JP2021070361A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle.
従来、エンジンと、蓄電装置と、エンジンに接続された負荷と、エンジン、蓄電装置および負荷を制御する制御部と、を備え、制御部は、負荷の必要なパワーに基づいて、エンジンの回転数を上限回転域、下限回転域、中間回転域のいずれかに設定するようにした作業車両が知られている(特許文献1を参照)。 Conventionally, the engine, a power storage device, a load connected to the engine, and a control unit for controlling the engine, the power storage device, and the load are provided, and the control unit is the rotation speed of the engine based on the required power of the load. Is known as a work vehicle in which is set to any of the upper limit rotation range, the lower limit rotation range, and the intermediate rotation range (see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来技術は、負荷変動が激しい作業機を用いる作業車両へ適用するには、未だ改良の余地がある。 However, there is still room for improvement in applying the above-mentioned prior art to a work vehicle using a work machine having a large load fluctuation.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷変動が激しい作業機であってもエンジンを高効率で用いることが可能な作業車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a work vehicle capable of using an engine with high efficiency even for a work machine having a large load fluctuation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の作業車両(1)は、化石燃料を用いるエンジン(4)と、前記エンジン(4)からの動力により駆動する作業機(3)と、前記エンジン(4)からの動力を発電機(11)に伝達する無段変速装置(9)と、前記発電機(11)に電気的に接続し、走行装置(13)を駆動するモータ(5)と、前記エンジン(4)、前記作業機(3)、前記無段変速装置(9)および前記モータ(5)の動作を制御する制御部(8)と、を備え、前記制御部(8)は、前記作業機(3)の負荷変動に応じて前記無段変速装置(9)を制御して、前記エンジン(4)の出力を一定に維持することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the work vehicle (1) according to claim 1 is an engine (4) using fossil fuel and a work machine driven by power from the engine (4). (3), a stepless transmission (9) that transmits the power from the engine (4) to the generator (11), and the traveling device (13) that is electrically connected to the generator (11). A motor (5) to be driven, the engine (4), the working machine (3), the stepless speed changer (9), and a control unit (8) for controlling the operation of the motor (5) are provided. The control unit (8) is characterized in that the stepless transmission (9) is controlled according to a load fluctuation of the work machine (3) to maintain a constant output of the engine (4). ..
実施形態の一態様に係る作業車両によれば、負荷変動が激しい作業機であってもエンジンを高効率で用いることができる。 According to the work vehicle according to one aspect of the embodiment, the engine can be used with high efficiency even in a work machine having a large load fluctuation.
以下、添付図面を参照して本願の開示する作業車両の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the work vehicle disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
まず、図1を参照して実施形態に係る作業車両1の概略構成について説明する。図1は、作業車両1の模式図であり、側面視により示している。 First, a schematic configuration of the work vehicle 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of the work vehicle 1 and is shown from the side view.
なお、以下において、作業車両1の前後方向とは、作業車両1の直進方向を指す。また、左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向であり、ここでは、前後方向の「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、オペレータが操縦席(不図示)に着いて前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。さらに、上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、互いに3次元で直交する。 In the following, the front-rear direction of the work vehicle 1 refers to the straight-ahead direction of the work vehicle 1. Further, the left-right direction is a direction horizontally orthogonal to the front-rear direction, and here, the left-right direction is defined toward the "front" side in the front-rear direction. That is, when the operator arrives at the driver's seat (not shown) and faces forward, the left-hand side is "left" and the right-hand side is "right". Further, the vertical direction is a direction orthogonal to the front-rear direction and the left-right direction. Therefore, the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction are orthogonal to each other in three dimensions.
