JPH09313010A - 耕耘高さ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー光を基準にした耕深制御でエンジン
に対する過負荷を回避する制御系を構成する。 【解決手段】 レーザー灯台Ｔから水平方向に発信され
たレーザー光Ｌを受信するレベルセンサＳを耕耘装置に
備え、レベルセンサＳに対する上下方向での中間位置に
設定した入射目標位置Ａにレーザー光Ｌが入射するよう
耕耘装置を昇降させる制御装置４０を備えることで所望
耕深の耕起面を形成するよう構成すると共に、人為操作
によってレベルセンサＳを上下方向に移動させることな
く該レベルセンサＳに対する入射目標位置を上下方向に
変位させる変更手段Ｅを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体に対して昇降
自在に備えた耕耘装置に対して、地上に設置した発信部
から水平方向に発信された基準光線を受信する受信部を
備えると共に、この受信部に対する上下方向での中間位
置に基準光線の入射目標位置を設定し、この入射目標位
置より上方側に基準光線が入射した際には耕耘装置を上
昇作動させ、この入射目標位置より下方側に基準光線が
入射した際には耕耘装置を下降作動させ、この入射目標
位置に基準光線が入射した際には耕耘装置の昇降作動を
停止させる制御動作を行う耕耘高さ制御装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成された耕耘高さ
制御装置として特開昭５４‐１１７７０８号公報に示さ
れるものが存在し、この従来例では、トラクタの車体に
昇降自在に備えた耕耘装置としての耕耘ロータリの機枠
に対して支柱状の部材を介して受信部としての受信機構
を備え、又、畦に固定設置した発信機構から水平方向に
発信されるレーザー光線に対する受信機構の受信結果に
基づいて耕耘ロータリを昇降させて作業深さを一定不変
に維持するものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例のように水平方
向に発信される光線を基準にして作業深さを制御するも
のでは複数の水田を１つの水田に拡大する場合のよう
に、絶対的に水平な圃場面を形成する作業に有効なもの
である。又、圃場面の高さに差異がある複数の水田を１
つの水田に拡大する場合の作業形態を考えるに、この種
の作業では水田夫々の間の畦を崩し、圃場面の高さの差
異を無くすよう車体を幾度も往復走行させて圃場面を均
平化する作業形態になるものの、作業の初期に例えば耕
耘装置で畦を崩す場合等、耕深が一時的に深くなった場
合には耕耘装置からの大きい負荷がエンジンに作用して
エンジンストップを発生させたり、エンジン回転数の低
下から作業能率を低下させるもこともあり改善の余地が
ある。

【０００４】この不都合を解消する目的で受信機構を支
持する支柱状の部材を伸縮自在に構成して、耕深が深く
なった場合には支柱状の部材を一時的に収縮させること
で目標耕深を浅い側に変位させて負荷の軽減を図ること
も考えられる。しかし、光センサ等比較的小型で軽量に
構成される受信機構であっても、機械的に伸縮させる機
構は構造が複雑化しやすいものとなる（対象は異なるが
特開昭５４‐１５０８０２号公報に示されるものが存在
する）。

【０００５】本発明の目的は、大きい負荷が作用する形
態の作業でも、過大な負荷の作用を回避してエンジンス
トップを発生させず、又、作業能率を低下させることの
ない耕耘高さ制御装置を合理的に構成する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記したように、車体に対して昇降自在
に備えた耕耘装置に対して、地上に設置した発信部から
水平方向に発信された基準光線を受信する受信部を備え
ると共に、この受信部に対する上下方向での中間位置に
基準光線の入射目標位置を設定し、この入射目標位置よ
り上方側に基準光線が入射した際には耕耘装置を上昇作
動させ、この入射目標位置より下方側に基準光線が入射
した際には耕耘装置を下降作動させ、この入射目標位置
に基準光線が入射した際には耕耘装置の昇降作動を停止
させる制御動作を行う耕耘高さ制御装置であって、前記
入射目標位置を前記受信部に対して上下方向に変位させ
る変更手段を備えている点にあり、その作用は次の通り
である。

【０００７】本発明の第２の特徴（請求項２）は、前記
受信部が該受信部に対する基準光線の上下方向での入射
位置に対応した受信信号を出力するよう構成されると共
に、該制御装置が前記入射目標位置に対応して入力され
る目標信号と前記受信部から入力される受信信号との比
較によって耕耘装置の昇降制御を行うよう構成され、前
記変更手段が人為操作される操作具の操作によって前記
目標信号を変更するよう構成されている点にあり、その
作用は次の通りである。

