CN108430208A - 农业作业车辆及农业作业车辆的挂接器的控制方法 - Google Patents

农业作业车辆及农业作业车辆的挂接器的控制方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个方面的农业作业车辆，其能够根据作业机械的重量适应性地调节挂接器的速率曲线，其特征在于包括：挂接器(210)，其上安装有作业机械(480)；重量计算单元(430)，当通过挂接器(210)的第一次上升提升作业机械(480)时，计算作业机械(480)的重量；以及挂接控制器(420)，根据包括等速段(T)的参考速率曲线第一次提升挂接器(210)，当完成作业机械(480)的重量的计算时根据作业机械(480)的重量生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线，以及根据所述更新的速率曲线二次提升挂接器(210)。

Description

农业作业车辆及农业作业车辆的挂接器的控制方法
技术领域
本发明涉及一种农业作业车辆，尤其涉及一种农业作业车辆的挂接器的控制。
背景技术
农业作业车辆用于使用土壤培育人类生活所需的作物。例如，联合收割机、拖拉机等属于农业作业车辆。联合收割机是一种构造成对诸如稻谷、大麦、小麦、黄豆等的农作物进行收割和脱粒的车辆。拖拉机是连接有各种作业机械以在行驶状态或静止状态下进行农业作业的车辆，其中作业机械与安装在拖拉机上的挂接器连接，并且挂接器利用液压升降，从而进行农业作业。
根据相关技术的农业作业车辆，诸如拖拉机，仅根据如图1所示的参考速率曲线来提升或降低挂接器，而在挂接器上升或下降操作中不考虑作业机械的重量或农业作业车辆的发动机转速。
因此，在挂接器开始上升和下降或挂接器完成上升和下降时，由作业机械的重量产生的冲击施加到农业作业车辆，并且施加到农业作业车辆的冲击随作业机械的重量发生变化，从而使操作者的疲劳和焦虑加剧，并且也使挂接器的耐用性降低。
发明内容
【技术问题】
因此，本发明旨在解决上述问题，并且涉及提供一种能够根据作业机械的重量自适应地调节挂接器的速率曲线的农业作业车辆以及一种控制农业作业车辆的挂接器的方法。
本发明的目的还在于提供一种农业作业车辆以及一种控制农业作业车辆的挂接器的方法，其能够基于农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息、以及用于驱动挂接器的液压缸的速度以及挂接器的提升臂与水平面之间的角度来计算作业机械的重量。
【技术解决方案】
本发明的一个方面提供了一种农业作业车辆，包括：挂接器(210)，其上安装有作业机械(480)；重量计算单元(430)，被配置为当通过挂接器(210)的第一次上升提升作业机械(480)时，计算作业机械(480)的重量；以及挂接控制器(420)，被配置为根据包括等速段(T)的参考速率曲线第一次提升挂接器(210)，当完成作业机械(480)的重量的计算时根据作业机械(480)的重量生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线，以及根据所述更新的速率曲线二次提升挂接器(210)。
根据实施例，挂接控制器可以生成更新的速率曲线，使得随着作业机械(480)的重量增加，加速段(a1，a2)和减速段(c1，c2)变大，并且等速段(b1，b2)变小。根据实施例，挂接控制器(420)可以生成所述更新的速率曲线，使得在所述更新的速率曲线上的加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的面积之和被保持为等于在参考速率曲线上的等速段(T)的面积。
挂接控制器可以对于参考速率曲线的等速段(T)将挂接器(210)的上升速率保持为第一速率(V1)；以及生成所述更新的速率曲线，使得挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的加速段(a1，a2)增加到大于第一速率(V1)的第二速率(V2，V2')，挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的等速段(b1，b2)保持在第二速率(V2，V2')，并且挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的减速段(c1，c2)从第二速率(V2，V2')减小到零，其中，第二速率(V2，V2')的值随着作业机械(480)的重量增加而增加。
重量计算单元可以使用农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息以及挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度计算农业作业车辆(480)的重量，其中，发动机功率信息包括发动机的转矩和发动机的转速(每分钟转数(RPM))。
