JP4863348B2 - 耕深制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の耕深深さを制御するための耕深制御装置に関する。

トラクタ等の車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の自動耕深制御を行う耕深制御装置として、例えば、前記耕耘機を前記車輌本体に対して昇降させる昇降用アクチュエータと、前記耕耘機の耕深深さを設定する耕深深さ設定手段と、前記耕耘機の耕耘位置を検出する耕耘位置検出手段と、前記昇降用アクチュエータを作動させる制御手段とを備えた耕深制御装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

詳しくは、前記耕耘機は、耕耘爪軸と、該耕耘爪軸に設けられた耕耘爪と、該耕耘爪の回転軌跡の上方を覆う耕耘上面カバーと、該耕耘上面カバーの後端部に揺動可能に連結された耕耘リヤカバーとを有している。
前記耕深深さ設定手段は、設定耕深位置（目標耕深位置）として、前記耕耘上面カバーに対する前記耕耘リヤカバーの回動角度を設定し、一方、前記耕深位置検出手段は、実耕深位置（検出耕深位置）として、前記耕耘上面カバーに対する前記耕耘リヤカバーの回動角度を検出している。
そして、前記制御手段は、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差に基づいて、前記昇降用アクチュエータの制御条件を算出し、該制御条件に基づき前記検出耕深位置が前記設定耕深位置と一致するように前記昇降用アクチュエータを作動させることで、自動耕深制御を行っている。

ところで、従来の耕深制御装置においては、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の大きさに拘わらず、前記自動耕深制御における制御条件が一定とされていた為、枕地等の凹凸の多い場所を耕耘作業する際等のように前記偏差の大きさが変動する場合に制御が不安定となり、場合によっては、ハンチング現象が発生するという問題があった。

即ち、前記耕深制御装置においては、前記耕耘機の昇降動に伴う前記耕耘位置検出手段の検出感度変化による悪影響を補償する為に、前記偏差に基づく制御信号に制御ゲインを乗算して前記昇降用アクチュエータへ出力することが提案されている。
これに代えて、若しくは、加えて、前記偏差に対する不感帯幅を設けることや、前記検出耕深位置の入力経路及び／又は前記昇降用アクチュエータへの出力経路にフィルタを介挿させることも提案されている。

しかしながら、従来の耕深制御装置においては、前記制御ゲイン、前記不感帯幅及び前記フィルタによって遮断される周波数の範囲を含む前記制御条件が、前記偏差の大小に拘わらず一定とされていた。
従って、例えば、前記制御条件が、前記制御ゲイン「大」、前記不感帯幅「小」及び遮断周波数の範囲「大」に設定されていると、前記偏差が大きい場合に前記耕耘機の昇降量が過大になり、制御の不安定化が生じる。

又、前記従来の耕深制御装置においては、前記偏差の検出毎に前記昇降用アクチュエータを作動制御している。
従って、前輪が坂にさしかかった際や凹凸の多い場所を耕耘する際のように持続的な外乱の入力がある場合に、制御の不安定化を招き、ハンチング現象が生じやすいという問題があった。
特開２０００−４１４１５号公報

本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、検出耕深位置と設定耕深位置との偏差の大小に拘わらず、耕耘機の昇降制御の安定化を図り得る構造簡単な耕深制御装置の提供を、一の目的とする。
又、本発明は、持続的な外乱の入力があった場合であっても、耕耘機の昇降制御の安定化を図り得る構造簡単な耕深制御装置の提供を、他の目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、次の第１から第３態様の耕深制御装置を提供する。
（１）第１態様の耕深制御装置
リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を行うように構成された耕深制御装置であって、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき自動耕深制御における制御ゲインを変更するように構成したことを特徴とする耕深制御装置。
（２）第２態様の耕深制御装置
リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を行うように構成された耕深制御装置であって、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき自動耕深制御における不感帯幅を変更するように構成したことを特徴とする耕深制御装置。
（３）第３態様の耕深制御装置
リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を行うように構成された耕深制御装置であって、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき自動耕深制御におけるフィルタリング条件を変更するように構成したことを特徴とする耕深制御装置。

前記第１から第３態様の耕深制御装置において、前記偏差の変化割合の大きさとしては、代表的には、所定時間内（又は所定サンプリング数）における平均値を例示できる。ここで、前記平均値は、単純平均値、重みつき平均値、単純移動平均値、重みつき移動平均値等を含む概念である。また、前記平均値の概念と同様の観点から、前記偏差の大きさは、所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値であってもよい。

また、本発明に係る第３態様の耕深制御装置において、前記フィルタリング条件としては、代表的には、前記検出耕深位置の入力経路及び／又は前記耕耘機を前記車輌本体に対して昇降させる昇降用アクチュエータへの出力経路に介挿されるフィルタの遮断周波数の範囲を例示できる。

本発明の第１態様に係る耕深制御装置によれば、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき、自動耕深制御における制御ゲインを変更するように構成したので、前記偏差の大小に拘わらず自動耕深制御の安定化を図ることができる。
例えば、前記偏差の変化割合の大きさが大きくなるに従って前記制御ゲインを小さくすることができる。
これに代えて、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値以内の場合には前記制御ゲインを所定の制御ゲインと等しいか又は前記所定制御ゲインより大きくし、且つ、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値よりも大きい場合には前記制御ゲインを前記所定制御ゲインより小さくすることもできる。
これらの構成によれば、前記偏差が大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置を設定耕深位置に追従させることができ、これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。

本発明の第２態様に係る耕深制御装置によれば、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき、自動耕深制御における不感帯幅を変更するように構成したので、前記偏差の変化割合の大小に拘わらず自動耕深制御の安定化を図ることができる。
例えば、前記偏差の変化割合の大きさが大きくなるに従って前記不感帯幅を大きくすることができる。
これに代えて、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値以内の場合には前記不感帯幅を所定の不感帯幅と等しいか又は前記所定不感帯幅より小さくし、且つ、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値よりも大きい場合には前記不感帯幅を前記所定不感帯幅より大きくすることもできる。
これらの構成によれば、前記偏差が大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置を設定耕深位置に追従させることができ、これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。

本発明の第３態様に係る耕深制御装置によれば、前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさに基づき、自動耕深制御におけるフィルタリング条件を変更するように構成したので、前記偏差の大小に拘わらず自動耕深制御の安定化を図ることができる。
即ち、制御手段への検出耕深位置の入力経路及び／又は制御手段から昇降用アクチュエータへの出力経路に介挿されるフィルタによって遮断される周波数範囲（遮断周波数範囲）を、前記偏差の変化割合の大きさに基づいて変更することで、該偏差の大小に拘わらず自動耕深制御の安定化を図ることができる。

例えば、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値以内の場合には前記遮断周波数範囲を所定の遮断周波数範囲と等しいか又は前記所定遮断周波数範囲より大きくし、且つ、前記偏差の変化割合の大きさが所定の閾値よりも大きい場合には前記遮断周波数範囲を前記所定遮断周波数範囲より小さくすれば、前記偏差が小さい場合におけるオーバーシュート現象を防止しつつ、前記偏差が大きい場合における振動的動作を可及的速やかに収束させることができる。
これに代えて、前記偏差の変化割合が大きくなるに従って前記遮断周波数範囲を小さくしてもよい。この場合においても、前記偏差が小さい場合におけるオーバーシュート現象を防止しつつ、前記偏差が大きい場合における振動的動作を可及的速やかに収束させることができる。

また、本発明の第１から第３態様に係る耕深制御装置において、前記偏差の変化割合の大きさが、所定時間内における平均値又は積分値である場合には、持続的な外乱の入力があった場合であっても、耕耘機の昇降制御の安定化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態に係る耕深制御装置が適用される作業車輌の一例である農作業用トラクタの概略側面図である。図２は図１に示すトラクタの概略平面図である。図３は図１に示すトラクタにおける耕耘機用昇降機構の概略側面図である。図４は図３に示す耕耘機用昇降機構の概略平面図である。図５はロータリー耕耘機の図２におけるＶ−Ｖ線に沿った概略断面図である。図６は該ロータリー耕耘機の概略背面図である。図７は該トラクタの油圧回路図である。

図１乃至図４に示す如く、作業車輌としてのトラクタ１００は、車輌本体５０と、該車輌本体５０の後部に連結されたロータリー耕耘機４００とを備えている。
前記車輌本体５０は、走行機体１と、該走行機体１を支持する左右一対の前車輪２及び左右一対の後車輪３と、該走行機体１の前部に搭載されたエンジン４とを備えており、前記エンジン４からの動力によって前記後車輪３及び前記前車輪２を作動的に駆動することにより、前後進走行するように構成されている。なお、図中の符号５は前記エンジン４を覆うボンネット５である。
さらに、前記トラクタ１００は、前記走行機体１の上面に設けられたキャビン６を有している。該キャビン６の内部には、操縦座席７と、かじ取りすることによって前記前車輪２の操向方向を左右に動かすように構成された操縦ハンドル（丸ハンドル）８とが設置されている。前記キャビン６の外側部には、作業者が乗降するステップ９が設けられ、該ステップ９より内側で且つ該キャビン６の底部より下側には、前記エンジン４に燃料を供給する燃料タンク１０が設けられている。

図１乃至図４に示すように、前記走行機体１は、前バンパ１１及び前車軸ケース１２を有するエンジンフレーム１３と、該エンジンフレーム１３の後部にボルトにて着脱自在に固定される左右の機体フレーム１５とを有している。
前記機体フレーム１５の後部には、前記エンジン４の回転を適宜変速してそれぞれ後輪軸３ａ及び前輪軸２ａを介して前記後車輪３及び前記前車輪２に伝達するためのミッションケース１６が連結されている。前記後車輪３は、前記ミッションケース１６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１７を介して取付けられている。
なお、前記ミッションケース１６の後端面には、前記ロータリー耕耘機４００の駆動力を出力する為のＰＴＯ軸１８が後向きに突出するように設けられている。