【０００８】〔作用〕上記第１の特徴によると、畦を崩
す作業のように耕耘装置に対して大きい負荷が作用する
場合には、変更手段によって受信部に対する基準光線の
入射目標位置を一時的に高く設定することで耕耘装置は
目標とする対地高さより高い位置に維持され耕耘装置に
対して作用する負荷も軽減されるものとなる。又、変更
手段が受信部に対する基準光線の入射目標位置を変位さ
せる構成であることから、入射目標位置を変更する際に
は発信部における基準光線の高さの調節、あるいは、受
信部そのものの耕耘装置に対する高さの調節を行わずに
済み、機械的な作動系も必要としない。

【０００９】上記第２の特徴によると、耕耘装置の目標
とする対地高さを変更する場合には操作具を人為操作す
ることで目標信号が変更され、この目標信号に基づいた
制御作動が行われることで、耕耘装置の目標とする対地
高さが高い側に自動的に変位するものとなる。又、この
人為操作の形態もポテンショメータ等を操作する程度の
ものとなり操作も容易なものとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、前車輪１及び
後車輪２を備えた走行車体３の前部にエンジン４を搭載
すると共に、走行車体３の後部位置にエンジン４からの
動力が伝えられるミッションケース５を備え、走行車体
３の中央位置にステアリングハンドル６と運転座席７と
を備え、走行車体３の後端位置にリンク機構８を介して
昇降自在にロータリ耕耘装置９を連結して農用トラクタ
を構成する。

【００１１】ミッションケース５の上部に配置したリフ
トシリンダ１０で昇降操作される左右一対のリフトアー
ム１１と前記リンク機構８とをリフトロッド１２を介し
て連結してリフトシリンダ１０の作動でロータリ耕耘装
置９を昇降自在に構成してあり、リフトアーム１１の基
端部には該リフトアーム１１の揺動量からロータリ耕耘
装置９の対車体高さを計測するポテンショメータ型のリ
フトアームセンサ１３を備え、ロータリ耕耘装置９の上
面には支柱１４を介し、受信部としてのレベルセンサＳ
を備えている。尚、ロータリ耕耘装置９には駆動回転す
る多数の耕起爪９Ａを備えると共に、耕起後の地面を整
地する後カバー９Ｂを横向き軸芯周りで揺動自在に備え
ている。又、運転座席７の側部にはロータリ耕耘装置９
の昇降制御を行うポジションレバー１６を備え、ステア
リングハンドル６の近傍位置にはロータリ耕耘装置９の
強制的な昇降を行う強制昇降レバー１８を備え、運転座
席７の側部にはロータリ耕耘装置９の昇降制御を行うコ
ントロールボックス１９を備えている。

【００１２】前記レベルセンサＳは図７及び図８に示す
ように、縦長姿勢のケース２１の外面に対し平面視で４
方の位置に縦方向に２５０ミリメートルに亘って多数の
受光素子２２を配置して水平面上に発信される基準光線
としてのレーザー光Ｌを感知する能力を有すると共に、
複数の受光素子２２が縦方向に配置されていることから
該レベルセンサＳに対するレーザー光Ｌの入射位置を上
下方向で５ミリメートルの分解能で認識し、更に、感知
結果を電圧信号に変換して出力するよう構成されてい
る。図６に示すように、ポジションレバー１６は横向き
の軸芯周りで揺動操作自在に構成され、その基端部には
該ポジションレバー１６の揺動操作位置を計測するポジ
ション設定器２３を備え、該ポジションレバー１６はロ
ータリ耕耘装置９を走行車体３を基準として昇降制御す
るポジション制御域ＰＯと、後述するレーザー光Ｌを基
準とした耕深制御を行う耕深制御域ＤＥとに操作自在に
構成されている。

