JP2020162281A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、当該燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle including a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and using the generated power of the fuel cell as a power source.
燃料電池の発電電力で走行力を得る車両として、アクセル位置から電力負荷(要求電力)を算出し、算出した電力負荷に対して当該燃料電池の発電出力を追従させるように、燃料電池への発電用燃料及び発電用空気(酸化剤ガスの一例)の供給量が制御されるものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
また、特許文献1に記載の車両では、アクセル位置から算出される電力負荷の変化率が所定値以上上昇した場合に、燃料電池へ空気を供給する空気供給ポンプ(酸化剤ガス供給部の一例)の制御に用いるトルク指令値を上記電力負荷により算出されたものよりも大きく設定することで、空気供給ポンプの応答性を向上するようにしている。
As a vehicle that obtains running power from the generated power of the fuel cell, the power load (required power) is calculated from the accelerator position, and power is generated to the fuel cell so that the generated power output of the fuel cell follows the calculated power load. It is known that the supply amounts of fuel for power generation and air for power generation (an example of an oxidizing agent gas) are controlled (see, for example, Patent Document 1).
Further, in the vehicle described in
作業機を装着可能な車体を有する作業車両では、自動車のように燃料電池の発電電力の殆どが走行用の駆動源として消費されるのではなく、走行用の駆動源に加えて車体に装着された作業機の駆動源としても利用される。このため、作業車両では、アクセル位置に関係なく電力負荷が急激に増加することがあり、かかる電力負荷の増加に対して燃料電池への空気供給ポンプからの発電用空気の供給量を迅速に追従させて増加させることができない場合がある。このような場合には、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性が低下する上に、燃料電池のカソード電極において空気が消費尽くされる所謂空気枯れが発生し、燃料電池の性能低下や損傷を招く虞がある。 In a work vehicle having a vehicle body on which a work machine can be mounted, most of the generated power of the fuel cell is not consumed as a driving source for traveling as in an automobile, but is mounted on the vehicle body in addition to the driving source for traveling. It is also used as a drive source for working machines. Therefore, in the work vehicle, the electric power load may increase sharply regardless of the accelerator position, and the amount of air for power generation from the air supply pump to the fuel cell is quickly tracked against the increase in the electric power load. It may not be possible to increase it. In such a case, the responsiveness of the power generation output of the fuel cell to the power load is lowered, and so-called air withering occurs in which the air is exhausted at the cathode electrode of the fuel cell, resulting in deterioration or damage of the fuel cell performance. There is a risk of inviting.
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両において、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性を低下させることなく、カソード電極での空気枯れに起因する燃料電池の性能低下や損傷を抑制できる技術を提供する点にある。 In view of this situation, the main problem of the present invention is to cause air withering at the cathode electrode in a work vehicle using the generated power of the fuel cell as a power source without deteriorating the responsiveness of the generated output of the fuel cell to the power load. The point is to provide a technology that can suppress the performance deterioration and damage of the fuel cell caused by it.
本発明の第1特徴構成は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池の発電電力により作業機を装着可能な車体の走行力を発生する走行用電動モータと、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように前記酸化剤ガス供給部を制御する酸化剤ガス供給制御部と、を備えた作業車両であって、
前記車体を旋回させる旋回開始操作を検知する旋回開始検知部と、
前記旋回開始検知部の検知結果に基づいて前記燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるか否かを判定する負荷増加判定部と、を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態でないと判定したときよりも大きく設定する点にある。
The first characteristic configuration of the present invention is a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas.
An electric motor for traveling that generates a traveling force of a vehicle body on which a work machine can be mounted by the generated power of the fuel cell.
An oxidant gas supply unit that supplies the oxidant gas to the fuel cell,
A work vehicle including an oxidant gas supply control unit that controls the oxidant gas supply unit so that the oxidant gas supply amount to the fuel cell becomes a target oxidant gas supply amount.
A turning start detection unit that detects a turning start operation for turning the vehicle body,
A load increase determining unit for determining whether or not an increase in the power load of the fuel cell is predicted based on the detection result of the turning start detecting unit is provided.
When the target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is determined by the load increase determination unit to not be in the load increase state. The point is to set it larger than.
本構成によれば、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、電力負荷が増加する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、増加する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させることができる。 According to this configuration, in the above-mentioned oxidant gas supply control unit, when controlling the oxidant gas supply unit such as an air supply pump so that the oxidant gas supply amount to the fuel cell becomes the target oxidant gas supply amount. When the load increase determination unit determines that the load is increasing, the target oxidant gas supply amount is set to be larger than when the load increase determination unit determines that the load is not increasing. To. Therefore, for fuel cells in which the power load is likely to increase, the amount of oxidant gas supplied is increased in advance in anticipation of this, thereby increasing while preventing air withering of the cathode electrode. It is possible to quickly follow the power generation output of the fuel cell with respect to the power load.
また、旋回開始操作が入力された場合には、それに続く車体の旋回によって走行用電動モータの回転負荷が増加し、それに伴って当該走行用電動モータに発電電力を供給する燃料電池の電力負荷が増加する。
そこで、本構成によれば、上記負荷増加判定部において、上記旋回開始検知部で旋回開始操作が検知された状態を燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるとする形態で、上記旋回開始検知部の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かを判定することができる。
そして、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記旋回開始検知部で旋回開始操作が検知されて上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、車体の旋回に起因して電力負荷が増加する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、増加する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させて、車体の旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。
Further, when the turning start operation is input, the rotational load of the traveling electric motor increases due to the subsequent turning of the vehicle body, and the power load of the fuel cell that supplies the generated power to the traveling electric motor is increased accordingly. To increase.
Therefore, according to this configuration, the state in which the turning start operation is detected by the turning start detection unit in the load increase determination unit is a load increase state in which an increase in the power load of the fuel cell is predicted. Based on the detection result of the turning start detection unit, it can be determined whether or not the load is increased.
Then, in controlling the oxidant gas supply unit such as an air supply pump so that the oxidant gas supply amount to the fuel cell becomes the target oxidant gas supply amount in the oxidant gas supply control unit, the turning start detection is performed. When the turning start operation is detected by the unit and the load increase determination unit determines that the load is increasing, the target oxidant is more than the case where the load increase determination unit determines that the load is not increasing. It is set to one with a large gas supply amount. Therefore, for fuel cells in which the power load is likely to increase due to the turning of the vehicle body, by predicting this and increasing the supply amount of oxidizing agent gas in advance, the air withered at the cathode electrode. It is possible to quickly follow the power generation output of the fuel cell with respect to the increasing power load, and improve the responsiveness of the power generation output to the turning start operation of the vehicle body.
従って、本発明により、燃料電池の発電電力を動力源とする作業車両において、電力負荷に対する燃料電池の発電出力の応答性を低下させることなく、カソード電極での空気枯れに起因する燃料電池の性能低下や損傷を抑制できる技術を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, in a work vehicle powered by the power generated by the fuel cell, the performance of the fuel cell due to air withering at the cathode electrode without deteriorating the responsiveness of the power generation output of the fuel cell to the power load. It is possible to provide a technique capable of suppressing deterioration and damage.
本発明の第2特徴構成は、前記車体の車速を検出する車速検出部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記車速検出部で検出された前記車体の車速に応じて設定する点にある。
The second characteristic configuration of the present invention includes a vehicle speed detection unit that detects the vehicle speed of the vehicle body.
The target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is set according to the vehicle speed of the vehicle body detected by the vehicle speed detection unit. There is a point to set.
本構成によれば、酸化剤ガス供給制御部において、車速検出部で検出された車体の車速に応じて適切に目標酸化剤ガス供給量を設定し、燃料電池への酸化剤ガス供給量が当該設定した目標酸化剤ガス供給量になるように酸化剤ガス供給部が制御される。よって、車速が低速であるときには車速が高速であるときときよりも電力負荷の増加率が小さくなることから、車速が低速であるときの目標酸化剤ガス供給量を車速が高速であるときときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。 According to this configuration, the oxidant gas supply control unit appropriately sets the target oxidant gas supply amount according to the vehicle speed of the vehicle body detected by the vehicle speed detection unit, and the oxidant gas supply amount to the fuel cell is the relevant amount. The oxidant gas supply unit is controlled so as to reach the set target oxidant gas supply amount. Therefore, when the vehicle speed is low, the rate of increase in the power load is smaller than when the vehicle speed is high. Therefore, the target oxidant gas supply amount when the vehicle speed is low is set to be higher than when the vehicle speed is high. By setting the value to a small value, it is possible to avoid an unnecessary increase in the supply amount of the oxidant gas to the fuel cell and suppress the waste of energy consumption of the oxidant gas and the oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas. it can.
本発明の第3特徴構成は、複数の旋回モードから前記車体の旋回時に実行する旋回モードを決定するステアリング制御部を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記ステアリング制御部で決定された前記旋回モードに応じて設定する点にある。
The third characteristic configuration of the present invention includes a steering control unit that determines a turning mode to be executed when the vehicle body turns from a plurality of turning modes.
The target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is set according to the turning mode determined by the steering control unit. There is a point to do.