図1に示すように、作業車両1は、トラクタ2と、その前方に配置したモア装置3とを備える。なお。トラクタ2は走行車体の一例であり、モア装置3は作業機の一例である。
As shown in FIG. 1, the work vehicle 1 includes a
トラクタ2は、操舵輪となる前輪6および駆動輪となる後輪7と、モア装置3の駆動源となるエンジン4と、駆動輪である後輪7の駆動源となるモータ5とを備える。なお、前輪6および後輪7を含め、これらの回転軸や、回転軸にモータ5からの回転力を伝達する機構を走行装置13(図3参照)とする。
The
モア装置3は、トラクタ2の前方部下方側に設けられ、たとえば上下方向に沿った軸回りに回転する刈刃となるモア回転翼300(図3参照)により草を刈る装置である。なお、図1の例では、モア装置3がトラクタ2の前方に設けられているが、トラクタ2の後方や、左右側方に設けられてもよい。
The mower device 3 is a device provided on the lower side of the front portion of the
前輪6は、左右一対であり、前車軸に回転自在に連結されて主に操舵用の車輪(操舵輪)となる。後輪7は、左右一対であり、後車軸に回転自在に連結されて駆動用の車輪(駆動輪)となる。本実施形態に係るトラクタ2は、便宜上、走行装置13を構成する一つである後輪7を駆動輪とする二輪駆動(2WD)としているが、前輪6も駆動輪とする四輪駆動(4WD)に切替可能な構成とすることもできる。
The front wheels 6 are a pair of left and right wheels, and are rotatably connected to the front axle to serve as steering wheels (steering wheels). The rear wheels 7 are a pair on the left and right, and are rotatably connected to the rear axle to form driving wheels (driving wheels). For convenience, the
トラクタ2は、作業者(操縦者)によって操縦される車両であり、たとえば、図示しないリフトアームによりモア装置3を昇降させたり、モア装置3の草刈機構へ動力を供給したりして、走行しながらでも草刈り作業を行うことができる。なお、トラクタ2は、図示しないコレクターを有しており、モア装置3で刈り取られた草を収容することができる。
The
エンジン4は、作業車両1の駆動源であり、ディーゼル機関やガソリン機関などの熱機関であり、ボンネットに覆われている。 The engine 4 is a drive source for the work vehicle 1, is a heat engine such as a diesel engine or a gasoline engine, and is covered with a bonnet.
トラクタ2のキャビン内には、図示しない操縦席やステアリングホイールをはじめ、前後進レバーや変速レバーや副変速レバーなどの各種レバー、およびアクセルペダルやブレーキペダル、あるいはクラッチペダルなどの各種ペダル類を備える操縦部が設けられる。なお、操縦部としては、キャビンに覆われてない、開放されたものであってもよい。
The cabin of the
操縦者がステアリングホイールを操作することで、操舵輪である前輪6が操舵され、走行中の各種情報は、操縦席の前方に設けられた表示パネル(不図示)に表示される。 When the operator operates the steering wheel, the front wheels 6, which are the steering wheels, are steered, and various information during traveling is displayed on a display panel (not shown) provided in front of the driver's seat.
次に、図2を参照して作業車両1の制御系について説明する。図2は、作業車両1の制御部8を中心とするブロック図である。 Next, the control system of the work vehicle 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram centered on the control unit 8 of the work vehicle 1.
制御部8は、電子制御によって各部を制御することが可能であり、CPU(Central Processing Unit)などを有する処理部を備えるとともに、走行および作業に関する各種プログラムや、各プログラムを実行する上で必要となる各種データ類が記憶される記憶部84を備える。
The control unit 8 can control each unit by electronic control, includes a processing unit having a CPU (Central Processing Unit), etc., and is necessary for executing various programs related to running and work and executing each program. A
記憶部84は、ハードディスク、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などで構成されている。
The
また、制御部8が備える処理部としては、エンジン系ECU(Electronic Control Unit)81、走行系ECU82、作業機系ECU83、および負荷演算部85がある。 Further, as the processing unit included in the control unit 8, there are an engine system ECU (Electronic Control Unit) 81, a traveling system ECU 82, a working machine system ECU 83, and a load calculation unit 85.