【００１３】図５に示すように、強制昇降レバー１８は
中立位置Ｎにバネ（図示せず）で復帰するよう構成され
ると共に、その基端部Ｕに中立位置Ｎを基準に上方の上
昇位置Ｕに操作されたことを検出する上昇スイッチ２４
と、中立位置Ｎを基準に下方の下降位置Ｄに操作された
ことを検出する下降スイッチ２５とを備えている。図３
に示すように、コントロールボックス１９にはダイヤル
２６で回動操作されるポテンショメータ型の耕深設定器
２７と、設定変更ランプ２８と、アラーム２９と、警報
ランプ３０とを備えている。耕深設定用のダイヤル２６
は「浅」位置と「深」位置との間の域で操作自在に構成
されると共に、デテント機構（図示せず）によって同図
に示す如く、設定域の中央の「標準」位置に機械的に保
持し得るよう構成され、人為的な設定変更を行った後、
戻し操作する場合にもデテント機構の作用から「標準」
位置を操作の感覚で正確に認識し得るものとなってい
る。又、この耕深設定用のダイヤル２６を操作域の全域
で操作した場合でも後述する入射目標位置Ａがレベルセ
ンサＳの感知域の５０％（図９に示すＡ’〜Ａ’の域Ｃ
の範囲）に収まるよう変更量が設定されている。

【００１４】図４に示すように、運転座席７の前方のメ
ータパネル３２には燃料残量計３３と、エンジン回転数
計３４と、冷却水温度計３５と、作業形態モードを示す
複数のランプ３６とを備えており、レベルセンサＳでレ
ーザー光Ｌを受信する形態での作業時には耕深制御ラン
プ３６Ａが点灯するようになっている。

【００１５】図１に示すように、前記レベルセンサＳが
受信するためのレーザー光Ｌを発信する装置としてレー
ザー灯台Ｔが構成され、このレーザー灯台Ｔは三脚３７
に支持される本体３８にビーム状のレーザー光Ｌを水平
方向に発信する発光源（図示せず）を備えると共に、該
本体３８内の反射鏡、あるいは、プリズムを電動モータ
（図示せず）で縦向き軸芯Ｙ周りで１分あたり６００回
転させる（６００ｒｐｍ）ことで発光源からのビーム状
のレーザー光Ｌを１分あたり６００回旋回させるよう構
成されている。又、このレーザー灯台Ｔにはレーザー光
Ｌの発信が不能になった場合、あるいは、電源としての
バッテリーの電圧が低下してレーザー光Ｌの発信が不能
な状況が切迫している場合には、この状態をトラクタに
対して電波で伝える送信機３９を備えている。

【００１６】そして、ロータリ耕耘装置９での耕起高さ
を必要な値に設定した際にレベルセンサＳの上下方向の
中央に設定された入射目標位置Ａに対してレーザー灯台
Ｔからのレーザー光Ｌが入射するようレーザー灯台Ｔの
対圃場高さを調節した状態で作業を開始することで、車
体３に備えた耕耘高さ制御装置としての制御装置４０が
レーザー光ＬをレベルセンサＳの入射目標位置Ａで受信
するようロータリ耕耘装置９の昇降を行う結果、広い圃
場を精度高く水平面に耕起できるものとなっている。

【００１７】図２に示すように、前記制御装置４０はマ
イクロプロセッサ（図示せず）を備えて構成され、この
制御装置４０に対しては前記レベルセンサＳ、前記耕深
設定器２７、前記ポジション設定器２３、前記リフトア
ームセンサ１３、前記上昇スイッチ２４、前記下降スイ
ッチ２５夫々からの信号の入力系が形成されると共に、
前記リフトシリンダ１０を制御する電磁弁Ｖ、前記設定
変更ランプ２８、前記アラーム２９、前記警報ランプ３
０夫々に対する出力系が形成され（メータパネル３２へ
の出力系については図示せず）、更に、メモリ４１に対
する入出力系とレーザー灯台Ｔの送信機３９からの電波
を受ける受信機４２からの入力系が形成されている。
又、電磁弁Ｖは供給される電力値に対応した開度を得
る、所謂、電磁比例型のものが用いられ、該制御装置４
０は電磁弁Ｖに供給する間歇信号のデューティ比の変更
（ＰＷＭ式の制御）で電磁弁Ｖに供給する電力を調節し
得るよう構成されている。

【００１８】次に、制御装置４０によるロータリ耕耘装
置９の昇降制御について説明する。図１２のフローチャ
ートに示すようにメインの昇降制御ルーチンが設定さ
れ、この昇降制御ルーチンでは、先ずポジション設定器
２３からの信号を入力してポジションレバー１６がポジ
ション制御域ＰＯにあるか耕深制御域ＤＥにあるかを判
別する（＃１０１、＃１０２ステップ）。

【００１９】つまり、ポジションレバー１６を図６に示
す如く、ポジション制御域ＰＯに操作することで、該ポ
ジションレバー１６の操作位置に対応した対車体高さま
でロータリ耕耘装置９を昇降制御させるポジション制御
を可能にすると共に、このポジション制御域ＰＯにおけ
るロータリ耕耘装置９の下降側の端部に形成された耕深
制御域ＤＥに設定することで次に説明するようにレーザ
ー光Ｌを基準にした耕深制御を可能にするよう構成され
ている。

