほか、前後四輪３，３，４，４の回転速度（走行速度）を検出する車速センサ１２７、地面Ｇに対する走行機体２の対地高さ値を検出する対地高さ検出手段としての超音波センサ１２１、走行機体２の左右傾斜角度を検出する振子式の機体ローリングセンサ１２０、走行機体２に対するロータリ耕耘機２４の相対的な左右傾斜角度を検出する傾斜角検出手段としての作業機ローリングセンサ１２２、リフトアーム２９の上下回動角度を検出する対機体高さ検出手段としてのリフト角センサ１２９、耕耘リヤカバー４３の上下回動角度を検出する耕深検出手段としてのポテンショメータ型のリヤカバーセンサ１２４、及び車輪（主に左右の後車輪４）にて圃場に形成された轍Ｗの底面から地面Ｇまでの深さ値ＷＤを検出する接地式検出手段としての一対の接地センサ１３０，１３０等が接続されている。

対地高さ検出手段としての超音波センサ１２１は、ミッションケース１７の下面に、線対称な配置関係にある前車輪３，３（及び後車輪４，４）の対称軸ＳＹ（図２の一点鎖線参照）と平面視で重なり且つ走行機体２の前後車軸７３，７４（図１及び図２参照）の間に位置するように設けられている。詳細は図示していないが、超音波センサ１２１における発信器の発信部と受信器の受信部とは地面Ｇに臨ませている。

超音波センサ１２１の発信器は、耕耘制御コントローラ１１０からの指令にて発信駆動回路を介して適宜時間間隔で超音波を発信する。地面Ｇ等にて反射された反射波は受信器にて受信される。受信器の検出情報は、受信増幅回路を介して耕耘制御コントローラ１１０に入力される。

機体ローリングセンサ１２０は、作業機用昇降機構２０の上面で且つ操縦座席８の後方の箇所に配置されている（図１〜図４参照）。また、詳細は図示していないが、作業機ローリングセンサ１２２は、耕耘上面カバー４１の上方に位置するメインビーム３６の左右中央箇所に配置されている。

対機体高さ検出手段としてのリフト角センサ１２９は、作業機用昇降機構２０と左リフトアーム２９との連結箇所に配置されている（図３及び図４参照）。リフト角センサ１２９の検出値（リフトアーム２９の回動角度）からは、走行機体２に対するロータリ耕耘機２４の相対的な対機体高さ値が求められる。

耕深検出手段としてのリヤカバーセンサ１２４は、耕耘上面カバー４１の後部上面に配置されている（図２、図５及び図６参照）。リヤカバーセンサ１２４と耕耘リヤカバー４３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。リヤカバーセンサ１２４は、例えば低域フィルタ（ローパスフィルタ）等からなるフィルタ部１２５を介して耕耘制御コントローラ１１０に接続されている。リヤカバーセンサ１２４の検出値（耕耘リヤカバー４３の上下回動角度）からは、ロータリ耕耘機２４における現在の耕耘深さ値ＲＤ（図１、図５及び図６参照）が求められる。

図１及び図２に示すように、接地式検出手段としての接地センサ１３０は、走行機体２の各後車輪４とロータリ耕耘機２４との間に１つずつ配置されている（計左右２つ）。これら各接地センサ１３０は、ロータリ耕耘機２４のメインビーム３６から前向き突出するステー部材１３１の先端部に上下回動（揺動）可能に設けられた橇状の感知体１３３と、該感知体１３３の基端部（上端部）を枢支する回動支軸１３２の箇所に設けられた回動ポテンショメータ１３４とを備えている（図５参照）。

感知体１３３の先端部（下側の自由端部）は轍Ｗの底部に接触（当接）するように構成されている。詳細は図示していないが、感知体１３３は、ばね等の付勢手段により轍Ｗの底部に接触する方向（下向き回動する方向）に常時押圧付勢されている。感知体１３３が回動支軸１３２回りに上下回動（揺動）すると、回動ポテンショメータ１３４が感知体１３３の上下回動角度を計測する。回動ポテンショメータ１３４の計測値は耕耘制御コントローラ１１０に入力される。

回動ポテンショメータ１３４の計測値からは、基準位置Ｐから轍Ｗの底面までの上下高さＷＨ（以下、対轍距離という、図５参照）が求められる。第１実施形態では、ステー部材１３１の先端部に設けられた回動支軸１３２の軸心が基準位置Ｐとなっている。従って、回動支軸１３２の軸心Ｐから轍Ｗの底面までの上下高さが対轍距離ＷＨということになる。