エンジン系ECU81は、エンジン4の出力などを制御し、走行系ECU82は、制動装置(不図示)や第2電磁クラッチ102、無段変速装置9およびモータ5などの変速装置を制御することで、トラクタ2の走行全般を制御する。なお、制動装置は、トラクタ2のキャビン内に設けられたブレーキペダル、これと連動連結するブレーキ機構により構成される。
The engine system ECU 81 controls the output of the engine 4, and the traveling system ECU 82 controls a speed change device such as a braking device (not shown), a second
作業機系ECU83は、モア装置3の駆動全般を制御するもので、たとえばモア装置3へのエンジン4からの動力伝達経路に介設されたPTOクラッチ(第1電磁クラッチ101)を制御する他、昇降装置(不図示)を制御してモア装置3の昇降制御を行う。 The work machine system ECU 83 controls the overall drive of the mower device 3, for example, controls the PTO clutch (first electromagnetic clutch 101) provided in the power transmission path from the engine 4 to the mower device 3, and also controls the mower device 3. The elevating device (not shown) is controlled to control the elevating of the mower device 3.
負荷演算部85は、トラクタ2の作業機負荷と走行負荷とを演算するもので、後述するように、モア装置3にかかる負荷の変動に応じて走行負荷を変動し、エンジン4にかかる負荷を一定にするようにしている。
The load calculation unit 85 calculates the work equipment load and the running load of the
また、制御部8には、各種のセンサ類や装置などが接続されている。たとえば、図2に示すように、エンジン4の燃焼系を検出する燃焼系センサ91、エンジン回転数センサ92が接続されている。なお、燃焼系センサ91には、ノッキングセンサやCO2センサが含まれる。 Further, various sensors and devices are connected to the control unit 8. For example, as shown in FIG. 2, a combustion system sensor 91 for detecting the combustion system of the engine 4 and an engine speed sensor 92 are connected. The combustion system sensor 91 includes a knocking sensor and a CO 2 sensor.
また、制御部8には、発電機センサ93、バッテリセンサ94、アクセルセンサ95が接続される。
Further, a generator sensor 93, a
発電機センサ93は、トラクタ2が備える発電機11(図3参照)の駆動状態を検出する。バッテリセンサ94は、発電機11に接続されたバッテリ12(図3参照)の蓄電状態を検出する。アクセルセンサ95は、トラクタ2のキャビン内部に設けられたアクセルペダルの操作量を検出するもので、検出量に応じて制御部8(走行系ECU82)は、モータ5を制御する。
The generator sensor 93 detects the driving state of the generator 11 (see FIG. 3) included in the
また、制御部8には、モアトルクセンサ96、モア回転センサ97が接続されている。モアトルクセンサ96は、たとえば、モア装置3のモア回転翼300を連結する回転軸に設けられ、モア回転翼300のトルクを検出する。また、モア回転センサ97も同様にモア回転翼300を連結する回転軸に設けられており、モア回転翼300の回転数を検出する。
Further, a mower torque sensor 96 and a mower rotation sensor 97 are connected to the control unit 8. The mower torque sensor 96 is provided, for example, on a rotary shaft connecting the
検出されたモア回転翼300のトルクと回転数から、制御部8(負荷演算部85)は、モア装置3の出力すなわち作業機負荷を演算することができる。モアトルクセンサ96とモア回転センサ97とは、モア回転翼300を連結する回転軸に設けられているため、草の状況などの外部要因で変動し易いモア装置3の負荷を直接的に検出することができ、正確な作業機負荷を得ることができる。
From the detected torque and rotation speed of the
また、制御部8には、上述してきたセンサの他、走行や作業を円滑に実行するうえで必要な各種データを検出するための各種センサ98や、作業者が走行や作業を行ううえで、後述する装置類や各種アクチュエータ100を起動させたり、停止させたりするための各種スイッチ99が接続されている。
Further, in addition to the sensors described above, the control unit 8 includes
これらのセンサ類から得たデータに基づき制御部8は各種の装置を駆動制御する。駆動制御される装置としては、前述してきたエンジン4やモア装置3やモータ5に加え、第1電磁クラッチ101、無段変速装置9、第2電磁クラッチ102や、その他の各種アクチュエータ100がある。
The control unit 8 drives and controls various devices based on the data obtained from these sensors. Examples of the drive-controlled device include the first
ここで、第1電磁クラッチ101、無段変速装置9、第2電磁クラッチ102などを含む作業車両1の動力分配機構について説明する。図3は、作業車両1における動力分配機構を示す説明図である。
