BE1018875A3 - Landbouwmachine met variabele toerentalregeling. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een zichzelf voortbewegende landbouwmachine voorzien van: - componenten (5) voor het verzamelen en verwerken van gewassen, - een motor (1), ingericht om de voortbeweging van de machine aan te drijven via een eerste aandrijfmechanisme (3), en om de werking van de genoemde componenten aan te drijven via een tweede aandrijfmechanisme (4), - een regeleenheid (6) voor het regelen van het toerental van de motor, gekenmerkt doordat de regeleenheid (6) erin voorziet dat het toerental van de motor wordt geregeld op basis van een bepaling van de opgelegde motorbelasting, waarbij minstens in één deelgebied van het totale bereik gelegen tussen 0% en 100% van de maximale belasting, het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting. De uitvinding betreft eveneens een methode om het motortoerental te regelen.

Description

LANDBOUWMACHINE MET VARIABELE TOERENTALREGELING Domein van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op landbouwmachines zoals maaidorsers of hakselaars, die voorzien zijn van een motor die zowel de voortbeweging van-de machine als de werking van de gewasverwerkende onderdelen zoals snijtrommels en blaasventilators aandrijft.

Stand van de techniek.

De hierboven bedoelde machines werken traditioneel aan een vast, hoog motortoerental, waarbij een regelbare, meestal hydrostatische aandrijving voorzien wordt voor de regeling van de rijsnelheid. Het vaste motortoerental wordt aangehouden om een homogene verwerking van gewassen te verzekeren en om schommelingen van de opgelegde belasting op te vangen zonder dat de gewasstroom in de machine vastloopt. Echter, deze werkwijze zorgt voor een hoog brandstofverbruik en een hoge geluidsproductie van de machines. In vele omstandigheden, bijvoorbeeld wanneer de machine stilstaat of op een vlak terrein rijdt, of wanneer de gewasverwerkende onderdelen uitgeschakeld zijn, is de belasting laag en daalt de motorefficiëntie wanneer de machine op een hoog motortoerental blijft draaien.

Een aantal documenten beschrijft reeds dit probleem en stelt een aantal oplossingen voor.

EP-A-1236389 beschrijft een machine waarin het (constante) toerental waaraan de motor draait, instelbaar is door de bestuurder binnen een bereik dat wordt beperkt tot een deelgebied van het totale toerentalbereik. Dit deelgebied kan afhankelijk zijn van verschillende parameters, zoals de toegevoerde hoeveelheid gewas of bepaalde motorparameters. Dit gaat echter nog steeds over een werking bij constant toerental: de bestuurder stelt dit toerental in waarna de machine bij dit toerental gaat werken. Er is dus geen sprake van een automatische toerentalreductie als de belasting lager wordt. Dit document beschrijft een systeem waarbij automatisch het bereik waarbinnen de bestuurder het toerental kan aanpassen, veranderd wordt op basis van de omstandigheden.

EP-A-1609349 beschrijft een machine waarbij het motortoerental geregeld wordt als functie van een meting van het gewasdebiet. Nadeel hiervan is een complexe set-up met diverse sensoren om het debiet te meten.

GB-A-2205179 beschrijft een systeem waarbij het koppel op de motoras gemeten wordt en dient als ingang voor een regelsysteem om de motorsnelheid te regelen, dus te laten zakken of stijgen in functie van de belasting. De aanpassing van het toerental gebeurt pas wanneer de schommeling in het koppel een bepaalde drempelwaarde overschrijdt. Tegelijk worden de gewasverwerkende componenten op een constant toerental gehouden via omzetters. In één toepassing wordt gebruik gemaakt van een getrapte wijziging van het toerental, wanneer een centrale tandwieloverbrenging gebruikt wordt voor de omzetting.

EP-A-1658765 beschrijft een machine waarbij het mötortoerental wordt geregeld op basis van een meting van externe parameters, zoals de hoogte van het gewas of het debiet aan ingevoerd gewas. Wanneer deze metingen de nodige indicaties geven, wordt het motortoerental verhoogd van een toestand ‘lage belasting’ naar ‘hoge belasting’. Doordat deze metingen voldoende vroeg kunnen worden genomen, heeft de regeling de tijd om het toerental voldoende snel aan te passen zodat een stijging van het toerental voldoende vroeg kan ingezet worden. Nadeel is ook hier dat men complexe sensoren nodig heeft.

EP-A-2057881 beschrijft een machine die werkt op verschillende vaste toerentalregimes, afhankelijk van de belasting, die wordt gemeten op de motoras, terwijl de snelheid van de gewasverwerkende componenten constant wordt gehouden. Er wordt niet in detail gesproken over de overgang tussen de verschillende regimes.