前記ロータリー耕耘機４００は、前記ミッションケース１６の後部に、一対の左右ロワーリンク３１１，３１２及びトップリンク３２０からなる３点リンク機構３００を介して連結される。
図１及び図３に示すように、前記左右ロワーリンク３１１，３１２は、前端側が前記ミッションケース１６後部の左右側面のそれぞれにロワーリンクピン３１３を介して回動可能に連結され、且つ、後端側が前記ロータリー耕耘機４００における下リンクフレーム４４０の前端部に下ヒッチピン３１４を介して連結されている。
前記トップリンク３２０は、前端側が下記作業機用昇降機構２００の後部のトップリンクヒッチ２１０にトップリンクピン２１１を介して連結され、且つ、後端側が下記上リンクフレーム４１０の前端側に上ヒッチピン３２１を介して連結されている。

図３及び図４に示すように、前記ミッションケース１６の後部上面には、前記ロータリー耕耘機４００を昇降動する為の油圧式作業機用昇降機構２００が着脱可能に取付けられている。
図３及び図４及び図７に示すように、油圧式の作業機用昇降機構２００は、昇降用アクチュエータとして作用する単動形の昇降制御油圧シリンダ２２０と、該油圧シリンダ２２０におけるピストンによって作動的に回動される左右一対のリフトアーム２２１，２２２とを有している。

進行方向に向かって左側の前記リフトアーム２２１は、左リフトロッド２３１を介して対応する左側の前記ロワーリンク３１１に連結されている。
進行方向に向かって右側の前記リフトアーム２２２は、右リフトロッド２３２を介して対応する右側の前記ロワーリンク３１２に連結されている。
つまり、前記昇降制御油圧シリンダ２２０によって前記左右一対のリフトアーム２２１，２２２が車輌左右方向に沿った前記回動軸回りに揺動することで、前記ロータリー耕耘機４００は、前記トップリンク３２０及び前記一対のロワーリンク３１１，３１２の前端部回りに昇降するようになっている。

前記右リフトロッド２３２には、前記ロータリー耕耘機４００を前記車輌本体５０に対して傾動させる傾動用アクチュエータとして作用する複動形の傾斜制御油圧シリンダ２４０が介挿されている。
つまり、前記傾斜制御油圧シリンダ２４０のピストンロッド２４１が進退することによって、前記ロータリー耕耘機４４０は、前記左右一対のリフトロッド２３１，２３２の他方（ここでは、左リフトロッド２３１）と該他方のリフトロッド２３１に対応したロワーリンク３１１との連結点（即ち、前記ロータリー耕耘機４００の左右方向中心位置Ｄから一方側へ変位された位置）を支点Ｑ（図２参照）として、傾動するようになっている。

図１、図２、図５及び図６に示すように、前記ロータリー耕耘機４００は、横長筒状のメインビーム４２０と、前記メインビーム４２０の左右側端部にそれぞれ上端側が連結されたチェーンケース４３１及び軸受板４３２と、前記チェーンケース４３１及び前記軸受板４３２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４３３と、前記耕耘爪軸４３３に放射状にて着脱可能に取り付けられた複数の耕耘爪４３４と、前記耕耘爪４３４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４３５と、前記耕耘爪４３４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４３６と、前記耕耘爪４３４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４３７と、前記メインビーム４２０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４３８と、前記メインビーム４２０に回動可能に連結された前記上リンクフレーム４１０と、前記メインビーム４２０に一体的に連結された前記下リンクフレーム４４０と、前記上リンクフレーム４１０の後端側と前記耕深調節フレーム４３８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４３９とを備えている。

詳しくは、前記トップリンク３２０は、ターンバックル３２０ａの回転にて伸縮されて、該トップリンク３２０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）。前記上リンクフレーム４１０は、前後方向の中間部において、耕深調節支点軸４１１を介して前記メインビーム４２０に回動可能に連結されている（図１参照）。そして、前記耕深調節フレーム４３８は、前端側が前記メインビーム４２０に一体的に連結されている。
斯かる構成を備えることにより、耕深調節ハンドル４３９ａ（図１参照）を回転操作して前記耕深調節軸４３９を伸縮させると、前記左右一対のロワーリンク３１１，３１２及びトップリンク３２０にて支持される前記ロータリー耕耘機４００は、前傾又は後傾姿勢に変化するようになっており、これにより、前記耕耘爪４３４による耕深位置ｈＤ（耕耘深さ）が手動で変更できるように構成されている。

図１、図５及び図６に示すように、前記メインビーム４２０の左右中央部には、前記ＰＴＯ軸１８からの駆動力を入力するためのギヤケース４５０が配置されている。前記ＰＴＯ軸１８と前記ギヤケース４５０前面側のＰＴＯ入力軸４５１とは、両端に自在継手が備えられた伸縮自在な伝動軸４５２を介して連結されている。
前記ＰＴＯ軸１８からの動力は、前記ギヤケース４５０に内蔵されたベベルギヤ（図示せず）、前記メインビーム４２０に内蔵された回転軸（図示せず）、前記チェーンケース４３１に内蔵されたスプロケット及びチェーン（図示せず）等を介して前記耕耘爪軸４３３に伝達される。これにより、前記耕耘爪４３４が図１及び図５において反時計方向に回転される。

図５及び図６に示すように、前記耕耘上面カバー４３５の後端側には、車輌左右方向に沿った枢着軸４３７ａを介して前記耕耘リヤカバー４３７が回動可能に連結されている。
さらに、前記耕耘上面カバー４３５の上面後部には、後方且つ上方へ延びる左右一対のハンガーフレーム４４１が立設されている。
そして、前記耕耘リヤカバー４３７の上面後端側と前記左右ハンガーフレーム４４１の後端側との間には左右一対のハンガー機構４６０が設けられており、前記耕耘リヤカバー４３７は、該ハンガー機構４６０によって、前記枢着軸４３７ａ回りに上下動し得るようになっている。

詳しくは、前記各ハンガーフレーム４４１の後端部には、車輌左右方向に沿った軸線回り回動自在とされた受圧軸体４４２が配置されている。該受圧軸体４４２には、軸線と直交する方向に貫通孔が設けられている。
前記各ハンガー機構４６０は、前記受圧軸体４４２の前記貫通孔に摺動可能に挿通された細長い丸棒形のハンガーロッド４６１を有している。
前記ハンガーロッド４６１は、下端部が、車輌左右方向に沿った支軸４６１ａを介して、前記耕耘リヤカバー４３７の後部上面に設けられたブラケット４６２に回動自在に連結されている（図５参照）。
前記ハンガーロッド４６１には、前記受圧軸体４４２より上方側において固設された下降規制ピン４６１ｂと、前記下降規制ピン４６１ｂと前記受圧軸体４４２との間に位置するように該ハンガーロッド４６１に軸線方向摺動可能に外挿された下降規制板４６３と、該ハンガーロッド４６１の下方側で且つ前記支軸４６１ａより上方側において固設された上昇規制ピン４６１ｃと、前記上昇規制ピン４６１ｃによって下方への移動が規制された状態で該ハンガーロッド４６１に軸線方向摺動可能に外挿された下座板４６５と、前記下座板４６５及び前記受圧軸体４４２の間に位置するように該ハンガーロッド４６１に外挿された鎮圧用圧縮バネ４６６と、該鎮圧用圧縮バネ４６６の上端部と係合する上座板４６４とが設けられている。

斯かるハンガー機構４６０を備えた前記ロータリー耕耘機４００は以下のように作動する。
即ち、前記昇降用アクチュエータによって前記ロータリー耕耘機４００が地面Ｇから離れるように持上げられると、前記耕耘リヤカバー４３７の後端側が前記枢着軸４３７ａ回りに下方側に回動する。
この際、前記ハンガーロッド４６１は前記受圧軸体４４２に案内された状態で下方側へ移動するが、前記下降規制ピン４６１ｂが前記下降規制板４６３に当接し且つ該下降規制板４６３が前記受圧軸体４４２に当接することで、該ハンガーロッド４６１の下方側への移動が停止される。従って、前記耕耘リヤカバー４３７はその後端側を最下降させた姿勢に維持される。

一方、前記ロータリー耕耘機４００が耕地上面に降ろされて前記耕耘爪４３４が着地しているときや耕耘作業中においては、前記耕耘リヤカバー４３７の後端側が、耕耘された耕土との接地圧にて前記枢着軸４３７ａ回りに上方に回動することになる。
この際、前記ハンガーロッド４６１は前記受圧軸体４４２に案内された状態で上方側へ移動する。斯かるハンガーロッド４６１の上方側への移動によって、前記上昇規制ピン４６１ｃ及び前記下座板４６５を介して前記鎮圧用圧縮バネ４６６が圧縮される。
即ち、前記耕耘リヤカバー４３７が前記枢着軸４３７ａ回りに上方側へ回動する際には、該耕耘リヤカバー４３７は前記鎮圧用圧縮バネ４６６の付勢力に抗して動作することになり、従って、前記耕耘リヤカバー４３７の後方への土の飛散を有効に防止しつつ、該耕耘リヤカバーによる均平作用を有効に維持することができる。