Here, the power distribution mechanism of the work vehicle 1 including the first
図3に示すように、作業車両1の動力分配は、化石燃料を用いる熱機関であるエンジン4を駆動源としている。そして、エンジン4からの動力は、第1の動力伝達経路42aを介して作業機系機構830へ伝達されるとともに、第2の動力伝達経路42bを介して走行系機構820へ伝達される。
As shown in FIG. 3, the power distribution of the work vehicle 1 is driven by the engine 4, which is a heat engine that uses fossil fuels. Then, the power from the engine 4 is transmitted to the working
作業機系機構830は、第1電磁クラッチ101とモア回転翼300とを有し、エンジン4→第1の動力伝達経路42a→第1電磁クラッチ101→モア回転翼300の順に動力が伝達される。すなわち、本実施形態に係る作業車両の作業機であるモア装置3は、エンジン4からの動力で駆動する。
The work
ところで、本実施形態におけるモア装置3のモア回転翼300とエンジン4の動力を出力する動力出力軸とは、ギヤ機構を介して接続されている。すなわち、第1の動力伝達経路42aは、複数のギヤが組み合わされたギヤ機構により構成される。
By the way, the
このように、エンジン4からの動力をギヤ機構を介してモア回転翼300を駆動するようにしたため、エネルギロスが少なく、たとえばモータ駆動とするよりも効率が高まる。たとえば、モータ駆動とした場合の化石燃料から出力までの効率は、約31.1%とされているが、エンジン駆動とした場合の化石燃料から出力までの効率や約38〜47.5%とされている。なお、エンジン駆動とするのは、エンジン出力の変動がなく、最も効率の高い帯域を利用した場合である。
In this way, since the power from the engine 4 is driven to drive the
すなわち、化石燃料(たとえば軽油)→原動機→発電→充電→放電→モータ→モア回転翼と動力伝達する場合に比べ、本実施形態のように、化石燃料(たとえば軽油)→エンジン4→ギア機構→モア回転翼300と動力を伝達させる場合とを比べると、本実施形態の構成を採用する方が、エネルギーの変換回数が少なく、高効率でモア回転翼300を駆動することが可能となる。また、電動化推進の根拠の一つでもあるCO2の排出係数も低く抑えることが可能となる。
That is, compared to the case where power is transmitted from fossil fuel (for example, light oil) → prime mover → power generation → charge → discharge → motor → mower rotary blade, fossil fuel (for example, light oil) → engine 4 → gear mechanism → Comparing the case where the
一方、走行系機構820は、第2電磁クラッチ102と、無段変速装置9と、バッテリ12と、モータ5と、走行装置13とを有し、エンジン4→第2の動力伝達経路42b→第2電磁クラッチ102→無段変速装置9の順に動力が伝達される。そして、無段変速装置9から適宜変速されて伝達される動力によって発電機11により発電されてバッテリ12に蓄電され、バッテリ12から供給される電気によってモータ5が駆動し、走行装置13が駆動する。モータ5はバッテリ12から供給される電気によって駆動するため、発電機11が駆動していなくてもトラクタ2は走行可能である。
On the other hand, the traveling
ここで、無段変速装置9としては、CVT(Continuously Variable Transmission)やHST(Hydro Static Transmission)などがあるが、本実施形態では、応答性能に優るCVTを用いている。
Here, examples of the continuously
なお、本実施形態では、走行系機構820に発電機11を含めていないが、走行系機構820として発電機11を有する構成であっても構わない。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態に係る作業車両1は、負荷変動が比較的に大きな作業機として知られるモア装置3は、エンジン4のみからの動力で駆動する一方、駆動輪を有する走行装置13への動力は、モータ5のみから供給するようにしている。
As described above, in the work vehicle 1 according to the present embodiment, the mower device 3 known as the work machine having a relatively large load fluctuation is driven by the power from only the engine 4, while the traveling
かかる構成の作業車両1において、制御部8は、モア装置3の負荷変動に応じて無段変速装置(CVT)9を制御して、エンジン4の出力を一定に維持するようにしている。前述したように、エンジン4の出力変動がなく、最も効率の高い帯域を利用するときに、モア装置3の出力効率が最も高効率になると考えられるからである。 In the work vehicle 1 having such a configuration, the control unit 8 controls the continuously variable transmission (CVT) 9 according to the load fluctuation of the mower device 3 to maintain the output of the engine 4 at a constant level. This is because, as described above, it is considered that the output efficiency of the mower device 3 becomes the highest efficiency when the output of the engine 4 does not fluctuate and the most efficient band is used.