【００２０】具体的には、ポジションレバー１６が耕深
制御域ＤＥに設定されていることが判別されると強制上
昇ルーチン、強制下降ルーチン、サンプリングルーチ
ン、牽制ルーチン、耕深制御ルーチン夫々の処理を順次
行い（＃２００、＃３００、＃４００、＃５００、＃６
００ステップ）、又、ポジションレバー１６がポジショ
ン制御域ＰＯに設定されている場合にはポジション制御
ルーチン（＃７００ステップ）の処理を行う。

【００２１】図１３のフローチャートに示すように、強
制上昇ルーチン（＃２００ステップ）では上昇フラグを
判別し、フラグが「０」である場合で上昇スイッチ２４
がＯＮ操作された場合にのみ電磁弁Ｖを上昇位置に操作
すると共に、リフトアームセンサ１３からの信号に基づ
いてロータリ耕耘装置９が上限に達したことを判別する
まで上昇操作を継続し、上昇を完了した場合には電磁弁
Ｖを中立位置に戻して上昇フラグを「１」に設定する
（＃２０１〜＃２０７ステップ）。尚、上昇フラグは該
強制上昇ルーチンで上昇操作された場合にのみ「１」に
設定され、これ以外の場合には「０」に設定されるもの
である。

【００２２】図１４のフローチャートに示すように、強
制下降ルーチン（＃３００ステップ）では上昇フラグを
判別し、フラグが「１」である場合で下降スイッチ２５
がＯＮ操作された場合にのみレベルセンサＳがレーザー
光Ｌを感知する状態にあるかを判別し、感知状態にない
場合には保存データに基づいて選択した初期マップデー
タを基にして電磁弁Ｖの制御を開始する。この制御では
図１１のグラフに示す如く、まず時間Ｔ１だけデューテ
ィ比１００％の電力を電磁弁Ｖに供給して、該電磁弁Ｖ
を下降位置の開放状態に維持してロータリ耕耘装置９の
高速下降を開始すると共に、時間経過に従って電磁弁Ｖ
を操作する間歇信号のデューティ比を低下させることで
該電磁弁Ｖの開度を小さく（絞り方向に操作）して下降
速度を減ずる操作を行うよう特性が設定されている（＃
３０１〜＃３０４ステップ）。尚、保存データは後述す
るようにレーザー光Ｌに基づく耕深制御時においてロー
タリ耕耘装置９の対車体高さをリフトアームセンサ１３
からの信号に基づいて求め、その平均値をメモリ４１に
保持したものである。初期マップデータは時間経過に対
する電磁弁Ｖの目標開度（目標下降速度と比例する関係
になる）をテーブル化したものであり、この初期マップ
データは上限位置のロータリ耕耘装置９と地面との相対
距離の値に対応して、この相対距離が大きいほど下降速
度の高速化を図る特性となるよう複数種設定され、前述
のように保存データに基づいて複数種の初期マップデー
タの中から１つを選択することでロータリ耕耘装置９が
接地するまでの時間を略一定に維持し得るものとなって
いる。

【００２３】次に、下降スイッチ２５がＯＮ操作された
際にレベルセンサＳが既にレーザー光Ｌを感知する状態
にあるか、初期マップデータによるロータリ耕耘装置９
の下降時にレベルセンサＳがレーザー光Ｌを感知する状
態に達すると、このタイミング（グラフ中のＴ２の位
置）で中間マップデータが選択され、このデータに基づ
く電磁弁Ｖの操作でロータリ耕耘装置の下降制御が継続
させる。又、選択される中間マップデータは前述の初期
マップデータと同様に時間経過に従って電磁弁Ｖを操作
する間歇信号のデューティ比を低下させることで該電磁
弁Ｖの開度を小さく（絞り方向に操作）して下降速度を
減ずる操作を行うよう特性が設定されたものであり、下
降スイッチ２５のＯＮ操作時にレベルセンサＳが既にレ
ーザー光Ｌを感知する状態にあれば、リフトアームセン
サ１３の信号の値、あるいは、レベルセンサＳに対する
レーザー光Ｌの入射位置に基づいて中間マップデータが
選択され、ロータリ耕耘装置９の下降時にレベルセンサ
Ｓがレーザー光Ｌを感知すると、そのタイミングでの電
磁弁Ｖの開度と、制御開始時の電磁弁Ｖの開度とが一致
する中間マップデータが選択される。

