JP2023166797A - Paddy field work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水田で農作業が可能な田植機、コンバイン、トラクタ等の水田作業機に関するものである。 The present invention relates to rice field working machines such as rice transplanters, combines, and tractors that can be used for agricultural work in rice fields.
従来、機体の動力源としてエンジンを備えた水田作業機が広く知られている。 BACKGROUND ART Conventionally, rice field work machines equipped with an engine as a power source for the machine body have been widely known.
例えば、特許文献１には、エンジンから出力される回転動力を、静油圧式無段変速装置（いわゆるＨＳＴ）等の変速機構により変速した後、前輪及び後輪を含む走行装置と、苗植付部により構成された作業機とに伝達する水田作業機（田植機）が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that after the rotational power output from the engine is shifted by a transmission mechanism such as a hydrostatic continuously variable transmission (so-called HST), a traveling device including front wheels and rear wheels, and a seedling planting machine are installed. A rice paddy work machine (rice transplanter) is disclosed that transmits power to a work machine constituted by a section.
しかしながら、特許文献１に記載の水田作業機の場合、エンジンを動力源として、走行装置と作業機の両方を駆動するため、エンジンの燃料消費と排気ガスの排出量が大きくなってしまうという問題がある。 However, in the case of the paddy field work machine described in Patent Document 1, since the engine is used as the power source to drive both the traveling device and the work machine, there is a problem that the fuel consumption of the engine and the amount of exhaust gas emissions increase. be.
この問題に対し、特許文献２には、コンバインとして構成された水田作業機において、走行装置や作業機の動力源として、エンジンに代えて、又はエンジンとともに、電動モータを搭載する旨が記載されている。電動モータを動力源として用いることで、エンジンの燃料消費と排気ガスの排出量をなくし、又は抑えることができる。 In response to this problem, Patent Document 2 describes that in a paddy field work machine configured as a combine harvester, an electric motor is installed in place of or together with the engine as a power source for the traveling device and the work machine. There is. By using an electric motor as a power source, engine fuel consumption and exhaust gas emissions can be eliminated or reduced.
しかしながら、特許文献２に記載された発明のように、電動モータを走行装置又は／及び作業機の動力源として用いる場合、電動モータに電力を供給するバッテリーに、作業者が都度充電を行うことが必要となり、作業負担が増大する。 However, as in the invention described in Patent Document 2, when an electric motor is used as a power source for a traveling device and/or a working machine, it is difficult for the operator to charge the battery that supplies power to the electric motor each time. This increases the workload.
そこで、本発明は、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えつつ、電動モータに電力を供給するバッテリーに作業者が充電を行う手間が削減されるように構成された水田作業機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rice paddy working machine configured to reduce fuel consumption and exhaust gas emissions while reducing the amount of effort required by a worker to charge a battery that supplies power to an electric motor. With the goal.
本発明のかかる目的は、
走行装置と農作業を行う作業機を有する水田作業機であって、
前記走行装置の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンから出力される回転動力を前記走行装置に伝達する伝達機構と、
前記作業機を駆動する作業用電動モータと、
前記伝達機構から回転動力の一部を分配する動力分配手段と、
前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する発電機とを備え、
前記エンジンの作動時に前記発電機により発電された電力は、前記作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成されたことを特徴とする水田作業機によって達成される。
Such an object of the present invention is to
A paddy field working machine having a traveling device and a working machine for agricultural work,
an engine as a power source for the traveling device;
a transmission mechanism that transmits rotational power output from the engine to the traveling device;
a working electric motor that drives the working machine;
power distribution means for distributing part of the rotational power from the transmission mechanism;
and a generator that generates electricity by receiving the rotational power distributed by the power distribution means,
This is achieved by the paddy field working machine characterized in that the electric power generated by the generator when the engine is operated is stored in a battery that supplies electric power to the working electric motor.
本発明によれば、農作業を行う作業機が作業用電動モータにより駆動されるよう構成されているから、エンジンの出力を下げることができ、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えることができる。 According to the present invention, since the working machine for agricultural work is configured to be driven by the working electric motor, the output of the engine can be lowered, and fuel consumption and exhaust gas emissions can be suppressed.
