JP6129046B2 - シリーズハイブリッドコンバイン - Google Patents
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D69/00—Driving mechanisms or parts thereof for harvesters or mowers
- A01D69/02—Driving mechanisms or parts thereof for harvesters or mowers electric
- A01D69/025—Electric hybrid systems
Description
なお、このシリーズハイブリッドコンバインは、バッテリレスのシリアルハイブリッド車両であり、バッテリからの電力で車両を走行させることはできないので、定常的に回転しているエンジンによって発電している発電機から給電されるモータによって走行する。
車速を設定する操作位置のデータ値をX、算定されるモータ指令回転数をMC−RPMとし、操作位置−モータ指令回転数マップを関数:Fで表現すると、モータ指令回転数は、
MC−RPM=F(X)
で求められる。このMC−RPMにトランスミッション47の変速状態を考慮して再算定して車速状態値を求めてもよいし、車速検出部から車速状態値を取得することもできる。
また、旋回を設定する操作位置のデータ値をZ、左クローラ駆動速度をCL、右クローラ駆動速度をCR、操作位置−クローラ駆動速度マップを関数:Gleft、Grightで表現すると、左クローラ駆動速度は、
CL=Gleft(Z)
CR=Gright(Z)
で求められる。
2つの駆動速度の差をとることで、左右のクローラ走行体の速度差:ΔCが得られるが、操作位置−クローラ駆動速度差マップを作成して、それを関数:Gで表現すると、左右のクローラ走行体の速度差は、
ΔC=G(Z)
で求められる。旋回度:SLを、速度差:ΔCから導出される関数(好ましくはマップまたは条件式)をMで表現すると、旋回度は、
SL=M(ΔC)
で求められる。
修正係数(修正要求)をkとし、車速状態値:SPと旋回度:SLと上述した条件とから修正係数を導出する関数をJで表現すると、修正係数は、
k=J(SP、SL)
で求められる。
モータ指令回転数:MC−RPMの修正値は、修正関数をKと表現すると、
修正MC−RPM=K(MC−RPM、k)
で得られる。
なお、上述した各関数は、厳密な意味の関数ではなく、線形や非線形である必要もなく、離散的な関係を表すものであってもよく、単に入力パラメータと出力パラメータを結び付ける関係を表すものでよい。また、このような関数は、エンジン80や発電機81やモータ82の仕様に基づいて、経験的かつ実験的な考察から求められる。
図5には、エンジン80からの回転動力を、扱胴20や選別部17等に供給する第1の動力伝達機構が示されている。図6には、電動モータ(以下単にモータと略称する)82からの回転動力を、車体横幅方向の左と右に配置された左クローラ走行体1aと右クローラ走行体1bとからなる走行装置1と刈取処理部3とに供給する第2の動力伝達機構が示されている。
この修正アルゴリズムは次のように構成されている、
(1)副変速装置54が高速段であるときに修正が実行される、
(2)旋回度が0%から50%では修正は実行されない、
(3)モータ指令回転数が2000rpm以下では修正は実行されない、
(4)旋回率が50%を超えて80%までで、かつモータ指令回転数が2000rpmを超えている場合には、以下の式を用いる、
修正モータ指令回転数=(N−2000)/30%×(p−50%)、
ここで、Nは修正前モータ指令回転数、pは旋回度、
(5)旋回率が80%を超えており、かつモータ指令回転数が2000rpmを超えている場合には、修正モータ指令回転数は2000rpmに設定される。
(1)停止モード:作業も走行も行われていない。
(2)刈取り作業前後+直進モード:刈取作業に入る直前の所定時間、または刈取作業が終了した後の所定時間で、機体2は直進している。
(3)刈取り作業前後+旋回モード:刈取作業に入る直前の所定時間、または刈取作業が終了した後の所定時間で、機体2は旋回している(左右のクローラ走行体1a、1bの速度が異なっている)。
(4)刈取り作業中+直進モード:刈取作業中で、機体2は直進している。
(5)刈取り作業中+旋回モード:刈取作業中で、機体2は旋回している。
(6)路上走行+直進モード:副変速装置54を高速段にしての走行で、機体2は直進している。
(7)路上走行+旋回モード:副変速装置54を高速段にしての走行で、機体2は旋回している。
(8)穀粒排出モード:穀粒排出装置37を用いて穀粒タンク5から穀粒を排出している。
エンジン制御ユニット86は、上記運転モードに応じてエンジン指令回転数を算定する。この実施形態では、図8で模式的に示されたようなエンジン性能曲線が規定されているので、これに基づいたエンジン指令回転数が算定される。このエンジン80の最大出力が18.5KWで、最高回転数が2500rpmであり、図8で模式的に示されたエンジン制御特性は、3つの線で表されている。つまり、高負荷時には高回転数Nh(例えば、2500rpmより少し低い回転数)が設定され、中負荷時には中回転数Nm(例えば、2000rpmより少し低い回転数)が設定され、低負荷時には低回転数Nl(例えば、1500rpmより少し高い低回転数)が設定され、ドループ制御される。またこのエンジン80のアイドリング回転数は1000rpmより少し高い回転数となっている。