农业作业车辆还可以包括：发动机控制器(410)，被配置为控制农业作业车辆的发动机并且为重量计算单元(430)提供发动机功率信息；牵引力感测传感器(460)，被配置为测量农业作业车辆的牵引力并且向重量计算单元(430)提供关于牵引力的信息；以及角度感测传感器(440)，被配置成测量挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度，并且向重量计算单元(430)提供所述角度。
本发明的另一方面提供一种控制农业作业车辆的挂接器的方法，包括：在接收到用于安装在挂接器(210)上的作业机械(480)的上升的命令时，根据包括等速段(T)的参考速率曲线第一次提升挂接器(210)；计算作业机械(480)的重量；根据作业机械(480)的重量，生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线；以及根据所述更新的速率曲线二次提升挂接器(210)。
可以使用农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息以及挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度计算作业机械(480)的重量。
本发明的又一方面提供了一种控制农业作业车辆的挂接器的方法，包括：生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线；以及根据所述更新的速率曲线通过提升或降低挂接器(210)来提升或降低作业机械(480)；其中，所述更新的速率曲线上的加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的大小根据作业机械(480)的重量而变化。
可以生成所述更新的速率曲线，使得随着作业机械(480)的重量增加，加速段(a1，a2)和减速段(c1，c2)变大，并且等速段(b1，b2)变小。
【有益效果】
根据本发明，由于根据作业机械的重量自适应地调节挂接器的速率曲线，所以可以减少挂接器上升和下降时发生的冲击，从而减轻操作员的疲劳和焦虑并改善了挂接器的耐用性。
另外，由于作业机械的重量基于农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息以及挂接器的提升臂的旋转角度来计算，因此可以提高作业机械的重量计算的准确度，并且能够根据发动机转速来调节挂接器的上升速率或下降速度。
另外，由于不需要额外的部件来计算作业机械的重量，所以能够防止农业作业车辆的结构复杂化。
附图说明
图1是示出根据挂接器位置的参考速率曲线的曲线图。
图2是示出根据本发明的实施例的农业作业车辆的侧视图。
图3是示出图2所示的挂接器的构造的视图。
图4是示出根据本发明的实施例的农业作业车辆的构造的示意框图。
图5是示出根据挂接器的位置的更新的速率曲线的曲线图。
图6a是示出用于计算作用在挂接器的提升臂上的力的自由体图的视图。
图6b是示出用于计算作用在挂接器的下连杆上的力的自由体图的视图。
图6c是示出用于计算作业机械的重量的自由体图的视图。
图7是示出安装在农业作业车辆上的牵引力感测传感器和牵引力感测连杆的构造的示意图。
图8是示出根据本发明的实施例的控制农业作业车辆的挂接器的方法的流程图。
具体实施方式
这里使用的术语应该理解如下。
单数形式还包括复数形式，除非上下文另有明确规定，并且术语第一、第二等仅用于区分一个元件和另一个元件，并且权利的范围是不受这些术语的限制。
当在本文中使用时，术语“包括”、“包括着”、“包含”和/或“包含着”指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
如本文所使用的，术语“至少一个”包括一个或更多个相关所列项目的任何组合。例如，“第一项目”、“第二项目”和“第三项目”中的至少一个不仅可以代表第一项目、第二项目和第三项目中的每一个，也可以代表第一项目、第二项目和第三项目中两个或更多个的任何组合。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
图2是示出根据本发明的实施例的农业作业车辆的侧视图。如图2所示，在根据本发明的实施例的农业作业车辆200上，安装有用于与各种作业机械(未图示)连接的挂接器210。
农业作业车辆200在可耕土地上行驶或处于静止状态时，使用安装在其上的各种作业机械进行作业。根据本发明的实施例，农业作业车辆200可以是如图2所示的拖拉机。拖拉机是指连接各种类型的作业机械(例如，旋转机械、耕犁机械等)以在行驶状态或静止状态下执行农业作业的车辆。
挂接器210安装在农业作业车辆200的前部或后部，以将作业机械连接到农业作业车辆200。根据实施例，当液压油通过液压泵(未示出)供应到液压缸中以使作业机械从地面提升时，挂接器210通过液压缸(未示出)的活塞运动而提升。根据实施例，挂接器210可以是包括上连杆212和下连杆214的三点式挂接器。
在下文中，将简要描述根据本发明的实施例的安装在农业作业车辆上的三点式挂接器。
图3是示出根据本发明的实施例的安装在农业作业车辆上的三点式挂接器的构造的视图。