加えて、本発明によれば、エンジンから出力される回転動力を走行装置に伝達する伝達機構から、動力分配手段により動力の一部を発電機に分配し、この発電機により発電された電力が、作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成されているから、作業者がバッテリーに充電を行う手間が削減される。 In addition, according to the present invention, a part of the power is distributed to the generator by the power distribution means from the transmission mechanism that transmits the rotational power output from the engine to the traveling device, and the electric power generated by the generator is Since the electric power is stored in the battery that supplies electric power to the working electric motor, the time and effort required by the operator to charge the battery is reduced.
本発明の好ましい実施形態においては、
前記走行装置は、左右一対の前輪と、左右一対の後輪を含んで構成され、
前記伝達機構は、前記エンジンから出力される回転動力を受けて変速する静油圧式無段変速装置と、
前記静油圧式無段変速装置から出力される回転動力を変速するとともに、前記左右一対の前輪と前記左右一対の後輪に伝動する後輪駆動軸とに伝達する前側ギアケースと、
左右一対の後輪ギアケースとを備え、
前記後輪駆動軸は、左右一対の後輪駆動軸であって、左側の後輪に伝動する左側後輪駆動軸と、右側の後輪に伝動する右側後輪駆動軸とを備え、
前記左右一対の後輪ギアケースは、前記左側後輪駆動軸から回転動力を受けて左側の後輪に伝達する左側後輪ギアケースと、前記右側後輪駆動軸から回転動力を受けて右側の後輪に伝達する右側後輪ギアケースとを備え、
前記バッテリーは、単一のバッテリーケース内に収容され、
前記動力分配手段は、前記左右一対の後輪ギアケースから前記左右一対の後輪に伝達される回転動力の一部を前記発電機に分配し、
前記発電機は、左右一対の発電機であって、左側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される左側発電機と、右側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される右側発電機とを備えるとともに、前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電した電力を前記バッテリーに蓄電するよう構成されている。
In a preferred embodiment of the invention,
The traveling device includes a pair of left and right front wheels and a pair of left and right rear wheels,
The transmission mechanism includes a hydrostatic continuously variable transmission that changes speed in response to rotational power output from the engine;
a front gear case that changes the rotational power output from the hydrostatic continuously variable transmission and transmits the rotational power to the pair of left and right front wheels and the rear wheel drive shaft that transmits the power to the pair of left and right rear wheels;
Equipped with a pair of left and right rear wheel gear cases,
The rear wheel drive shaft is a pair of left and right rear wheel drive shafts, and includes a left rear wheel drive shaft that transmits power to the left rear wheel, and a right rear wheel drive shaft that transmits power to the right rear wheel,
The pair of left and right rear wheel gear cases includes a left rear wheel gear case that receives rotational power from the left rear wheel drive shaft and transmits it to the left rear wheel, and a left rear wheel gear case that receives rotational power from the right rear wheel drive shaft and transmits it to the left rear wheel. Equipped with a right rear wheel gear case that transmits information to the rear wheels,
the battery is housed within a single battery case;
The power distribution means distributes a part of the rotational power transmitted from the pair of left and right rear wheel gear cases to the pair of left and right rear wheels to the generator,
The generator is a pair of left and right generators, the left side generator to which part of the rotational power transmitted to the left rear wheel is distributed, and the left side generator to which part of the rotational power transmitted to the right rear wheel is distributed. The power generator is configured to include a right side generator that is distributed, and to store the electric power generated by receiving the rotational power distributed by the power distribution means in the battery.
本発明のこの好ましい実施形態によれば、静油圧式無段変速装置及び前側ギアケースにより変速された動力を、一対の後輪駆動軸を通じて一対の後輪ギアケースに伝達し、その後、一対の後輪ギアケースから左右一対の後輪に伝達するとともに、動力分配手段によって一対の発電機に分配するよう構成されているから、一対の発電機で効果的に発電を行い、大きな電力を得ることができる。 According to this preferred embodiment of the present invention, the power shifted by the hydrostatic continuously variable transmission and the front gear case is transmitted to the pair of rear wheel gear cases through the pair of rear wheel drive shafts, and then the power is transmitted to the pair of rear wheel gear cases through the pair of rear wheel drive shafts. The power is transmitted from the rear gear case to the pair of left and right rear wheels, and is configured to be distributed to the pair of generators by the power distribution means, so the pair of generators can effectively generate power and obtain large amounts of power. Can be done.