そのために、制御部8は、エンジン4の回転数と、エンジン4のトルクとを一定に維持するように、エンジン4からの動力分配を制御する。 Therefore, the control unit 8 controls the power distribution from the engine 4 so as to keep the rotation speed of the engine 4 and the torque of the engine 4 constant.
すなわち、モア装置3の負荷変動に応じて無段変速装置9を制御して、モア装置の作業機負荷と前記発電機の発電負荷との和を一定にする。
That is, the continuously
たとえば、制御部8の負荷演算部85は、モアトルクセンサ96およびモア回転センサ97からの検出結果から、モア装置3の負荷変動を導出する。そして、その負荷変動に応じて、エンジン4の出力が一定となるように、無段変速装置(CVT)9を制御して発電負荷を変え、発電負荷と作業機負荷との和を一定にする。すなわち、作業機負荷を発電負荷で吸収するように、無段変速装置(CVT)9を制御するのである。 For example, the load calculation unit 85 of the control unit 8 derives the load fluctuation of the mower device 3 from the detection results from the mower torque sensor 96 and the mower rotation sensor 97. Then, the continuously variable transmission (CVT) 9 is controlled to change the power generation load so that the output of the engine 4 becomes constant according to the load fluctuation, and the sum of the power generation load and the work equipment load becomes constant. .. That is, the continuously variable transmission (CVT) 9 is controlled so that the work equipment load is absorbed by the power generation load.
図4および図5を用いて、作業車両1におけるモア装置3の負荷変動に合わせた動力の分配について、具体的に説明する。図4は、作業車両1における動力分配を示す説明図、図5は、作業車両1における動力分配の変動を示す説明図である。 With reference to FIGS. 4 and 5, the distribution of power according to the load fluctuation of the mower device 3 in the work vehicle 1 will be specifically described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the power distribution in the work vehicle 1, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the fluctuation of the power distribution in the work vehicle 1.
図4に示すように、エンジン4からの動力が、作業機系と走行系との1:1で分配されている状態を、便宜的に動力の基本分配状態とする。すなわち、基本分配状態では、モア装置3の負荷は、大中小の区分では中程度であって、無段変速装置9のギヤ比も大中小の区分では中程度であり、エンジン4の出力の50%ずつが作業機系と走行系とに伝達されている。
As shown in FIG. 4, a state in which the power from the engine 4 is distributed 1: 1 between the working machine system and the traveling system is defined as a basic power distribution state for convenience. That is, in the basic distribution state, the load of the mower device 3 is medium in the large, medium and small categories, and the gear ratio of the continuously
ところで、エンジン4の出力は負荷に依存する。また、作業機は外的要因によって負荷が変動しやすい場合がある。たとえば、モア装置3のモア回転翼300は、草の密集度合や草の姿勢、草の湿り具合(乾燥具合)など、草の状態などによって負荷が変動する。したがって、モア装置3に負荷が増大すると、エンジン4への負荷も増大し、燃焼効率の悪い帯域が利用されるおそれがある。
By the way, the output of the engine 4 depends on the load. In addition, the load of the working machine may fluctuate due to external factors. For example, the load of the
そこで、本実施形態では、制御部8が無段変速装置9を制御して、エンジン4の出力を一定に維持できるようにしている。つまり、モア装置3の負荷変動を吸収するように無段変速装置9を制御するもので、モア装置3による作業機負荷と発電機11の発電負荷との和を一定にするように制御する。なお、モア装置3の負荷変動は、図3に示したモアトルクセンサ96およびモア回転センサ97などにより、制御部8は正確かつ瞬時に取得することができる。
Therefore, in the present embodiment, the control unit 8 controls the continuously
かかる制御により、エンジン4の燃焼効率が良好な帯域を常に維持することが可能となり、エンジン4を高効率で運用することが可能となる。 By such control, it is possible to always maintain a band in which the combustion efficiency of the engine 4 is good, and it is possible to operate the engine 4 with high efficiency.