前記トラクタ１００は、さらに、昇降用アクチュエータとして作用する前記昇降制御油圧シリンダ２２０及び傾動用アクチュエータとして前記昇降制御油圧シリンダ２２０への作動油給排を行う油圧回路５００を備えている。
図７に示すように、前記油圧回路５００は、前記エンジン４によって作動的に回転駆動される作業機用油圧ポンプ５０１と、該油圧ポンプ５０１の吐出側に流体接続された分流弁５０５と、該分流弁５０５によって分岐された一方側油路及び他方側油路にそれぞれ配置された昇降制御用バルブ及び傾斜制御用バルブとを備えている。
本実施の形態においては、前記昇降制御用バルブは、上昇制御電磁弁５０２及び下降制御電磁弁５０３を有している。また、前記傾斜制御用バルブは、傾斜制御電磁弁５０４を有している。
なお、前記油圧回路５００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、オイルフィルタ等も備えている。

次に、前記キャビン６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、前記操縦ハンドル８は、前記操縦座席７の前方に位置する操縦コラム１９上に設けられている。
前記キャビン６内には、前記操縦座席７，前記操縦ハンドル８及び前記操縦コラム１９に加えて、前記エンジン４の回転数（出力）を調節するためのスロットルレバー６１７と、前記走行機体１を制動操作するための左右ブレーキペダル２０と、前記エンジンから前記前車輪２及び前記後車輪３への動力伝達の係脱操作を行う為のクラッチペダル２１と、車輌本体５０の走行速度を変速操作する為の走行変速レバー２４と、前記エンジン４から前記後車輪３への動力伝達経路に介挿されるディファレンシャル機構をロック操作する為のデフロックペダル２５と、前記ＰＴＯ軸１８からの出力回転数を変速操作する為のＰＴＯ変速レバー２３とが配置されている。

さらに、前記キャビン６内には、作業機昇降レバー２２，傾斜設定器６２３及び耕深設定器６２６が配置されている。
図８に、前記ロータリー耕耘機４００の模式側面図を示す。なお、図８（ａ）は自動耕深制御時のロータリー耕耘機４００の昇降状態を示しており、図８（ｂ）は自動高さ制御時のロータリー耕耘機４００の昇降状態を示している。
前記作業機昇降レバー２２は、前記ロータリー耕耘機４００の設定高さ位置（目標高さ位置）ｈＳ（図８（ｂ）参照）を手動で変更操作するための上下位置操作手段として作用する。
前記上下位置操作手段は、前記設定高さ位置として、前記リフトアーム２２１，２２２の設定リフト角度（目標リフト角度）θＳ（図８（ｂ）参照）を設定し得るように構成される。
図９に、前記ロータリー耕耘機４００の模式背面図を示す。
前記傾斜設定器６２３は、前記ロータリー耕耘機４００の傾斜状態ｔＳを設定する傾斜設定手段として作用する。具体的には、図９に示すように、前記車輌本体５０に対する前記ロータリー耕耘機４００の左右方向に関する相対的な設定左右傾斜角度（目標左右傾斜角度）φｓを予め設定する為のものであり、例えば、可変抵抗器を含み得る。
前記耕深設定器６２６は、前記ロータリー耕耘機４００における耕耘爪４３４の設定耕深位置（目標耕深位置）ｈＲ（図８（ａ）参照）を設定する耕深深さ設定手段として作用する。
詳細は後述するが、前記ロータリー耕耘機４００の耕深位置は、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の回動角度に基づいて制御されるようになっている。従って、前記耕深深さ設定手段は、前記設定耕深位置として、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の設定回動角度（目標回動角度）θＲ（図８（ａ）参照）を設定し得るように構成され、例えば、可変抵抗器を含み得る。なお、前記設定回動角度θＲは、例えば、鉛直Ｖを基準にした回動角度とすることができる。

（第１実施形態）
次に、本発明に係る耕深制御装置の第１実施形態について説明する。
図１０は、第１実施形態に係る耕深制御装置のブロック図である。
該耕深制御装置は、前記耕耘リアカバー４３７の回動角度に基づき、前記車輌本体５０に対して昇降可能に連結された前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤを前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲに追従させる自動耕深制御を行うように構成されている。

具体的には、図１０に示すように、該耕深制御装置は、前記昇降用アクチュエータとして作用する前記昇降制御油圧シリンダ２２０と、前記耕深深さ設定手段として作用する前記耕深設定器６２６と、前記ロータリー耕耘機４００の耕深位置を検出する耕深位置検出手段として作用するリヤカバーセンサ６２４と、前記自動耕深制御を司る制御手段として作用する耕深制御コントローラ６００とを備えている。

前述の通り、前記リヤカバーセンサ６２４は、前記ロータリー耕耘機４００の耕深位置ｈＤを検出する耕深位置検出手段として作用する。
即ち、前記ロータリー耕耘機４００の耕深位置ｈＤ（図８（ａ）参照）に応じて、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の回動位置が変化する。従って、前記リヤカバーセンサ６２４によって、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の回動位置を検出することによって、前記ロータリー耕耘機４００の耕深位置ｈＤを検出することができる。
詳しくは、前記リヤカバーセンサ６２４は、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の回動位置として、前記耕耘上面カバー４３５に対する前記耕耘リヤカバー４３７の回動角度θＤ（図８（ａ）参照）を検出し得るように構成され、この検出回動角度θＤは、例えば、鉛直Ｖを基準にした回動角度とすることができる。
本実施の形態においては、該リヤカバーセンサ６２４は、前記耕耘上面カバー４３５の後部上面に配置されたポテンショメータ型とされている（図２、図５、図６及び図８参照）。
なお、前記リヤカバーセンサ６２４と前記耕耘リヤカバー４３７とは、センサアーム４３７ｂ及びセンサリンク４３７ｃ等を介して連結されている（図２参照）。

前記耕深制御コントローラ６００は、前記種々の設定手段及びセンサからの信号を入力して、前記昇降用アクチュエータ及び前記傾動用アクチュエータへ制御信号を出力するように構成されている。
即ち、該耕深制御コントローラ６００は、図１０に示すように、入力系が前記耕深設定器６２６，前記リヤカバーセンサ６２４に電気的に接続されると共に、出力系が前記上昇制御電磁弁５０２及び前記下降制御電磁弁５０３に電気的に接続されている。

詳しくは、該耕深制御コントローラ６００は、図１０に示すように、前記各種センサ等から入力される信号に基づいて演算処理を実行する制御演算手段を含む中央処理装置６０１（以下ＣＰＵという）と、制御プログラム等を格納したり、後述する各種関係式又はマップに関する所定のデータ等を記憶するＲＯＭ６０２と、前記ＣＰＵ６０１の演算中に生成されるデータを一時的に保持するＲＡＭ６０３とを備えている。また、前記ＣＰＵ６０１は時計用のタイマを内蔵している。
斯かる耕深制御コントローラ６００は電源印加用キースイッチ６１１を介してバッテリ６１２に接続されている。なお、前記キースイッチ６１１は、前記エンジン４を始動するためのスタータ６１３に接続される。

なお、前記リアカバーセンサ６２４は、前記耕深制御コントローラ６００に電気的に接続されている。前記耕深制御コントローラ６００は、該リアカバーセンサ６２４の出力の中から限定された帯域の信号出力を取り出すためのフィルタ部６２５を有している。
斯かるフィルタ部６２５を設けることにより、前記リアカバーセンサ６２４の検出感度変化の影響を抑制することができる。これについては後ほど詳述する。

本実施の形態においては、前記耕深制御コントローラ６００には、図１０に示すように、前記エンジン４の回転を制御する電子ガバナコントローラ６１４が接続されている。
該電子ガバナコントローラ６１４には、前記エンジン４の燃料を調節するガバナ６１５と、前記エンジン４の回転数を検出するエンジン回転センサ６１６とが接続されている。

前記電子ガバナコントローラ６１４は、作業者にて前記スロットルレバー６１７が手動操作されると、該スロットルレバー６１７の回動位置を検出するスロットルポテンショメータ６１８の検出情報に基づいて、該スロットルレバー６１７の設定回転数と前記エンジン４の回転数とが一致するように、スロットルソレノイド６１９にて燃料調節ラック（図示省略）の位置を自動的に調節する制御を実行する。これにより、前記エンジン４の回転は、負荷の変動に拘わらず、前記スロットルレバー６１７の位置に応じた所定回転数に維持され得る。

さらに、本実施の形態に係る前記耕深制御装置は、前記ロータリ耕耘機４００の検出上下高さ位置ｈＬ（図８（ｂ）参照）を、上下位置設定手段による設定高さ位置ｈＳに追従させる自動高さ制御を行えるように構成されている。
具体的には、図１０に示すように、該耕深制御装置は、前記構成に加えて、前記上下位置設定手段として作用する前記作業機昇降レバー２２と、前記ロータリー耕耘機４００の前記車輌本体に対する上下位置を検出する上下位置検出手段とを備えている。
本実施の形態においては、前記上下位置検出手段としてリフト角センサ６２７が備えられている。
該リフト角センサ６２７は、前記ロータリ耕耘機４００の対機体高さ（前記車輌本体５０に対する前記ロータリ耕耘機４００の相対高さ）ｈＬを検出し得るように構成されている。
具体的には、該リフト角センサ６２７は、前記リフトアーム２２１，２２２のリフト角度θＬ（図８（ｂ）参照）を検出するように構成されており、例えば、ポテンショメータ型のものが使用され得る。
該リフト角センサ６２７は、前記作業機用昇降機構２００と前記左リフトアーム２２１との連結箇所に配置されている（図３及び図４参照）。