【００２４】次に、この中間マップデータに基づいて電
磁弁Ｖの制御でロータリ耕耘装置９を下降させている際
には、レベルセンサＳからの信号に基づいて後述するレ
ーザー光Ｌによる耕深制御を想定した場合の電磁弁Ｖの
開度（目標速度）と、該中間マップデータに基づいて制
御される電磁弁Ｖの開度（目標速度）との比較を行い、
この比較の結果が一致した場合には（グラフ中のＴ３の
位置）、電磁弁Ｖの上昇側への操作を阻止した状態でレ
ーザー光Ｌによる耕深制御と同じ特性で電磁弁Ｖを制御
する（＃３０５〜＃３０８ステップ）。

【００２５】この下降制御によってレベルセンサＳの目
標入射位置Ａに対してレーザー光Ｌが入射する高さまで
ロータリ耕耘装置９が下降タイミング、あるいは、中間
マップデータによる下降制御に切換わってから所定時間
が経過したタイミング（グラフ中Ｔ４の位置）で上昇フ
ラグを「０」に設定して該強制下降ルーチンを終了する
（＃３０９、＃３１０ステップ）。

【００２６】尚、図１１に示すグラフは、この強制下降
ルーチンにおける電磁弁Ｖの開度を縦軸方向に表し、時
間経過を横軸方向に表したものであり、制御時には目標
とするロータリ耕耘装置９の下降速度と電磁弁Ｖの開度
とが正比例の関係となる。又、グラフに記したように時
間「０」〜時間「Ｔ３」までの下降制御の処理を高速下
降モードと称し、時間「Ｔ３」〜時間「Ｔ４」までの下
降制御の処理を最終下降モードと称している。

【００２７】図１５のフローチャートに示すように、サ
ンプリングルーチン（＃４００ステップ）ではレベルセ
ンサＳがレーザー光Ｌを感知する周期（１０ヘルツ）以
下の周期で該レベルセンサＳからの信号を制御装置４０
に入力し、受信状態にあればレベルセンサＳで検出され
るレーザー光Ｌの感知位置をメモリ４１に書込んで受信
フラグを「１」に設定し、又、レベルセンサＳが受信状
態になければ受信フラグを「０」に設定する。尚、受信
状態が継続している場合にはメモリ４１の同じアドレス
に対してデータをオーバライトすることでデータの更新
を行うようになっている。

【００２８】図１６のフローチャートに示すように、牽
制ルーチン（＃５００ステップ）では、サンプリングル
ーチン（＃４００ステップ）に基づく受信フラグが
「１」である場合には正常な受信状態が継続していると
判断できるのでリフトアームセンサ１３からの信号を入
力して、ロータリ耕耘装置９が上限に達していない限り
該牽制ルーチンを抜け出し（＃５０１〜＃５０３ステッ
プ）、逆に、受信フラグが「０」である場合には受信状
態にないので、この受信フラグが「０」である状態が設
定時間（１秒以下に設定された比較的短い時間）継続し
ているかを判別して継続していなければ、一時的な現象
であると考えられるので該牽制ルーチンを抜け出す（＃
５０４ステップ）。又、受信フラグが「１」であっても
リフトアームセンサ１３からの信号からロータリ耕耘装
置９が上限に達していることが検出されると上昇作動が
不能であると判断できるので、このような場合、及び、
受信フラグが「０」である状態が設定時間（１秒以下に
設定された比較的短い時間）継続していると異常状態で
あると判断できるので、このような場合には電磁弁Ｖを
中立位置に操作してロータリ耕耘装置９の昇降作動を停
止し、前記アラーム２９を作動させ、警報ランプ３０を
点灯させ、メータパネル３２の作業形態を示すランプ３
６のうちレーザー光Ｌによる耕深制御ランプ３６Ａを点
滅させる警報作動を解除操作を行うまで継続する（＃５
０５〜＃５０７ステップ）。尚、この解除操作は、ポジ
ションレバー１６を上限位置まで操作する、あるいは、
強制昇降レバー１８を上昇位置「Ｕ」への操作すること
であり、この操作を行うと牽制が解除され警報作動が停
止するると共に、ロータリ耕耘装置９が上限まで上昇す
ることになる（昇降制御動作は詳述せず）。

