串联式混合动力联合收割机制造技术

一种串联式混合动力联合收割机，其实现降低发动机噪音、抑制燃料消耗，其具有发动机、由发动机的输出驱动的发电机、由来自发电机的电力驱动的马达、由来自马达的旋转动力使车辆行驶的行驶装置、用于设定对应于操作位置的车速的车速设定操作件、控制发动机的输出的发动机控制单元、收获农作物的农作业装置，还具有基于操作位置计算发动机的目标转速的发动机目标转速计算部、取得发动机的实际负荷的实际负荷取得部、使用基准发动机输出特性并根据实际负荷计算基准发动机转速的基准发动机转速计算部、基于目标转速和基准发动机转速计算发动机指令转速，并将基于该发动机指令转速的发动机控制指令向发动机控制单元输出的发动机指令转速计算部。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种串联式混合动力联合收割机，其实现降低发动机噪音、抑制燃料消耗，其具有发动机、由发动机的输出驱动的发电机、由来自发电机的电力驱动的马达、由来自马达的旋转动力使车辆行驶的行驶装置、用于设定对应于操作位置的车速的车速设定操作件、控制发动机的输出的发动机控制单元、收获农作物的农作业装置，还具有基于操作位置计算发动机的目标转速的发动机目标转速计算部、取得发动机的实际负荷的实际负荷取得部、使用基准发动机输出特性并根据实际负荷计算基准发动机转速的基准发动机转速计算部、基于目标转速和基准发动机转速计算发动机指令转速，并将基于该发动机指令转速的发动机控制指令向发动机控制单元输出的发动机指令转速计算部。【专利说明】串联式混合动力联合收割机
本专利技术涉及一种混合动力型联合收割机，该混合动力型联合收割机具有发动机、由所述发动机的输出驱动的发电机、由来自所述发电机的电力驱动的马达(电动马达)、由来自所述马达的旋转动力使车辆行驶的行驶装置、控制所述发动机的输出的发动机控制单元、收获农作物的农作业装置。
技术介绍
根据专利文献I可知一种混合动力型联合收割机，该混合动力型联合收割机具有向行驶装置传递动力的发动机、电动马达、通过发动机的驱动进行发电的发电机、储存该发电机发出的电力并用于驱动电动马达的电池、由该电动马达或者内燃机驱动或者由该电动马达和内燃机这两者驱动的作业用装置。该混合动力型联合收割机能够选择充电模式和辅助模式中的任一中模式进行运转，所述充电模式是将由发电机发出的电力储存于电池的模式，所述辅助模式是将储存于电池的至少一部分电力用作作业用装置的动力的模式。在这种混合动力型联合收割机中，由来自于在发动机还有余力时被充电的电池的电力驱动的电动马达能够对发动机输出进行补充，因此能够使用更小型的发动机。其结果，实现了燃烧废气排出量的削减和发动机噪音的降低。但是，为了将发动机余力作为电力储存而需要大容量的电池，并且还需要用于对该电池的供电、充电进行控制的控制机构，因此成本上的负担会变大。 根据专利文献2可知一种混合动力型联合收割机，该混合动力型联合收割机具有对行驶装置和割取并向后方运送作物的割取处理装置进行驱动的行驶割取用电动马达、驱动对割取的作物进行脱粒处理的脱粒装置的脱粒用电动马达、由发动机驱动的发电机。在该联合收割机中，行驶装置、割取处理装置及脱粒装置分别由电动马达驱动，因此能够有效地利用电动马达所具有的出色的驱动特性。但是，只是搭载了以往的发动机并通过发动机驱动发电机，则不能期待在降低发动机噪音、抑制燃料消耗方面能有好的效果。相反，在将耗油情况最好的条件下驱动发动机而得到的来自发电机的电力储存于大型电池，并从该电池向电动马达供电的情况下，即使能够抑制燃料消耗，但是电池本身的成本和电池的充电、供电控制的成本也会成为很大的负担。 在乘用车领域，已经普及根据情况在行驶装置利用来自发动机的旋转动力的发动机驱动模式和利用马达所产生的旋转动力的马达驱动模式之间进行切换的并联混合动力车。但是，在并联混合动力车中，存在发动机驱动模式和马达驱动模式之间的动力切换机构变得复杂、动力传递机构(变速装置)的成本上升的问题。 专利文献1:(日本)特开2004-242558号公报 专利文献2:(日本)特开2013-70642号公报
技术实现思路