そして、この対轍距離ＷＨと、超音波センサ１２１の検出値（走行機体２の対地高さ値）と、リフト角センサ１２９の検出値（ロータリ耕耘機２４の対機体高さ値）とから、地面Ｇ（車輪跡のない表面部分）から轍Ｗの底面までの深さ値ＷＤ（以下、轍深さ値という、図５及び図６参照）が求められる。この轍深さ値ＷＤは、地面Ｇに対する車輪３，４の沈み込み量と一致する値である。

一方、耕耘制御コントローラ１１０には、出力系の各種電磁弁、すなわち上昇制御電磁弁１０２、下降制御電磁弁１０３、及び傾斜制御電磁弁１０４が接続されている。

耕耘制御コントローラ１１０は、予め設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０を、左右の接地センサ１３０にて検出された轍深さ値ＷＤ以上となるように補正し、該補正後の目標耕耘深さ値ＲＤ１とリヤカバーセンサ１２４にて検出された現在の耕耘深さ値ＲＤとが一致するように、上昇制御電磁弁１０２又は下降制御電磁弁１０３を切り換えて昇降制御油圧シリンダ２８を伸縮駆動させる耕耘深さ自動制御を実行する。

また、耕耘制御コントローラ１１０は、予め設定された目標左右傾斜角度ΦＳ又は補正後の目標左右傾斜角度ΦＳ１（詳細は後述する）と、作業機ローリングセンサ１２２にて検出されたロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φとが一致するように、傾斜制御電磁弁１０４を切り換えて傾斜制御油圧シリンダ３２を伸縮駆動させるローリング自動制御も実行する。

次に、図９に示すフローチャートを参照しながら、第１実施形態におけるロータリ耕耘機２４の耕耘制御の一例について説明する。ここで、一方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）のみが目標耕耘深さ値ＲＤ０より深いことを示す傾動フラグＦＫ（詳細は後述する）は、予めリセット状態（ＦＫ＝０）に設定しておく。

耕耘深さ自動制御のスタートに続き、オペレータは耕深設定器１２６を操作して、ロータリ耕耘機２４の目標耕耘深さ値ＲＤ０を設定すると共に、傾斜設定器１２３を操作して、走行機体２に対するロータリ耕耘機２４の相対的な目標左右傾斜角度ΦＳを設定する。そして、目標耕耘深さ値ＲＤ０及び目標左右傾斜角度ΦＳを耕耘制御コントローラ１１０のＲＡＭに記憶させる（ステップＳ１）。

次いで、耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０と、傾斜設定器１２３にて設定された目標左右傾斜角度ΦＳと、超音波センサ１２１の検出値（走行機体２の対地高さ値）と、リフト角センサ１２９の検出値（ロータリ耕耘機２４の対機体高さ値）と、リヤカバーセンサ１２４の検出値と、左右両接地センサ１３０，１３０の検出値（対轍距離ＷＨ）とを読み込む（ステップＳ２）。ここで、左側の接地センサ１３０に対応する対轍距離ＷＨには符号ｌを、右側の接地センサ１３０に対応する対轍距離ＷＨには符号ｒを添えて示している。

次いで、超音波センサ１２１とリフト角センサ１２９と左右の接地センサ１３０との検出値から、２つの轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒ（地面Ｇに対する車輪３，４の沈み込み量）を演算する（ステップＳ３）。

それから、ステップＳ３で求めた２つの轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒと、耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０との大小関係を比較判別する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、両轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒが目標耕耘深さ値ＲＤ０以下のときは（Ｓ４：ＷＤｌ，ＷＤｒ≦ＲＤ０）、目標耕耘深さ値ＲＤ０がこのときの両轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒより深いことを意味しているから、このままでも耕耘後の地面Ｇに轍Ｗが残ることはない。そこで、ステップＳ５へ移行して、耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０をそのまま補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１に置き換えたのち、次のステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ４において、両轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒが目標耕耘深さ値ＲＤ０以上のときは（Ｓ４：ＷＤｌ，ＷＤｒ≧ＲＤ０）、目標耕耘深さ値ＲＤ０がこのときの両轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒより浅いことを意味しているから、このままでは耕耘後の地面Ｇに２本の轍Ｗの底部が均されずに残ることになる。そこで、ステップＳ６に移行し、補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１として、耕深設定器１２６にて設定された値ＲＤ０ではなく轍深さ値ＷＤ（又はＷＤ＋α）を採用する（ＲＤ１＝ＷＤ又はＷＤ＋α）。この場合、轍深さ値ＷＤのデータとしてはＷＤｌ，ＷＤｒの２つがあるが、耕耘後の地面Ｇに轍Ｗが残るのを確実に防ぐため、ＷＤｌ，ＷＤｒのうち値の大きい方（轍Ｗが深い方）を採用する。その後、次のステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ４において、目標耕耘深さ値ＲＤ０が一方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）より大きく他方の轍深さ値ＷＤｒ（ＷＤｌ）より小さいときは（Ｓ４：ＷＤｌ（ＷＤｒ）＞ＲＤ０＞ＷＤｒ（ＷＤｌ））、一方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）のみが目標耕耘深さ値ＲＤ０より深いことを意味しているから、このままでは耕耘後の地面Ｇに１本の轍Ｗの底部が均されずに残ることになる。