本構成によれば、酸化剤ガス供給制御部において、ステアリング制御部で決定された車体の旋回時に実行する旋回モードに応じて適切に目標酸化剤ガス供給量を設定し、燃料電池への酸化剤ガス供給量が当該設定した目標酸化剤ガス供給量になるように酸化剤ガス供給部が制御される。よって、電力負荷の増加率が比較的小さい旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きい旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。 According to this configuration, in the oxidant gas supply control unit, the target oxidant gas supply amount is appropriately set according to the turning mode executed when the vehicle body turns, which is determined by the steering control unit, and the oxidant to the fuel cell. The oxidant gas supply unit is controlled so that the gas supply amount becomes the set target oxidant gas supply amount. Therefore, by setting the target oxidant gas supply amount when turning in the turning mode where the increase rate of the power load is relatively small, to be smaller than when turning in the turning mode where the increase rate of the power load is relatively large, the fuel It is possible to avoid an unnecessary increase in the amount of the oxidant gas supplied to the battery, and to suppress the waste of the oxidant gas and the energy consumption of the oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas.
本発明の第4特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、左右の前輪及び左右の後輪を駆動させて走行するホイル走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、前記左右の前輪への伝動を遮断して前記左右の後輪のみを駆動させて前記車体を旋回させる二輪駆動旋回モードと、前記左右の前輪と前記左右の後輪とを等速駆動させて前記車体を旋回させる四輪駆動旋回モードと、前記左右の後輪の周速に対して前記左右の前輪の周速が早くなるように前記左右の前輪と前記左右の後輪とを駆動させて前記車体を旋回させる前輪増速旋回モードと、旋回内側後輪を制動させて前記車体を旋回させるオートブレーキモードとを有する点にある。
In addition to the above-mentioned third feature configuration, the fourth feature configuration of the present invention is configured as a wheel traveling type in which the left and right front wheels and the left and right rear wheels are driven to travel.
The plurality of turning modes include a two-wheel drive turning mode in which transmission to the left and right front wheels is blocked and only the left and right rear wheels are driven to turn the vehicle body, and the left and right front wheels and the left and right rear wheels. A four-wheel drive turning mode in which the vehicle body is driven at a constant speed, and the left and right front wheels and the left and right rear wheels so that the peripheral speeds of the left and right front wheels are faster than the peripheral speeds of the left and right rear wheels. It has a front wheel speed-up turning mode in which the wheels are driven to turn the vehicle body and an auto-brake mode in which the rear wheels on the inside of the turning are braked to turn the vehicle body.
本構成によれば、燃料電池の発電電力を動力源として左右の前輪及び左右の後輪を駆動させて走行するホイル走行式の作業車両においても、カソード電極の空気枯れを防止しながら、上記二輪駆動旋回モード、上記四輪駆動旋回モード、上記前輪増速旋回モード、上記オートブレーキモードの各種旋回モードでの旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。
例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい二輪駆動旋回モードや四輪駆動旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きい前輪増速旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
更に、各種旋回モードにおいて、旋回内側後輪を制動させて旋回半径を小さくするオートブレーキモードの選択の有無を切り替え可能に構成することもできる。そして、オートブレーキモードの選択解除時の目標酸化剤ガス供給量を、そのときよりも電力負荷の増加率が比較的大きくなるオートブレーキモードの選択時よりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。
According to this configuration, even in a wheel-traveling work vehicle in which the left and right front wheels and the left and right rear wheels are driven by the power generated by the fuel cell as a power source, the two wheels are prevented from withering air in the cathode electrodes. It is possible to improve the responsiveness of the power generation output to the turning start operation in the driving turning mode, the four-wheel driving turning mode, the front wheel speed-up turning mode, and the various turning modes of the auto brake mode.
For example, the target oxidant gas supply amount when turning in the two-wheel drive turning mode or the four-wheel drive turning mode in which the power load increase rate is relatively small is turned in the front wheel speed-up turning mode in which the power load increase rate is relatively large. By setting it smaller than when it is used, it is possible to avoid an unnecessary increase in the amount of oxidant gas supplied to the fuel cell and suppress the waste of energy consumed by the oxidant gas and the oxidant gas supply unit for supplying it. can do.
Further, in various turning modes, it is possible to switch whether or not to select the autobrake mode in which the rear wheels on the inner side of turning are braked to reduce the turning radius. Then, by setting the target oxidant gas supply amount when the auto brake mode is deselected to be smaller than that when the auto brake mode is selected, in which the rate of increase in the power load is relatively larger than that at that time, the fuel cell is oxidized. It is possible to avoid an unnecessary increase in the supply amount of the agent gas and suppress the waste of energy consumption of the oxidant gas and the oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas.
本発明の第5特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、左右のクローラを駆動させて走行するクローラ走行式に構成され、
前記複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有する点にある。
In addition to the above-mentioned third feature configuration, the fifth feature configuration of the present invention is configured as a crawler traveling type in which the left and right crawlers are driven to travel.
The plurality of turning modes include a slow turning mode in which the steering-side roller is decelerated to turn the vehicle body, and a brake turning mode in which the steering-side roller is stopped to turn the vehicle body. It has a spin turning mode in which the roller on the opposite side is reversed to turn the vehicle body.
本構成によれば、燃料電池の発電電力を動力源として左右のクローラを駆動させて走行するクローラ走行式の作業車両においても、カソード電極の空気枯れを防止しながら、上記緩旋回モード、上記ブレーキ旋回モード、及び上記スピン旋回モードの各種旋回モードでの旋回開始操作に対する発電出力の応答性を向上することができる。そして、例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい緩旋回モードやブレーキ旋回モードで旋回するときの目標酸化剤ガス供給量を、電力負荷の増加率が比較的大きいスピン旋回モードで旋回するときよりも小さく設定することで、燃料電池に対する酸化剤ガスの無用な供給量の増加を回避して、酸化剤ガス及びそれを供給するための酸化剤ガス供給部の消費エネルギの浪費を抑制することができる。 According to this configuration, even in a crawler traveling type work vehicle in which the left and right crawlers are driven by the power generated by the fuel cell as a power source, the slow turning mode and the brake are performed while preventing the air withering of the cathode electrodes. It is possible to improve the responsiveness of the power generation output to the turning start operation in the turning mode and the various turning modes of the spin turning mode. Then, for example, the target oxidant gas supply amount when turning in the slow turning mode or the brake turning mode in which the increase rate of the power load is relatively small is set to be higher than that in the spin turning mode in which the increase rate of the power load is relatively large. By setting the value to a small value, it is possible to avoid an unnecessary increase in the amount of oxidant gas supplied to the fuel cell and suppress the waste of energy consumed by the oxidant gas and the oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas. it can.
本発明の第6特徴構成は、前記旋回開始検知部が、操舵角を検出する舵角センサであり、
前記負荷増加判定部が、前記舵角センサで検出された前記操舵角が設定操舵角以上となった場合に前記負荷増加状態であると判定する点にある。
The sixth characteristic configuration of the present invention is a steering angle sensor in which the turning start detection unit detects a steering angle.
The point is that the load increase determination unit determines that the load increase state is obtained when the steering angle detected by the steering angle sensor is equal to or greater than the set steering angle.
上記舵角センサで検出される操舵角が設定操舵角以上となった場合には、それに続く急旋回によって走行用電動モータの回転負荷が急増し、それに伴って当該走行用電動モータに発電電力を供給する燃料電池の発電負荷が急増する。
そこで、本構成によれば、上記負荷増加判定部において、上記舵角センサで設定操舵角以上の操舵角が検出された急旋回状態を燃料電池の電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるとする形態で、上記旋回開始検知部の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かを判定することができる。
そして、上記酸化剤ガス供給制御部において、燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように空気供給ポンプ等の酸化剤ガス供給部を制御するにあたり、上記急旋回状態となる旋回開始操作が検知されて上記負荷増加判定部で負荷増加状態であると判定された場合には、上記負荷増加判定部で負荷増加状態でないと判定された場合よりも、上記目標酸化剤ガス供給量が大きいものに設定される。よって、急旋回に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池に対しては、それを予測して予め酸化剤ガスの供給量を増加させておくことで、カソード電極の空気枯れを防止しながら、急増する電力負荷に対して迅速に燃料電池の発電出力を追従させて、車体の急旋回の応答性を向上することができる。
When the steering angle detected by the steering angle sensor exceeds the set steering angle, the rotational load of the traveling electric motor suddenly increases due to the subsequent sharp turning, and the generated power is supplied to the traveling electric motor accordingly. The power generation load of the fuel cell to be supplied increases sharply.
Therefore, according to this configuration, in the load increase determination unit, the sudden turning state in which the steering angle equal to or larger than the set steering angle is detected by the steering angle sensor is the load increase state in which the power load of the fuel cell is predicted to increase rapidly. In this form, it is possible to determine whether or not the load is increased based on the detection result of the turning start detection unit.
Then, in controlling the oxidant gas supply unit such as an air supply pump so that the oxidant gas supply amount to the fuel cell becomes the target oxidant gas supply amount in the oxidant gas supply control unit, the sharp turning state When the turning start operation is detected and the load increase determination unit determines that the load is increasing, the target oxidant is more than the case where the load increase determination unit determines that the load is not increasing. It is set to one with a large gas supply amount. Therefore, for fuel cells in which the power load is likely to increase sharply due to sharp turning, by predicting this and increasing the supply amount of oxidizing agent gas in advance, air withering of the cathode electrode can be prevented. While preventing this, it is possible to quickly follow the power generation output of the fuel cell with respect to the rapidly increasing electric power load, and improve the responsiveness of the sharp turning of the vehicle body.