参照图3，三点式挂接器210包括上连杆212、下连杆214、提升臂216和液压缸218。
上连杆212将作业机械的上部连接到农业作业车辆200。
下连杆214将作业机械的下部连接到农业作业车辆200。下连杆214可以包括第一下连杆214a和第二下连杆214b。
提升臂216通过液压缸218枢转以使其位置改变，并且根据位置的变化，上连杆212和下连杆214被提升或降低。
当由液压泵(未示出)供应的液压油被引入到液压缸218中时，液压缸218通过内部液压执行活塞运动，由此允许提升臂216枢转。
虽然图2示出了农业作业车辆200是拖拉机，但本发明不限于此。农业作业车辆200可以使用能够在其前部或后部上安装用于使作业机械(例如，根据本发明的挂接器210)升降的连杆结构的任何类型的车辆来设置。
在下文中，将参照图4更详细描述根据本发明的农业作业车辆的构造。
图4是示出根据本发明的实施例的农业作业车辆的构造的示意框图。
如图4所示，根据本发明实施例的农业作业车辆200包括挂接器210、发动机控制器410、挂接控制器420、重量计算单元430、角度感测传感器440、位移感测传感器450和牵引力感测传感器460。
如上所述，挂接器210构造成将各种类型的作业机械480连接到农业作业车辆200，由于挂接器210已经参照图2和图3进行了描述，将省略其详细描述。
发动机控制器410控制用于驱动农业作业车辆200或向挂接器210的液压缸218提供动力的发动机(未示出)。具体地，根据本发明的发动机控制器410向重量计算单元430提供发动机功率信息，使得重量计算单元430可以直接计算作业机械480的重量。
根据该实施例，从发动机控制器410提供给重量计算单元430的发动机功率信息包括发动机的转矩和发动机的转速(每分钟转数(RPM))。
挂接控制器420在接收到作业机械480的上升要求时，提升挂接器210，以提升连接到挂接器210的作业机械480，在接收到作业机械480的下降要求时，降低挂接器210以降低连接到挂接器210的作业机械480。
具体地，根据本发明的挂接控制器420允许根据作业机械480的重量自适应地调节挂接器210的上升速率或下降速率。在这种情况下，挂接器210的上升速率或下降速率可以通过调节引入到液压缸218中的液压油的量来调节。
具体而言，根据本发明的挂接控制器420根据预定参考速率曲线第一次提升挂接器210。在这种情况下，参考速率曲线包括如图5所示的等速段T，并且因此，挂接控制器420以第一速率V1(即参考速率)提升挂接器210。
当随着作业机械480由于挂接器210的第一次上升而上升，通过重量计算单元430完成作业机械480的重量计算时，挂接控制器420根据作业机械480的重量生成更新的速率曲线，并采用所生成的更新的速率曲线。
根据该实施例，挂接控制器420生成包括加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的更新的速率曲线，如图5B所示。在这种情况下，挂接控制器420可以根据作业机械480的重量在整个段T的范围内改变加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的大小。
例如，如图5B所示，当第一作业机械的重量W1小于第二作业机械的重量W2时，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的加速段a1和减速段c1小于用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的加速段a2和减速段c2，并且用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的等速段b1大于用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的等速段b2。
因此，在开始或结束作业机械的上升时，挂接控制器420可以控制挂接器210以比第一作业机械更慢地升高第二作业机械，由此减少由作业机械的上升而发生的冲击。
同时，在生成更新的速率曲线时，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得在图5B中更新的速率曲线上的加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的面积之和被设置为等于参考速率曲线上的等速段T的面积。也就是说，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得根据更新的速率曲线移动的挂接器210在与根据参考速率曲线移动的挂接器210达到目标位置所需的时间段相同的时间段内被提升到目标位置。
根据该实施例，当挂接器210的上升速率对于参考速率曲线的等速段T保持在第一速率V1时，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得挂接器210的上升速率对于更新的速率曲线的加速段a1或a2增加到大于第一速率V1的第二速率V2或V2'，对于更新的速率曲线的等速段b1或b2保持在第二速率V2或V2'，并且对于更新的速率曲线的减速段c1或c2从第二速率V2或V2'减小到零。