加えて、本発明のこの好ましい実施形態によれば、一対の発電機により発電された電力が、単一のバッテリーケース内に収容されたバッテリーに蓄電されるよう構成されているから、一対の発電機により発電された電力を１つにまとめることができ、作業用電動モータの電力源を、複数のバッテリーケースの間で切り換える機構と制御が不要となる。 In addition, according to this preferred embodiment of the invention, the power generated by the pair of generators is configured to be stored in a battery housed within a single battery case. The electric power generated by the machine can be combined into one, eliminating the need for a mechanism and control for switching the electric power source of the working electric motor between a plurality of battery cases.
本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記左右一対の発電機は、それぞれ、発電機としての機能と電動機としての機能を備えたモータジェネレータにより構成され、前記バッテリーから電力が供給されたときに、前記動力分配手段、及び前記左右一対の後輪ギアケースを通じて、前記左右一対の後輪に回転動力を伝達するよう構成されている。
In a further preferred embodiment of the invention,
The pair of left and right generators each include a motor generator having a function as a generator and a function as an electric motor, and when electric power is supplied from the battery, the power distribution means and the pair of left and right The rotational power is configured to be transmitted to the pair of left and right rear wheels through the rear wheel gear case.
本発明のこの好ましい実施形態によれば、発電された電力が蓄電されたバッテリーから、モータジェネレータにより構成された発電機に電力が供給されたときに、一対の後輪に回転動力が伝達されるよう構成されているから、ＥＶ走行が可能となる。 According to this preferred embodiment of the present invention, when electric power is supplied from the battery storing the generated electric power to the generator constituted by the motor generator, rotational power is transmitted to the pair of rear wheels. With this configuration, EV driving is possible.
本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記作業機は、圃場に苗を植え付ける苗植付部により構成され、
前記苗植付部は、苗マットが載置される苗タンクと、前記苗タンクの下端部に位置する苗を圃場に植え付ける植付装置と、前記苗タンクに載置された苗マットを前記苗タンクの下端部へ搬送する苗送りベルトとを備え、
前記作業用電動モータの駆動により、前記苗タンク、前記植付装置、及び前記苗送りベルトが駆動されるよう構成されている。
In a further preferred embodiment of the invention,
The working machine includes a seedling planting section that plants seedlings in a field,
The seedling planting unit includes a seedling tank in which a seedling mat is placed, a planting device that plants seedlings located at the lower end of the seedling tank in a field, and a seedling mat placed in the seedling tank in which the seedlings are planted. Equipped with a seedling feeding belt that transports the seeds to the lower end of the tank.
The work electric motor is configured to drive the seedling tank, the planting device, and the seedling feeding belt.
本発明によれば、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えつつ、電動モータに電力を供給するバッテリーに作業者が充電を行う手間が削減されるように構成された水田作業機を提供することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide a paddy field working machine configured to reduce fuel consumption and exhaust gas emissions while reducing the labor required by a worker to charge a battery that supplies power to an electric motor. becomes possible.
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態につき、詳細に説明を加える。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
図１は、本発明の好ましい実施形態にかかる水田作業機１の略左側面図であり、図２は、図１に示された水田作業機１の略平面図である。 FIG. 1 is a schematic left side view of a paddy field working machine 1 according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view of the paddy field working machine 1 shown in FIG.
また、図３は、図１に示された水田作業機１における動力の流れを示すブロック図であり、動力の流れがグレー色の矢印で示されている。 Moreover, FIG. 3 is a block diagram showing the flow of power in the paddy field working machine 1 shown in FIG. 1, and the flow of power is shown by gray arrows.
本明細書においては、図１及び図２に矢印で示されるように、水田作業機１の進行方向を「前」、その反対側を「後」といい、水田作業機１の進行方向である前方に向かって左側を「左」といい、その反対側を「右」という。 In this specification, as shown by arrows in FIGS. 1 and 2, the direction of movement of the paddy field working machine 1 is referred to as "front", and the opposite side is referred to as "back", which is the direction of movement of the paddy field working machine 1. The left side facing forward is called the "left" and the opposite side is called the "right."