本発明の第7特徴構成は、衛星測位システムを利用して測定した前記車体の現在位置に基づいて当該車体を予め設定された目標経路に沿って自動走行させる自動走行制御部を備え、
前記旋回開始検知部は、前記自動走行制御部による自動走行時の旋回開始操作を検知する点にある。
The seventh feature configuration of the present invention includes an automatic traveling control unit that automatically travels the vehicle body along a preset target route based on the current position of the vehicle body measured by using a satellite positioning system.
The turning start detection unit is at a point of detecting a turning start operation during automatic driving by the automatic driving control unit.
本構成によれば、自動走行制御部により自動走行を行っている場合には、上記旋回開始検知部において、目標経路に含まれる旋回部での自動走行を車体の旋回開始操作として検知することができる。そして、上記負荷増加判定部において、上記旋回開始検知部で自動走行に伴う旋回開始操作が検知された状態を、燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態である判定することができる。 According to this configuration, when automatic driving is performed by the automatic driving control unit, the turning start detection unit can detect automatic driving at the turning unit included in the target path as a turning start operation of the vehicle body. it can. Then, in the load increase determination unit, the state in which the turning start operation accompanying the automatic driving is detected by the turning start detection unit can be determined as a load increase state in which an increase in the power load of the fuel cell is predicted. ..
以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係る作業車両をトラクタ1に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明に係る作業車両は、トラクタ以外の、例えば乗用草刈機、乗用田植機、コンバイン、除雪車、ホイールローダ、などの乗用作業車両、及び、無人耕耘機や無人草刈機などの無人作業車両に適用することができる。
Hereinafter, as an example of the embodiment for carrying out the present invention, an embodiment in which the work vehicle according to the present invention is applied to the
The work vehicle according to the present invention includes passenger work vehicles other than tractors, such as passenger mowers, passenger rice transplanters, combines, snowplows, wheel loaders, and unmanned work vehicles such as unmanned cultivators and unmanned mowers. It can be applied to vehicles.
図1に示すように、トラクタ1は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池8Aを備え、当該燃料電池8Aの発電電力を動力源とするものとして構成されている。
詳しくは、図4及び図5にも示すように、トラクタ1には、燃料電池8Aを有する燃料電池システム8と、当該燃料電池8Aの発電電力により車体の走行力やその車体に装着された後述するロータリ耕耘装置3などの作業機の駆動力を発生する電動モータ13(走行用電動モータ及び作業用電動モータの一例)と、これら燃料電池システム8の運転を制御する燃料電池制御部46Aが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the
燃料電池システム8には、燃料電池8Aのカソード電極に対して酸化剤ガスとしての空気を供給する空気供給部8B(酸化剤ガス供給部の一例)と、燃料電池8Aのアノード電極に対して水素ガス等の燃料ガスを供給する燃料ガス供給部8Cとが設けられている。
空気供給部8Bは、外気から取り込んだ空気を燃料電池8Aのカソード電極に送る空気ポンプ等で構成されている。燃料電池制御部46Aが機能する空気供給制御部46A1(酸化剤ガス供給制御部の一例)は、当該空気供給部8Bを構成する空気ポンプの回転数を制御して、燃料電池8Aのカソード電極への空気供給量を調整可能に構成されている。
燃料ガス供給部8Cは、燃料ガスである水素ガスを高圧状態で貯留する水素ボンベと、当該水素ボンベから燃料電池8Aのアノード電極に導入される燃料ガスの流量調整を行う水素供給弁等で構成されている。燃料電池制御部46Aが機能する燃料ガス供給制御部46A2は、当該燃料ガス供給部8Cを構成する水素供給弁の開度を制御して、燃料電池8Aのアノード電極への燃料ガス供給量を調整可能に構成されている。
また、燃料電池制御部46Aが機能する負荷増加判定部46A3は、詳細については後述するが燃料電池8Aの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かの判定処理を行う。
The
The
The fuel
Further, the load increase determination unit 46A3 in which the fuel
図1に示すように、本実施形態に例示されたトラクタ1には、その後部に3点リンク機構2を介して作業機の一例であるロータリ耕耘装置3が連結されている。これにより、このトラクタ1は、その後部に連結されたロータリ耕耘装置3によって耕耘作業を行うロータリ耕耘仕様に構成されている。ロータリ耕耘装置3は、トラクタ1の後部に昇降可能かつローリング可能に連結され、トラクタ1からの動力で駆動される。
なお、トラクタ1の後部には、ロータリ耕耘装置3に代えて、プラウ、ディスクハロー、カルチベータ、サブソイラ、草刈装置、播種装置、施肥装置、などの各種の作業機を連結することができる。
As shown in FIG. 1, a
In addition, instead of the
図1、図4、及び図5に示すように、トラクタ1に搭載された車載制御ユニット46と無線通信可能に通信設定された無線通信機器の一例である携帯通信端末5が設けられている。携帯通信端末5には、自動走行に関する各種の情報表示や入力操作などを可能にするマルチタッチ式の表示デバイス(例えば液晶パネル)5Aなどが備えられている。
なお、携帯通信端末5には、タブレット型のパーソナルコンピュータやスマートフォンなどを採用することができる。又、無線通信には、Wi−Fi(登録商標)などの無線LAN(Local Area Network)やBluet1oth(登録商標)などの近距離無線通信などを採用することができる。また、トラクタ1側にはWi−Fiでの受信データを、CAN(Controller Area Network)で通信可能なデータに変換する変換器等を搭載することもできる。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, a
A tablet-type personal computer, a smartphone, or the like can be adopted as the
図1に示すように、トラクタ1には、その前部に配置された前フレーム10、ボンネット16、及び、トラクタ1の後部に配置されたキャビン17、などが備えられている。また、トラクタ1は、ホイルとしての操舵可能で駆動可能な左右の前輪11及び駆動可能な左右の後輪12により走行するホイル走行式に構成されている。
更に、図3に示すように、トラクタ1には、電動モータ13からの動力を断続する主クラッチ14、主クラッチ14を経由した動力を変速する変速ユニット15、などが備えられている。
左右の前輪11は、前フレーム10にローリング可能に支持された前車軸ケース18の左右両端部に、左右の前輪ギアケース19を介して操舵可能に連結されている。左右の後輪12は、変速ユニット15の後部に備えられた左右の後車軸ケース(図示せず)に支持されている。
As shown in FIG. 1, the
Further, as shown in FIG. 3, the
The left and right
変速ユニット15は、電動モータ13からの動力を走行用に変速する走行伝動系15Aと作業用に変速する作業伝動系15Bとを有している。
走行伝動系15Aには、電動モータ13からの動力を変速する電子制御式の主変速装置20、主変速装置20からの動力を前進用と後進用とに切り換える電子油圧制御式の前後進切換装置21、前後進切換装置21からの前進用又は後進用の動力を高低2段に変速するギア式の副変速装置22、前後進切換装置21からの前進用又は後進用の動力を超低速段に変速するギア式のクリープ変速装置23、副変速装置22又はクリープ変速装置23からの動力を左右の後輪12に分配する後輪用差動装置24、後輪用差動装置24からの動力を減速して左右の後輪12に伝える左右の減速装置25、及び、副変速装置22又はクリープ変速装置23から左右の前輪11への伝動を切り換える電子油圧制御式の伝動切換装置26、などが含まれている。
The
The traveling
作業伝動系15Bには、電動モータ13からの動力を断続する油圧式のPTOクラッチ27、PTOクラッチ27を経由した動力を正転3段と逆転1段とに切り換えるPTO変速装置28、及び、PTO変速装置28からの動力を作業用として出力するPTO軸29、などが含まれている。
The
変速ユニット15には、左右の後輪12を個別に制動する左右のブレーキ30が備えられている。尚、本実施形態では、走行用(前輪11及び後輪12の回転駆動用)の動力と作業機(ロータリ耕耘装置3)の駆動用の動力とを同じ電動モータ13から得るようにしているが、これらを別の電動モータから得るようにしても構わない。
The
主変速装置20には、静油圧式無段変速装置(HST:Hydro Static Transmission)よりも伝動効率が高い油圧機械式無段変速装置の一例であるI−HMT(Integrated Hydro−static Mechanical Transmission)が採用されている。
なお、主変速装置20には、I−HMTの代わりに、油圧機械式無段変速装置の一例であるHMT(Hydraulic Mechanical Transmission)、静油圧式無段変速装置、又は、ベルト式無段変速装置、などの無段変速装置を採用してもよい。又、無段変速装置の代わりに、複数の油圧式の変速クラッチ、及び、それらに対するオイルの流れを制御する複数の電磁式の変速バルブ、などを有する電子油圧制御式の有段変速装置を採用してもよい。
The
Instead of the I-HMT, the
伝動切換装置26は、左右の前輪11への伝動状態を、左右の前輪11への伝動を遮断する伝動遮断状態と、左右の前輪11の周速が左右の後輪12の周速と同じになるように左右の前輪11に伝動する等速伝動状態と、左右の後輪12の周速に対して左右の前輪11の周速が約2倍になるように左右の前輪11に伝動する前輪倍速伝動状態(前輪増速伝動状態の一例)とに切り換える。伝動切換装置26からの動力は、前輪駆動用の伝動軸31などを介して、前車軸ケース18に内蔵された前輪用差動装置32に伝えられる。前輪用差動装置32は、伝動切換装置26からの動力を左右の前輪11に分配する。分配された動力は、左右の前輪ギアケース19に内蔵された左右の伝動装置(図示せず)を介して左右の前輪11に伝えられる。左右の伝動装置は、左右の前輪11の操舵を許容しながら、前輪用差動装置32からの動力を減速して左右の前輪11に伝える。PTO軸29から取り出された動力は、外部伝動軸(図示せず)などを介してロータリ耕耘装置3に伝えられる。