そして、前記耕深制御コントローラ６００は、前記自動耕深制御に加えて、前記自動高さ制御を司るように構成されている。
具体的には、該耕深制御コントローラ６００は、前記上下位置設定手段及び前記上下位置検出手段からの信号を入力して、前記昇降用アクチュエータへ制御信号を出力するように構成されている。
即ち、該耕深制御コントローラ６００は、図１０に示すように、入力系が前記作業機昇降レバー２２及び前記リフト角センサ６２７にも電気的に接続されている。

さらに、本実施の形態に係る前記耕深制御装置は、前記ロータリ耕耘機４００の前記車輌本体５０に対する検出傾斜状態ｔ（図９参照）を前記傾斜設定器６２３による設定傾斜状態ｔＳに追従させる自動傾き制御を行えるように構成されている。
具体的には、図１０に示すように、該耕深制御装置は、前記構成に加えて、前記傾動用アクチュエータとして作用する前記傾斜制御油圧シリンダ２４０と、前記傾斜設定手段として作用する前記傾斜設定器６２３と、前記ロータリー耕耘機４００の傾斜状態を検出する作業機傾斜状態検出手段として作用する作業機ポジションセンサ６２２とを備えている。

前記作業機ポジションセンサ６２２は、前記車輌本体５０に対する前記ロータリー耕耘機４００の左右方向に関する相対的な傾斜角度を検出するように構成されており、例えば、ポテンショメータ型のものが使用され得る。
該作業機ポジションセンサ６２２は、詳細は図示していないが、例えば、前記耕耘上面カバー４３５の上方に位置する前記メインビーム４２０の左右中央箇所に配置され得る。

そして、前記耕深制御コントローラ６００は、前記自動耕深制御及び前記自動高さ制御に加えて、前記自動傾き制御を司るように構成されている。
具体的には、該耕深制御コントローラ６００は、前記傾斜設定手段６２３及び前記作業機傾斜状態検出手段６２２からの信号を入力して、前記傾動用アクチュエータ２４０へ制御信号を出力するように構成されている。
即ち、該耕深制御コントローラ６００は、図１０に示すように、入力系が前記傾斜設定器６２３及び前記作業機ポジションセンサ６２２にも電気的に接続されると共に、出力系が前記傾斜制御電磁弁５０４に電気的に接続されている。

さらに、本実施の形態に係る耕深制御装置には、機体ローリングセンサ６２１、前記車輌本体５０の前後方向に関する傾斜状態を検出する車輌傾斜状態検出手段として作用するピッチング角センサ６２９及び車速センサ６２８が備えられている。

該機体ローリングセンサ６２１は、前記車輌本体５０の左右方向に関する傾斜角度を検出する為のものであり、例えば、振子式のものが使用され得る。
本実施の形態においては、該機体ローリングセンサ６２１は、前記作業機用昇降機構２００の上面で且つ前記操縦座席７の後方の箇所に配置されている（図１〜図４参照）。
前記ピッチング角センサ６２９は、前記車輌本体５０の前後方向に関する傾斜角度を検出する為のものであり、例えば、振子式のものが使用され得る。
また該車速センサ６２８は、前後四輪２，３の回転速度（走行速度）を検出するためのものである。

図１１は第１実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機４００を耕深制御する際の制御ブロック線図である。

該耕深制御コントローラ６００は、さらに、前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤと前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲとの偏差Δｈの大きさに基づき前記自動耕深制御における制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの大きさによって制御ゲインを選択するように構成されている（図１１（ａ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる制御ゲインの選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００は、前記タイマにて前記偏差Δｈの大きさの所定時間内における積分値に基づき前記自動耕深制御における制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの積分値の大きさによって制御ゲインを選択するように構成されている（図１１（ｂ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる制御ゲインの選択」及び／又は前記「偏差Δｈの積分値の大きさによる制御ゲインの選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００は、前記偏差Δｈの変化割合の大きさに基づき前記自動耕深制御における制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの微分値の大きさによって制御ゲインを選択するように構成されている（図１１（ｃ）参照）。
ここで、Ｋは制御ゲインであり、添字ｐのゲインは比例ゲイン、添字ｉのゲインは積分ゲイン、添字ｄのゲインは微分ゲインを示す。

斯かる構成を備えることにより、前記偏差Δｈ、前記偏差Δｈの積分値及び前記偏差Δｈの微分値の大きさのうち少なくとも一つに応じて前記制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを変更することができる。
本実施の形態においては、前記偏差Δｈ及び／又は前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを小さくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようになっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。
また、前記偏差Δｈの積分値の大きさが所定の閾値以内の場合には前記制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを所定の制御ゲインと等しいか又は前記所定制御ゲインより大きくし、且つ、前記偏差Δｈの積分値の大きさが前記所定閾値よりも大きい場合には前記制御ゲインＫｐ、Ｋｉ，Ｋｄを前記所定制御ゲインより小さくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようにもなっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。また、この場合、持続的な外乱の入力があった場合であっても、前記ロータリ耕耘機４００の昇降制御の安定化を図ることができる。

なお、前記フィルタ部６２５の遮断周波数Ｆｃの範囲は、本実施の形態では、基準となる固定の基準遮断周波数範囲としている。また、本実施の形態では、前記偏差Δｈの大きさについて、所定時間内における積分値を求めるが、前記積分値に代えて、平均値を求めてもよい。この場合の平均値は、単純平均値、重みつき平均値、単純移動平均値、重みつき移動平均値のうち何れであってもよい。また、前記所定時間内における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよいが、所定サンプリング数における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよい。

図１２に、前記制御ゲインＫｐと前記偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す制御ゲインマップを示す。
前記ＲＯＭ６０２には、例えば、前記制御ゲインＫｐと前記偏差Δｈの大きさとの関係を示す制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップが予め記憶されている。
この制御ゲイン演算用関係式を制御ゲインマップとした場合を図１２に示している。図１２では、前記偏差Δｈの大きさを横軸に採り、制御ゲインＫｐを縦軸に採っている。

斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００は、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って前記制御ゲインＫｐを小さくする。
なお、前記偏差Δｈの大きさとこれに対応する制御ゲインＫｐとが関連づけられたデータを、テーブルマップとして前記ＲＯＭ６０２に予め記憶させるようにしてもよい。
また、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとこれに対応する制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄとが関連づけられた関係式又は制御ゲインマップ或いはテーブルマップであってもよい。
前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとこれに対応する制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄとが関連づけられた関係式又は制御ゲインマップ或いはテーブルマップであってもよい。
これらの関係は各制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄ共通でも独立でもかまわない。本実施形態では、各制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄ共通としている。なお、各制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄのうち何れかのゲインを０「ゼロ」として不使用にすることができる。

前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を得るための手段は、本実施の形態では、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップ或いはテーブルマップであって、図１２に示す関係と同様の関係を示すものを用いている。例えば、前記ＲＯＭ６０２には、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップも予め記憶されている。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００は、前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを小さくする。

また、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、本実施の形態では、次にようにして求めている。即ち、前記タイマによる所定時間内において、前記偏差Δｈが予め決められた閾値偏差Δｈｔを上回ったとき、カウンタＣを加算していき、該カウンタＣの値が予め決められた閾値カウンタＣｔを超えたときに、前記制御ゲインＫｐに係数α（但し０＜α＜１）を掛ける一方、前記偏差Δｈが予め決められた目標範囲Δｈｄ以内にある場合は、該カウンタＣをリセットし、前記制御ゲインＫｐを元の値に戻す。そして所定時間経過後に得られた制御ゲインＫｐを各制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄとし、こうして各制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを得るようにしている。これについては後述する図１４のフローチャートで詳述する。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００は、前記偏差Δｈの積分値の大きさが前記閾値偏差Δｈｔ以内の場合には前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを元の制御ゲインと等しいか又は大きく（ここでは等しく）し、且つ、前記積分値の大きさが前記閾値偏差Δｈｔより大きい場合には前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを元の制御ゲインより小さくする。
なお、前記閾値偏差Δｈｔ、前記閾値カウンタＣｔ及び前記目標範囲Δｈｄは、前記ＲＯＭ６０２に予め記憶されている。

次に、図１１乃至図１５を参照しながら前記耕深制御コントローラ６００による前記ロータリー耕耘機４００の耕深制御動作の一例を以下に詳述する。
（偏差Δｈの大きさによる制御ゲインの選択）
先ず、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択する場合について説明する。
図１３に、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートを示す。

図１３に示す耕深制御では、ステップＳ１からの処理に先立ち、後述するステップＳ５の処理で用いる偏差の累積値Δｈｉ及び変数Δｈ１に、初期値として「０（ゼロ）」が代入される。なお、変数Δｈ１はステップＳ８において前回の偏差Δｈの値を格納しておく為のものである。

図１３に示す耕深制御では、先ず、前記リヤカバーセンサ６２４による検出上下回動角度θＤを読み込む（ステップＳ１）。該読み込まれた検出上下回動角度θＤに基づく前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤと前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲとの偏差Δｈを算出する（ステップＳ２）。

次に、前記ＲＯＭ６０２に予め記憶された、制御ゲインと偏差の大きさとの関係を示す制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップを該ＲＯＭ６０２から読み出す（ステップＳ３）。該読み出された制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップと、前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈとに基づき、前記偏差Δｈの大きさに応じた制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを求める（ステップＳ４）。この場合の前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って小さい値になる（図１２参照）。

次に、前記偏差Δｈの積分・微分を計算する（ステップＳ５）。
具体的には、次の式（１）に示すように、偏差の累積値Δｈｉに前記偏差Δｈを加算するとともに、次の式（２）に示すように、前記偏差Δｈから前回の偏差Δｈ１（但し初期値は「０」）を差し引いた前回偏差との差Δｈｄを算出する。
Δｈｉ＝Δｈｉ＋Δｈ・・・式（１）
Δｈｄ＝Δｈ−Δｈ１・・・式（２）