そこで、ステップＳ７に移行して、傾動フラグＦＫをセット状態（ＦＫ＝１）としたのち、深い方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）と目標耕耘深さ値ＲＤ０との差、及び左右両接地センサ１３０，１３０間の距離から、ロータリ耕耘機２４の補正角度θ（図１０参照）を演算する（ステップＳ８）。いうまでもないが、この補正角度θからは、例えばその値が正か負かにより、左下がり傾斜か右下がり傾斜かを判別できる。なお、両接地センサ１３０，１３０間の左右距離は予め分かっている規定値である。

補正角度θを求めた後は、傾斜設定器１２３にて設定された値ΦＳに補正角度θを加えることにより、補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１（＝ΦＳ＋θ）を求める（ステップＳ９）。この補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１は、予め設定された値ΦＳに補正角度θを加えることで、ロータリ耕耘機２４における左右一方の接地センサ１３０に対応する側（図１０では左側）の深さ位置を轍深さ値ＷＤより深くするような角度になっている。

その後、耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０をそのまま補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１に置き換えるために、前述のステップＳ５を経てステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、先のステップＳ２で読み込まれたリヤカバーセンサ１２４の検出値から、ロータリ耕耘機２４における現在の耕耘深さ値ＲＤ（図１、図５及び図６参照）を演算する。

次いで、ロータリ耕耘機２４における現在の耕耘深さ値ＲＤが補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１と一致するか否かを判別する（ステップＳ１１）。現在の耕耘深さ値ＲＤが補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１と一致していないと判断されたときは（Ｓ１１：ＮＯ）、上昇制御電磁弁１０２及び下降制御電磁弁１０３のうちいずれか一方の駆動にて昇降制御油圧シリンダ２８を伸縮駆動させることにより、ロータリ耕耘機２４における現在の耕耘深さ値ＲＤを、補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１と一致するように調節・修正し（ステップＳ１２）、次のステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１１において、現在の耕耘深さ値ＲＤが補正後目標耕耘深さ値ＲＤ１と一致していると判断されたときは（Ｓ１１：ＹＥＳ）、上昇制御電磁弁１０２及び下降制御電磁弁１０３を中立位置に復帰・維持して、昇降制御油圧シリンダ２８を停止させ（ステップＳ１３）、次のステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１４では、傾動フラグＦＫがセット状態（ＦＫ＝１）であるか否かを判別する。傾動フラグＦＫがリセット状態（ＦＫ＝０）のときは（Ｓ１４：ＮＯ）、補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１（＝ΦＳ＋θ）を算出するステップを経由していないから、そのままリターンする。

傾動フラグＦＫがセット状態（ＦＫ＝１）のときは（Ｓ１４：ＹＥＳ）、目標耕耘深さ値ＲＤ０が一方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）より大きく他方の轍深さ値ＷＤｒ（ＷＤｌ）より小さいときであるから、次いで、現時点の作業機ローリングセンサ１２２の検出値Φを読み込み（ステップＳ１５）、この作業機ローリングセンサ１２２の検出値Φ、すなわちロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φが補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１と一致するか否かを判別する（ステップＳ１６）。

ロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φが補正後目標左右傾斜角度ΦＳと一致していないと判断されたときは（Ｓ１６：ＮＯ）、傾斜制御電磁弁１０４の駆動にて傾斜制御油圧シリンダ３２を伸縮駆動させることにより、ロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φを補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１と一致するように調節・修正したのち（ステップＳ１７）、リターンする。