水田作業機１は、走行車体２と、走行車体２の後部に取り付けられた苗植付部６３と、圃場に肥料を供給する施肥装置２６と、図３に示される動力機構と、機体全体を制御する制御部８７を備えている。本実施形態においては、水田作業機１は田植機として構成されている。 The paddy field work machine 1 includes a traveling vehicle body 2, a seedling planting section 63 attached to the rear of the traveling vehicle body 2, a fertilization device 26 that supplies fertilizer to the field, a power mechanism shown in FIG. 3, and the entire machine body. It is equipped with a control section 87 for controlling. In this embodiment, the paddy field working machine 1 is configured as a rice transplanter.
走行車体２は、車体２の幅方向における略中央部に配置されたメインフレーム３と、メインフレーム３の後端部に取り付けられ、水田作業機１の幅方向に延びる後部フレーム６と、後部フレーム６に固定されたリンクベースフレーム１０と、メインフレーム３の上方に配置されたフロアステップ６０と、フロアステップ６０の上方に設けられた操縦席４８と、機体を操縦する操縦部４９と、走行装置としての左右一対の前輪８および左右一対の後輪９を備えている。以下において、一対の前輪８及び一対の後輪９を「走行車輪」ともいう。 The traveling vehicle body 2 includes a main frame 3 disposed approximately at the center in the width direction of the vehicle body 2, a rear frame 6 attached to the rear end of the main frame 3 and extending in the width direction of the paddy field working machine 1, and a rear frame. 6, a floor step 60 arranged above the main frame 3, a cockpit 48 provided above the floor step 60, a control section 49 for controlling the aircraft, and a traveling device. The vehicle is equipped with a pair of left and right front wheels 8 and a pair of left and right rear wheels 9. In the following, the pair of front wheels 8 and the pair of rear wheels 9 are also referred to as "traveling wheels."
操縦部４９は、走行車体２の前後進と車速を変更する主変速レバー３５と、走行車体２の走行を停止させるブレーキペダル８１（図２参照）と、左右一対の前輪８を操舵するステアリングホイール５６を含む操舵機構２８と、ブレーキペダル８１に連結されたＳＳレバー７９と、後に詳述するグリーンモードスイッチ２３（図２参照）を備えている。 The control unit 49 includes a main shift lever 35 that changes the forward and backward movement of the vehicle body 2 and the vehicle speed, a brake pedal 81 (see FIG. 2) that stops the vehicle body 2 from traveling, and a steering wheel that steers the pair of left and right front wheels 8. 56, an SS lever 79 connected to a brake pedal 81, and a green mode switch 23 (see FIG. 2) which will be described in detail later.
操舵機構２８は、ステアリングホイール５６の他、ステアリングポスト８３に収容されたステアリングシャフト、ピットマンアーム及びタイロッド（図示せず）を備えている。 In addition to the steering wheel 56, the steering mechanism 28 includes a steering shaft housed in a steering post 83, a pitman arm, and a tie rod (not shown).
動力機構は、操縦席４８の下方に設けられたエンジン７と、エンジン７から出力される回転動力を左右一対の前輪８および後輪９に伝達する伝達機構１５と、この伝達機構から分配される動力により発電を行う左右一対の第１モータジェネレータ３３と、本発明の「作業機」の一例である苗植付部６３を駆動する電動モータ１８と、この電動モータ１８に電力を供給する第１バッテリー１７を備えている。電動モータ１８は、本発明の「作業用電動モータ」に相当する。 The power mechanism includes an engine 7 provided below the cockpit 48, a transmission mechanism 15 that transmits rotational power output from the engine 7 to a pair of left and right front wheels 8 and rear wheels 9, and distribution from this transmission mechanism. A pair of left and right first motor generators 33 that generate electricity using power, an electric motor 18 that drives a seedling planting section 63, which is an example of the "working machine" of the present invention, and a first motor generator that supplies electric power to the electric motor 18. It is equipped with a battery 17. The electric motor 18 corresponds to the "working electric motor" of the present invention.