次に、出力値Ｙを計算する（ステップＳ６）。
具体的には、前記ステップＳ２で得られた偏差Δｈと、前記ステップＳ４で得られた制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと、前記ステップＳ５で得られた偏差の累積値Δｈｉ及び前回偏差との差Δｈｄとを次の式（３）に代入して、出力値Ｙを算出する。
Ｙ＝ＫｐΔｈ＋ＫｉΔｈｉ＋ＫｄΔｈｄ・・・式（３）

そして、出力値Ｙを出力する（ステップＳ７）。
これにより、耕深制御の際には、前記ステップＳ６で得られた出力値Ｙと、前記リヤカバーセンサ６２４で読み込まれた検出上下回動角度θＤに基づく検出耕深位置ｈＤとにより、該検出耕深位置ｈＤが前記耕深設定器６２６の設定回動角度θＲに基づく設定耕深位置ｈＲとなるように前記昇降制御油圧シリンダ２２０の自動昇降制御量が算出される。こうして算出された自動昇降制御量にて前記上昇制御電磁弁５０２又は前記下降制御電磁弁５０３が作動され、前記昇降制御油圧シリンダ２２０による前記ロータリー耕耘機４００の下降又は上昇の動作が実行される。

次に、前記変数Δｈ１に前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈの値を代入し（ステップＳ８）、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、前記自動耕深制御動作終了か否かを判断し、自動耕深制御動作中と判断したときは、ステップＳ１〜ステップＳ８までの動作を順次繰り返す一方、自動耕深制御動作が終了したと判断したときには、前記自動耕深制御を終了する。

（偏差Δｈの積分値の大きさによる制御ゲインの選択）
次に、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択する場合について説明する。
図１４に、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートを示す。
図１４に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ１〜Ｓ４の代わりに前記偏差Δｈの積分値を求めるステップＳ１０１〜Ｓ１１４を設けている。図１４に示すフローチャートは、ステップＳ１０１〜Ｓ１１４以外は図１３のフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

図１４に示す耕深制御では、先ず、初期値としてカウンタＣに「０」を代入する（ステップＳ１０１）。前記ＲＯＭ６０２に予め記憶された前記閾値偏差Δｈｔ、閾値カウンタＣｔ及び目標範囲Δｈｄを該ＲＯＭ６０２から読み出す（ステップＳ１０２）。

次に、前記制御ゲインＫｐの値を変数Ｋｐ’に代入する（ステップＳ１０３）。
前記リヤカバーセンサ６２４による検出上下回動角度θＤを読み込み（ステップＳ１０４）、該読み込まれた検出上下回動角度θＤに基づく前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤと前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲとの偏差Δｈを算出する（ステップＳ１０５）。

次に、前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２から読み出された閾値偏差Δｈｔより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
具体的には、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔより大きいと判断した場合には、ステップＳ１０７に移行する一方、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔと等しいか又は前記閾値偏差Δｈｔより小さいと判断した場合には、ステップＳ１０８に移行する。
前記ステップＳ１０６で前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔより大きいと判断した場合、前記カウンタＣに１を加算する（ステップＳ１０７）。

次に、前記カウンタＣが前記ＲＯＭ６０２から読み出された閾値カウンタＣｔより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
具体的には、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔより大きいと判断した場合には、ステップＳ１０９に移行する一方、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔと等しいか又は前記閾値カウンタＣｔより小さいと判断した場合には、ステップＳ１１０に移行する。
前記ステップＳ１０８で前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔより大きいと判断した場合、前記制御ゲインＫｐに係数α（但し０＜α＜１、例えば、α＝０．５）を掛ける（ステップＳ１０９）。

前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２から読み出された目標範囲Δｈｄ内にあるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
具体的には、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ内にあると判断した場合には、ステップＳ１１１に移行する一方、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ内にないと判断した場合には、ステップＳ１１３に移行する。
前記ステップＳ１１０で前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ内にあると判断した場合、前記カウンタＣを「０」にリセットする（ステップＳ１１１）。前記制御ゲインＫｐに前記変数Ｋｐ’の値を代入して該制御ゲインＫｐを元に戻し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１３に移行する。

次に、前記タイマによって所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ１１３）。
具体的には、所定時間経過していないと判断した場合には、ステップＳ１０４に戻る一方、所定時間経過したと判断した場合には、ステップＳ１１４に移行する。

ステップＳ１１４では、所定時間経過後に得られた、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた制御ゲインｋｐの値を前記制御ゲインＫｉ，Ｋｄに代入する。
そして、前記ステップＳ６において前記ステップＳ１０１〜Ｓ１１４で得られた偏差Δｈ及び制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと、前記ステップＳ５で得られた偏差の累積値Δｈｉ及び前回偏差との差Δｈｄとを前記式（３）に代入して、出力値Ｙを算出する。

（偏差Δｈの微分値の大きさによる制御ゲインの選択）
次に、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択する場合について説明する。
図１５に、第１実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートを示す。
図１５に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ３及びＳ４の代わりにそれぞれステップＳ３０及びＳ４０を設け、ステップＳ２とＳ３０との間にステップＳ２１を、またステップＳ４０とＳ５との間にステップＳ４１を追加している。図１４に示すフローチャートは、ステップＳ３０，Ｓ４０，Ｓ２１及びＳ４１以外は図１３のフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

図１５に示す耕深制御では、ステップＳ１からの処理に先立ち、後述するステップＳ２１の処理で用いる変数Δｈ２に、初期値として「０（ゼロ）」が代入される。この変数Δｈ２はステップＳ４１において一回前に処理された偏差Δｈの値を格納する為のものである。

ステップＳ２１では、前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈの微分値を求める為に、次の式（４）に示すように、該偏差Δｈと一回前に処理された偏差Δｈの値を格納する変数Δｈ２（但し初期値は「０」）との差の絶対値を求め、該差の絶対値を変数Δｈｊに代入する。
Δｈｊ＝｜Δｈ−Δｈ２｜・・・式（４）

ステップＳ３０では、前記ＲＯＭ６０２に予め記憶された、制御ゲインと偏差の微分値の大きさとの関係を示す制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップを該ＲＯＭ６０２から読み出す。ステップＳ４０では、該読み出された制御ゲイン演算用関係式又は制御ゲインマップと、前記ステップＳ２１で算出された変数Δｈｊとに基づき、前記偏差Δｈの微分値Δｈｊ（変化割合）の大きさに応じた制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを求め、ステップＳ４１に移行する。この場合の前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄは、前記偏差Δｈの微分値Δｈｊの大きさが大きくなるに従って小さい値になる。

ステップＳ４１では、前記変数Δｈ２に前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈの値を代入する。
そして、前記ステップＳ６において、前記ステップＳ２で得られた偏差Δｈと、前記ステップＳ４０で得られた制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄと、前記ステップＳ５で得られた偏差の累積値Δｈｉ及び前回偏差との差Δｈｄとを前記式（３）に代入して、出力値Ｙを算出する。

なお、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄの変更に代えて、若しくは、加えて、前記自動耕深制御を行う際の不感帯幅δを変更することも可能である。
これについて、次の第２の実施形態を参照しながら説明する。

（第２実施形態）
以下、本発明に係る耕深制御装置の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態に係る耕深制御装置は、図１０に示す耕深制御装置とは耕深制御コントローラ６００が異なる以外は実質的に同じものである。従って、第２実施形態に係る耕深制御装置のブロック図を図１０に示すブロック図に代用させ、その詳細な説明を省略する。なお、耕深制御コントローラ６００ａの参照符号は図１０に示す耕深制御コントローラ６００の後の括弧内に付してある。後述する第３実施形態についても同様である。

第２実施形態に係る耕深制御装置の耕深制御コントローラ６００ａは、前記第１実施形態に係る耕深制御装置の耕深制御コントローラ６００において前記ＲＯＭ６０２の代わりにＲＯＭ６０２ａを備えている。なお、ＲＯＭ６０２ａの参照符号は図１０に示すＲＯＭ６０２の後の括弧内に付してある。後述する第３実施形態についても同様である。

図１６は第２実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機４００を耕深制御する際の制御ブロック線図である。

該耕深制御装置は、第１実施形態の耕深制御装置において、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを変更する構成に代えて、前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤと前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲとの偏差Δｈの大きさに基づき前記自動耕深制御における不感帯幅δを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの大きさによって不感帯幅を選択するように構成されている（図１６（ａ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる不感帯幅の選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００ａは、前記タイマにて前記偏差Δｈの所定時間内における積分値の大きさに基づき前記自動耕深制御における不感帯幅δを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの積分値の大きさによって不感帯幅を選択するように構成されている（図１６（ｂ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる不感帯幅の選択」及び／又は前記「偏差Δｈの積分値の大きさによる不感帯幅の選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００ａは、前記偏差Δｈの変化割合の大きさに基づき前記自動耕深制御における不感帯幅δを変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの微分値の大きさによって不感帯幅を選択するように構成されている（図１６（ｃ）参照）。

斯かる構成を備えることにより、前記偏差Δｈ、前記偏差Δｈの積分値及び前記偏差Δｈの微分値の大きさのうち少なくとも一つに応じて前記不感帯幅δを変更することができる。
本実施の形態においては、前記偏差Δｈ及び／又は前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記不感帯幅δを大きくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようになっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。
また、前記偏差Δｈの積分値の大きさが所定の閾値以内の場合には前記不感帯幅δを所定の不感帯幅と等しいか又は前記所定不感帯幅より小さくし、且つ、前記偏差Δｈの積分値の大きさが前記所定閾値よりも大きい場合には前記不感帯幅δを前記所定不感帯幅より大きくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようにもなっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。また、この場合、持続的な外乱の入力があった場合であっても、前記ロータリ耕耘機４００の昇降制御の安定化を図ることができる。