一方、ステップＳ１６において、ロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φが補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１と一致していると判断されたときは（Ｓ１６：ＹＥＳ）、傾斜制御電磁弁１０４を中立位置に復帰・維持して、傾斜制御油圧シリンダ３２を停止させ（ステップＳ１８）、その後リターンするのである。

以上の制御によると、耕耘制御コントローラ１１０は、ロータリ耕耘機２４側の左右接地センサ１３０にて検出された轍深さ値ＷＤと耕深設定器１２６にて設定された目標耕耘深さ値ＲＤ０との大小関係に応じて、目標耕耘深さ値ＲＤ０を轍深さ値ＷＤ以上となるように補正するので、圃場が軟らかくて車輪３，３，４，４の沈み込みがある場合において、オペレータが誤って目標耕耘深さ値ＲＤ０を轍深さ値ＷＤより浅く設定したりしても、ロータリ耕耘機２４における現実の耕耘深さ値ＲＤが轍深さ値ＷＤより浅くなるのを確実に回避できる（図６参照）。

また、一方の轍深さ値ＷＤｌ（ＷＤｒ）のみが目標耕耘深さ値ＲＤ０より深いときは、ロータリ耕耘機２４における左右一方の接地センサ１３０に対応する側の深さ位置が轍深さ値ＷＤより深くなるように、目標左右傾斜角度ΦＳを補正するので、ロータリ耕耘機２４の左右傾斜角度Φが補正後目標左右傾斜角度ΦＳ１となるように傾斜制御油圧シリンダ３２を駆動させることにより、この場合も、地面Ｇに対するロータリ耕耘機２４の左右の深さ位置がそれぞれに対応する轍深さ値ＷＤｌ，ＷＤｒより浅くなるのを回避できる（図１０参照）。

従って、耕耘後の地面Ｇに轍Ｗを残すことがなくなるから、土質や硬軟度等の圃場状況に左右されることなく耕耘深さ自動制御を実行でき、圃場を均平に仕上げることができるのである。

次に、図１１〜図１４を参照しながら、左右一対の接地センサを走行機体に取り付けた第２実施形態について説明する。図１１は第２実施形態におけるトラクタの平面図、図１２はロータリ耕耘機の側断面図、図１３は制御手段の機能ブロック図、図１４は耕耘制御のフローチャートである。

第２実施形態では、左右一対の接地センサ１３０′，１３０′を走行機体２側に取り付けた点において、第１実施形態と相違している。その他の構成は第１実施形態と同じである。

図１１及び図１２に示すように、接地式検出手段としての各接地センサ１３０′は、ミッションケース１７から後方に延びる平面視略Ｌ字状のステー部材１３１′の先端部に上下回動（揺動）可能に設けられた橇状の感知体１３３′と、該感知体１３３′の基端部（上端部）を枢支する回動支軸１３２′の箇所に設けられた回動ポテンショメータ１３４′とを備えている。第２実施形態における感知体１３３′及び回動ポテンショメータ１３４′の機能は、第１実施形態のもの１３３，１３４と同じである。

回動ポテンショメータ１３４′の計測値からは、基準位置Ｐ′から轍Ｗの底部までの上下高さＷＨ′（対轍距離、図１２参照）が求められる。第２実施形態では、ステー部材１３１′の先端部に設けられた回動支軸１３２′の軸心が基準位置Ｐ′となっている。従って、回動支軸１３２′の軸心Ｐ′から轍Ｗの底面までの上下高さが対轍距離ＷＨ′ということになる。

そして、この対轍距離ＷＨ′と、超音波センサ１２１の検出値（走行機体２の対地高さ値）とにより、地面Ｇから轍Ｗの底面までの轍深さ値ＷＤ′が求められる。

第２実施形態におけるロータリ耕耘機２４の耕耘深さ自動制御においては、第１実施形態の場合（図９参照）と比較して、ステップＴ３とＳ３との制御態様が若干異なるだけであり、その他は同様にして実行される。すなわちステップＴ３において、超音波センサ１２１と左右の接地センサ１３０との検出値ＷＨｌ′，ＷＨｒ′から、轍深さ値ＷＤｌ′，ＷＤｒ′を演算する点が第１実施形態と相違しているだけである。そこで、その詳細な説明は省略する。かかる制御を実行した場合も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができるのである。