【００２９】又、受信フラグが「０」である状態が設定
時間（１秒以下に設定された短い時間）継続して異常状
態であると判断される現象の原因としてはレベルセンサ
Ｓでレーザー光Ｌを受信できないような高いレベル、あ
るいは、低いレベルで車体３を走行させて作業を行って
いること、若しくは、レーザー灯台Ｔの側にレーザー光
Ｌを発信できない原因を生じたことが考えられ、このよ
うな場合には昇降作動を行わず、この異常状態を判断し
たタイミングでロータリ耕耘装置９の昇降を停止するこ
とでロータリ耕耘装置９の不測の昇降を阻止し、同時に
警報作動を行うことで制御不能状態に陥っていることを
作業者に認識させるものとなっている。尚、レーザー灯
台Ｔの側の異常の場合にはトラクタの側で送信機３９か
らの電波信号も同時に受信できるので、この場合にもフ
ローチャートには記していないが、前述と同様に電磁弁
Ｖを中立位置に操作してロータリ耕耘装置９の昇降作動
を停止し、前記アラーム２９を作動させ、警報ランプ３
０を点灯させ、メータパネル３２の作業形態を示すラン
プのうち耕深制御ランプ３６Ａを点滅させる警報作動を
解除操作が行われるまで継続する。

【００３０】図１７のフローチャートに示すように、レ
ーザー光Ｌによる耕深制御ルーチン（＃６００ステッ
プ）では上昇フラグが「０」である場合にのみ耕深設定
器２７からの信号を入力してレベルセンサＳにおける入
射目標位置Ａを設定する、この入射目標位置Ａは耕深設
定用のダイヤル２６を設定域の中央位置に設定した場合
には、図９に示す如く、レベルセンサＳの縦方向での中
央位置に設定されると共に、設定された入射目標位置Ａ
を基準に上方側、下方側の等しい幅の領域に夫々５ミリ
メートルの不感帯Ｂ（全幅が１０ミリメートル）が形成
される。又、耕深設定用のダイヤル２６を「深」側に操
作した場合には入射目標位置ＡをレベルセンサＳの上方
側に変位させて耕深を深くし、耕深設定用のダイヤル２
６を「浅」側に操作した場合には入射目標位置Ａをレベ
ルセンサＳの下方側に変位させて耕深を浅くするよう制
御動作が設定されている（＃６０１〜＃６０３ステッ
プ）。又、耕深設定用のダイヤル２６の操作で入射目標
位置Ａを変更した場合にも不感帯Ｂは入射目標位置Ａを
基準に上昇側、下方側に等しく形成されるものとなって
おり、更に、耕深設定用のダイヤル２６を設定域の中央
位置から何れかの側に変更した場合には設定変更ランプ
２８を点灯させて作業者に対して、現在の目標耕深が作
業開始時の目標耕深と異なるもであることを認識させ得
るものとなっている。

【００３１】次に、前記サンプリングルーチン（＃４０
０ステップ）に基づいて求めたデータに基づいてセンシ
ング値の設定を行う。このステップでは受信フラグが
「１」の場合にはレベルセンサＳでレーザー光Ｌが正常
に受信されているのでメモリデータをセンシング値に設
定し、受信フラグが「０」の場合でも前述のように一時
的な現象であると判別するとメモリデータに基づいて、
このメモリデータがレベルセンサＳの中央位置を基準に
上方、あるいは、下方位置の何れにあるかを判別して、
上方位置にあればレベルセンサＳでレーザー光Ｌが受信
されていないがレーザー光ＬがレベルセンサＳから上方
に一時的に外れていると判断できるので、レベルセンサ
Ｓの上方端部の値をセンシング値に設定し、下方位置に
あればレベルセンサＳでレーザー光Ｌが受信されていな
いがレーザー光ＬがレベルセンサＳから下方に一時的に
外れていると判断できるので、レベルセンサＳの下方端
部の値をセンシング値に設定する（＃６０４ステッ
プ）。