なお、前記フィルタ部６２５の遮断周波数Ｆｃの範囲は、前記第１実施形態と同様、基準となる固定の基準遮断周波数範囲としている。また、本実施の形態では、前記第１実施形態と同様、前記偏差Δｈの大きさについて、所定時間内における積分値を求めるが、前記積分値に代えて、平均値を求めてもよい。この場合の平均値は、単純平均値、重みつき平均値、単純移動平均値、重みつき移動平均値のうち何れであってもよい。また、前記所定時間内における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよいが、所定サンプリング数における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよい。

図１７に、前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す不感帯マップを示す。
前記ＲＯＭ６０２ａには、例えば、前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの大きさとの関係を示す不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップが予め記憶されている。
この不感帯幅演算用関係式関係式を不感帯マップとした場合を図１７に示している。図１７では、前記偏差Δｈの大きさを横軸に採り、前記不感帯幅δを縦軸に採っている。

斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ａは、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って前記不感帯幅δを大きくする。
なお、前記偏差Δｈの大きさとこれに対応する不感帯幅δとが関連づけられたデータを、テーブルマップとして前記ＲＯＭ６０２ａに予め記憶させるようにしてもよい。
ここで、不感帯とは、前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤが前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲを中心とする所定の上下幅範囲内にあれば、前記昇降制御油圧シリンダ２２０を非駆動とし、検出耕深位置ｈＤが前記上下幅範囲から外れていれば、前記昇降制御油圧シリンダ２２０を昇降動させて前記ロータリ耕耘機４００の耕深位置を設定耕深位置ｈＲに近付ける動作隙間のことをいう。
また、前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとこれに対応する不感帯幅δとが関連づけられた関係式又は不感帯マップ或いはテーブルマップであってもよい。
前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとこれに対応する不感帯幅δとが関連づけられた関係式又は不感帯マップ或いはテーブルマップであってもよい。

前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を得るための手段は、本実施の形態では、前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップ或いはテーブルマップであって、図１７に示す関係と同様の関係を示すものを用いている。例えば、前記ＲＯＭ６０２ａには、前記不感帯幅δと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップも予め記憶されている。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ａは、前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記不感帯幅δを大きくする。

また、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた前記不感帯幅δは、係数αを除き前記第１実施形態と同様にして求めている。これについては後述する図１９のフローチャートで説明する。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ａは、前記偏差Δｈの積分値の大きさが閾値偏差Δｈｔ’以内の場合には前記不感帯幅δを元の不感帯幅と等しいか又は大きく（ここでは等しく）し、且つ、前記積分値の大きさが前記閾値偏差Δｈｔ’より大きい場合には前記不感帯幅δを元の不感帯幅より大きくする。
なお、図１９のフローチャートで用いる閾値偏差Δｈｔ’、閾値カウンタＣｔ’及び目標範囲Δｈｄ’は、前記ＲＯＭ６０２ａに予め記憶されている。

次に、図１６乃至図２０を参照しながら前記耕深制御コントローラ６００ａによる前記ロータリー耕耘機４００の耕深制御動作の一例を以下に詳述する。
（偏差Δｈの大きさによる不感帯幅の選択）
先ず、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記不感帯幅δを選択する場合について説明する。
図１８に、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記不感帯幅δを選択するためのフローチャートを示す。

図１８に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ３及びＳ４の代わりにそれぞれステップＳ３’及びＳ４’を設けている。図１８のフローチャートは、Ｓ３’及びＳ４’以外は図１３のフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ３’では、前記ＲＯＭ６０２ａに予め記憶された、不感帯幅と偏差の大きさとの関係を示す不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップを該ＲＯＭ６０２ａから読み出す。

ステップＳ４’では、前記偏差Δｈの大きさに応じた不感帯幅δによる不感帯処理を行う。
具体的には、該読み出された不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップと、前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈとに基づき、前記偏差Δｈの大きさに応じた不感帯幅δを求める。この場合の前記不感帯幅δは、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って大きい値になる（図１７参照）。
これにより、耕深制御の際には、前記検出耕深位置ｈＤと前記設定耕深位置ｈＲとの差量が前記偏差Δｈの大きさに応じた不感帯幅δ内にあれば、前記昇降制御油圧シリンダ２２０が非駆動とされ、該差量が該不感帯幅δから外れていれば、前記自動傾き制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

（偏差Δｈの積分値の大きさによる不感帯幅の選択）
次に、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記不感帯幅δを選択する場合について説明する。
図１９に、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記不感帯幅δを選択するためのフローチャートを示す。
図１９に示すフローチャートは、図１４に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ１０２、Ｓ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８〜Ｓ１１０，Ｓ１１２及びＳ１１４の代わりにそれぞれステップＳ１０２’、Ｓ１０３’，Ｓ１０６’，Ｓ１０８’〜Ｓ１１０’，Ｓ１１２’及びＳ１１４’を設けている。図１９に示すフローチャートは、ステップＳ１０２’、Ｓ１０３’，Ｓ１０６’，Ｓ１０８’〜Ｓ１１０’，Ｓ１１２’及びＳ１１４’以外は図１４に示すフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ１０２’では、前記ＲＯＭ６０２ａに予め記憶された前記閾値偏差Δｈｔ’、閾値カウンタＣｔ’及び目標範囲Δｈｄ’を該ＲＯＭ６０２ａから読み出す。
ステップＳ１０３’では、前記不感帯幅δの値を変数δ’に代入する。

ステップＳ１０６’では、前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２ａから読み出された閾値偏差Δｈｔ’より大きいか否かを判断する。
具体的には、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔ’より大きいと判断した場合には、ステップＳ１０７に移行する一方、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔ’と等しいか又は前記閾値偏差Δｈｔ’より小さいと判断した場合には、ステップＳ１０８’に移行する。

ステップＳ１０８’では、前記カウンタＣが前記ＲＯＭ６０２ａから読み出された閾値カウンタＣｔ’より大きいか否かを判断する。
具体的には、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔ’より大きいと判断した場合には、ステップＳ１０９’に移行する一方、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔ’と等しいか又は前記閾値カウンタＣｔ’より小さいと判断した場合には、ステップＳ１１０’に移行する。
ステップＳ１０９’では、前記不感帯幅δに係数β１（但しβ１＞１、例えば、β１＝２）を掛ける。

ステップＳ１１０’では、前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２ａから読み出された目標範囲Δｈｄ’内にあるか否かを判断する。
具体的には、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ’内にあると判断した場合には、ステップＳ１１１に移行する一方、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ’内にないと判断した場合には、ステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ１１２’では、前記不感帯幅δに前記変数δ’の値を代入して該不感帯幅δを元に戻し、ステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１４’では、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた不感帯幅δによる不感帯処理を行う。
具体的には、所定時間経過後の前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた不感帯幅δを得る。
これにより、耕深制御の際には、前記検出耕深位置ｈＤと前記設定耕深位置ｈＲとの差量が前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた不感帯幅δ内にあれば、前記昇降制御油圧シリンダ２２０が非駆動とされ、該差量が該不感帯幅δから外れていれば、前記自動傾き制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

（偏差Δｈの微分値の大きさによる不感帯幅の選択）
次に、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記不感帯幅δを選択する場合について説明する。
図２０に、第２実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記不感帯幅δを選択するためのフローチャートを示す。
図２０に示すフローチャートは、図１５に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ３０及びＳ４０の代わりにそれぞれステップＳ３０’及びＳ４０’を設けている。図２０に示すフローチャートは、ステップＳ３０’及びＳ４０’以外は図１５に示すフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ３０’では、前記ＲＯＭ６０２ａに予め記憶された、不感帯幅と偏差の微分値の大きさとの関係を示す不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップを該ＲＯＭ６０２ａから読み出す。

ステップＳ４０’では、前記偏差Δｈの微分値の大きさに応じた不感帯幅δによる不感帯処理を行う。
具体的には、該読み出された不感帯幅演算用関係式又は不感帯マップと、前記ステップＳ２１で算出された変数Δｈｊとに基づき、前記偏差Δｈの微分値Δｈｊ（変化割合）の大きさに応じた不感帯幅δを求める。この場合の前記不感帯幅δは、前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って大きい値になる。
これにより、耕深制御の際には、前記検出耕深位置ｈＤと前記設定耕深位置ｈＲとの差量が前記偏差Δｈの微分値の大きさに応じた不感帯幅δ内にあれば、前記昇降制御油圧シリンダ２２０が非駆動とされ、該差量が該不感帯幅δから外れていれば、前記自動傾き制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

なお、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄ及び／又は前記不感帯幅δの変更に代えて、若しくは、加えて、前記自動耕深制御を行う際の後述するフィルタ部６２５ｂの遮断周波数Ｆｃの範囲を変更することも可能である。
これについて、次の第３の実施形態を参照しながら説明する。

（第３実施形態）
以下、本発明に係る耕深制御装置の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態に係る耕深制御装置は、図１０に示す耕深制御装置とは耕深制御コントローラ６００が異なる以外は実質的に同じものである。

第３実施形態に係る耕深制御装置の耕深制御コントローラ６００ｂは、前記第１実施形態に係る耕深制御装置の耕深制御コントローラ６００において前記ＲＯＭ６０２及び前記フィルタ部６２５の代わりにＲＯＭ６０２ｂ及びフィルタ部６２５ｂを備えている。前記フィルタ部６２５ｂは、遮断周波数Ｆｃの範囲が可変されるように構成されている。なお、前記フィルタ部６２５ｂの参照符号は図１０に示すフィルタ部６２５の後の括弧内に付してある。