伝達機構１５は、図１に示されるフロアステップ６０の下方に設けられたベルト式動力伝達機構４と、ベルト式動力伝達機構４により伝達された回転動力を変速する静油圧式無段変速機（以下、「ＨＳＴ」という。）２５と、ＨＳＴ２５から出力された動力を変速した後、走行車輪８，９に出力するフロントギアケース３０と、フロントギアケース３０の左右に配置された左右一対の前輪ファイナルケース１３と、フロントギアケース３０の左後方と右後方に配置された左右一対の後輪ギアケース５１と、フロントギアケース３０から一対の後輪ギアケース５１へ動力を伝達する左右一対の後輪伝動軸１４を備えている。フロントギアケース３０は、本発明の「前側ギアケース」に相当する。 The transmission mechanism 15 includes a belt-type power transmission mechanism 4 provided below the floor step 60 shown in FIG. 1, and a hydrostatic continuously variable transmission ( (hereinafter referred to as "HST") 25, a front gear case 30 that outputs the power output from the HST 25 to the running wheels 8 and 9 after shifting, and a pair of left and right front wheels arranged on the left and right sides of the front gear case 30. A final case 13 , a pair of left and right rear gear cases 51 arranged at the left rear and right rear of the front gear case 30 , and a pair of left and right rear gear cases 51 that transmit power from the front gear case 30 to the pair of rear wheel gear cases 51 A wheel transmission shaft 14 is provided. The front gear case 30 corresponds to the "front gear case" of the present invention.
エンジン７から出力された回転動力は、ベルト式動力伝達機構４を介してＨＳＴ２５に伝達された後に、ＨＳＴ２５内で、主変速レバー３５の操作位置に応じた速度に変速されて、フロントギアケース３０に伝達される。フロントギアケース３０はメインフレーム３の前部に固定されている。 The rotational power output from the engine 7 is transmitted to the HST 25 via the belt-type power transmission mechanism 4, and then is changed in speed within the HST 25 to a speed corresponding to the operating position of the main shift lever 35. is transmitted to. The front gear case 30 is fixed to the front part of the main frame 3.
フロントギアケース３０に伝達された回転動力は、フロントギアケース３０の内部で、副変速レバー３６の操作位置に応じて変速される。その後、回転動力の一部は一対の前輪ファイナルケース１３へ出力され、前輪ファイナルケース１３から、操向方向を変更可能な前輪支持部及び前輪車軸３１を通じて一対の前輪８に伝動される他、プロペラシャフトで構成される一対の後輪伝動軸１４と、一対の後輪ギアケース５１、及び後輪車軸８２を通じて一対の後輪９に伝動される。その結果、走行車体２が前進又は後進する。 The rotational power transmitted to the front gear case 30 is shifted in accordance with the operating position of the sub-shift lever 36 inside the front gear case 30. After that, a part of the rotational power is output to the pair of front wheel final cases 13, and from the front wheel final case 13, it is transmitted to the pair of front wheels 8 through the front wheel support part and the front wheel axle 31, which can change the steering direction, and also to the propeller. The power is transmitted to the pair of rear wheels 9 through a pair of rear wheel transmission shafts 14 made up of shafts, a pair of rear wheel gear cases 51, and a rear wheel axle 82. As a result, the traveling vehicle body 2 moves forward or backward.
ここで、左右の後輪伝動軸１４を通じて左右の後輪ギアケース５１に伝達される回転動力の一部は、左右一対の動力分配手段３２により分配され、一対の第１モータジェネレータ３３へ伝達される（図３参照）。 Here, a part of the rotational power transmitted to the left and right rear wheel gear cases 51 through the left and right rear wheel transmission shafts 14 is distributed by a pair of left and right power distribution means 32 and transmitted to a pair of first motor generators 33. (See Figure 3).
その結果、一対の第１モータジェネレータ３３の回転子が回転されることにより発電が行われる。一対の第１モータジェネレータ３３は、本発明の「発電機」の例であるが、発電機としてモータジェネレータを用いることは必ずしも必要でない。 As a result, the rotors of the pair of first motor generators 33 are rotated, thereby generating power. Although the pair of first motor generators 33 are an example of a "generator" of the present invention, it is not necessarily necessary to use a motor generator as the generator.
