JP2015065896A - シリーズハイブリッドコンバイン - Google Patents
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Abstract
Description
このため、モータの駆動源となるエンジンの燃料消費を改善するため、できるだけ小型(小出力)のエンジン及び発電機を採用しながらも、不測の発電機停止に伴う車両停止が生じないシリーズハイブリッドコンバインが要望されている。
前者(Eモード)を採用した実施形態の1つでは、前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存するように構成されている。つまり、エンジンの回転数が取得できれば、このエンジン回転数から、搭載されているエンジンのエンジン出力特性を用いてエンジン出力値が導出できる。モータは、発電機を介してエンジンから動力を受けているので、このエンジン出力値を用いて、モータが問題なく消費できる動力としてのモータ消費可能動力を求めることができる。さらに、エンジンとモータとの間には、動力伝達機構や発電機が介在しているので、それらの損失動力や総合効力が、モータ消費可能動力を求める際に考慮されると好都合である。
後者(Gモード)を採用した実施形態の1つでは、前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存するように構成されている。発電機の入力軸にはエンジンの出力軸が連結されているので、エンジン回転数から、この発電機の発電機出力特性を用いて、発電出力値が導出できる。モータ給電用バッテリは備えられておらず、モータは発電機からのみ給電されているので、この発電出力値を用いて、モータ消費可能動力を求めることができる。この場合でも、関連する動力伝達機構の損失動力や総合効力が、モータ消費可能動力を求める際に考慮されると好都合である。
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の電力で駆動するモータによって走行する。
また、図1の例では、エンジン80のエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部としてエンジン出力軸の回転を検出するエンジン回転センサS2が設けられており、このエンジン回転センサS2からの信号が実エンジン回転数として取り扱われる。もちろん、エンジン回転数取得部は、エンジン回転センサS2以外、エンジン80に対するエンジン指令回転数をエンジン回転数として取得するなど他の形態を採用してもよい。
まず、車速設定操作装置ODを構成する、例えば、ストローク式の車速設定用操作レバーの操作位置が検知される。この操作位置に含まれている車速操作位置情報に基づいて、モータ82の制御目標回転数となるモータ指令回転数が算定されるが、ここでは、操作位置を入力パラメータとしてモータ指令回転数を導出する操作位置−モータ指令回転数マップが用いられている。また、車速設定操作装置ODには旋回設定用の操作具もレバーも含まれていることから、車速設定操作装置ODの操作位置に含まれている旋回設定用の旋回操作位置情報に基づいて、左クローラ走行体1a及び右クローラ走行体1bの駆動速度が、操作位置−左右クローラ駆動速度マップを用いて算定されるが、ここでは、その詳しい説明は省略する。
実エンジン回転数をRE-RPMとし、マップ化されたエンジン出力特性を関数Eで表現すると、エンジン出力値:E0-outは、
E0-out=E(RE-RPM)
となる。さらに、損失動力や効率を考慮する修正関数:Kを適用すると、修正後のエンジン出力値であるモータ82が消費可能な動力、つまりモータ消費可能動力:M-outは、
M-out=K(E0-out)
で表される。
先に算定されているモータ指令回転数をMC-RPMとすると、トルク牽制値:T-limitは、
T-limit=F(MC-RPM,M-out)
となる。ここで用いた関数(演算式)Fは、モータ回転数とトルクとの関係から導くことができる。
実エンジン回転数をRE-RPMとし、マップ化された発電機出力特性を関数Gで表現すると、発電出力値:G0-outは、
G0-out=G(RE-RPM)
となる。さらに、損失動力や効率を考慮する修正関数:Jを適用すると、修正後の発電出力値であるモータ82が消費可能な動力、つまりモータ消費可能動力:M-outは、は、
M-out=J(G0-out)
で表される。
従って、トルク牽制値:T-limitは、
T-limit=F(MC-RPM,M-out)
となる。
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動力伝達機構が示されている。
E0-out=E(RE-RPM)
=85[Nm]×RE-RPM[rpm]×2π/60[W]
であるが、これはエンジン回転数が1850[rpm]未満の時に用いられ、エンジン回転数が1850[rpm]以上では、16500[W]の固定値とする。
さらに、モータ消費可能動力:M-outを求める式は、
M-out=K(E0-out)
=(E0-out−L)×η
であり、ここで、Lは損失動力で3000[W]とし、ηは総合効率で85[%]である。
トルク牽制値:T-limitを求める式は、モータ回転数設定部12cで算定されたモータ指令回転数をMC-RPMとすると、
T-limit=F(MC-RPM,M-out)
=M-out/( MC-RPM×2π/60)
である。
G0-out=G(RE-RPM)
=78[Nm]×RE-RPM[rpm]×2π/60[W]
である。
モータ消費可能動力:M-outを求める式は、
M-out=J(G0-out)
=G0-out×η
である。
トルク牽制値:T-limitは、Eモードと同様に、
T-limit=F(MC-RPM,M-out)
=M-out/( MC-RPM×2π/60)
である。
(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(左クローラ走行体1aと右クローラ走行体1bと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。
〔別実施形態〕
(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。その際には、エンジン管理モジュール110と電機管理モジュール120を一体化すると好都合である。
1a:第1(左)クローラ
1b:第2(右)クローラ
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
16:脱穀部
17:選別部
37:穀粒排出装置
54:副変速装置
56:第3操作具
57:第2操作具
61:操作レバー
66:主変速レバー(第1操作具)
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
12d:モータ消費可能動力算定部
12f:トルク牽制値算定部
130:車両管理モジュール
13a:車両状態決定部
WE:エンジン駆動作業装置
WM:モータ駆動作業装置
S2:エンジン回転センサ(エンジン回転数取得部)
S3:旋回レバーセンサ
S4:ストロークセンサ
OD:車速設定部操作装置
Claims (5)
- 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、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、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、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、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、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備えたシリーズハイブリッドコンバインであって、
前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように、前記モータの出力トルクが牽制されるシリーズハイブリッドコンバイン。 - 前記エンジン回転数に基づいて、前記モータによって利用可能な動力であるモータ消費可能動力を算定するモータ消費可能動力算定部と、
前記操作位置に基づいて前記モータに対するモータ指令回転数を算定するモータ回転数設定部と、
前記モータ消費可能動力と前記モータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値として前記電機制御ユニットに与えるトルク牽制値算定部と、
を備えた請求項1に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。 - 前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する請求項2に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する請求項2に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
- 前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する第1値と、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する第2値との小さい方である請求項2に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。
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---|---|---|---|---|
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JP2004242558A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Iseki & Co Ltd | 自走式農作業機 |
JP2007313992A (ja) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 電気駆動ダンプトラックの駆動システム |
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