たとえば、図5(a)に示すように、モア回転翼300(モア装置3)への負荷が増大し、作業機負荷が70%まで上昇した場合は、制御部8は、無段変速装置9のギヤ比が大きくなるように制御して、発電負荷が30%になるようにし、エンジン4の出力を一定に維持する。
For example, as shown in FIG. 5A, when the load on the mower rotor 300 (mower device 3) increases and the work equipment load rises to 70%, the control unit 8 sets the continuously
また、図5(b)に示すように、たとえば、モア回転翼300(モア装置3)への負荷が著しく増大した場合、制御部8は、第2電磁クラッチ102をOFFにして(第1電磁クラッチ101は当然ONである)、エンジン4の出力の100%が作業機系機構830に伝達されるようにする。
Further, as shown in FIG. 5B, for example, when the load on the mower rotor 300 (mower device 3) is significantly increased, the control unit 8 turns off the second electromagnetic clutch 102 (first electromagnetic). The clutch 101 is naturally ON), so that 100% of the output of the engine 4 is transmitted to the work
一方、図5(c)に示すように、モア回転翼300(モア装置3)への負荷が大きく低下し、ゼロとなった場合、制御部8は、第1電磁クラッチ101をOFFにするとともに(第2電磁クラッチ102は当然ONである)、無段変速装置9のギヤ比を小さくしエンジン4の出力の100%が発電機11へと伝達されるようにする。
On the other hand, as shown in FIG. 5C, when the load on the mower rotary blade 300 (mower device 3) is significantly reduced to zero, the control unit 8 turns off the first
図5(b)および図5(c)で示す状態においても、エンジン4は、燃焼効率の良い帯域が維持されることになり、燃費の向上も図ることができる。 Even in the states shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), the engine 4 maintains a band with good combustion efficiency, and can improve fuel efficiency.
上述してきた本実施形態に係る作業車両1は、エンジン4の出力が一定となり、その動力は、走行装置13には直接用いられず、作業機系機構830にのみ用いられるため、時間要素のみで稼働可能時間を計算することができる。したがって、燃料タンク(不図示)の残量から、連続稼働時間を算出することができる。かかる連続稼働時間は、キャビン内の表示パネルに表示可能な構成にすることもできる。
In the work vehicle 1 according to the present embodiment described above, the output of the engine 4 is constant, and the power thereof is not directly used for the traveling
また、作業車両1のトラクタ2におけるエンジン4のサイズやバッテリ容量などは、モア装置3に想定される最大負荷、想定される無充電作業時間、あるいは車体スペースによって、必要十分な最適な設計によって決定することができる。また、モア装置3の想定される無給油作業時間によって、燃料タンクの容量なども容易に設計可能となる。
Further, the size and battery capacity of the engine 4 in the
本実施形態に係るトラクタ2は、図3に示したように、たとえばノッキングセンサやCO2センサなどの燃焼系センサ91を備えている。そこで、制御部8は、かかる燃焼系センサ91の値から、エンジン4へ過負荷が発生していることを推定することもできる。すなわち、過剰な負荷が発生した場合のエンジン4の異常燃焼を監視することで、疑似的にエンジン負荷を推測する。
As shown in FIG. 3, the
かかる構成であれば、たとえば、制御部8は、ノッキングなどの異常燃焼がなければ、現在よりも負荷を大きくすることが可能であると判断し、無段変速装置9を制御して、ある程度エンジン4にかかる負荷を大きくすることもできる。反対に、ノッキングなどの異常燃焼が生じていると判定すると、制御部8は、無段変速装置9を制御して、エンジン4にかかる負荷を小さくすることができる。
With such a configuration, for example, the control unit 8 determines that the load can be made larger than the current one if there is no abnormal combustion such as knocking, controls the continuously
このように、エンジン4の燃焼状態を直接監視する構成であっても、エンジン出力を、燃焼効率の良好な帯域で維持することができる。 As described above, even in the configuration in which the combustion state of the engine 4 is directly monitored, the engine output can be maintained in a band in which the combustion efficiency is good.