Hoofdkenmerken van de uitvinding

De uitvinding biedt een oplossing op de hierboven beschreven problemen door een regeling te voorzien zoals beschreven in de aangehechte conclusies.

De uitvinding betreft een zichzelf voortbewegende landbouwmachine, zoals een maaidorser of een hakselaar, voorzien van: • componenten voor het verzamelen en/of verwerken van gewassen, • een verbrandingsmotor, ingericht om de voortbeweging van de machine aan te drijven via een eerste aandrijfmechanisme, en om de werking van de genoemde componenten aan te drijven via een tweede aandrijfmechanisme, • een regeleenheid voor het regelen van het toerental van de motor, gekenmerkt doordat de regeleenheid erin voorziet dat het toerental van de motor wordt geregeld op basis van een streeftoerental, dat zelf gebaseerd is op een bepaling van de opgelegde motorbelasting, waarbij minstens in één deelgebied van het totale bereik gelegen tussen 0% en 100% van de maximale belasting, het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting.

De opgelegde motorbelasting wordt bij voorkeur bepaald door een meting van het motortoerental en van het brandstofdebiet, bv. door de regeleenheid (ECU) van de motor zelf.

Volgens de geprefereerde uitvoeringsvorm is de snelheid waarmee het streeftoerental verandert binnen het genoemde deelgebied, zelf een stijgende functie van de mate waarin de opgelegde belasting de onder- of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve, respectievelijk negatieve zin.

Volgens een uitvoeringsvorm voorziet de regeleenheid erin het toerental gelijk te houden aan een constante streefwaarde binnen twee of meer elkaar niet overlappende deelgebieden van het genoemde totale bereik van de belasting, het laagste deelgebied beginnend bij 0% van het genoemde bereik, en waarbij • genoemde constante streefwaarde het laagste is voor het laagste van deze deelgebieden, en telkens hoger wordt voor hoger gelegen gebieden, • in de overgangszone tussen de deelgebieden, het streeftoerental een continu stijgende functie is van het motorkoppel, zoals bedoeld in conclusie 1.

Het verschil tussen de constante streefwaarden van twee naast elkaar gelegen deelgebieden kan constant zijn. Instelmiddelen kunnen voorhanden zijn, die de bestuurder van de machine toelaten om het motortoerental corresponderend met een deelgebied met constante instelwaarde, of een toerental gelegen tussen twee gebieden met continu stijgend streeftoerental, in te stellen.

Op een voordelige wijze kan het genoemde totale bereik bevatten: • een overgangsgebied tussen middelgrote en hoge belasting, waarin de regeleenheid het streeftoerental continu laat stijgen tot een maximum waarde.

• een hoge-belastingsgebied, waarin de regeleenheid het streeftoerental houdt op de maximum waarde en het actuele toerental van de verbrandingsmotor bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

Dit laat toe bij volle belasting van de machine, bv. bij het oogsten op volle capaciteit, een hoog toerental van de motor aan te houden terwijl een ander onderdeel van de regeleenheid de rijsnelheid van de machine varieert teneinde de belasting op het voorkomende niveau te behouden.

Volgens een uitvoeringsvorm deelt men het genoemde bereik in als volgt: • een lage-belastingsgebied, waarin het toerental een constante streefwaarde aanhoudt, • een middelgrote-belastingsgebied, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting • een hoge-belastingsgebied, waarin het toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

• een overgangsgebied tussen middelgrote en hoge belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting.

Volgens een andere uitvoeringsvorm deelt men het genoemde bereik in als volgt: • een lage-belastingsgebied, waarin het toerental een constante streefwaarde aanhoudt, • een middelgrote belastingsgebied, waarin het toerental een constante streefwaarde aanhoudt, hoger dan de streefwaarde van het lage-belastingsgebied, • een hoge-belastingsgebied, waarin het toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

• overgangsgebieden tussen lage en middelgrote belasting en tussen middelgrote en hoge belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting,

De uitvinding betreft eveneens een methode om het toerental te regelen van een machine volgens de uitvinding, waarbij de methode de volgende stappen bevat: • bepaling van de opgelegde motorbelasting • instellen van het toerental overeenkomend met de opgelegde motorbelasting volgens een curve die het streeftoerental geeft in functie van de belasting, waarbij deze curve minstens één deelgebied bevat, in het totale bereik gelegen tussen 0% en 100% van de maximale belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting.