このことから、実際的には、
(1)停止モードでは、アイドリング回転数が設定され、
(2)刈取り作業前後+直進モードでは、アイドリング回転数から低回転数までの領域が設定され、
(3)刈取り作業前後+旋回モードでは、高回転数よりやや低い回転数が設定され、
(4)刈取り作業中+直進モードでは、低回転数から最高回転数までの領域が設定され、
(5)刈取り作業中+旋回モードでは、最高回転数が設定され、
(6)路上走行+直進モードでは、低回転数から中回転数までの領域が設定され、
(7)路上走行+旋回モードでは、最高回転数が設定され、
(8)穀粒排出モードでは、アイドリング回転数よりやや高い回転数が設定される。
(2)第3操作具56及び第2操作具57は、運転者によって操作される操作レバーと当該操作レバーの操作変位を検出するセンサとから構成してもよい。
(3)上述した実施形態では、エンジン指令回転数は、負荷推定部11dの負荷に基づいてエンジン指令回転数算定部11bで算定された。しかしながら、電機管理モジュール120によるモータ指令回転数の算定にもモータ負荷、結果的にはエンジン負荷がされていることから、エンジン指令回転数算定部11bがこのモータ指令回転数からエンジン指令回転数を導出するようにしてもよい。
1a:左クローラ走行体
1b:右クローラ走行体
2:走行機体
3:刈取処理部
4:脱穀装置
5:穀粒タンク
7:搭乗運転部
8:刈取部
12:刈取装置
54:副変速装置
56:第3操作具
57:第2操作具
61:操作レバー(旋回設定用レバー)
66:主変速レバー(速度設定用レバー)
80:エンジン
81:発電機
82:モータ(電動モータ)
84:電力変換部
85:電機制御ユニット
86:エンジン制御ユニット
87:作業装置制御ユニット
90:車両状態検出ユニット
100:メイン電子ユニット
110:エンジン管理モジュール
11b:エンジン指令回転数算定部
11d:負荷推定部
120:電機管理モジュール
12b:モータ回転数修正部
12c:モータ回転数設定部
12z:旋回度算定部
130:車両管理モジュール
13a:車両状態決定部
13b:速度状態決定部
S2:エンジン回転数センサ
S3:旋回レバーセンサ
S4:ストロークセンサ
OD:車速設定操作装置
Claims (6)
- エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記モータからの回転動力によって互いに独立して駆動される左クローラ走行体と右クローラ走行体とを有する走行装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、農作物を収穫する農作業装置とを備えた、シリーズハイブリッドコンバインであって、
前記操作位置に基づいて前記モータの制御目標回転数となるモータ指令回転数を算定して、前記電機制御ユニットに出力するモータ回転数算定部と、
前記左クローラ走行体と右クローラ走行体との駆動速度の違いから導かれる旋回度に基づいて前記モータ指令回転数を修正するモータ回転数修正部と、を備え、
前記モータ回転数修正部は、前記旋回度が所定値以下の場合、前記モータ指令回転数に対する修正を行わず、前記旋回度が所定値を超えた場合、その超過分に応じて算定される回転数低下量で前記モータ指令回転数に対する修正を行うシリーズハイブリッドコンバイン。 - 車速を表す速度状態値を検出する速度状態検出部が備えられ、前記モータ回転数修正部は、前記速度状態値と前記旋回度とに基づいて前記モータ指令回転数を修正する請求項1に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記速度状態値がモータ指令回転数である請求項2に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記モータ回転数修正部では、前記モータ指令回転数が予め設定された最低回転数以下になるような修正が禁止されている請求項1から3のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記操作位置に基づいて前記エンジンの目標回転速度を算定する目標速度算定部と、前記目標回転速度に基づいて算定されたエンジン指令回転数を前記エンジン制御ユニットに出力するエンジン指令回転数算定部とが備えられている請求項1から4のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記車速設定操作装置は、速度設定用レバーと旋回設定用レバーとからなる請求項1から5のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
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