また、バッテリ12は、トラクタ2の発電機11を介して充電するようにしたが、外部電力から充電可能にすることもできる。この場合、トラクタ2の外部の自然エネルギや専用発電設備からの電力を用いることで、ランニングコストの低減は図れ、しかも、社会全体でのエネルギの高効率利用が可能となって環境への悪影響も小さくすることができる。
Further, although the
上述してきた実施形態では、作業機としてモア装置3を用いた作業車両1としたが、作業機としては必ずしもモア装置3に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the work vehicle 1 uses the mower device 3 as the work machine, but the work machine is not necessarily limited to the mower device 3.
上述してきた実施形態により、以下の作業車両1が実現する。 According to the above-described embodiment, the following work vehicle 1 is realized.
(1)化石燃料を用いるエンジン4と、エンジン4からの動力により駆動する作業機と、エンジン4からの動力を発電機11に伝達する無段変速装置(CVT)9と、発電機11に電気的に接続し、走行装置13を駆動するモータ5と、エンジン4、作業機、無段変速装置9およびモータ5の動作を制御する制御部8とを備え、制御部8は、作業機の負荷変動に応じて無段変速装置9を制御して、エンジン4の出力を一定に維持する作業車両1。
(1) An engine 4 using fossil fuel, a working machine driven by power from the engine 4, a stepless transmission (CVT) 9 for transmitting the power from the engine 4 to the
かかる作業車両1によれば、作業機をエンジン駆動とし、走行装置13をモータ駆動とすることにより、無駄のないエネルギー利用が可能となる。そして、エンジン4の出力を一定に維持できるようにすることで、燃焼効率の良い帯域を維持することが可能となり、負荷変動の激しいモア装置3を用いる場合でもエンジン4を高効率に運用することが出来る。したがって、負荷変動、部分負荷、ポンピングロス等の回避も図ることができる。
According to the work vehicle 1, the work machine is driven by an engine and the traveling
(2)上記(1)において、制御部8は、エンジン4の回転数を一定に維持する作業車両1。 (2) In the above (1), the control unit 8 is a work vehicle 1 that maintains a constant rotation speed of the engine 4.
かかる作業車両1によれば、エンジン4のトルクも一定にすることができ、上記(1)の効果を確実に奏すことができる。 According to the work vehicle 1, the torque of the engine 4 can be made constant, and the effect of the above (1) can be surely achieved.
(3)上記(1)または(2)において、発電機11とモータ5とに接続するバッテリ12を備える作業車両1。
(3) The work vehicle 1 provided with the
かかる作業車両1によれば、上記(1)または(2)の効果に加え、発電機11を搭載したことで、バッテリ12を小型化することで、コストアップを抑えるとともに、バッテリ搭載スペースの確保も容易となる。
According to the work vehicle 1, in addition to the effects of (1) or (2) above, by mounting the
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、作業機は、モア装置3である作業車両1。 (4) In any of the above (1) to (3), the work machine is the work vehicle 1 which is the mower device 3.
かかる作業車両1によれば、草の状況などの外部要因で変動し易いモア装置3を作業機として備えているため、上記(1)から(3)のいずれかの効果が、より大きく現れる。 According to the work vehicle 1, since the mower device 3 that easily fluctuates due to external factors such as the condition of grass is provided as the work machine, the effect of any of the above (1) to (3) appears more greatly.
(5)上記(4)において、モア装置3の負荷変動に応じて無段変速装置9を制御して、モア装置3の作業機負荷と発電機11の発電負荷との和を一定にする作業車両1。
(5) In the above (4), the work of controlling the continuously
かかる作業車両1によれば、モア装置3を常に高効率で使用することができる。 According to the work vehicle 1, the mower device 3 can always be used with high efficiency.