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化することができる。例えば接地式検出手段は、前述の実施形態のような橇状の感知体１３３，１３３′と回動ポテンショメータ１３４，１３４′との組合せに限らず、轍Ｗの底部に接触する上下動可能な接地ローラと該接地ローラの高さ位置を検出するリミットスイッチの組合せ等、地面Ｇから轍Ｗの底面までの轍深さ値を計測するものであれば、様々なタイプのものを採用できる。
また、前述の実施形態では、対地高さ検出手段として超音波センサを採用したが、これに限らず、レーザー光等を用いる非接触式の対地高さセンサを採用してもよいし、車輪跡のない地表面に接触する接地式の対地高さセンサ（リミットスイッチ）を採用してもよい。対地高さ検出手段として前述の接地式検出手段と同様の構成のものを採用しても差し支えない。

その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

第１実施形態におけるトラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 作業機用昇降機構の概略側面図である。 作業機用昇降機構の概略平面図である。 図２のＶ−Ｖ視側断面図である。 ロータリ耕耘機の概略背面図である。 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。 耕耘制御のフローチャートである。 耕耘深さ自動制御におけるローリング姿勢制御の説明図である。 第２実施形態におけるトラクタの平面図である。 ロータリ耕耘機の側断面図である。 制御手段の機能ブロック図である。 耕耘制御のフローチャートである。

符号の説明

Ｇ 地面
ＲＤ 現在の耕耘深さ値
ＲＤ０ 目標耕耘深さ値
ＲＤ１ 補正後目標耕耘深さ値
Ｗ 轍
ＷＤ，ＷＤ′ 轍深さ値
Φ ロータリ耕耘機の左右傾斜角度
ΦＳ ロータリ耕耘機の目標左右傾斜角度
ΦＳ１ 補正後目標左右傾斜角度
１ トラクタ
２ 走行機体
３ 前車輪
４ 後車輪
５ エンジン
２１ ロワーリンク
２２ トップリンク
２４ ロータリ耕耘機
２８ 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
３２ 傾斜制御アクチュエータとしての傾斜制御油圧シリンダ
１１０ 制御手段としての耕耘制御コントローラ
１２１ 対地高さ検出手段としての超音波センサ
１２３ 傾斜設定器
１２４ 耕深検出手段としてのリヤカバーセンサ
１２６ 耕深設定器
１２９ 対機体高さ検出手段としてのリフト角センサ
１３０，１３０′ 接地式検出手段としての接地センサ

Claims (2)

1. 左右一対の走行部にて支持され且つエンジンを搭載した走行機体の後部に、ロータリ耕耘機が昇降制御アクチュエータにて昇降調節可能に装着され、前記走行機体には、前記ロータリ耕耘機の目標耕耘深さ値を予め設定するための耕深設定器が設けられ、前記ロータリ耕耘機には、その耕耘深さ値を検出する耕深検出手段が設けられ、前記耕耘深さ値が前記目標耕耘深さ値となるように前記昇降制御アクチュエータの駆動を制御する制御手段が備えられた農作業機械であって、
   前記走行機体の前記各走行部と前記ロータリ耕耘機との間には、前記各走行部に対応する轍深さ値を検出する接地式検出手段が配置され、
   前記制御手段は、前記目標耕耘深さ値を、前記左右の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値以上となるように補正することを特徴とする農作業機械。
2. 左右一対の走行部にて支持され且つエンジンを搭載した走行機体の後部に、ロータリ耕耘機が、昇降制御アクチュエータにて昇降調節可能で且つ傾斜制御アクチュエータにて左右傾動可能に装着され、前記走行機体には、前記ロータリ耕耘機の目標耕耘深さ値を予め設定するための耕深設定器と、前記ロータリ耕耘機の目標左右傾斜角度を予め設定するための傾斜設定器とが設けられ、前記ロータリ耕耘機には、その耕耘深さ値を検出する耕深検出手段と、前記ロータリ耕耘機の左右傾斜角度を検出する傾斜角検出手段とが設けられ、前記耕耘深さ値が前記目標耕耘深さ値となるように前記昇降制御アクチュエータの駆動を制御すると共に、前記左右傾斜角度が前記目標左右傾斜角度となるように前記傾斜制御アクチュエータの駆動を制御する制御手段が備えられた農作業機械であって、
   前記走行機体の前記各走行部と前記ロータリ耕耘機との間には、前記各走行部に対応する轍深さ値を検出する接地式検出手段が配置され、
   前記制御手段は、前記左右一方の接地式検出手段にて検出された前記轍深さ値のみが前記目標耕耘深さ値より深いとき、前記ロータリ耕耘機における前記左右一方の接地式検出手段に対応する側の深さ位置が前記轍深さ値より深くなるように、前記目標左右傾斜角度を補正することを特徴とする農作業機械。

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