The
図1及び図2に示すように、キャビン17の内部には、手動操舵用のステアリングホイール51、搭乗者用の座席50、などが備えられている。これにより、キャビン17の内部には、搭乗者によるトラクタ1の運転を可能にする搭乗式の運転部が形成されている。
図3も参照して、運転部には、電動モータ13の回転数の設定回転数での維持を可能にするアクセルレバー53、電動モータ13の回転数の設定回転数からの増速を可能にするアクセルペダル56、主クラッチ14の断続操作を可能にするクラッチペダル54、主変速装置20の変速操作を可能にする主変速レバー57、前後進切換装置21の前後進切り換え操作を可能にするリバーサレバー52、副変速装置22の変速操作を可能にする副変速レバー61、PTO変速装置28の変速操作を可能にするPTO変速レバー58、及び、左右のブレーキ30の制動状態への切り換え操作を可能にする左右のブレーキペダル55、などが含まれている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
With reference to FIG. 3, the operation unit has an
図4に示すように、トラクタ1には、左右の前輪11を操舵する全油圧式のパワーステアリングユニット40、左右のブレーキ30を操作する電子油圧制御式のオートブレーキユニット41、PTOクラッチ27を操作する電子制御式のPTOバルブユニット42、ロータリ耕耘装置3を昇降駆動する電子油圧制御式の昇降駆動ユニット43、ロータリ耕耘装置3をロール方向に揺動駆動する電子油圧制御式のローリングユニット44、トラクタ1に備えられた各種のセンサやスイッチなどを含む車両状態検出機器45、及び、各種の制御部を有する車載制御ユニット46、などが備えられている。
なお、パワーステアリングユニット40には、操舵用の電動モータを有する電動式を採用してもよい。
As shown in FIG. 4, the
The
車両状態検出機器45は、トラクタ1の各部に備えられた各種のセンサやスイッチなどの総称である。車両状態検出機器45には、アクセルレバー53とアクセルペダル56のアイドリング位置からの操作量を検出するアクセルセンサS1、電動モータ13の回転数を検出する回転センサS2、主変速レバー57の操作量を検出する変速センサS3、トラクタ1の車速を検出する車速センサS4(車速検出部の一例)、リバーサレバー52の操作位置を検出するリバーサセンサS5、前輪11の操舵角を検出する舵角センサS6(旋回開始検知部の一例)、ロータリ耕耘装置3の高さ位置を検出する高さセンサS7、ロータリ耕耘装置3に上下揺動可能に備えられた後部カバー3A(図1参照)の上下揺動角を検出するカバーセンサS8、及び、トラクタ1のロール角を検出する傾斜センサS9、などの各種のセンサが含まれている。車両状態検出機器45には、PTOクラッチ27の断続を指令するPTOスイッチSw1、ロータリ耕耘装置3の昇降を指令する昇降スイッチSw2(作業開始検知部の一例)、走行駆動モードの切り換えを指令する切換スイッチSw3、などの各種スイッチが含まれている。
The vehicle
高さセンサS7は、昇降駆動ユニット43に含まれた左右のリフトアームの上下揺動角をロータリ耕耘装置3の高さ位置として検出する。カバーセンサS8は、ロータリ耕耘装置3の後部カバー3Aがロータリ耕耘装置3の接地及び作業深さに応じて上下揺動することから、ロータリ耕耘装置3の接地を検出する接地センサ、及び、ロータリ耕耘装置3の作業深さを検出する作業深さセンサとして機能する。
ちなみに、トラクタ1の後部に連結される作業機が、プラウ、カルチベータ、サブソイラなどの牽引式の作業機である場合には、例えば、作業機の作業深さに応じて変化する牽引負荷を検出する歪みゲージ式のドラフトセンサを、牽引負荷がかかる3点リンク機構2の基部に備えるようにすれば、ドラフトセンサを、作業機の接地を検出する接地センサ、及び、作業機の作業深さを検出する作業深さセンサとして機能させることができる。
The height sensor S7 detects the vertical swing angle of the left and right lift arms included in the elevating
By the way, when the work machine connected to the rear part of the
図4及び図5に示すように、車載制御ユニット46には、燃料電池システム8に関する制御を行う燃料電池制御部46A、電動モータ13に関する制御を行う電動モータ制御部46B、トラクタ1の車速や前後進の切り換えに関する制御を行う変速ユニット制御部46C、ステアリングに関する制御を行うステアリング制御部46D、ロータリ耕耘装置3などの作業機に関する制御を行う作業機制御部46E、液晶モニタ37などに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部46F、自動走行に関する制御を行う自動走行制御部46G、及び、圃場内に区分けされた走行領域に応じて生成された自動走行用の目標経路などを記憶する不揮発性の車載記憶部46H、などが含まれている。各制御部46A〜46Gは、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどによって構築されている。各制御部46A〜46Gは、CAN(Controller Area Network)を介して相互通信可能に接続されている。
なお、各制御部46A〜46Gの相互通信には、CAN以外の通信規格や次世代通信規格である、例えば、車載EthernetやCAN−FD(CAN with FLexible Data rate)などを採用してもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the in-
For mutual communication between the
電動モータ制御部46Bは、アクセルレバー53が操作された場合には、アクセルセンサS1からの検出情報と回転センサS2からの検出情報とに基づいて、電動モータ13の回転数をアクセルレバー53のアイドリング位置からの操作量に応じた回転数に維持する電動モータ13の回転数維持制御を実行する。電動モータ制御部46Bは、アクセルペダル56が操作されて、アクセルペダル56のアイドリング位置からの操作量がアクセルレバー53のアイドリング位置からの操作量を超えた場合には、アクセルセンサS1からの検出情報と回転センサS2からの検出情報とに基づいて、電動モータ13の回転数をアクセルペダル56のアイドリング位置からの操作量に応じた回転数に変更する電動モータ13の回転数変更制御を実行する。
When the
変速ユニット制御部46Cは、主変速レバー57が操作された場合には、変速センサS3からの検出情報と車速センサS4からの検出情報とに基づいて主変速装置20の作動を制御することで、トラクタ1の車速を主変速レバー57の操作位置に応じた速度に変更する車速制御を実行する。
変速ユニット制御部46Cは、切換スイッチSw3が操作された場合に、切換スイッチSw3の操作に基づいて、トラクタ1の走行駆動モードを、二輪駆動モードと四輪駆動モードと前輪倍速モードとオートブレーキモードとに切り換える。
When the main
When the changeover switch Sw3 is operated, the speed change
二輪駆動モードが選択された状態において、変速ユニット制御部46Cは、伝動切換装置26を伝動遮断状態に切り換えることで、トラクタ1の駆動状態を、左右の前輪11への伝動を遮断して左右の後輪12のみを駆動させる二輪駆動状態に切り換える。
In the state where the two-wheel drive mode is selected, the speed change
四輪駆動モードが選択された状態において、変速ユニット制御部46Cは、伝動切換装置26を等速駆動状態に切り換えることで、トラクタ1の駆動状態を、左右の前輪11に伝動して左右の前輪11と左右の後輪12とを等速駆動させる四輪駆動状態に切り換える。
In the state where the four-wheel drive mode is selected, the transmission
前輪倍速モードが選択された状態において、変速ユニット制御部46Cは、上記四輪駆動状態としながら、舵角センサS6からの検出情報に基づいて伝動切換装置26を等速伝動状態と前輪倍速伝動状態とに切り換える前輪倍速制御機能を実行する。前輪倍速制御機能には、前輪11の操舵角が閾値未満から閾値に達したときに、トラクタ1が旋回を開始したと判定して、伝動切換装置26を等速伝動状態から前輪倍速伝動状態に切り換える前輪倍速処理と、前輪11の操舵角が閾値以上から閾値未満に至ったときに、トラクタ1が旋回を終了したと判定して、伝動切換装置26を前輪倍速伝動状態から等速伝動状態に切り換える前輪等速処理とが含まれている。
In the state where the front wheel double speed mode is selected, the transmission
オートブレーキモードが選択された状態において、変速ユニット制御部46Cは、舵角センサS6からの検出情報に基づいて、オートブレーキユニット41の作動を制御して左右のブレーキ30を制動解除状態と旋回内側制動状態とに切り換えるオートブレーキ制御機能を実行する。オートブレーキ制御機能には、前輪11の操舵角が閾値未満から閾値に達したときに、トラクタ1が旋回を開始したと判定するとともに、そのときの操舵角の増減方向から前輪11の操舵方向を判定して、旋回内側のブレーキ30を制動解除状態から制動状態に切り換える旋回内側制動処理と、前輪11の操舵角が閾値以上から閾値未満に至ったときに、トラクタ1が旋回を終了したと判定して、制動状態(旋回内側)のブレーキ30を制動解除状態に切り換える制動解除処理とが含まれている。
In the state where the auto brake mode is selected, the speed change
ステアリング制御部46Dは、複数の旋回モードとして、上記二輪駆動状態のように後輪12のみを回転駆動させて旋回する二輪駆動旋回モード、上記四輪駆動状態のように前後輪11,12を同速で回転駆動させて旋回する四輪駆動旋回モード、上記前輪倍速伝動状態のように前輪11を後輪12よりも高速で回転駆動させて旋回する前輪倍速旋回モード(前輪増速旋回モードの一例)、などを有する。そして、ステアリング制御部46Dは、これら複数の旋回モードから車体の旋回時に実行する旋回モードを決定する旋回モード決定処理を行う。具体的に、舵角センサS6で検出された前輪11の操舵角が設定操舵角未満であるときには、上記二輪駆動旋回モード又は上記四輪駆動旋回モードで旋回が行われる。舵角センサS6で検出された前輪11の操舵角が設定操舵角以上となると、搭乗者による切換スイッチSw3の操作に応じて、上記前輪倍速旋回モードで旋回が行われる。
ステアリンス制御部46Dは、後述する自動走行制御部46Gから送信された操舵指令に応じて、パワーステアリングユニット40の作動を制御して左右の前輪11を操舵する自動操舵制御、及び、前輪11の操舵角が閾値に達したときに、オートブレーキユニット41の作動を制御して旋回内側のブレーキ30を作動させる自動制動旋回制御、などを実行する。
The
The
作業機制御部46Eは、PTOスイッチSw1が入り位置に操作された場合には、PTOバルブユニット42の作動を制御して、PTOクラッチ27を伝動遮断状態から伝動状態に切り換える。作業機制御部46Eは、PTOスイッチSw1が切り位置に操作された場合には、PTOバルブユニット42の作動を制御して、PTOクラッチ27を伝動状態から伝動遮断状態に切り換える。
When the PTO switch Sw1 is operated to the on position, the work
作業機制御部46Eは、昇降スイッチSw2の操作と、高さセンサS7からの検出情報と、予め設定された作業高さ位置及び退避用の非作業高さ位置とに基づいて、昇降駆動ユニット43の作動を制御して、ロータリ耕耘装置3を作業高さ位置と非作業高さ位置とにわたって昇降させる形態で、ロータリ耕耘装置3の姿勢を作業高さ位置に位置する作業姿勢と非作業高さに位置する非作業姿勢との間で切り替える昇降制御を実行する。昇降制御には、昇降スイッチSw2の操作によって上昇指令が指令されたときに、ロータリ耕耘装置3を作業高さから非作業高さまで上昇させる上昇処理と、昇降スイッチSw2の操作によって下降指令が指令されたときに、ロータリ耕耘装置3を非作業高さ位置から作業高さ位置まで下降させる下降処理とが含まれている。下降指令の入力操作が、ロータリ耕耘装置3の姿勢を非作業姿勢から作業姿勢へ変更させる作業開始操作に対応し、上昇指令の入力操作が、ロータリ耕耘装置3の姿勢を作業姿勢から非作業姿勢へ変更させる作業終了操作に対応する。