根据该实施例，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得第二速率V2或V2'的值随着作业机械480的重量增加而增加。例如，如图5所示，可以看到，由于第二作业机械的重量W2比第一作业机械的重量W1大，因此将用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的第二速率V2'的值设置为大于用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的第二速率V2的值。
当更新的速率曲线的生成完成时，挂接控制器420根据所生成的更新的速率曲线二次提升挂接器210，以将作业机械480提升到目标位置。
另外，挂接控制器420可根据更新的速率曲线降低已达到目标位置的挂接器210，以将作业机械480降低至初始位置。在这种情况下，图5中所示的更新的速率曲线的速率表示挂接器210的下降速率。
如上所述，本发明可以通过采用根据作业机械480的重量生成的挂接器210的更新的速率曲线来减少在挂接器210上升或下降时发生的冲击，从而减缓操作者的疲劳和焦虑同时改善了挂接器210的耐用性。
以上描述针对这样的实施例进行，其中，挂接控制器420根据参考速率曲线第一次提升挂接器210，重量计算单元430计算作业机械480的重量，以及挂接控制器420生成更新的速率曲线并且根据更新的速率曲线二次提升挂接器210并降低挂接器210。然而，本发明不限于此。安装在挂接器210上的作业机械480的重量可以通过各种方法(例如，操作者的输入)预先确定，并且挂接控制器420可以根据作业机械480的预定重量生成更新的速率曲线并根据更新的速率曲线提升或降低挂接器210。
再参照图4，重量计算单元430计算与挂接器210连接的作业机械480的重量。具体而言，当作业机械480通过挂接器210的第一次上升而被提升时，重量计算单元430基于由作业机械480的上升生成的发动机功率信息和牵引力信息来计算作业机械480的重量。
根据该实施例，重量计算单元430可以使用从发动机控制器410提供的发动机功率信息、从角度感测传感器440提供的挂接器210的提升臂216与水平面之间的角度、由位移感测传感器450提供的用于驱动挂接器210的液压缸218的速度以及从牵引力感测传感器460提供的牵引力信息来计算作业机械480的重量。
在下文中，将参照图3和图6a至6c详细描述根据本发明的使用重量计算单元430来计算作业机械的重量的方法。
图6a是示出用于计算作用在挂接器210的提升臂216上的力的自由体图的视图，图6b是示出用于计算作用在挂接器210的下连杆214上的力的自由体图的视图，图6c是示出用于计算作业机械480的重量的自由体图的视图。
首先，参照图6a所示的自由体图，力平衡等式可以被定义为等式1，并且作用在提升臂216上的力Fr可以根据等式1中所述的力平衡等式被定义为等式2。
[等式1]
l2Fr＝l1Facos θ1
[等式2]
在等式1和等式2中，Fr示出从提升臂216施加到下连杆214的力，l2表示提升臂216的长度，l1表示从提升臂216的起点Pu到液压缸218的接头连接到提升臂216所处的点P1的长度，Fa表示液压缸218的致动力，并且θ1表示提升臂216与水平面之间的角度。在这种情况下，θ1可以通过角度感测传感器440测量的值来计算。
参考图6b，作用于下连杆214的沿Y轴方向的力FLOW可以定义为下面的等式3，并且作用在下连杆214上的力矩的平衡等式可以定义为等式4。根据等式4，可以如等式5获得作用在下连杆214上的力Fl。当对等式3替换等式5时，如等式6获得在Y轴方向上作用在下连杆214上的力FLOW。
[等式3]
FLOW＝Flcos θ2
[等式4]
Fll4＝Frcos(θ1+θ2)l3
[等式5]
[等式6]
在等式3至6中，FLOW表示沿Y轴方向作用在下连杆214上的力，θ2表示下连杆214与水平面之间的角度，l4表示下连杆214的长度，并且l3表示从下连杆214的起点Pl到提升臂216连接到下连杆214处的下连杆214的接合点P2的长度。
这里，当提升臂216的起始点Pu和下连杆214的起点Pl固定，并且提升臂216的长度l2、从下连杆214的起点Pl到提升臂216连接到下连杆214处的下连杆214的接合点P2的长度l3、以及提升臂216和下连杆214之间的连杆220的长度已确定时，下连杆214和水平面之间的角度θ2可以表示为提升臂216与水平面之间的角度θ1的等式。也就是说，θ2可以从θ1计算出来。
另外，根据图6c所示的自由体图，Y轴方向上的力平衡方程由等式7表示，X轴方向上的力平衡等式由下面的等式8表示，因此等式9从等式7导出并且根据如图10所示的三角关系被组织为等式11。
[等式7]
FUsinθ4+Wi＝Flsinθ3
[等式8]
FUcosθ4＝Flcosθ3
[等式9]
Wi＝Flsinθ3-FUsinθ4
[等式10]