In de methode van de uitvinding kan de snelheid waarmee het streeftoerental verandert binnen het genoemde deelgebied, zelf een stijgende functie zijn van de mate waarin de opgelegde belasting de onder -of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve respectievelijk negatieve zin.

Korte beschrijving van de figuren

Figuur 1 toont een schematisch overzicht van de voornaamste componenten van een machine volgens de uitvinding.

Figuren 2 tot 5 illustreren verschillende varianten van de regeling van het motortoerental in functie van de belasting, in vergelijking met de bestaande regeling bij vast toerental (curve 11).

Figuur 6 toont een manier om het toerental te regelen in een gebied waarin het toerental continu toeneemt bij stijgende belasting.

Gedetailleerde beschrijving van geprefereerde uitvoeringsvormen

Figuur 1 toont op schematische wijze een aantal componenten van een machine waarop de uitvinding betrekking heeft. De verbrandingsmotor 1 drijft de wielen 2 van de machine aan via een hydrostatische aandrijving 3. Via een mechanische aandrijving 4, bvb. bestaande uit tandwielen en/of riemaandrijvingen, worden de gewasverwerkende componenten 5 aangedreven, bvb. snijtrommel, voedingsrollen, blazer e.d. in het geval van hakselaar. De genoemde aandrijvingen worden hier niet in detail beschreven en kunnen uitgevoerd zijn zoals bekend in de stand van de techniek.

Een regeleenheid 6 is eveneens schematisch weergegeven. Regeleenheid 6 kan uitgevoerd zijn als een programmeerbare elektronische module zoals bekend in de stand van de techniek. Bij voorkeur gaat het om een regeleenheid die in verbinding staat met de motor-controle-eenheid 7 (Engine Control Unit of ECU). De ECU is een regelmodule die standaard aanwezig is op de huidige motoren en die tijd.ens de werking van de motor een aantal signalen levert, die indicaties geven van parameters zoals het brandstofdebiet, het motortoerental (n,), evenals afgeleide parameters zoals het actuele vermogen of het actuele percentage van het maximaal leverbare vermogen of motorkoppel (Ti) (waarbij de afleiding gebeurt op basis van curven of tabellen die voorgeprogrammeerd zijn in de ECU). Regeleenheid 6 is dan wat men in het vakgebied soms noemt de ‘Vehicle Control Module' (‘FCM’ bij een hakselaar), die op basis van de genoemde parameters de werkingstoestand van de machine bepaalt. Een module 9 van de FCM berekent hiervoor een instelwaarde voor het toerental (ns) en zendt de nodige stuurgegevens naar de ECU 7, om de motor op de instelwaarde te laten draaien. De uitvinding betreft een methode om het toerental van de motor van de machine te regelen, evenals een landbouwmachine waarbij de regeleenheid 6 geprogrammeerd is om de motor aan te sturen volgens genoemde methode.

Een andere module 8 van de FCM regelt de rijsnelheid van de machine via aansturing van de componenten van hydrostatische aandrijving. In een bepaalde werkingsmode (PowerCruise) gebruikt deze module de gegevens van actueel motortoerental n* en belasting Tj om het actueel geleverde vermogen te berekenen en aan de hand hiervan de rijsnelheid van de machine te wijzigen in functie van de belasting van de motor 1. Deze mode wordt gebruikt om bij het oogsten de machine zo veel mogelijk onder zijn hoogste belasting te laten werken. Het opgenomen vermogen hangt deels af van het vermogen nodig voor de voortbeweging, maar wordt vooral bepaald door het vermogen nodig voor het oogsten en verwerken van het gewas. Dit benodigd vermogen stijgt en daalt met de verwerkte hoeveelheid gewas per tijdseenheid (T/h), en dus met rijsnelheid van de machine. Ook wijzigingen in de plaatselijke densiteit van het gewas op het veld (T/ha) of in de breedte (m) waarover het voorzetstuk het gewas oogst, beïnvloeden het gewasdebiet en zorgen voor variaties in het motorvermogen. Een regelaar in de FCM zal deze variaties compenseren door de rijsnelheid aan te passen, zodat de hoeveelheid opgenomen gewas per tijdseenheid stabiel blijft en het te leveren vermogen zo dicht mogelijk bij het maximum motorvermogen gebracht wordt.

De regeleenheid van de uitvinding is erop voorzien om de motor te laten draaien bij een een streeftoerental ns dat in minstens één deelgebied van het koppel- of vermogenbereik van de motor, een continu stijgende functie is van de opgelegde motorbelasting (uitgedrukt als het opgelegde motorkoppel of vermogen).