図２１は第３実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機４００を耕深制御する際の制御ブロック線図である。

該耕深制御装置は、第１実施形態の耕深制御装置において、前記制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを変更する構成に代えて、前記ロータリー耕耘機４００の検出耕深位置ｈＤと前記耕深設定器６２６による設定耕深位置ｈＲとの偏差Δｈの大きさに基づき前記自動耕深制御における遮断周波数Ｆｃの範囲を変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの大きさによって遮断周波数範囲を選択するように構成されている（図２１（ａ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる遮断周波数範囲の選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００ｂは、前記タイマにて前記偏差Δｈの所定時間内における積分値の大きさに基づき前記自動耕深制御における遮断周波数Ｆｃの範囲を変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの積分値の大きさによって遮断周波数範囲を選択するように構成されている（図２１（ｂ）参照）。
前記「偏差Δｈの大きさによる遮断周波数範囲の選択」及び／又は前記「偏差Δｈの積分値の大きさによる遮断周波数範囲の選択」に代えて、若しくは、加えて、該耕深制御コントローラ６００ｂは、前記偏差Δｈの変化割合の大きさに基づき前記自動耕深制御における遮断周波数の範囲を変更するように構成されている。即ち、前記偏差Δｈの微分値の大きさによって遮断周波数範囲を選択するように構成されている（図２１（ｃ）参照）。

斯かる構成を備えることにより、前記偏差Δｈ、前記偏差Δｈの積分値及び前記偏差Δｈの微分値の大きさのうち少なくとも一つに応じて前記遮断周波数Ｆｃの範囲を変更することができる。
本実施の形態においては、前記偏差Δｈ及び／又は前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記遮断周波数Ｆｃの範囲を小さくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようになっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。
また、前記偏差Δｈの積分値の大きさが所定の閾値以内の場合には前記遮断周波数Ｆｃの範囲を所定の遮断周波数範囲と等しいか又は前記所定遮断周波数範囲より大きくし、且つ、前記偏差Δｈの積分値の大きさが前記所定閾値よりも大きい場合には前記遮断周波数Ｆｃの範囲を前記所定遮断周波数範囲より小さくすることで、前記偏差Δｈが大きい場合におけるオーバーシュート現象を有効に防止しつつ、可及的速やかに耕深位置ｈＤを設定耕深位置ｈＲに追従させることができるようにもなっている。これにより、自動耕深制御の安定化を図ることができる。また、この場合、持続的な外乱の入力があった場合であっても、前記ロータリ耕耘機４００の昇降制御の安定化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、前記第１実施形態と同様、前記偏差Δｈの大きさについて、所定時間内における積分値を求めるが、前記積分値に代えて、平均値を求めてもよい。この場合の平均値は、単純平均値、重みつき平均値、単純移動平均値、重みつき移動平均値のうち何れであってもよい。また、前記所定時間内における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよいが、所定サンプリング数における前記積分値や前記平均値を求めるようにしてもよい。

前記フィルタ部６２５ｂとしては、低域フィルタ（ローパスフィルタ、ＬＰＦ）、高域フィルタ（ハイパスフィルタ、ＨＰＦ）、帯域フィルタ（バンドパスフィルタ、ＢＰＦ）、又は帯域消去フィルタ（バンドエリミネ−ションフィルタ、ＢＥＦ）を採用することができる。本実施の形態では、前記フィルタ部６２５ｂとして低域フィルタが採用されている。周知の通り、低域フィルタは、その遮断周波数Ｆｃより高い周波数域の信号をほぼ０（ゼロ）とし、遮断周波数Ｆｃ以下の周波数域の信号をそのまま通過させるように構成されている。遮断周波数Ｆｃは周波数の通過域と減衰域との境界値のことである。
本実施の形態では、既述のとおり、前記フィルタ部６２５ｂで採用される遮断周波数Ｆｃは可変となっているが、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）の場合は、可変コンデンサを使用することで実現できる。また、ＲＣフィルタ（抵抗とコンデンサとからなるフィルタ）の場合は、可変抵抗と可変コンデンサとの組合せで実現できる。

図２２に、前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す遮断周波数範囲マップを示す。
前記ＲＯＭ６０２ｂには、例えば、前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの大きさとの関係を示す遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップが予め記憶されている。
この遮断周波数範囲演算用関係式を遮断周波数範囲マップとした場合を図２２に示している。図２２では、前記偏差Δｈの大きさを横軸に採り、前記遮断周波数Ｆｃを縦軸に採っている。

斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ｂは、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って前記遮断周波数Ｆｃの範囲を小さくする（本実施の形態では前記フィルタ部６２５ｂは低域フィルタであるので遮断周波数Ｆｃを高くする）。
なお、前記偏差Δｈの大きさとこれに対応する遮断周波数Ｆｃとが関連づけられたデータを、テーブルマップとして前記ＲＯＭ６０２ｂに予め記憶させるようにしてもよい。
また、前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの所定時間内（又は所定サンプリング数）における積分値（若しくは平均値）の大きさとこれに対応する遮断周波数Ｆｃとが関連づけられた関係式又は遮断周波数範囲マップ或いはテーブルマップであってもよい。
前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとの関係を得るための手段は、例えば、前記偏差Δｈの変化割合（微分値）の大きさとこれに対応する遮断周波数Ｆｃとが関連づけられた関係式又は遮断周波数範囲マップ或いはテーブルマップであってもよい。

前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を得るための手段は、本実施の形態では、前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップ或いはテーブルマップであって、図２２に示す関係と同様の関係を示すものを用いている。例えば、前記ＲＯＭ６０２ｂには、前記遮断周波数Ｆｃと前記偏差Δｈの微分値の大きさとの関係を示す遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップも予め記憶されている。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ｂは、前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って前記遮断周波数Ｆｃの範囲を小さくする（本実施の形態では遮断周波数Ｆｃを高くする）。

また、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた前記遮断周波数Ｆｃは、係数αを除き前記第１実施形態と同様にして求めている。これについては後述する図２４のフローチャートで説明する。
斯かる構成を備えることにより、前記耕深制御コントローラ６００ｂは、前記偏差Δｈの積分値の大きさが閾値偏差Δｈｔ”以内の場合には前記遮断周波数Ｆｃの範囲を元の遮断周波数の範囲と等しいか又は大きく（本実施の形態では遮断周波数Ｆｃを等しく）し、且つ、前記積分値の大きさが前記閾値偏差Δｈｔ”より大きい場合には前記遮断周波数Ｆｃの範囲を元の遮断周波数の範囲より小さくする（本実施の形態では遮断周波数Ｆｃを高くする）。
なお、図２４のフローチャートで用いる閾値偏差Δｈｔ”、閾値カウンタＣｔ”及び目標範囲Δｈｄ”は、前記ＲＯＭ６０２ｂに予め記憶されている。

なお、前記フィルタ部６２５ｂは、前記遮断周波数Ｆｃが伝送されることにより、遮断周波数をＦｃとするフィルタが形成される。

次に、図２１乃至図２５を参照しながら前記耕深制御コントローラ６００ｂによる前記ロータリー耕耘機４００の耕深制御動作の一例を以下に詳述する。
（偏差Δｈの大きさによる遮断周波数範囲の選択）
先ず、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択する場合について説明する。
図２３に、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートを示す。

図２３に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ３及びＳ４の代わりにそれぞれステップＳ３”及びＳ４”を設けている。図２３のフローチャートは、Ｓ３”及びＳ４”以外は図１３のフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ３”では、前記ＲＯＭ６０２ｂに予め記憶された、遮断周波数と偏差の大きさとの関係を示す遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップを該ＲＯＭ６０２ｂから読み出す。

ステップＳ４”では、前記偏差Δｈの大きさに応じた遮断周波数Ｆｃによるフィルタ処理を行う。
具体的には、該読み出された遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップと、前記ステップＳ２で算出された偏差Δｈとに基づき、前記偏差Δｈの大きさに応じた遮断周波数Ｆｃを求める。この場合の前記遮断周波数Ｆｃは、前記偏差Δｈの大きさが大きくなるに従って高い値に（換言すれば遮断周波数Ｆｃの範囲は小さく）なる（図２２のハッチング部参照）。
これにより、耕深制御の際には、前記フィルタ部６２５ｂにおいて、前記偏差Δｈの大きさに応じた遮断周波数Ｆｃとするフィルタが形成され、該フィルタ部６２５ｂを介して前記リヤカバーセンサ６２４で検出上下回動角度θＤに基づく検出耕深位置ｈＤが検出され、この検出耕深位置ｈＤが記耕深設定器６２６にて設定された設定耕深位置ｈＲとなるように前記昇降制御油圧シリンダ２２０の自動昇降制御量が算出される。こうして算出された自動昇降制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

（偏差Δｈの積分値の大きさによる遮断周波数範囲の選択）
次に、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択する場合について説明する。
図２４に、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの積分値の大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートを示す。
図２４に示すフローチャートは、図１４に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ１０２、Ｓ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８〜Ｓ１１０，Ｓ１１２及びＳ１１４の代わりにそれぞれステップＳ１０２”、Ｓ１０３”，Ｓ１０６”，Ｓ１０８”〜Ｓ１１０”，Ｓ１１２”及びＳ１１４”を設けている。図２４に示すフローチャートは、ステップＳ１０２”、Ｓ１０３”，Ｓ１０６”，Ｓ１０８”〜Ｓ１１０”，Ｓ１１２”及びＳ１１４”以外は図１４に示すフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ１０２”では、前記ＲＯＭ６０２ｂに予め記憶された前記閾値偏差Δｈｔ”、閾値カウンタＣｔ”及び目標範囲Δｈｄ”を該ＲＯＭ６０２ｂから読み出す。
ステップＳ１０３”では、前記遮断周波数Ｆｃの値を変数Ｆｃ’に代入する。