sinθ4＝cosθ4tanθ4
[等式11]
Wi＝Flsinθ3-FUcosθ4tanθ4
在等式7至11中，Fu表示作用在挂接器210的上连杆212上的力，θ4表示上连杆212与水平面之间的角度，Wi表示作业机械480的重量，并且θ3表示在作用在下连杆214上的力Fl和水平面之间的角度。
当上连杆212的起点和下连杆214的起点Pl固定，作业机械480和上连杆212之间的连接点与作业机械480和下连杆214之间的连接点之间的距离固定，并且提升臂216的长度l2和下连杆214的长度l4是确定的时，上连杆212与水平面之间的角度θ4可以被表示为下连杆214和水平面之间的角度θ2的等式。也就是说，θ4可以从θ2计算出。在这种情况下，由于可以从θ1计算出θ2，所以可以从θ1计算出θ4。
参照图6b和图6c，Flsinθ3等于在Y轴方向上作用在下连杆214上的力FLOW，并且如等式13所述，FUCOSθ4等于作为响应于作业机械的重量作用在上连杆212上的反作用力的牵引力FD，因此等式11获得为等式14。
[等式12]
Flsinθ3＝FLOW
[等式13]
FUcosθ4＝FD
[等式14]
Wi＝FLOW-FDtanθ4
当对等式14替换等式2和等式6时，获得作业机械480的重量Wi为下面的等式15。
[等式15]
同时，在农业作业车辆200处于静止状态，并且将等式16所示的农业作业车辆200的发动机功率Pe完全作为下述等式17所示的挂接器210的液压动力Ph使用时，液压缸218的致动力Fa被定义为下面的等式18。
[等式16]
[等式17]
[等式18]
在等式16至18中，Pe表示农业作业车辆200的发动机功率，Te是发动机的转矩，Ne表示发动机的转速(RPM)，Ph表示挂接器210的液压动力，VC表示液压缸218的速度，A表示液压缸218的面积，k表示比例常数。在这种情况下，可以通过由角度感测传感器440测量的值或通过由位移感测传感器450测量的值来计算VC。
因此，当对等式15替换等式18中所述的液压缸218的致动力Fa时，作业机械480的重量Wi获得为等式19，并且提升臂216和下连杆214的长度相关值l1、l2、l3和l4被转换为常数，从而如下面的等式20计算作业机械480的重量Wi。
[等式19]
[等式20]
同时，在等式20中，可以从提升臂216与水平面之间的角度θ1来计算上连杆212与水平面之间的角度θ4以及下连杆214与水平面之间的角度θ2。
这样，本发明可以基于农业作业车辆200的发动机功率信息(例如，发动机转矩、发动机RPM)、牵引力信息以及提升臂216与水平面之间的角度来计算作业机械480的重量，由此提高作业机械480的重量的计算准确度，另外，不需要额外的部件来计算作业机械480的重量，由此防止农业作业车辆200的结构被复杂化。
再参照图4，角度感测传感器440感测提升臂216的位置并且向重量计算单元430提供感测值，从而计算出挂接器210的提升臂216与水平面之间的角度。位移感测传感器450感测液压缸218的位移，并向重量计算单元430提供感测值，从而计算出液压缸218的速度。根据该实施例，角度感测传感器440向重量计算单元430提供感测到的提升臂216的位置，并且位移感测传感器450向重量计算单元430提供感测到的液压缸218的位移，使得重量计算单元430使用提升臂216的位置和液压缸218的位移来计算提升臂216与水平面之间的角度和液压缸218的速度。
另外，根据修改的实施例，角度感测传感器440可以向重量计算单元430提供感测到的提升臂216的位置，并且重量计算单元430可以仅通过使用提升臂216的位置计算提升臂216与水平面之间的角度以及液压缸218的速度。由于提升臂216的位置由液压缸218的位移确定，所以液压缸218的位移可以从提升臂216的位置计算出。根据该修改的实施例，可以省略位移感测传感器450。
牵引力感测传感器460感测农业作业车辆200的牵引力，并向重量计算单元430提供牵引力信息。根据该实施例，牵引力感测传感器460通过牵引力感测连杆470连接到挂接器210，如图7所示。当作业机械480被提升时，在与牵引力相反的方向上的力FD由于作业机械480的重量Wi而作用，牵引力感测传感器460感测牵引力信息并将感测到的牵引力信息提供给重量计算单元430，使得重量计算单元430基于牵引力信息计算作用在上连杆212上的力。
在下文中，将参照图8描述根据本发明的实施例的控制农业作业车辆的挂接器的方法。
图8是示出根据本发明的实施例的控制农业作业车辆的挂接器的方法的流程图。
参考图8，挂接控制器420确定作业机械480是否安装在挂接器210上(S700)。
当确定作业机械480安装在挂接器210上时，挂接控制器420确定农业作业车辆200是否处于工作模式(S710)。
在确定农业作业车辆200不处于工作模式时，挂接控制器420确定是否接收到用于作业机械480的上升的命令(S720)，并且当接收到用于作业机械480的上升的命令时，根据包括等速段的参考速率曲线第一次提升挂接器210以第一次提升作业机械480(S730)。参考速率曲线已经在图5中示出。