【００３２】つまり、この処理ではレベルセンサＳでレ
ーザー光Ｌを受信していない場合でも、この受信不能状
態が極めて短時間である場合には図１０（イ）、
（ロ）、（ハ）に示すように、例えば、車体３の動揺な
どによってレベルセンサＳに対してレーザー光Ｌが短時
間のうちに上方に移動し、該レベルセンサＳの感知域を
越えて上方に外れた場合には、ロータリ耕耘装置９の昇
降動作が追従できないことが理由として考えられるの
で、このような場合には、受信不能に陥る直前のレベル
センサＳでの検出値Ｍをメモリ４１から読出すことでロ
ータリ耕耘装置９が上昇側、下降側の何れに制御されて
いたのか判別して（メモリデータがレベルセンサＳの中
央位置を基準に上方、あるいは、下方位置の何れにある
かを判別して）、レベルセンサＳの感知域でその制御を
行う側の端部位置Ｌ’に感知位置を想定して制御を行う
ことで高速で（後述するように偏差が大きいので上昇速
度が最大となる）ロータリ耕耘装置９を上昇制御してレ
ーザー光Ｌを見失うことのないように制御動作を設定し
ている。

【００３３】次に、入射目標位置Ａを基準に形成された
不感帯Ｂとセンシング値との比較処理を行いセンシング
値が不感帯Ｂにある場合には電磁弁Ｖを中立位置を操作
してロータリ耕耘装置９の昇降作動を停止し、センシン
グ値が不感帯Ｂになく上昇制御側にある場合には入射目
標位置Ａからセンシング値までの偏差の値に比例したデ
ューティ比を設定して電磁弁Ｖを上昇位置に操作するこ
とで偏差が大きいほど該電磁弁Ｖの開度を大きくして高
速上昇によって目標耕深への復帰作動を迅速に行わせ、
又、センシング値が不感帯になく下降制御側にある場合
には入射目標位置Ａからセンシング値までの偏差の値に
比例したデューティ比を設定して電磁弁Ｖを下降位置に
操作することで偏差が大きいほど電磁弁Ｖの開度を大き
くして高速上昇によって目標耕深への復帰作動を迅速に
行わせるものとなっている（＃６０５〜＃６１２ステッ
プ）。更に、レーザー光Ｌに基づく昇降制御時のリフト
アームセンサ１３の値を２００ｍｓｅｃ毎に入力すると
共に、その入力値の８つの値の平均値をメモリ４１に保
存する制御動作を行うものとなっている（＃６１３ステ
ップ）。尚、この耕深制御ルーチンにおける＃６０２、
＃６０３ステップで成る制御ステップと操作具としての
ダイヤル２６と耕深設定器２７とを併せて変更手段Ｅが
構成されている。

【００３４】図１８のフローチャートに示すように、ポ
ジション制御ルーチン（＃７００ステップ）では、レバ
ーセンサ２３からの信号に基づいて制御目標を設定し、
この制御目標を基準に不感帯を設定し、次にリフトアー
ムセンサ１３からの信号を入力して比較処理を行う（＃
７０１〜＃７０３ステップ）。この比較処理の結果、リ
フトアームセンサ１３からの信号値が不感帯にある場合
には電磁弁Ｖを中立位置に操作し、リフトアームセンサ
１３値が不感帯になく上昇制御側にある場合には制御目
標からセンシング値までの偏差の値に比例したデューテ
ィ比を設定して電磁弁Ｖを上昇位置に操作し、又、リフ
トアームセンサ値が不感帯になく下降制御側にある場合
には制御目標からセンシング値までの偏差の値に比例し
たデューティ比を設定して電磁弁Ｖを下降位置に操作す
る（＃７０４〜＃７１０ステップ）。

【００３５】このように、この昇降制御ではレーザー灯
台Ｔからのレーザー光Ｌの高さを予め必要な高さに設定
しておき、作業開始時にポジションレバー１６を最深側
の端部に操作することでレーザー光Ｌによる耕深制御が
自動的に開始され、この制御時には耕深設定ダイヤル２
６の操作によって耕深を変更することが可能である。
又、この制御時に車体３が圃場の端部に達した場合のよ
うにロータリ耕耘装置９を上限まで上昇させたい場合に
強制昇降レバー１８を上昇位置「Ｕ」に操作することで
ロータリ耕耘装置９が上限まで上昇してレーザー光Ｌに
よる耕深制御が一時的に中断され、車体３を旋回させた
後にロータリ耕耘装置９を下降させる場合には強制昇降
レバー１８を下降位置「Ｄ」に操作することでレーザー
光Ｌによる耕深制御を再開するものとなっており、この
下降時にはマップデータに基づいて電磁弁Ｖを操作する
ことで時間を掛けず、しかも、接地時のショックを発生
させない下降を可能にするものなっている。又、作業時
に車体３が動揺した場合のように車体の動揺に起因する
レベルセンサＳの変位にロータリ耕耘装置９の昇降動作
が追従できずレベルセンサＳでレーザー光Ｌを受光でき
ない状態に一時的に陥った場合でもメモリ４１のデータ
に基づいてロータリ耕耘装置９の昇降方向を設定してロ
ータリ耕耘装置９の昇降を行うことでレーザー光Ｌを再
び受信することも可能となっており、これとは逆に圃場
のレベル差が余りに大きくレベルセンサＳでレーザー光
Ｌを受信できない場合、あるいは、レーザー灯台Ｔが転
倒する、電源の電池が消耗する等のレーザ灯台Ｔの側の
不都合によってレーザー光Ｌを受信できない場合にはロ
ータリ耕耘装置９の昇降作動を停止し、警報作動を行う
ものとなっている。