De toerentalregeling zoals hierboven beschreven is geïllustreerd voor een aantal mogelijke uitvoeringsvormen, in figuren 2 tot 6. Curve 10 in figuur 2 is de motorkarakteristiek die het maximum leverbare koppel geeft in functie van het actuele toerental, bijvoorbeeld voor de motor van een hakselaar. In dit voorbeeld bereikt dit koppel zijn grootste waarde bij 1500rpm. Het hierboven genoemde koppelbereik slaat op het gebied tussen de aanduidingen 0% en 100%. De verticale 11 geeft weer hoe het toerental wordt geregeld volgens de reeds bekende methode: het toerental wordt constant gehouden op een hoge waarde, bvb. 2100rpm. Het is dan de bedoeling om de machine in zoveel mogelijk oogstomstandigheden aan dit toerental te laten werken om zich te verzekeren van de goede werking van de snijtrommels en de blazer. Enkel bij overschrijding van de grensbelasting op +-73% (bvb bij een verhoging van de rijsnelheid, bergop rijden), daalt de snelheid volgens de motorkarakteristiek 10. Het woord ‘constant’ betekent in de huidige context niet dat het actuele toerental nj te allen tijde exact gelijk is aan een vooraf bepaalde waarde, maar dat het toerental wordt geregeld met deze constante waarde ns als streefwaarde. In normaal bedrijf zal het toerental zich dus bevinden in beperkt gebied rond.de streefwaarde.

Curve 12 in figuur 2 illustreert een regeling volgens de uitvinding. In het gebied tussen 0% en 73% varieert het opgelegde toerental ns volgens een continu stijgende functie van het motorkoppel, van 1800rpm tot 2100rpm. Deze functie kan een lineaire functie zijn, zoals getoond, maar ook gelijk welke andere stijgende functie. Deze functie is geprogrammeerd in de. regeleenheid 6, die ervoor zorgt dat bij een wijziging van de belasting binnen het gebied 0 tot 73% het toerental een waarde aanneemt die bepaald is door de stijgende functie. Boven de 73% belasting, is het weer de motorkarakteristiek die het toerental oplegt.

Figuur 3 toont een andere variant, waarbij het toerental constant wordt gehouden op een vaste streefwaarde van 1850rpm in een eerste gebied 13 tussen 0 en 43% belasting, en vervolgens in het deelgebied 14 volgens een stijgende functie de belasting volgt, tot aan het grenspunt van 73%.

Een specifieke uitvoeringsvorm betreft een regeling waarbij het gebied van 0 tot 100% belasting verdeeld wordt in drie deelgebieden, respectievelijk overeenkomend met ‘lage’, ‘middelgrote’ en ‘hoge’ belasting. Dit is getoond in figuren 4 en 5. In figuur 4 is er: • een lage-belastingsgebied 20: tussen 0 en 43% belasting mét een constant streeftoerental ns van 1850rpm; • een middelgrote-belastingsgebied 21: tussen 43% en 73% met een continu stijgend streeftoerental; • een overgangsgebied 22: tussen 73% en 85% (vanaf 1900rpm) met een continu stijgend streeftoerental (tot 1950rpm); en • een hoge-belastingsgebied 23, met een toerental volgens motorkarakteristiek 10.

Figuur 5 geeft een voorbeeld van de uitvoeringsvorm waarin de regeleenheid 6 er is op voorzien om het toerental van de motor te regelen in functie van de motorbelasting, zodanig dat het toerental constant wordt gehouden in twee of meer niet overlappende deelgebieden van het koppelbereik van de motor, waarbij een lager of hoger toerental wordt aangehouden naarmate het motorkoppel zich in een lager of hoger deelgebied bevindt. In figuur 5 onderscheidt men meer bepaald: • een lage-belastingsgebied 30: tussen 0 en 43% met een constant streeftoerental ns van 1850rpm; • een overgangsgebied 31: tussen 43% en 55% met een continu stijgend streeftoerental; • een middelgrote-belastingsgebied 32: tussen 55% en 73% met een constant streeftoerental van 1900rpm; • een overgangsgebied 33: tussen 73% en 85% (vanaf 1900rpm) met een continu stijgend streeftoerental (tot 1950rpm); en • een hoge-belastingsgebied 34, volgens motorkarakteristiek.

Binnen het kader van de uitvinding kan het verband tussen streeftoerental en vermogen meerdere constante-toerentalgebieden bevatten, in combinatie met meerdere gebieden waarin het streeftoerental een stijgende functie is van het vermogen. Kenmerkend voor de uitvinding is dat er minstens één deelgebied voorkomt waarin het opgelegde toerental een stijgende functie is van het geleverde koppel of vermogen, zoals bepaald (bij voorbeeld) in de ECU.