鉴于上述实际情况，需要一种具有发动机转速控制功能的串联式混合动力联合收割机，该联合收割机通过采用仅以从由发动机驱动的发电机直接供给的电力进行驱动的马达，并且使用尽量小型的发动机，来实现降低发动机噪音、抑制燃料消耗。 本专利技术的串联式混合动力联合收割机具有:发动机、由所述发动机的输出驱动的发电机、由来自所述发电机的电力驱动的马达、由来自所述马达的旋转动力使车辆行驶的行驶装置、用于设定对应于操作位置的车速的车速设定操作件、控制所述发动机的输出的发动机控制单元、收获农作物的农作业装置；而且，还具有基于所述车速设定操作件的操作位置计算所述发动机的目标转速的发动机目标转速计算部、取得所述发动机的实际负荷的实际负荷取得部、使用基准发动机输出特性根据所述实际负荷计算基准发动机转速的基准发动机转速计算部、基于所述目标转速和所述基准发动机转速计算发动机指令转速并将基于该发动机指令转速的发动机控制指令向所述发动机控制单元输出的发动机指令转速计算部。 根据该结构，基于由驾驶者操作的车速设定操作件的操作位置，首先计算适合马达驱动的发动机目标转速，所述马达驱动用于实现对应于该操作位置的车速。然后，根据基准发动机输出特性，求出发动机以上述计算出的发动机目标转速旋转时的输出作为运算负荷。同时，根据基准发动机输出特性，导出能够对应于由实际负荷取得部取得的当时实际负荷(发动机输出)的发动机转速作为基准发动机转速。接着，基于发动机目标转速和基准发动机转速计算发动机指令转速，最终基于该发动机指令转速生成向发动机控制单元输出的发动机控制指令。也就是说，在对驾驶者所要求的发动机转速即发动机目标转速和适于当时的实际负荷的发动机转速即基准发动机转速进行对照之后，计算合适的发动机指令转速。由此，能够避免发动机熄火等行驶过程中无法预测的不稳定情况发生的同时，发动机以能够进行考虑了节能因素的发动机控制的发动机转速被驱动。 需要说明的是，基准发动机输出特性是在考虑了节能的基础上根据发动机输出特性作出的，因此通过使用该基准发动机转速，能够实现考虑了节能的发动机运转。作为这样的基准发动机输出特性中特别合适的一种，在本专利技术中推荐了一种表示与由发动机转速和该发动机转速的最大输出规定的最大输出特性曲线相比低一定值的负荷值的基准输出特性曲线。具体来说，以下曲线是一个优选的例子:在怠速旋转附近将最大输出的40%?50 %作为输出，在最大转速附近将最大输出的90 %?95 %作为输出，对其间的部分进行比例插补而得到的曲线。 虽然节能很重要，但必须要避免发动机熄火，因此比较所述目标转速和所述基准发动机转速，优选将较大的一转速用作所述发动机指令转速。 另外，在本专利技术优选的一实施方式中，具有使用所述基准发动机输出特性根据所述目标转速计算运算负荷的负荷计算部，当所述运算负荷和所述实际负荷之差为规定值以下时，所述目标转速被用作所述发动机指令转速。能够根据基准发动机输出特性，求出当使发动机以计算出的目标转速旋转时可期待的输出(运算负荷)。因此，在该结构中，比较上述的运算负荷和实际负荷，如果两者之差为规定值以下，则难以产生发动机熄火的情况，所以计算出的目标转速直接被用作发动机指令转速。 为了简单而迅速地根据所述操作位置导出所述目标转速，优选的是在目标速度计算部中使用将操作位置作为输入参数而导出目标转速的操作位置-速度图。一般来说，在联合收割机这样的作业车辆中，根据作业会准备多个不同的运转模式，运转模式所要求的运转状态例如所要求的发动机输出也不同。因此，为了进行最合适的运转，优选的是使目标速度计算部在多个所述运转模式中的每一个运转模式下使用不同的操作位置-速度图。例如，作为给发动机输出带来影响的运转模式有:不进行农作业装置的收获作业而行驶的路上行驶模式、一边进行农作业装置的收获作业一边行驶的作业行驶模式、将储存在谷粒箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联式混合动力联合收割机，具有：发动机(80)、由所述发动机(80)的输出驱动的发电机(81)、由来自所述发电机(81)的电力驱动的马达(82)、由来自所述马达(82)的旋转动力使车辆行驶的行驶装置(1)、用于设定对应于操作位置的车速的车速设定操作件(66)、控制所述发动机(80)的输出的发动机控制单元(86)、收获农作物的农作业装置(W)，该串联式混合动力联合收割机的特征在于，还具有：基于所述操作位置计算所述发动机(80)的目标转速的发动机目标转速计算部(11c)、取得所述发动机(80)的实际负荷的实际负荷取得部(11f)、使用基准发动机输出特性根据所述实际负荷计算基准发动机转速的基准发动机转速计算部(11a)、基于所述目标转速和所述基准发动机转速计算发动机指令转速，并将基于该发动机指令转速的发动机控制指令向所述发动机控制单元(86)输出的发动机指令转速计算部(11b)。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：山中之史，仲岛铁弥，法田诚二，
申请(专利权)人：株式会社久保田，
类型：发明
国别省市：日本;JP