【００３６】特に、本発明では作業者が耕深設ダイヤル
２６を操作することでレベルセンサＳに設定される目標
入射位置を変化させてロータリ耕耘装置９の耕深の調節
を行えるよう構成されているので、作業時に幅の広い畦
を崩す場合のようにロータリ耕耘装置９に対する耕深が
一時的に深くなってエンジン４に対する負荷が上昇する
ような場合でもエンジン４に対する負荷を低減してエン
ジンストップを回避して円滑な作業を可能にするものと
なっている。

【００３７】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、耕深設定器の初期設定位置を電気的に
記憶しておき、耕深を変更した場合後には電気的な制御
で耕深設定器を初期設定位置に復元操作する制御系を備
えることも可能である。

【００３８】又、本発明では、車体の車輪の回転量を計
測する形式等、走行距離を計測するセンサを備え、この
センサで計測される車体の走行距離と比例して受信部に
おける入射目標位置を変更する制御系を備えることで、
微小な傾斜の耕起面を形成するよう実施することも可能
である。

【００３９】

【発明の効果】従って、大きい負荷が作用する形態の作
業でも、過大な負荷の作用を回避してエンジンストップ
を発生させず、作業能率を低下させることのない耕耘高
さ制御装置が機械的な作動系を必要とせず単純な状態に
構成された（請求項１）。又、負荷を軽減するための操
作も楽に行えるものとなった（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタとレーザー灯台との配置を示す側面図

【図２】制御系のブロック回路図

【図３】コントロールボックスの平面図

【図４】メータパネルの平面図

【図５】強制昇降レバーの側面図

【図６】ポジションレバーの側面図

【図７】レベルセンサの斜視図

【図８】レベルセンサの断面図

【図９】レベルセンサの感知域を示す概要図

【図１０】（イ）、（ロ）、（ハ）はレベルセンサに対
するレーザー光の入射位置の変化を示す模式図

【図１１】強制下降制御時の電磁弁の変化をグラフ化し
た図

【図１２】昇降制御ルーチンのフローチャート

【図１３】強制上昇ルーチンのフローチャート

【図１４】強制下降ルーチンのフローチャート

【図１５】サンプリングルーチンのフローチャート

【図１６】牽制ルーチンのフローチャート

【図１７】耕深制御ルーチンのフローチャート

【図１８】ポジション制御ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

３ 車体 ９ 耕耘装置 ２６ 操作具 ４０ 制御装置 Ａ 入射目標位置 Ｅ 変更手段 Ｌ 基準光線 Ｓ 受信部 Ｔ 発信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八角 隆 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に対して昇降自在に備えた耕耘装置
   に対して、地上に設置した発信部から水平方向に発信さ
   れた基準光線を受信する受信部を備えると共に、この受
   信部に対する上下方向での中間位置に基準光線の入射目
   標位置を設定し、この入射目標位置より上方側に基準光
   線が入射した際には耕耘装置を上昇作動させ、この入射
   目標位置より下方側に基準光線が入射した際には耕耘装
   置を下降作動させ、この入射目標位置に基準光線が入射
   した際には耕耘装置の昇降作動を停止させる制御動作を
   行う耕耘高さ制御装置であって、 前記入射目標位置を前記受信部に対して上下方向に変位
   させる変更手段を備えている耕耘高さ制御装置。
2. 【請求項２】 前記受信部が該受信部に対する基準光線
   の上下方向での入射位置に対応した受信信号を出力する
   よう構成されると共に、該制御装置が前記入射目標位置
   に対応して入力される目標信号と前記受信部から入力さ
   れる受信信号との比較によって耕耘装置の昇降制御を行
   うよう構成され、前記変更手段が人為操作される操作具
   の操作によって前記目標信号を変更するよう構成されて
   いる請求項１記載の耕耘高さ制御装置。