Volgens de geprefereerde uitvoeringsvorm is de snelheid waarmee het streeftoerental verandert binnen een dergelijk deelgebied, zelf een stijgende functie (minstens over een stuk van het deelgebied) van de mate waarin de opgelegde belasting de ondergrens of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve respectievelijk negatieve zin. Met andere woorden: hoe hoger het opgelegde motorkoppel, hoe sneller het toerental naar het gewenste toerental zal stijgen. En: hoe lager het opgelegde koppel, hoe sneller het toerental naar het gewenste toerental zal dalen. Een geprefereerde vorm van dit soort regeling is getoond in figuur 6 voor wat betreft het gebied 21 in figuur 4. In gebied 21 stijgt het streeftoerental van 1850rpm naar 1900rpm, voor een belasting tussen 43% en 73%. Figuur 6 toont de snelheid waarmee het streeftoerental ns verandert binnen het gebied 21, als functie van de opgelegde belasting en het actuele motortoerental n,. De reactie bij een actueel toerental van 1850rpm wordt weergegeven door curve 40, die bij een actueel toerental van 1900rpm door curve 41. Het gedeelte van de curven boven de x-as geeft aan hoe snel het streeftoerental stijgt bij een stijging van de belasting. Het gebied onder de x-as geeft aan hoe snel het streeftoerental daalt bij een daling van de belasting. Men beschouwt bijvoorbeeld de toestand waarin het actuele toerental nt gelijk is aan 1850rpm bij een belasting T, van 20%. Vanuit deze toestand neemt de belasting plots toe tot 60%. Uit curve 40 volgt dan dat het streeftoerental stijgt met een snelheid van +-13rpm/s. Echter, van zodra het actuele toerental nj toeneemt, is niet meer curve 40 bepalend voor de toerentalstijging, maar een curve dit zich bevindt tussen curven 40 (overeenkomend met 1850rpm) en 41 (overeenkomend met 1900). Een mogelijke ligging voor de interpolatiecurven 42 tot 45, overeenkomend met actuele toerentallen 1860, 1870, 1880 en 1890rpm is getekend in figuur 6. Volgens deze curven zal de snelheid waarmee het toerental stijgt, stelselmatig afnemen tot een toerental wordt bereikt waarvoor de overeenkomstige curve de x-as snijdt op het opgelegde belastingsniveau van 60%. Het actuele motortoerental n, komt dan overeen met het streeftoerental ns. Op dit toerental blijft de motor dan draaien, zolang de belasting constant blijft.

De curven 40 en 41 die overeenkomen met het toerental-interval (in dit geval 1850rpm tot 1900rpm) kunnen vrij gekozen worden door de programmeur van de regeleenheid. De interpolatiecurven 42 tot 45 volgen bij voorkeur automatisch uit de randcurven 40 en 41, volgens een vooraf bepaalde formule. De ligging van een interpolatiecurve horend bij een actueel toerental tussen 1850rpm en 1900rpm in het geval van figuur 6 is bepaald door bij elke belasting de afstand (uitgedrukt in rpm/s) te nemen tussen de curven 40 en 41, deze afstand te vermenigvuldigen met de procentuele ligging van het toerental nj binnen het toerental-interval tussen curven 40 en 41, en het resultaat af te trekken van de waarde van curve 40. Bijvoorbeeld: bij 53% belasting: • curve 40 (1850rpm)-> 7.5rpm/s • curve 41 (1900rpm)-*-15rpm/s • afstand curves 40-41 = 22.5rpm/s • procentuele toerentalstijging voor 1860rpm = 10rpm = 20% van interval 1850-1900rpm -> curve bij 1860rpm gaat door 7.5-22.5*20% = 3rpm/s

Door deze formule toe te passen op alle punten van de x-as, en bij toerentallen 1860rpm, 1870rpm, 1880rpm en 1890rpm, vindt men de curven 42 tot 45 getoond in figuur 6.