動力分配手段３２は、例えば、ベルト式の動力分配機構として、以下のように構成することができる。すなわち、まず、各後輪伝動軸１４の下流側の部分（各後輪伝動軸１４の後部であり、後輪ギアケース５１内に位置する部分）に、後輪伝動軸１４と一体的に回転するよう第１プーリを取付ける。また、第１モータジェネレータ３３への入力軸と一体的に回転するよう第２プーリを当該入力軸に取付ける。そして第１プーリと第２プーリとに亘って無端状のベルトを巻き掛けることにより、エンジン７の作動時に、後輪伝動軸１４の回転に伴い、第１、第２プーリ、ベルト、及び第１モータジェネレータ３３への入力軸が回転される。なお、動力分配手段３２は他の分配機構により構成されてもよい。 The power distribution means 32 can be configured as follows, for example, as a belt-type power distribution mechanism. That is, first, the downstream portion of each rear wheel transmission shaft 14 (the rear portion of each rear wheel transmission shaft 14 and located inside the rear wheel gear case 51) is provided with a shaft that rotates integrally with the rear wheel transmission shaft 14. Install the first pulley so that Further, a second pulley is attached to the input shaft to the first motor generator 33 so as to rotate integrally with the input shaft. By wrapping an endless belt around the first pulley and the second pulley, when the engine 7 is operating, the rotation of the rear wheel transmission shaft 14 causes the first and second pulleys, the belt, and the first The input shaft to motor generator 33 is rotated. Note that the power distribution means 32 may be constituted by another distribution mechanism.
一方、左右の第１モータジェネレータ３３により発電された電力は、電動モータ１８に電力を供給する第１バッテリー１７に蓄電される。このように、エンジン７の作動時に、自動的に第１バッテリー１７に充電が行われるため、作業者が第１バッテリー１７に充電する手間が削減される。第１バッテリー１７は単一のバッテリーケース（筐体）１７ａ（図３参照）に収容されている。なお、第１バッテリー１７が有するバッテリーセルとバッテリーモジュールの数は各々１つでも複数でもよい。また、第１モータジェネレータ３３による充電に加え、家庭用充電器等を用いて第１バッテリー１７に充電できるよう構成してもよい。これにより、万一、第１バッテリー１７のバッテリー残量が低下した場合に、作業が滞る事態を防止できる。 On the other hand, the electric power generated by the left and right first motor generators 33 is stored in the first battery 17 that supplies electric power to the electric motor 18. In this way, since the first battery 17 is automatically charged when the engine 7 is operated, the effort required by the operator to charge the first battery 17 is reduced. The first battery 17 is housed in a single battery case (casing) 17a (see FIG. 3). Note that the first battery 17 may have one or more battery cells and battery modules. Further, in addition to charging by the first motor generator 33, the first battery 17 may be configured to be charged using a household charger or the like. Thereby, even if the remaining battery power of the first battery 17 drops, it is possible to prevent the work from being delayed.
本実施形態においては、フロントギアケース３０内と、各後輪ギアケース５１内に、動力伝達を断接するクラッチが設けられている。そして、フロントギアケース３０内のクラッチが遮断された場合、一対の後輪伝動軸１４の回転が停止し、一対の第１モータジェネレータ３３による発電は停止される。これに対し、後輪ギアケース５１内に設けられたクラッチは、後輪９への動力伝達路において、動力分配手段３２よりも下流側に配置されている。このため、後輪ギアケース５１内のクラッチが遮断された場合でも、一対の第１モータジェネレータ３３による発電を継続できる。なお、後輪ギアケース５１内のクラッチは、例えば旋回時に、旋回内側の後輪９への動力伝達を遮断することを目的として遮断される。これにより、水田作業機１がスムーズ且つ小回りに旋回を行うことができる。 In this embodiment, clutches are provided in the front gear case 30 and in each rear gear case 51 to connect and disconnect power transmission. When the clutch in the front gear case 30 is disengaged, the pair of rear wheel transmission shafts 14 stop rotating, and the power generation by the pair of first motor generators 33 is stopped. On the other hand, the clutch provided in the rear wheel gear case 51 is arranged downstream of the power distribution means 32 in the power transmission path to the rear wheels 9. Therefore, even if the clutch in the rear wheel gear case 51 is disengaged, power generation by the pair of first motor generators 33 can be continued. Note that the clutch in the rear wheel gear case 51 is disconnected, for example, when turning, for the purpose of cutting off power transmission to the rear wheel 9 on the inside of the turn. Thereby, the paddy field work machine 1 can turn smoothly and in a small radius.