The work
作業機制御部46Eは、舵角センサS6からの検出情報と、高さセンサS7からの検出情報と、予め設定された非作業高さ位置とに基づいて、前輪11の操舵角が閾値未満から閾値に達したことを検知したときに、トラクタ1が旋回を開始したと判定して、昇降駆動ユニット43の作動を制御してロータリ耕耘装置3を作業高さ位置から非作業高さ位置まで上昇させる旋回上昇制御機能を有している。
作業機制御部46Eは、リバーサセンサS5からの検出情報と、高さセンサS7からの検出情報と、予め設定された非作業高さ位置とに基づいて、リバーサレバー52の後進位置への操作を検知したときに、昇降駆動ユニット43の作動を制御してロータリ耕耘装置3を作業高さ位置から非作業高さ位置まで上昇させる後進上昇制御機能を有している。
作業機制御部46Eは、例えば、ロータリ耕耘装置3の上昇指令が入力されてから数秒後のタイミングやロータリ耕耘装置3が所定高さまで上昇したタイミングでPTOクラッチ27を伝動遮断状態とするなどのなどの形態で、作業機制御部46Eによる昇降制御に連動させてPTOバルブユニット42の作動を制御してPTOクラッチ27を伝動遮断状態と伝動状態とに切り換えるPTOクラッチ制御機能を有している。
作業機制御部46Eは、傾斜センサS9からの検出情報と予め設定された制御目標姿勢とに基づいて、ローリングユニット44の作動を制御してロータリ耕耘装置3のロール姿勢を制御目標姿勢に維持する自動ローリング制御機能を有している。
The work
The work
The work
The work
図4及び図5に示すように、トラクタ1には、トラクタ1の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット(位置測定器の一例)70が備えられている。測位ユニット70は、衛星測位システム(NSS:Navigation Satellite System)の一例であるGNSS(Global Navigation Satellite System)を利用してトラクタ1の現在位置と現在方位とを測定する衛星航法装置71、及び、3軸のジャイロスコープ及び3方向の加速度センサなどを有してトラクタ1の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)72、などを有している。GNSSを利用した測位方法には、DGNSS(Differential GNSS:相対測位方式)やRTK−GNSS(Real Time Kinematic GNSS:干渉測位方式)などがある。本実施形態においては、移動体の測位に適したRTK−GNSSが採用されている。そのため、図1に示すように、圃場周辺の既知位置には、RTK−GNSSによる測位を可能にする基準局6が設置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
トラクタ1と基準局6とのそれぞれには、測位衛星7(図1参照)から送信された電波を受信するGNSSアンテナ73,6Aなどが備えられている。これにより、測位ユニット70の衛星航法装置71は、トラクタ側のGNSSアンテナ73が測位衛星7からの電波を受信して得た測位情報と、基準局6側のGNSSアンテナ6Aが測位衛星7からの電波を受信して得た測位情報とに基づいて、トラクタ1の現在位置及び現在方位を高い精度で測定することができる。又、測位ユニット70は、衛星航法装置71と慣性計測装置72とを有することにより、トラクタ1の現在位置、現在方位、姿勢角(ヨー角、ロール角、ピッチ角)を高精度に測定することができる。
尚、トラクタ1側の測位ユニット70は、直接基準局6と無線通信を行って、当該基準局6から測位情報を得ることができる。
Each of the
The
このトラクタ1において、測位ユニット70の慣性計測装置72、GNSSアンテナ73、及び、通信モジュール74は、図1に示すアンテナユニット75に含まれている。アンテナユニット75は、キャビン17の前面側における上部の左右中央箇所に配置されている。そして、トラクタ1の現在位置などを測定するときの測位対象位置は、トラクタ1におけるGNSSアンテナ73の取り付け位置から換算して求められた後輪12の車軸中心位置とされている。
In this
携帯通信端末5には、マイクロコントローラなどが集積された電子制御ユニットや各種の制御プログラムなどを有する端末制御ユニット5B、及び、トラクタ側の通信モジュール74との間における測位情報を含む各情報の無線通信を可能にする通信モジュール5C、などが備えられている。
端末制御ユニット5Bには、図示は省略するが、表示デバイス5Aなどに対する表示や報知に関する制御を行う表示制御部、自動走行用の目標経路(図6参照)を生成する目標経路生成部、及び、目標経路生成部が生成した目標経路などを記憶する不揮発性の端末記憶部、などが含まれている。端末記憶部には、目標経路の生成に使用する各種の情報として、トラクタ1の旋回半径や作業幅などの車体情報、及び、前述した測位情報から得られる圃場情報、などが記憶されている。
The
Although not shown, the
目標経路は、車体情報や圃場情報などに関連付けされた状態で端末制御ユニット5Bの端末記憶部に記憶されており、携帯通信端末5の表示デバイス5Aにて表示することができる。目標経路には、各並列経路におけるトラクタ1の目標車速、各方向転換経路におけるトラクタ1の目標車速、各並列経路における前輪操舵角、及び、各方向転換経路における前輪操舵角、などが含まれている。
The target route is stored in the terminal storage unit of the
端末制御ユニット5Bは、車載制御ユニット46からの送信要求指令に応じて、端末記憶部に記憶されている圃場情報や目標経路などを車載制御ユニット46に送信する。車載制御ユニット46は、受信した圃場情報や目標経路などを車載記憶部46Hに記憶する。目標経路の送信に関しては、例えば、端末制御ユニット5Bが、トラクタ1が自動走行を開始する前の段階において、目標経路の全てを端末記憶部から車載制御ユニット46に一挙に送信するようにしてもよい。又、端末制御ユニット5Bが、目標経路を所定距離ごとの複数の分割経路情報に分割して、トラクタ1が自動走行を開始する前の段階からトラクタ1の走行距離が所定距離に達するごとに、トラクタ1の走行順位に応じた所定数の分割経路情報を端末記憶部から車載制御ユニット46に逐次送信するようにしてもよい。
The
自動走行制御部46Gは、搭乗者や管理者などのユーザにより、各種の自動走行開始条件を満たすための手動操作が行われてトラクタ1の走行モードが自動走行モードに切り換えられた状態において、携帯通信端末5の表示デバイス5Aが操作されて自動走行の開始が指令された場合に、測位ユニット70にてトラクタ1の現在位置や現在方位などを取得しながら目標経路に従ってトラクタ1を自動走行させる自動走行制御を開始する。
The automatic
自動走行制御部46Gによる自動走行制御には、電動モータ13に関する自動走行用の制御指令を電動モータ制御部46Bに送信する電動モータ自動制御処理、トラクタ1の車速や前後進の切り換えに関する自動走行用の制御指令を変速ユニット制御部46Cに送信する車速自動制御処理、ステアリングに関する自動走行用の制御指令をステアリング制御部46Dに送信するステアリング自動制御処理、及び、ロータリ耕耘装置3などの作業機に関する自動走行用の制御指令を作業機制御部46Eに送信する作業機自動制御処理、などが含まれている。
The automatic driving control by the automatic
自動走行制御部46Gは、電動モータ自動制御処理においては、目標経路に含まれた設定回転数などに基づいて電動モータ13の回転数の変更を指示する電動モータ13の回転数変更指令、などを電動モータ制御部46Bに送信する。電動モータ制御部46Bは、自動走行制御部46Gから送信された電動モータ13に関する各種の制御指令に応じて電動モータ13の回転数を自動で変更する電動モータ13の回転数自動変更制御、などを実行する。
In the electric motor automatic control process, the automatic
自動走行制御部46Gは、車速自動制御処理においては、目標経路に含まれた目標車速に基づいて主変速装置20の変速操作を指示する変速操作指令、及び、目標経路に含まれたトラクタ1の進行方向などに基づいて前後進切換装置21の前後進切り換え操作を指示する前後進切り換え指令、などを変速ユニット制御部46Cに送信する。変速ユニット制御部46Cは、自動走行制御部46Gから送信された主変速装置20や前後進切換装置21などに関する各種の制御指令に応じて、主変速装置20の作動を自動で制御する自動車速制御、及び、前後進切換装置21の作動を自動で制御する自動前後進切り換え制御、などを実行する。自動車速制御には、例えば、目標経路に含まれた目標車速が零速である場合に、主変速装置20を減速制御してトラクタ1の走行を停止させる自動減速停止処理などが含まれている。
In the vehicle speed automatic control process, the automatic
自動走行制御部46Gは、ステアリング自動制御処理においては、目標経路に含まれた前輪操舵角などに基づいて左右の前輪11の操舵を指示する操舵指令、などをステアリング制御部46Dに送信する。
ステアリング制御部46Dは、自動走行制御部46Gから送信された操舵指令に応じて、パワーステアリングユニット40の作動を制御して左右の前輪11を操舵する自動操舵制御、及び、前輪11の操舵角が閾値に達したときに、オートブレーキユニット41の作動を制御して旋回内側のブレーキ30を作動させる自動制動旋回制御、などを実行する。
In the automatic steering control process, the automatic
The
自動走行制御部46Gは、作業機自動制御処理においては、目標経路に含まれた作業開始地点に基づいてロータリ耕耘装置3の作業姿勢への切り換えを指示する作業開始指令、及び、目標経路に含まれた作業停止地点に基づいてロータリ耕耘装置3の非作業姿勢への切り換えを指示する作業停止指令、などを作業機制御部46Eに送信する。
作業機制御部46Eは、自動走行制御部46Gから送信されたロータリ耕耘装置3に関する各種の制御指令に応じて、PTOバルブユニット42と昇降駆動ユニット43の作動を制御して、ロータリ耕耘装置3を作業高さ位置まで下降させて作動させる自動作業開始制御、及び、ロータリ耕耘装置3を停止させて非作業高さ位置まで上昇させる自動作業停止制御、などを実行する。
The automatic
The work
つまり、パワーステアリングユニット40、オートブレーキユニット41、PTOバルブユニット42、昇降駆動ユニット43、ローリングユニット44、車両状態検出機器45、車載制御ユニット46、測位ユニット70、及び、通信モジュール74、などが適正に作動することにより、トラクタ1を目標経路に従って精度よく自動走行させることができるとともに、ロータリ耕耘装置3による耕耘作業を適正に行うことができる。
That is, the
図6に示すフローに基づいて、空気供給制御部46A1により実行される空気供給制御について以下に説明を加える。
空気供給制御部46A1は、燃料電池システム8の空気供給部8Bによる燃料電池8Aへの空気供給量を制御する空気供給制御を実行するように構成されている。
即ち、この空気供給制御では、詳細については後述するが負荷増加判定部46A3によって燃料電池8Aの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かの判定処理(ステップ#1、図5〜図7参照)が行われる。そして、判定処理(ステップ#1)により上記負荷増加状態ではない通常負荷状態であると判定された場合には通常供給制御(ステップ#2)が実行され、判定処理(ステップ#1)により上記負荷増加状態であると判定された場合には所定の急増供給制御(ステップ#3)が実行される。
Based on the flow shown in FIG. 6, the air supply control executed by the air supply control unit 46A1 will be described below.
The air supply control unit 46A1 is configured to execute air supply control for controlling the amount of air supplied to the