Men ziet op die manier dat bij een starttoerental van 1850rpm en een stijging vanaf 20% belasting naar een hogere belasting men verschillende mogelijkheden onderscheidt: • bij een stijging naar een belasting tussen 43% en 73%: toename tot een streeftoerental tussen 1850rpm en 1900rpm, zoals hierboven beschreven; • bij een stijging naar een belasting tussen 73% en +-85%: toename van het streeftoerental met een dalende snelheid, tot aan 1900rpm, en daarna met constante snelheid verder tot 1950rpm (zone 22, fig. 4). Hoe hoger de belasting, hoe sneller de streefwaarde van 1900 naar 1950rpm gestuurd wordt; • bij een stijging naar een belasting boven +-85%: toename van het streeftoerental met een aangroeiende snelheid tot aan 1900rpm en verder aan constante snelheid tot aan 1950rpm (zone 22). Het actuele toerental loopt terug via karakteristiek 10, maar de streefwaarde blijft op 1950rpm ; • bij een stijging naar een belasting van +-85%: toename van 1850 naar 1950rpm met een constante snelheid van 15rpm/s.

Wat er gebeurt wanneer de streefsnelheid 1900rpm bereikt is en de belasting verder stijgt, wordt bepaald door een volgend regelalgoritme. In het geval van figuur 4 gaat de regeling over in een ander regime (zone 22), waarin het streeftoerental blijft oplopen tot 1950rpm. Het verloop van deze waarde kan evenzeer door een stel curven zoals getoond in figuur 6, bepaald worden. In een ander geval gaat men vanaf 1900rpm over naar een regime waarbij het toerental constant gehouden wordt voor een middelgrote belasting (zoals in figuur 5).

De regeleenheid 6 blijft het hoge streeftoerental van 1950rpm aanhouden zolang de machine in het hoge-belastingsregime blijft. In geval van figuur 4 is dit zolang de opgelegde belasting boven 73% blijft (gebieden 22 en 23). Zodra de belasting onder deze waarde zakt, neemt ook het streeftoerental af volgens de onderste helft van de curvenbundel 40-45 in figuur 6. Bij een belasting tussen 43 en 73% stabiliseert het streeftoerental zich op één van de waardes tussen 1850 en 1900rpm. Bij een lagere belasting gaat het streeftoerental naar een waarde van 1850rpm. Hoe groter afname in belasting, hoe groter de aanvankelijke snelheid waarmee het streeftoerental afneemt. De afnamesnelheid neemt wel af naarmate het actuele toerental zelf afneemt.

Zoals getoond in figuur 6 zijn de curven 40 en 41 beperkt tot maximum waarden van 15rpm/s, 25rpm/s en -15rpm/s (vlakke gedeelten). Het spreekt vanzelf dat de vorm van curven 40-45 kan variëren binnen het kader van de uitvinding. Men kan bijvoorbeeld een regeling kiezen waarin geen knooppunt voorkomt (zoals bij 85% belasting in figuur 6), of waarin de curven 40 en 41 geen vlak gedeelte hebben.

In de regeling van figuur 4 of 5 wordt bij voorkeur het hoge-belastingsregime bedreven met een actueel vast motortoerental van 1900rpm. Dit ligt onder het streeftoerental van 1950rpm dat de regeleenheid 6 uitstuurt omdat de belasting de 85% overtreft en het actuele toerental terugloopt langs de motorkarakteristiek 10. De regeleenheid 6 kan nu zorgen voor een automatische aanpassing van de rijsnelheid bij verandering van de opgelegde belasting. Deze hierboven reeds beschreven ‘PowerCruise’ mode is reeds bekend in de techniek. Het overgangsgebied 22 (fig. 4) of 33 (fig. 5) is een voorbereidende fase om naar de PowerCruise mode over te gaan bij hoge belastingen. Het is dan de bedoeling dat dit overgangsgebied zo snel mogelijk doorlopen wordt.

Bij voorkeur krijgt de machine standaard een instelwaarde voor het motortoerental mee, dewelke kan aangepast worden door de bestuurder. Dit gaat bijvoorbeeld om de instelsnelheid van de PowerCruise-mode. Het regelsysteem van de uitvinding kan zich instellen rond deze instelwaarde, bijvoorbeeld in het geval van figuur 4 en 5 is de instelwaarde 1900rpm. Bij aanpassing van de instelwaarde schuift de regelcurve automatisch mee naar hogere of lagere toerentalwaarden. Op die manier kan de bestuurder de machine aanpassen aan wijzigende omstandigheden. Sommige gewassen vereisen een hogere snelheid van de verwerkende componenten, bv. van de blazer. De bestuurder kan die aanpassen door de instelsnelheid van de motor te wijzigen.

In een regelmodule 6 volgens de uitvinding zijn de deelgebieden, de constante streefwaarden voor de toerentallen en de curven 40 en 41 (en interpolatiecurven) voorgeprogrammeerd in de module zelf, via programmeermethoden bekend in de techniek. De communicatie tussen regelmodule 6 en de motor 1 gebeurt eveneens via gekende middelen.