電動モータ１８の駆動のオンオフは、主変速レバー３５に設けられた植付入切スイッチ１９（図１参照）が操作されることにより切り換えられる。電動モータ１８がＤＣモータにより構成される場合、例えば、植付入切スイッチ１９の操作信号に基づき、制御部８７がドライバ回路を介して電動モータ１８への電力供給を断接し、駆動のオンオフを切り換えるよう構成することができる。 The driving of the electric motor 18 is turned on and off by operating a planting on/off switch 19 (see FIG. 1) provided on the main shift lever 35. When the electric motor 18 is constituted by a DC motor, for example, the control unit 87 connects and disconnects the power supply to the electric motor 18 via the driver circuit based on the operation signal of the planting on/off switch 19, and turns the drive on and off. It can be configured to switch.
一方、電動モータ１８がＡＣモータにより構成される場合、例えば、第１バッテリー１７と電動モータ１８との間にインバータを介装することで、植付入切スイッチ１９の操作信号が制御部８７に送られた際に、制御部８７から出力される制御信号に基づき、第１バッテリー１７から電動モータ１８への電力供給をインバータで断接して電動モータ１８のオンオフを切り換えることができる。この場合、第１バッテリー１７から供給される直流電流をインバータにより交流に変換するとともに、電動モータ１８へ供給される電力の周波数を、制御部８７から出力される制御信号に基づきインバータで調整することで、モータ回転数を変更できる。 On the other hand, when the electric motor 18 is constituted by an AC motor, for example, by interposing an inverter between the first battery 17 and the electric motor 18, the operation signal of the planting on/off switch 19 can be transmitted to the control section 87. Based on the control signal output from the control unit 87 when the control signal is sent, the electric motor 18 can be turned on and off by connecting and disconnecting the power supply from the first battery 17 to the electric motor 18 using an inverter. In this case, the DC current supplied from the first battery 17 is converted to AC by the inverter, and the frequency of the power supplied to the electric motor 18 is adjusted by the inverter based on the control signal output from the control unit 87. You can change the motor rotation speed.
水田作業機１が走行車輪８，９の回転駆動により走行しつつ、電動モータ１８が駆動される間、第１バッテリー１７は、放電と充電とが同時に行われる、いわゆるパススルーの状態にある。 While the paddy field work machine 1 travels by rotation of the running wheels 8 and 9 and the electric motor 18 is driven, the first battery 17 is in a so-called pass-through state in which discharging and charging are performed simultaneously.
第１バッテリー１７から供給される電力により電動モータ１８が駆動されると、図１に示される植付伝動軸５９が回転され、以下にようにして、苗植付部６３により圃場に苗が植え付けられる。 When the electric motor 18 is driven by the electric power supplied from the first battery 17, the planting transmission shaft 59 shown in FIG. It will be done.
苗植付部６３は、図１に示されるように、土付きのマット状の苗（以下、「苗マット」という。）を載置する苗タンク６５と、苗タンク６５の後方かつ下方に設けられた複数の植付装置６４と、苗タンク６５上の各条に配置された苗送りベルト７２を備えている。複数の植付装置６４は水田作業機１の幅方向に並べて配置され、各植付装置６４は、前後方向に並ぶ左右二対の植付具６９を備えている（図２参照）。 As shown in FIG. 1, the seedling planting section 63 includes a seedling tank 65 in which mat-shaped seedlings with soil (hereinafter referred to as "seedling mat") are placed, and a seedling planting section 63 provided behind and below the seedling tank 65. The seedling feeding belt 72 is provided with a plurality of planting devices 64 and a seedling feeding belt 72 arranged on each row on the seedling tank 65. The plurality of planting devices 64 are arranged side by side in the width direction of the paddy field working machine 1, and each planting device 64 is provided with two pairs of left and right planting tools 69 arranged in the front-rear direction (see FIG. 2).