That is, in this air supply control, although details will be described later, a load increase determination process (
尚、上記通常供給制御(ステップ#2)では、目標空気供給量Aoが、燃料電池8Aが要求される電力負荷xに相当する電力を発電するのに必要な必要空気供給量AL(x)に決定される。一方、上記急増供給制御(ステップ#3)では、目標空気供給量Aoが、燃料電池8Aが要求される電力負荷xに相当する電力を発電するのに必要な必要空気供給量AL(x)よりも大きいものに決定される。例えば、目標空気供給量Aoは、上記必要空気供給量AL(x)に1よりも大きい係数Rを乗じた供給量に決定したり、空気供給部8Bの供給可能範囲内での最大空気供給量Amaxに決定することができる。
そして、このような構成により、電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池8Aに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
In the normal supply control (step # 2), the target air supply amount Ao becomes the required air supply amount AL (x) required to generate electric power corresponding to the electric power load x required by the
With such a configuration, it is possible to predict the
次に、負荷増加状態であるか否かの判定処理の詳細について説明を加える。
負荷増加判定部46A3は、図7及び図8に示すような判定処理を実行して、燃料電池8Aの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であるか否かを判定するものとして構成されている。
Next, the details of the determination process of whether or not the load is increased will be described.
The load increase determination unit 46A3 is configured to execute a determination process as shown in FIGS. 7 and 8 to determine whether or not a load increase state in which a rapid increase in the power load of the
図7に示す旋回判定処理では、舵角センサS6の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かが判定される。即ち、舵角センサS6で検出された前輪11の操舵角が所定の設定操舵角以上となる状態(ステップ#11のyes)が、燃料電池8Aの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であると判定される(ステップ#15)。一方、舵角センサS6で検出された前輪11の操舵角が上記設定操舵角未満となる状態(ステップ#21のNo)が、上記負荷増加状態ではない通常負荷状態であると判定される(ステップ#12)。ここで、負荷増加状態であるか否かを判定するための閾値となる設定操舵角は、上述した前輪倍速旋回モード等の旋回モードでの旋回を行うか否かを判定するための閾値となる設定操舵角よりも若干小さいものに設定されている。即ち、このような旋回モードに切り替わる直前に負荷増加状態となることを予測するように構成されている。
In the turning determination process shown in FIG. 7, it is determined whether or not the load is increased based on the detection result of the steering angle sensor S6. That is, the state in which the steering angle of the
また、この旋回判定処理において、車速センサS4で検出されたトラクタ1の車速sが所定の設定車速so以下であるか否かが判定される(ステップ#14)。そして、トラクタ1の車速sが設定車速so以下であるとき(ステップ#14のyes)には、例え旋回開始操作が行われた場合であっても電動モータ13の回転負荷の急増はないことから、負荷増加状態であるとの判定が禁止されて、通常負荷状態であると判定される(ステップ#12)。
尚、本実施形態では、トラクタ1の車速が所定の設定車速so以下である場合には、負荷増加状態であるとの判定を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
Further, in this turning determination process, it is determined whether or not the vehicle speed s of the
In the present embodiment, when the vehicle speed of the
また、この旋回判定処理において、一旦負荷増加状態であると判定された場合(ステップ#15)には、燃料電池8Aの電力負荷の増加割合が所定の設定割合未満に維持されて燃料電池8Aの電力負荷が安定している状態での経過時間tが計測され、その経過時間tが所定の設定経過時間toを超えるか否かが判定される(ステップ#16)。そして、経過時間tが設定経過時間toを超えるまでの間(ステップ#16のno)、言い換えれば燃料電池8Aの電力負荷が安定状態となるまでの間は、旋回開始操作が検知されなくなっても、負荷増加状態であるとの判定の解除が禁止されて、負荷増加状態であるとの判定(ステップ#15)が維持される。また、経過時間tが設定経過時間toを超えた場合(ステップ#16のyes)には、燃料電池8Aの電力負荷が安定したとして、通常負荷状態であると判定される(ステップ#12)。
尚、本実施形態では、負荷増加状態であるとの判定時において、燃料電池8Aの電力負荷が安定状態となるまでの間は負荷増加状態であるとの判定の解除を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
Further, in this turning determination process, when it is once determined that the load is in the increased state (step # 15), the increase rate of the electric power load of the
In the present embodiment, when it is determined that the load is increasing, it is prohibited to cancel the determination that the load is increasing until the power load of the
そして、以上のような旋回判定処理によって負荷増加状態であると判定された場合には、空気供給制御部46A1によって上述した急増供給制御(図6のステップ#3)が実行されて、目標空気供給量が必要空気供給量よりも大きいものに設定されることで、燃料電池8Aへの空気供給量が上記通常負荷状態であると判定された場合よりも大きくなる。よって、旋回に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池8Aに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
Then, when it is determined by the turning determination process as described above that the load is increasing, the air supply control unit 46A1 executes the above-mentioned rapid increase supply control (
また、この旋回判定処理では、舵角センサS6での旋回開始操作の検知によって負荷増加状態であると判定された場合(ステップ#15)には、空気供給制御部46A1によって、ステアリング制御部46Dで決定された旋回モードに応じて目標空気供給量を設定する目標空気供給量設定処理が実行される(ステップ#13)。
例えば、二輪駆動旋回モードよりも電力負荷の増加率が比較的大きい四輪駆動旋回モードで旋回するときの目標空気供給量は、二輪駆動旋回モードで旋回するときよりも大きく設定される。また、四輪駆動旋回モードよりも電力負荷の増加率が比較的大きい前輪倍速旋回モードで旋回するときの目標空気供給量は、四輪駆動旋回モードで旋回するときよりも大きく設定される。更に、これら夫々の旋回モードにおいて、オートブレーキモードの選択解除時よりも電力負荷の増加率が比較的大きいオートブレーキモードの選択時の目標空気供給量は、オートブレーキモードの選択解除時よりも大きく設定される。よって、実行される旋回モードによって電力負荷の増加幅等が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池8Aに予め供給しておくことができる。
尚、この旋回判定処理は、上述した自動走行時に検知される旋回開始操作に対しても実行される。
Further, in this turning determination process, when the load increase state is determined by the detection of the turning start operation by the steering angle sensor S6 (step # 15), the air supply control unit 46A1 causes the
For example, the target air supply amount when turning in the four-wheel drive turning mode in which the increase rate of the electric power load is relatively larger than that in the two-wheel drive turning mode is set to be larger than when turning in the two-wheel drive turning mode. Further, the target air supply amount when turning in the front wheel double speed turning mode in which the increase rate of the electric power load is relatively larger than that in the four-wheel drive turning mode is set to be larger than when turning in the four-wheel drive turning mode. Further, in each of these turning modes, the target air supply amount when the auto brake mode is selected, which has a relatively large increase rate of the power load than when the auto brake mode is deselected, is larger than when the auto brake mode is deselected. Set. Therefore, even if the increase width of the electric power load varies depending on the turning mode to be executed, it is possible to supply the
It should be noted that this turning determination process is also executed for the turning start operation detected during the above-mentioned automatic driving.