然后，当作业机械480被提升时，重量计算单元430计算作业机械480的重量(S740)。根据该实施例，重量计算单元430可以使用农业作业车辆200的发动机功率信息、农业作业车辆200的牵引力信息以及挂接器210的提升臂216和水平面之间的角度来计算作业机械480的重量。在这种情况下，发动机功率信息包括发动机的转矩和发动机的转速(RPM)。
更详细地，重量计算单元430可以使用如上所述的等式20来计算作业机械的重量。由于在重量计算单元430的配置的描述中已经描述了导出等式20的过程，因此将省略其详细描述。
当使用重量计算单元430完成作业机械480的重量计算时，挂接控制器420根据计算出的作业机械480的重量生成更新的速率曲线(S750)。更新的速率曲线在图5中示出。
根据该实施例，为了将挂接器210提升到如图5所示的目标位置，由挂接控制器420生成的更新的速率曲线包括加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2，并且在更新的速率曲线上的加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的面积的之和被设置为等于参考速率曲线上的等速段T的面积。
根据该实施例，在这种情况下，挂接控制器420可以根据计算出的作业机械480的重量在参考速率曲线的等速段T的大小的范围内改变加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的大小。
例如，如图5B所示，当第一作业机械的重量W1小于第二作业机械的重量W2时，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的加速段a1和减速段c1小于用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的加速段a2和减速段c2，并且用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的等速段b1大于用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的等速段b2。
同时，在生成更新的速率曲线时，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得在图5B中更新的速率曲线上的加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的面积之和等于参考速率曲线上的等速段T的面积。也就是说，挂接控制器420生成更新的速率曲线，使得根据更新的速率曲线移动的挂接器210在与根据参考速率曲线移动的挂接器210被提升到目标位置的时间段相同的时间段内被提升到目标位置。
通过生成更新的速率曲线，使得图5B中更新的速率曲线上加速段a1或a2、等速段b1或b2以及减速段c1或c2的面积之和等于参考速率曲线上的等速段T的面积，能够将根据更新的速率曲线移动的挂接器210在与根据参考速率曲线移动的挂接器210被提升到目标位置的时间相同的时间段内提升到目标位置，表示从作业机械480的初始上升开始时刻t1到作业机械480的最终上升结束时刻t2的到达时间T(T＝t2-t1)即使在作业机械480的上升速率或作业机械480的下降速率根据更新的速率曲线而变化的情况下也始终保持相同。
因此，尽管根据作业机械480的重量自适应地调节挂接器210的速率曲线，但是到达时间T保持相同，使得用户可以应用挂接器210的速率曲线而不会延迟作业机械480的驱动时间。
另外，当针对参考速率曲线的等速段T将挂接器210的上升速率保持在第一速率V1时，可以生成更新的速率曲线，使得挂接器210的上升速率对于更新的速率曲线的加速段a1或a2增加到大于第一速率V1的第二速率V2或V2'，对于更新的速率曲线的等速段b1或b2保持在第二速率V2或V2'，并且对于更新的速率曲线的减速段c1或c2从第二速率V2或V2'减小到零。
根据该实施例，挂接控制器420可以生成更新的速率曲线，使得第二速率V2或V2'的值随着作业机械480的重量增加而增加。例如，参照图5，可以看到，由于第二作业机械的重量W2比第一作业机械的重量W1大，因此将用于提升第二作业机械的更新的速率曲线的第二速率V2'的值设置为大于用于提升第一作业机械的更新的速率曲线的第二速率V2的值。
然后，挂接控制器420通过根据更新的速率曲线二次提升挂接器210来二次提升作业机械480(S760)，并且确定挂接器210是否已经达到目标位置(S770)，并且在确定挂接器210尚未达到目标位置时，重复S760的操作，直到挂接器210达到目标位置。
同时，尽管在图8中未示出，根据更新的速率曲线，挂接控制器420可将已达到目标位置的挂接器210降低到初始位置，使得作业机械480降低到初始位置。
上述控制农业作业车辆的挂接器的方法可以以可由各种计算机设备执行的程序的形式来实现。用于执行控制农业作业车辆的挂接器的方法的程序可以存储在可由计算机读取的记录介质中，诸如光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和闪存，或者可以存储在提供下载功能的服务器中。