De regeleenheid 6 is er dus op voorzien om het motortoerental te regelen volgens de volgende methode: • bepaling van de opgelegde motorbelasting; • instellen van het toerental overeenkomend met de opgelegde motorbelasting volgens een curve die het streeftoerental geeft in functie van de belasting, waarbij deze curve minstens één deelgebied bevat, in het totale bereik gelegen tussen 0% en-100% van de maximale belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting.

Bij voorkeur gebeurt de bepaling van de opgelegde motorbelasting op basis van een meting van het brandstofdebiet en het actuele toerental, bijvoorbeeld op basis van een signaal geleverd door de ECU.

Volgens een geprefereerde uitvoering van de methode is de snelheid waarmee het streeftoerental verandert binnen het genoemde deelgebied, zelf een stijgende functie van de mate waarin de opgelegde belasting de onder- of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve respectievelijk negatieve zin, zie beschrijving met betrekking tot figuur 6.

De curve kan erin voorzien het toerental gelijk te houden aan een constante streefwaarde binnen twee of meer elkaar niet overlappende deelgebieden van het genoemde totale bereik van de belasting, het laagste deelgebied beginnend bij 0% van het genoemde bereik, waarbij verder: • genoemde constante streefwaarde het laagste is voor het laagste van deze deelgebieden, en telkens hoger wordt voor hoger gelegen gebieden, • in de overgangszones tussen de deelgebieden, het streeftoerental een continu stijgende functie is van het motorkoppel, zoals bedoeld in conclusie 1.

Volgens een uitvoeringsvorm is het verschil tussen de streefwaarden van twee naast elkaar gelegen deelgebieden constant.

Volgens een uitvoeringsvorm bevat de methode verder een stap waarin men het motortoerental corresponderend met een deelgebied met constante streefwaarde, of een toerental gelegen tussen twee gebieden met continu stijgend streeftoerental, instelt.

Volgens een uitvoeringsvorm bevat genoemde curve: • een lage-belastingsgebied (20), waarin het streeftoerental een constante waarde aanhoudt; • een middelgrote-belastingsgebied (21), waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting; • een hoge-belastingsgebied (23), waarin het actuele toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

• een overgangsgebied (22) tussen middelgrote en hoge belasting, waarbij het streeftoerental continu stijgt tot een maximum waarde.

Volgens een andere uitvoeringsvorm bevat genoemde curve: • een lage-belastingsgebied (30), waarin het streeftoerental een constante waarde aanhoudt, • een middelgrote-belastingsgebied (32), waarin het streeftoerental een constante waarde aanhoudt, hoger dan de streefwaarde van het lage-belastingsgebied, • een hoge belastingsgebied (34), waarin het actuele toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

• overgangsgebieden (31,33) tussen lage en middelgrote belasting en tussen middelgrote en hoge belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting.

De regelmethode van de uitvinding heeft het voordeel dat de machine niet continu op een hoog toerental draait maar enkel naar hoge toerentallen overschakelt wanneer de belasting dit vraagt. Dit heeft een aanzienlijke brandstofbesparing tot gevolg evenals een reductie van het geproduceerde machinegeluid. De regeling waarbij het toerental sneller varieert naarmate de opgelegde belastingswijziging hoger is heeft het voordeel dat de machine sneller naar een nieuwe waarde varieert bij snelle veranderingen in de belasting en trager wanneer deze veranderingen geleidelijk zijn. Op die manier werkt de machine op een flexibele manier.

De regelmethode laat ook toe naadloos over te schakelen van een handmatige rijsnelheidsregeling door de operator naar een automatische rijsnelheidsregeling die de belasting van de machine op een maximaal peil houdt. De regelingen van het streeftoerental van de motor en van de rijsnelheid van de machine maken beide gebruik van de gemeten belasting en het actuele motortoerental.

Claims (13)

1. Een zichzelf voortbewegende landbouwmachine voorzien van: • componenten (5) voor het verzamelen en/of verwerken van gewassen, • een verbrandingsmotor (1), ingericht om de voortbeweging van de machine aan te drijven via een eerste aandrijfmechanisme (3), en om de werking van de genoemde componenten aan te drijven via een tweede aandrijfmechanisme (4), • een regeleenheid (6) voor het regelen van het toerental van de motor, gekenmerkt doordat de regeleenheid (6) erin voorziet dat het toerental (nj) van de motor wordt geregeld op basis van een streeftoerental (ns), dat zelf gebaseerd is op een bepaling van de opgelegde motorbelasting (Tj), waarbij minstens in één deelgebied van het totale bereik gelegen tussen 0% en 100% van de maximale belasting, het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting.