図8に示す作業機判定処理では、ロータリ耕耘装置3の昇降を指令する昇降スイッチSw2の検知結果に基づいて上記負荷増加状態であるか否かが判定される。即ち、昇降スイッチSw2により作業開始操作が行われて作業機制御部46Eによりロータリ耕耘装置3の姿勢を非作業姿勢から作業姿勢へ変更させる状態(ステップ#21のyes)が、燃料電池8Aの電力負荷の急増が予測される負荷増加状態であると判定される(ステップ#24)。
In the work equipment determination process shown in FIG. 8, it is determined whether or not the load is in the increase state based on the detection result of the elevating switch Sw2 that commands the elevating and lowering of the
また、この作業機判定処理では、昇降スイッチSw2による作業開始操作の検知によって負荷増加状態であると判定された場合(ステップ#24)には、空気供給制御部46A1によって、車体に装着された作業機(本実施形態ではロータリ耕耘装置3が装着されている。)の作業内容に応じて目標空気供給量を設定する目標空気供給量設定処理が実行される(ステップ#23)。
例えば、負荷が大きい作業機が装着されているときの目標空気供給量は、負荷が小さい作業機が装着されているときよりも大きく設定される。よって、実際に車体に装着される作業機の作業内容によって電力負荷の増加幅等が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池8Aに予め供給しておくことができる。
尚、作業機の作業内容とは、作業機の種類、当該作業機による作業の種類や状態等のように、当該作業機が消費する電力負荷に影響を与える情報であり、これらの作業内容に関する情報は、車体に装着された作業機から通信等により取得したり、携帯通信端末5の表示デバイス5Aや運転部の液晶モニタ37への入力操作等により取得することができる。
Further, in this work machine determination process, when the load increase state is determined by the detection of the work start operation by the elevating switch Sw2 (step # 24), the work mounted on the vehicle body by the air supply control unit 46A1. The target air supply amount setting process for setting the target air supply amount according to the work content of the machine (in this embodiment, the
For example, the target air supply amount when a work machine with a large load is installed is set to be larger than that when a work machine with a light load is installed. Therefore, even if the amount of increase in the power load varies depending on the work content of the work machine actually mounted on the vehicle body, it is possible to supply the
The work content of the work machine is information that affects the power load consumed by the work machine, such as the type of the work machine, the type and state of work by the work machine, and the like. The information can be acquired from a work machine mounted on the vehicle body by communication or the like, or by an input operation to the
また、この目標空気供給量設定処理(ステップ#23)では、PTOクラッチ27の作動状態、ロータリ耕耘装置3を停止させて非作業高さ位置まで上昇させる自動作業停止制御の有無、ロータリ耕耘装置3の下降速度、トラクタ1の車速等の各種設定条件に応じて目標空気供給量を設定することもできる。例えば、PTOクラッチ27が伝動状態である場合、上記自動作業停止制御が行われる場合、ロータリ耕耘装置3の下降速度が速い場合、トラクタ1の車速が速い場合には、そうでない場合よりも目標空気供給量を大きく設定することができる。よって、ロータリ耕耘装置3の作動状態に関する各種設定が様々である場合でも、それに見合った適切な空気供給量の空気を燃料電池8Aに予め供給しておくことができる。
Further, in this target air supply amount setting process (step # 23), the operating state of the PTO clutch 27, the presence / absence of automatic work stop control for stopping the
この作業機判定処理において、一旦負荷増加状態であると判定された場合(ステップ#24)に、昇降スイッチSw2により作業終了操作が行われて作業機制御部46Eによりロータリ耕耘装置3の姿勢を作業姿勢から非作業姿勢へ変更されると(ステップ#25のyes)、当該作業終了操作が行われてからの経過時間tが計測され、その経過時間tが所定の設定経過時間toを超えるか否かが判定される(ステップ#26)。そして、経過時間tが設定経過時間toを超えるまでの間(ステップ#26のno)、言い換えればロータリ耕耘装置3が完全に停止して燃料電池8Aの電力負荷が安定状態となるまでの間は、ロータリ耕耘装置3が非作業姿勢であっても、負荷増加状態であるとの判定の解除が禁止されて、負荷増加状態であるとの判定(ステップ#24)が維持される。また、経過時間tが設定経過時間toを超えた時点(ステップ#26のyes)で、燃料電池8Aの電力負荷が安定したとして、通常負荷状態であると判定される(ステップ#22)。
尚、本実施形態では、負荷増加状態であるとの判定時において、燃料電池8Aの電力負荷が安定状態となるまでの間は負荷増加状態であるとの判定の解除を禁止するようにしたが、このような処理は適宜改変又は省略することができる。
In this work equipment determination process, once it is determined that the load is increasing (step # 24), the work end operation is performed by the elevating switch Sw2, and the work
In the present embodiment, when it is determined that the load is increasing, it is prohibited to cancel the determination that the load is increasing until the power load of the
そして、以上のような作業機判定処理によって負荷増加状態であると判定された場合には、空気供給制御部46A1によって上述した急増供給制御(図6のステップ#3)が実行されて、目標空気供給量が必要空気供給量よりも大きいものに設定されることで、燃料電池8Aへの空気供給量が上記通常負荷状態であると判定された場合よりも大きくなる。よって、ロータリ耕耘装置3による作業に起因して電力負荷が急増する可能性が高い燃料電池8Aに対しては、それを予測して予め空気の供給量を増加させておくことができる。
Then, when it is determined by the work equipment determination process as described above that the load is increasing, the air supply control unit 46A1 executes the above-mentioned rapid increase supply control (
また、負荷増加状態であるか否かの判定処理として、上記旋回判定処理や上記作業機判定処理とは別の判定処理を実行することもできる、
例えば、アクセルレバー53とアクセルペダル56によるアイドリング位置からの大幅な操作量の増加が検知した場合や、副変速レバー61による副変速装置22の低速状態から高速状態への切り替え操作を検知した場合等のように、車速に関する各種スイッチやセンサ等が直後に車速が増加する状態へ変化した場合に、燃料電池8Aの電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であると判定することができる。
Further, as the determination process of whether or not the load is increased, it is possible to execute a determination process different from the turning determination process and the work machine determination process.
For example, when a large increase in the amount of operation from the idling position by the
また、副変速レバー61による切り替え操作を検知した場合でも、車速が低い状態や停止している状態が維持されている場合には、負荷増加状態であるとの判定を解除することができる。
Further, even when the switching operation by the
また、自動走行制御部46Gにより車速を目標車速に維持するように車速自動制御処理を実行している場合には、目標車速に対する車速センサS4で検出された実車速の乖離幅を監視し、その乖離幅が許容値よりも大きい場合には、その後に自動的に加速されることから、燃料電池8Aの電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であると判定することができる。
Further, when the automatic
〔別実施形態〕
本発明の別実施形態について説明する。
なお、以下に説明する各別実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の別実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another Embodiment]
Another embodiment of the present invention will be described.
It should be noted that the configurations of the different embodiments described below are not limited to being applied individually, but can also be applied in combination with the configurations of other other embodiments.