对于本发明所属领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不改变本发明的技术精神或基本特征的情况下以其他具体形式来实施上述本发明。
例如，上述实施例已经描述了挂接控制器420和重量计算单元430是分离的部件，但是根据修改的实施例，挂接控制器420和重量计算单元430可以被实现为单个部件。
另外，上述实施例已经说明，农业作业车辆计算作业机械的重量并根据计算出的重量生成更新的速率曲线，但根据修改的实施例，农作业车辆可以从外部接收作业机械的重量，或者预先存储作业机械的重量，从而在接收到移动安装在挂接器210上的作业机械480的指令时可以生成更新的速率曲线，该更新的速率曲线包括加速段、等速段和减速段，使得更新的速率曲线的加速段、等速段和减速段的大小根据作业机械的重量在预定时间段内而变化，并且可以根据更新的速率曲线移动挂接器210来移动作业机械480。
因此，本领域技术人员应该理解，上面公开的实施例应该仅被认为是描述性的而不是为了限制的目的。本发明的范围不是由本发明的详细描述限定，而是由所附权利要求限定，并且包括从所附权利要求的含义、范围和等同物衍生的在本发明范围内的所有变化和修改。

Claims (20)

1.一种农业作业车辆，包括：
挂接器(210)，其上安装有作业机械(480)；
重量计算单元(430)，被配置为当通过挂接器(210)的第一次上升来提升作业机械(480)时，计算作业机械(480)的重量；以及
挂接控制器(420)，被配置为根据包括等速段(T)的参考速率曲线第一次提升挂接器(210)，当完成作业机械(480)的重量的计算时根据作业机械(480)的重量生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线，以及根据所述更新的速率曲线二次提升挂接器(210)。
2.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，挂接控制器(420)生成所述更新的速率曲线，使得随着作业机械(480)的重量增加，加速段(a1，a2)和减速段(c1，c2)变大并且等速段(b1，b2)变小。
3.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，挂接控制器(420)生成所述更新的速率曲线，使得在所述更新的速率曲线上的加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的面积之和被保持为等于在参考速率曲线上的等速段(T)的面积。
4.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，挂接控制器(420)生成所述更新的速率曲线，使得无论作业机械(480)的上升速率如何，在所述更新的速率曲线上从挂接器的初始上升开始时刻(t1)到挂接器的最终上升结束时刻(t2)的到达时间(T＝t2-t1)都保持为等于在参考速率曲线上从挂接器的初始上升开始时刻(t1)到挂接器的最终上升结束时刻(t2)的到达时间(T＝t2-t1)。
5.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，挂接控制器(420)：
对于参考速率曲线的等速段(T)将挂接器(210)的上升速率保持为第一速率(V1)；以及
生成所述更新的速率曲线，使得挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的加速段(a1，a2)增加到大于第一速率(V1)的第二速率(V2，V2')，挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的等速段(b1，b2)保持在第二速率(V2，V2')，并且挂接器(210)的上升速率对于所述更新的速率曲线的减速段(c1，c2)从第二速率(V2，V2')减小到零，
其中，第二速率(V2，V2')的值随着作业机械(480)的重量增加而增加。
6.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，重量计算单元(430)使用农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息以及挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度计算作业机械(480)的重量。
7.根据权利要求6所述的农业作业车辆，其中，发动机功率信息包括发动机的转矩和发动机的转速(每分钟转数(RPM))。
8.根据权利要求1所述的农业作业车辆，其中，重量计算单元(430)使用下式计算作业机械(480)的重量：