(6)上記(4)または(5)において、モア装置3のトルクを検出するモアトルクセンサ96と、モア装置3の回転数を検出するモア回転センサ97とを備える作業車両1。 (6) In the above (4) or (5), a work vehicle 1 including a mower torque sensor 96 for detecting the torque of the mower device 3 and a mower rotation sensor 97 for detecting the rotation speed of the mower device 3.
かかる作業車両1によれば、上記(4)または(5)の効果に加え、エンジン4からの動力分配をより正確に行うことができる。 According to the work vehicle 1, in addition to the effects of (4) or (5) above, power distribution from the engine 4 can be performed more accurately.
(7)上記(4)から(6)において、モア装置3のモア回転翼300とエンジン4の動力を伝達する動力出力軸とをギヤ機構を介して接続した作業車両1。
(7) In the above (4) to (6), the work vehicle 1 in which the
かかる作業車両1によれば、(4)から(6)の効果に加え、エネルギロスが少なくなって動力伝達効率が向上する。 According to the work vehicle 1, in addition to the effects of (4) to (6), energy loss is reduced and power transmission efficiency is improved.
(8)上記(1)から(7)において、エンジン4の燃焼状態を検出する燃焼系センサ91を備え、燃焼系センサ91の検出結果に応じて、無段変速装置9を制御する作業車両1。
(8) In the above (1) to (7), a work vehicle 1 provided with a combustion system sensor 91 for detecting the combustion state of the engine 4 and controlling the continuously
かかる作業車両1によれば、(1)から(7)の効果に加え、エンジン4の状態を燃焼状態から監視することになり、部品を追加することなく、疑似的にエンジン出力を一定に維持することができる。 According to the work vehicle 1, in addition to the effects of (1) to (7), the state of the engine 4 is monitored from the combustion state, and the engine output is kept constant in a pseudo manner without adding any parts. can do.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments expressed and described as described above. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
1 作業車両
2 トラクタ
3 モア装置(作業機)
4 エンジン
5 モータ
8 制御部
9 無段変速装置
11 発電機
12 バッテリ
91 燃焼系センサ
96 モアトルクセンサ
97 モア回転センサ
1
4
Claims (8)
前記エンジンからの動力により駆動する作業機と、
前記エンジンからの動力を発電機に伝達する無段変速装置と、
前記発電機に電気的に接続し、走行装置を駆動するモータと、
前記エンジン、前記作業機、前記無段変速装置および前記モータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記作業機の負荷変動に応じて前記無段変速装置を制御して、前記エンジンの出力を一定に維持する
ことを特徴とする作業車両。 Engines that use fossil fuels and
A work machine driven by power from the engine,
A continuously variable transmission that transmits power from the engine to the generator,
A motor that is electrically connected to the generator and drives a traveling device,
A control unit that controls the operation of the engine, the working machine, the continuously variable transmission, and the motor.
With
The control unit
A work vehicle characterized in that the continuously variable transmission is controlled according to a load fluctuation of the work machine to maintain a constant output of the engine.
前記エンジンの回転数を一定に維持する
ことを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 The control unit
The work vehicle according to claim 1, wherein the engine speed is maintained constant.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 1 or 2, further comprising a battery connected to the generator and the motor.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の作業車両。 The work vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the work machine is a mower device.
ことを特徴とする請求項4に記載の作業車両。 The fourth aspect of claim 4, wherein the continuously variable transmission is controlled according to the load fluctuation of the mower device to make the sum of the work equipment load of the mower device and the power generation load of the generator constant. Work vehicle.
ことを特徴とする請求項4または5に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 4 or 5, further comprising a torque sensor for detecting the torque of the mower device and a rotation sensor for detecting the rotation speed of the mower device.
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の作業車両。 The work vehicle according to any one of claims 4 to 6, wherein the rotary blade of the mower device and the power output shaft for transmitting the power of the engine are connected via a gear mechanism.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の作業車両。 The invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the combustion system sensor for detecting the combustion state of the engine is provided, and the continuously variable transmission is controlled according to the detection result of the combustion system sensor. Work vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019196765A JP2021070361A (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Work vehicle |
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2019
- 2019-10-29 JP JP2019196765A patent/JP2021070361A/en active Pending
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