(1)作業車両1の構成は種々の変更が可能である。
例えば、作業車両1は、左右の後輪12に代えて左右のクローラを備えるセミクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両1は、左右の前輪11及び左右の後輪12に代えて左右のクローラを備えるフルクローラ仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両1は、左右の後輪12が操舵輪として機能する後輪ステアリング仕様に構成されていてもよい。
例えば、作業車両1は、その前部に作業機3が昇降可能に連結される構成であってもよい。
例えば、作業車両1は、手動走行又は自動走行のみが可能に構成されていてもよい。
(1) The configuration of the
For example, the
For example, the
For example, the
For example, the
For example, the
例えば作業車両1を左右のクローラを駆動させて走行するフルクローラ走行式に構成する場合には、複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有するものとして構成される。この場合でも、空気供給制御部46A1は、例えば、電力負荷の増加率が比較的小さい緩旋回モードやブレーキ旋回モードで旋回するときの目標空気供給量を電力負荷の増加率が比較的大きいスピン旋回モードで旋回するときよりも小さく設定するというように、負荷増加判定部46A3で負荷増加状態であると判定したときの目標空気供給量を、ステアリング制御部46Dで決定された旋回モードに応じて設定することができる。
For example, when the
(2)旋回開始検知部に関して舵角センサS6以外の代表的な別実施形態は以下の通りである。
例えば、旋回開始検知部は、ステアリングホイール51の回動操作量から車体の旋回開始を検知する回転センサなどであってもよい。
例えば、旋回開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両1の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット70を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部として、トラクタ1の姿勢や方位などを測定する慣性計測装置72を流用し、慣性計測装置72にて検出される車体のヨー角などから車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部は、作業車両1が左右のクローラを備えるフルクローラ仕様に構成されている場合は、左右のクローラの各駆動速度を検出する回転センサなどを利用して、左右のクローラの速度差から車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
例えば、旋回開始検知部は、車体の旋回移動時に車体にかかる遠心力から車体の旋回開始を検出するように構成されていてもよい。
(2) Regarding the turning start detection unit, a typical alternative embodiment other than the steering angle sensor S6 is as follows.
For example, the turning start detection unit may be a rotation sensor that detects the start of turning of the vehicle body from the rotation operation amount of the
For example, as a turning start detection unit, a
For example, the
For example, when the
For example, the turning start detection unit may be configured to detect the turning start of the vehicle body from the centrifugal force applied to the vehicle body during the turning movement of the vehicle body.
(3)作業開始検知部に関して昇降スイッチSw2以外の代表的な別実施形態は以下のとおりである。
例えば、作業開始検知部は、作業機(ロータリ耕耘装置3)の高さ位置からを検知する高さセンサなどであってもよい。
例えば、作業開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両1の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット70を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の作業領域の進入を作業開始として検知しても良い。
また、旋回開始検知部として、衛星測位システムを利用して作業車両1の現在位置や現在方位などを測定する測位ユニット70を流用し、現在位置の変化量や現在方位の変化量などから車体の作業領域からその周囲の枕地への進入を旋回開始操作として検知しても良い。
(3) Regarding the work start detection unit, a typical alternative embodiment other than the elevating switch Sw2 is as follows.
For example, the work start detection unit may be a height sensor that detects from the height position of the work machine (rotary tillage device 3).
For example, as a work start detection unit, a
Further, as the turning start detection unit, the
1 トラクタ(作業車両)
3 ロータリ耕耘装置(作業機)
8A 燃料電池
8B 空気供給部(酸化剤ガス供給部)
13 電動モータ(走行用電動モータ、作業機用電動モータ)
46A1 空気供給制御部(酸化剤ガス供給制御部)
46A3 負荷増加判定部
46B 電動モータ制御部
46E 作業機制御部
Ao 目標空気供給量
S1 アクセルセンサ
S4 車速センサ(車速検出部)
S6 舵角センサ(旋回開始検知部)
Sw2 昇降スイッチ(作業開始検知部)
s 車速
s1 設定車速
t 経過時間
to 設定経過時間
x 電力負荷
1 Tractor (working vehicle)
3 Rotary tiller (working machine)
13 Electric motor (driving electric motor, working machine electric motor)
46A1 Air supply control unit (oxidizer gas supply control unit)
46A3 Load
S6 Rudder angle sensor (turn start detector)
Sw2 lift switch (work start detector)
s Vehicle speed s1 Set vehicle speed t Elapsed time to Set elapsed time x Power load
Claims (7)
前記燃料電池の発電電力により作業機を装着可能な車体の走行力を発生する走行用電動モータと、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記燃料電池への酸化剤ガス供給量が目標酸化剤ガス供給量になるように前記酸化剤ガス供給部を制御する酸化剤ガス供給制御部と、を備えた作業車両であって、
前記車体を旋回させる旋回開始操作を検知する旋回開始検知部と、
前記旋回開始検知部の検知結果に基づいて前記燃料電池の電力負荷の増加が予測される負荷増加状態であるか否かを判定する負荷増加判定部と、を備え、
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態でないと判定したときよりも大きく設定する作業車両。 A fuel cell that generates electricity through an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas,
An electric motor for traveling that generates a traveling force of a vehicle body on which a work machine can be mounted by the generated power of the fuel cell.
An oxidant gas supply unit that supplies the oxidant gas to the fuel cell,
A work vehicle including an oxidant gas supply control unit that controls the oxidant gas supply unit so that the oxidant gas supply amount to the fuel cell becomes a target oxidant gas supply amount.
A turning start detection unit that detects a turning start operation for turning the vehicle body,
A load increase determining unit for determining whether or not an increase in the power load of the fuel cell is predicted based on the detection result of the turning start detecting unit is provided.
When the target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is determined by the load increase determination unit to not be in the load increase state. Work vehicle set larger than.
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記車速検出部で検出された前記車体の車速に応じて設定する請求項1に記載の作業車両。 A vehicle speed detection unit that detects the vehicle speed of the vehicle body is provided.
The target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is set according to the vehicle speed of the vehicle body detected by the vehicle speed detection unit. The work vehicle according to claim 1 to be set.
前記酸化剤ガス供給制御部が、前記負荷増加判定部で前記負荷増加状態であると判定したときの前記目標酸化剤ガス供給量を、前記ステアリング制御部で決定された前記旋回モードに応じて設定する請求項1又は2に記載の作業車両。 It is equipped with a steering control unit that determines the turning mode to be executed when the vehicle body turns from a plurality of turning modes.
The target oxidant gas supply amount when the oxidant gas supply control unit determines that the load increase determination unit is in the load increase state is set according to the turning mode determined by the steering control unit. The work vehicle according to claim 1 or 2.
前記複数の旋回モードとして、前記左右の前輪への伝動を遮断して前記左右の後輪のみを駆動させて前記車体を旋回させる二輪駆動旋回モードと、前記左右の前輪と前記左右の後輪とを等速駆動させて前記車体を旋回させる四輪駆動旋回モードと、前記左右の後輪の周速に対して前記左右の前輪の周速が早くなるように前記左右の前輪と前記左右の後輪とを駆動させて前記車体を旋回させる前輪増速旋回モードと、旋回内側後輪を制動させて前記車体を旋回させるオートブレーキモードとを有する請求項3に記載の作業車両。 It is configured as a wheel running type that runs by driving the left and right front wheels and the left and right rear wheels.
As the plurality of turning modes, a two-wheel drive turning mode in which transmission to the left and right front wheels is blocked and only the left and right rear wheels are driven to turn the vehicle body, and the left and right front wheels and the left and right rear wheels A four-wheel drive turning mode in which the vehicle body is turned at a constant speed, and the left and right front wheels and the left and right rear wheels so that the peripheral speeds of the left and right front wheels are faster than the peripheral speeds of the left and right rear wheels. The work vehicle according to claim 3, further comprising a front wheel speed-up turning mode in which the wheels are driven to turn the vehicle body, and an auto-brake mode in which the rear wheels inside the turning are braked to turn the vehicle body.
前記複数の旋回モードとして、操向側のクロ−ラを減速させて前記車体を旋回させる緩旋回モードと、操向側のクロ−ラを停止させて前記車体を旋回させるブレーキ旋回モードと、操向側のクロ−ラを逆転させて前記車体を旋回させるスピン旋回モードとを有する請求項3に記載の作業車両。 It is configured as a crawler running type that runs by driving the left and right crawlers.
The plurality of turning modes include a slow turning mode in which the steering-side roller is decelerated to turn the vehicle body, and a brake turning mode in which the steering-side roller is stopped to turn the vehicle body. The work vehicle according to claim 3, further comprising a spin turning mode in which the roller on the opposite side is reversed to turn the vehicle body.
前記負荷増加判定部が、前記舵角センサで検出された前記操舵角が設定操舵角以上となった場合に前記負荷増加状態であると判定する請求項1〜5の何れか1項に記載の作業車両。 The turning start detection unit is a steering angle sensor that detects the steering angle.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the load increase determination unit determines that the load increase state is obtained when the steering angle detected by the steering angle sensor is equal to or greater than the set steering angle. Work vehicle.
前記旋回開始検知部は、前記自動走行制御部による自動走行時の旋回開始操作を検知する請求項1〜6の何れか1項に記載の作業車両。 It is equipped with an automatic driving control unit that automatically travels the vehicle body along a preset target route based on the current position of the vehicle body measured using a satellite positioning system.
The work vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the turning start detecting unit detects a turning start operation during automatic traveling by the automatic traveling control unit.
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WO2024004911A1 (en) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 株式会社クボタ | Work vehicle |
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2019
- 2019-03-26 JP JP2019059282A patent/JP2020162281A/en active Pending
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