ステップＳ１０６”では、前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２ｂから読み出された閾値偏差Δｈｔ”より大きいか否かを判断する。
具体的には、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔ”より大きいと判断した場合には、ステップＳ１０７に移行する一方、前記偏差Δｈが前記閾値偏差Δｈｔ”と等しいか又は前記閾値偏差Δｈｔ”より小さいと判断した場合には、ステップＳ１０８”に移行する。

ステップＳ１０８”では、前記カウンタＣが前記ＲＯＭ６０２ｂから読み出された閾値カウンタＣｔ”より大きいか否かを判断する。
具体的には、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔ”より大きいと判断した場合には、ステップＳ１０９”に移行する一方、前記カウンタＣが前記閾値カウンタＣｔ”と等しいか又は前記閾値カウンタＣｔ”より小さいと判断した場合には、ステップＳ１１０”に移行する。
ステップＳ１０９”では、前記遮断周波数Ｆｃに係数β２（但しβ２＞１、例えば、β２＝２）を掛ける。

ステップＳ１１０”では、前記ステップＳ１０５で算出された偏差Δｈが前記ＲＯＭ６０２ｂから読み出された目標範囲Δｈｄ”内にあるか否かを判断する。
具体的には、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ”内にあると判断した場合には、ステップＳ１１１に移行する一方、前記偏差Δｈが前記目標範囲Δｈｄ”内にないと判断した場合には、ステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ１１２”では、前記遮断周波数Ｆｃに前記変数Ｆｃ’の値を代入して該遮断周波数Ｆｃを元に戻し、ステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１４”では、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた遮断周波数Ｆｃによるフィルタ処理を行う。
具体的には、所定時間経過後の前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた遮断周波数Ｆｃを得る。
これにより、耕深制御の際には、前記フィルタ部６２５ｂにおいて、前記偏差Δｈの積分値の大きさに応じた遮断周波数Ｆｃとするフィルタが形成され、該フィルタ部６２５ｂを介して前記リヤカバーセンサ６２４で検出上下回動角度θＤに基づく検出耕深位置ｈＤが検出され、この検出耕深位置ｈＤが記耕深設定器６２６にて設定された設定耕深位置ｈＲとなるように前記昇降制御油圧シリンダ２２０の自動昇降制御量が算出される。こうして算出された自動昇降制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

（偏差Δｈの微分値の大きさによる遮断周波数範囲の選択）
次に、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択する場合について説明する。
図２５に、第３実施形態に係る自動耕深制御において前記偏差Δｈの微分値の大きさによって前記遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートを示す。
図２５に示すフローチャートは、図１５に示すフローチャートにおいて、前記ステップＳ３０及びＳ４０の代わりにそれぞれステップＳ３０”及びＳ４０”を設けている。図２５に示すフローチャートは、ステップＳ３０”及びＳ４０”以外は図１５に示すフローチャートと実質的に同じものである。従って、ここでは、これらのステップを中心に説明する。

ステップＳ３０”では、前記ＲＯＭ６０２ｂに予め記憶された、遮断周波数範囲と偏差の微分値の大きさとの関係を示す遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップを該ＲＯＭ６０２ｂから読み出す。

ステップＳ４０”では、前記偏差Δｈの微分値の大きさに応じた遮断周波数Ｆｃによるフィルタ処理を行う。
具体的には、該読み出された遮断周波数範囲演算用関係式又は遮断周波数範囲マップと、前記ステップＳ２１で算出された変数Δｈｊとに基づき、前記偏差Δｈの微分値Δｈｊ（変化割合）の大きさに応じた前記遮断周波数Ｆｃを求める。この場合の前記遮断周波数Ｆｃは、前記偏差Δｈの微分値の大きさが大きくなるに従って高い値に（換言すれば遮断周波数Ｆｃの範囲は小さく）なる。
これにより、耕深制御の際には、前記フィルタ部６２５ｂにおいて、前記偏差Δｈの微分値の大きさに応じた遮断周波数Ｆｃとするフィルタが形成され、該フィルタ部６２５ｂを介して前記リヤカバーセンサ６２４で検出上下回動角度θＤに基づく検出耕深位置ｈＤが検出され、この検出耕深位置ｈＤが記耕深設定器６２６にて設定された設定耕深位置ｈＲとなるように前記昇降制御油圧シリンダ２２０の自動昇降制御量が算出される。こうして算出された自動昇降制御量にて前記昇降制御油圧シリンダ２２０が駆動される。

なお、前記フィルタ部６２５ｂは、本実施の形態では、図２１に示すように、検出耕深位置の入力経路に介挿されているが、これに代えて、若しくは、加えて、前記昇降制御油圧シリンダ２２０への出力経路に介挿されてもよい。

図１は、本実施の形態に係る耕深制御装置が適用される作業車輌の一例である農作業用トラクタの概略側面図である。 図２は、図１に示すトラクタの概略平面図である。 図３は、図１に示すトラクタにおける耕耘機用昇降機構の概略側面図である。 図４は、図３に示す耕耘機用昇降機構の概略平面図である。 図５は、ロータリー耕耘機の図２におけるＶ−Ｖ線に沿った概略断面図である。 図６は、ロータリー耕耘機の概略背面図である。 図７は、トラクタの油圧回路図である。 図８は、ロータリー耕耘機の模式側面図である。 図９は、ロータリー耕耘機の模式背面図である。 図１０は、第１から第３実施形態に係る耕深制御装置のブロック図である。 図１１は、第１実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機を耕深制御する際の制御ブロック線図である。図１１（ａ）に、検出耕深位置と設定耕深位置との偏差Δｈの大きさによって制御ゲインを選択する構成を示し、図１１（ｂ）に、偏差Δｈの積分値の大きさによって制御ゲインを選択する構成を示し、図１１（ｃ）に、偏差Δｈの微分値の大きさによって制御ゲインを選択する構成を示す。 図１２は、制御ゲインＫｐと偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す制御ゲインマップである。 図１３は、第１実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの大きさによって制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートである。 図１４は、第１実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの積分値の大きさによって制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートである。 図１５は、第１実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの微分値の大きさによって制御ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄを選択するためのフローチャートである。 図１６は、第２実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機を耕深制御する際の制御ブロック線図である。図１６（ａ）に、検出耕深位置と設定耕深位置との偏差Δｈの大きさによって不感帯幅を選択する構成を示し、図１６（ｂ）に、偏差Δｈの積分値の大きさによって不感帯幅を選択する構成を示し、図１６（ｃ）に、偏差Δｈの微分値の大きさによって不感帯幅を選択する構成を示す。 図１７は、不感帯幅δと偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す不感帯マップである。 図１８は、第２実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの大きさによって不感帯幅δを選択するためのフローチャートである。 図１９は、第２実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの積分値の大きさによって不感帯幅δを選択するためのフローチャートである。 図２０は、第２実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの微分値の大きさによって不感帯幅δを選択するためのフローチャートである。 図２１は、第３実施形態の耕深制御装置にてロータリー耕耘機を耕深制御する際の制御ブロック線図である。図２１（ａ）に、検出耕深位置と設定耕深位置との偏差Δｈの大きさによって遮断周波数範囲を選択する構成を示し、図２１（ｂ）に、偏差Δｈの積分値の大きさによって遮断周波数範囲を選択する構成を示し、図２１（ｃ）に、偏差Δｈの微分値の大きさによって遮断周波数範囲を選択する構成を示す。 図２２は、遮断周波数Ｆｃと偏差Δｈの大きさ（絶対値）との関係の一例を示す遮断周波数範囲マップである。 図２３は、第３実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの大きさによって遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートである。 図２４は、第３実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの積分値の大きさによって遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートである。 図２５は、第３実施形態に係る自動耕深制御において偏差Δｈの微分値の大きさによって遮断周波数Ｆｃの範囲を選択するためのフローチャートである。

５０…車輌本体 ２２０…昇降用アクチュエータ ４００…耕耘機 ６００…制御手段
６２４…リヤカバー ６２６…耕深深さ設定手段 ｈＤ…検出耕深位置
ｈＲ…設定耕深位置

Claims (4)

1. リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を行うように構成された耕深制御装置であって、
   前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさが大きくなるに従って、自動耕深制御における制御ゲインを小さくするように構成したことを特徴とする耕深制御装置。
2. リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を行うように構成された耕深制御装置であって、
   前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさが大きくなるに従って、自動耕深制御における不感帯幅を大きくするように構成したことを特徴とする耕深制御装置。
3. リヤカバーの回動角度に基づき、車輌本体に対して昇降可能に連結された耕耘機の検出耕深位置を設定耕深位置に追従させる自動耕深制御を昇降用アクチュエータを利用して行うように構成された耕深制御装置であって、
   前記検出耕深位置の入力経路及び／又は前記昇降用アクチュエータへの出力経路に介挿されるフィルタを備え、
   前記検出耕深位置と前記設定耕深位置との偏差の変化割合の大きさが大きくなるに従って、自動耕深制御における、前記フィルタによって遮断される周波数範囲を小さくするように構成したことを特徴とする耕深制御装置。
4. 前記偏差の変化割合の大きさは、所定時間内における平均値又は積分値であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の耕深制御装置。

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