2. Landbouwmachine zoals beschreven in conclusie 1, waarbij de opgelegde motorbelasting (Ti) bepaald wordt door een meting van het motortoerental (n,) en van het brandstofdebiet.

3. Landbouwmachine zoals beschreven in conclusie 1 of 2, waarbij het actuele toerental (n,) en de opgelegde motorbelasting (Ti) bepaald en meegedeeld worden door de ECU van de verbrandingsmotor (1).

4. Landbouwmachine zoals beschreven in één van de voorgaande conclusies, waarin de snelheid waarmee het streeftoerental (ns) verandert binnen het genoemde deelgebied, zelf een stijgende functie is van de mate waarin de opgelegde belasting de onder- of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve, respectievelijk negatieve zin.

5. Landbouwmachine zoals beschreven in één van de voorgaande conclusies, waarbij de regeleenheid (6) erin voorziet het toerental gelijk te houden aan een constante streefwaarde binnen twee of meer elkaar niet overlappende deelgebieden (30, 32) van het genoemde totale bereik van de belasting, het laagste deelgebied beginnend bij 0% van het genoemde bereik, en waarbij • genoemde constante streefwaarde het laagste is voor het laagste (30) van deze deelgebieden, en telkens hoger wordt voor hoger gelegen. gebieden (32), • in de overgangszone (31) of overgangszones tussen de deelgebieden, het streeftoerental een continu stijgende functie is van het motorkoppel, zoals bedoeld in conclusie 1.

6. Landbouwmachine zoals beschreven in conclusie 4, waarin het verschil tussen de constante streefwaarden van twee naast elkaar gelegen deelgebieden constant is. ^

7. Landbouwmachine zoals beschreven in één van voorgaande conclusies, waarin instelmiddelen voorhanden zijn, die de bestuurder van de machine toelaten om het motortoerèntal corresponderend met een deelgebied met constante instelwaarde, of een toerental gelegen tussen twee gebieden met continu stijgend streeftoerental, in te stellen.

8. Landbouwmachine zoals beschreven in één van voorgaande conclusies, waarbij het genoemde totale bereik bevat: • een overgangsgebied (22) tussen middelgrote en hoge belasting, waarin de regeleenheid (6) het streeftoerental continu laat stijgen tot een maximum waarde. • een hoge-bélastingsgebied (23), waarin de regeleenheid (6) het streeftoerental houdt op de maximum waarde en het actuele toerental van de verbrandingsmotor bepaald wordt door de motorkarakteristiek.

9. Landbouwmachine zoals beschreven in één van voorgaande conclusies, waarbij men het genoemde totale bereik indeelt in: • een lage-belastingsgebied (20), waarin het streeftoerental een constante waarde aanhoudt, • een middelgrote-belastingsgebied (21), waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting • een hoge-belastingsgebied (23), waarin het toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek, en • een overgangsgebied (22) tussen middelgrote en hoge belasting, waarin het streeftoerental continu stijgt tot een maximum waarde.

10. Landbouwmachine zoals beschreven in één van conclusies 1 tot 7, waarbij men het genoemde bereik indeelt in: • een lage-belastingsgebied (30), waarin het toerental een constante streefwaarde aanhoudt, • een middelgrote-belastingsgebied (32), waarin het toerental een constante streefwaarde aanhoudt, hoger dan de streefwaarde van het lage-belastingsgebied, • een hoge-belastingsgebied (34), waarin het toerental bepaald wordt door de motorkarakteristiek, en • overgangsgebieden (31,33) tussen lage en middelgrote belasting en tussen middelgrote en hoge belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de belasting.

11. Landbouwmachine zoals beschreven in één van voorgaande conclusies, zijnde een maaidorser of een hakselaar.

12. Methode om het toerental te regelen van een machine volgens één van conclusies 1 tot 11, waarbij de methode de volgende stappen bevat: • bepaling van de opgelegde motorbelasting • instellen van het toerental van de motor overeenkomend met de opgelegde motorbelasting volgens een curve die het streeftoerental geeft in functie van de belasting, waarbij deze curve minstens één deelgebied bevat, in het totale bereik gelegen tussen 0% en 100% van de maximale belasting, waarin het streeftoerental een continu stijgende functie is van de motorbelasting.

13. Methode volgens conclusie 12, waarin de snelheid waarmee het streeftoerental verandert binnen het genoemde deelgebied, zelf een stijgende functie is van de mate waarin de opgelegde belasting de onder- of bovengrens van het deelgebied overschrijdt in positieve respectievelijk negatieve zin.