其中，Wi表示作业机械的重量(480)，C表示比例常数，Te表示发动机的转矩，Ne表示发动机的转速(每分钟转数(RPM))，VC表示用于驱动挂接器(210)的液压缸(218)的速度，θ1表示提升臂(216)与水平面之间的角度，θ2表示构成挂接器(210)的下连杆(214)与水平面之间的角度，θ4表示构成挂接器(210)的上连杆(212)与水平面之间的角度，并且FD表示牵引力信息。
9.根据权利要求1所述的农业作业车辆，还包括：
发动机控制器(410)，被配置为控制农业作业车辆的发动机并且为重量计算单元(430)提供发动机功率信息；
牵引力感测传感器(460)，被配置为测量农业作业车辆的牵引力并且向重量计算单元(430)提供牵引力信息；以及
角度感测传感器(440)，被配置成测量挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度，并且向重量计算单元(430)提供所述角度。
10.一种控制农业作业车辆的挂接器的方法，所述方法包括：
在接收到用于安装在挂接器(210)上的作业机械(480)的上升的命令时，根据包括等速段(T)的参考速率曲线第一次提升挂接器(210)；
计算作业机械(480)的重量；以及
根据作业机械(480)的重量，生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线；以及
根据所述更新的速率曲线二次提升挂接器(210)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：随着作业机械(480)的重量增加，加速段(a1，a2)和减速段(c1，c2)变大并且等速段(b1，b2)变小。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：在所述更新的速率曲线上的加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的面积之和被保持为等于在参考速率曲线上的等速段(T)的面积。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：无论作业机械(480)的上升速率如何，在所述更新的速率曲线上从挂接器的初始上升开始时刻(t1)到挂接器的最终上升结束时刻(t2)的到达时间(T＝t2-t1)都保持为等于在参考速率曲线上从挂接器的初始上升开始时刻(t1)到挂接器的最终上升结束时刻(t2)的到达时间(T＝t2-t1)。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，在计算作业机械(480)的重量时，使用农业作业车辆的发动机功率信息、农业作业车辆的牵引力信息以及挂接器(210)的提升臂(216)和水平面之间的角度计算农业作业车辆(480)的重量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，发动机功率信息包括发动机的转矩和发动机的转速(每分钟转数(RPM))。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，在计算作业机械(480)的重量时，使用下式计算作业机械(480)的重量：
其中，Wi表示作业机械的重量(480)，C表示比例常数，Te表示发动机的转矩，Ne表示发动机的转速(每分钟转数(RPM))，VC表示用于驱动挂接器(210)的液压缸(218)的速度，θ1表示提升臂(216)与水平面之间的角度，θ2表示构成挂接器(210)的下连杆(214)与水平面之间的角度，θ4表示构成挂接器(210)的上连杆(212)与水平面之间的角度，并且FD表示牵引力信息。
17.一种控制农业作业车辆的挂接器的方法，所述方法包括：
生成包括加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的更新的速率曲线；以及
根据所述更新的速率曲线通过提升或降低挂接器(210)来提升或降低作业机械(480)；
其中，所述更新的速率曲线上的加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的大小根据作业机械(480)的重量而变化。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：随着作业机械(480)的重量增加，加速段(a1，a2)和减速段(c1，c2)变大，并且等速段(b1，b2)变小。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：加速段(a1，a2)、等速段(b1，b2)和减速段(c1，c2)的面积之和保持恒定。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，在生成所述更新的速率曲线时，所述更新的速率曲线被生成为使得：在所述更新的速率曲线上从挂接器的初始开始时刻(t1)到挂接器的最终结束时刻(t2)的到达时间(T＝t2-t1)保持恒定。
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