電動モータ１８の駆動により植付伝動軸５９が回転されると、図２に示される植付伝動部７１を通じて、各植付装置６４及び各苗送りベルト７２に伝動される。その結果、各植付装置６４において、前側の植付具６９と後ろ側の植付具６９とが、図１に示される駆動軸６７まわりに回転しつつ、交互に苗タンク６５の下端部に設けられた苗取出口７０から苗を取出し、圃場に植え付ける植付動作を行う。同時に、各苗送りベルト７２が駆動されて、苗タンク６５に載置された苗マットが下方、すなわち、苗タンク６５の下端部へ搬送される。また、植付伝動軸５９の回転に伴い、横送り機構により苗タンク６３が植付装置６４の植付動作に連動して左右に往復運動するよう構成されている。これにより、各苗取出口７０に、次に植付具６９により植え付けられる苗が各苗取出口７０に供給される。なお、植付伝動軸５９の回転により苗タンク６３を横送りする（左右に往復運動する）構成は、特開２００８－１８２９２６号公報等に詳述されており、公知技術である。 When the planting power transmission shaft 59 is rotated by the drive of the electric motor 18, the power is transmitted to each planting device 64 and each seedling feeding belt 72 through a planting power transmission section 71 shown in FIG. As a result, in each planting device 64, the front planting tool 69 and the rear planting tool 69 alternately attach to the lower end of the seedling tank 65 while rotating around the drive shaft 67 shown in FIG. A planting operation is performed in which the seedlings are taken out from the provided seedling takeout port 70 and planted in the field. At the same time, each seedling feeding belt 72 is driven to transport the seedling mat placed in the seedling tank 65 downward, that is, to the lower end of the seedling tank 65. Further, as the planting transmission shaft 59 rotates, the seedling tank 63 is configured to reciprocate from side to side in conjunction with the planting operation of the planting device 64 by a lateral feed mechanism. As a result, seedlings to be planted next by the planting tool 69 are supplied to each seedling outlet 70 . Note that the configuration in which the seedling tank 63 is laterally fed (reciprocated from side to side) by the rotation of the planting power transmission shaft 59 is a known technique, as detailed in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-182926.
本実施形態においては、図２に示されるように、計４列の植付具６９が左右方向に並べて設けられた４条植えの構成であり、したがって、水田作業機１が圃場に苗を植え付けつつ、直進走行すると、圃場に４条の苗列が形成される。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, a total of four rows of planting tools 69 are arranged side by side in a four-row planting configuration, so that the rice paddy work machine 1 can plant seedlings in the field. If you drive straight ahead, a four-row row of seedlings will be formed in the field.
以上のように、本実施形態においては、第１バッテリー１７から供給される電力により電動モータ１８を駆動し、苗植付部６３を作動させるよう構成されている。このため、エンジンにより走行装置と作業機の両方を駆動する場合に比して、エンジン７の出力を下げることができ、エンジン７の燃料消費と排気ガスの排出量を低く抑えることができる。 As described above, in this embodiment, the electric motor 18 is driven by the electric power supplied from the first battery 17, and the seedling planting section 63 is operated. Therefore, the output of the engine 7 can be lowered compared to the case where both the traveling device and the working machine are driven by the engine, and the fuel consumption and exhaust gas emissions of the engine 7 can be kept low.
さらに、エンジン７から出力される回転動力を走行車輪８，９に伝達する伝達機構１５から動力を第１モータジェネレータ３３に分配して発電し、第１バッテリー１７に蓄電するよう構成されているから、作業者が第１バッテリー１７に充電を行う手間を削減できる。 Furthermore, the power is distributed from the transmission mechanism 15 that transmits the rotational power output from the engine 7 to the running wheels 8 and 9 to the first motor generator 33 to generate electricity, and the power is stored in the first battery 17. , it is possible to reduce the effort required by the operator to charge the first battery 17.
一方、本実施形態においては、電動モータ１８が駆動される間に、施肥装置２６へ伝動する施肥伝動機構２１（図１参照）に動力が伝達されるよう、植付伝動軸５９から施肥伝動機構２１に動力分配手段が延ばされている。植付入切スイッチ１９が操作され、電動モータ１８が駆動されると、この動力分配手段及び施肥伝動機構２１を通じて施肥装置２６に回転動力が伝達される。その結果、施肥装置２６の施肥ホッパ２６ａから施肥ホース２６ｂを通じて圃場に肥料が供給される。この動力分配手段は、例えば動力分配手段３２と同様に、ベルト式の伝達機構により構成することができる。 On the other hand, in this embodiment, while the electric motor 18 is driven, the fertilization transmission mechanism is configured such that power is transmitted from the planting transmission shaft 59 to the fertilization transmission mechanism 21 (see FIG. 1) that transmits the power to the fertilization device 26. A power distribution means extends to 21. When the planting on/off switch 19 is operated and the electric motor 18 is driven, rotational power is transmitted to the fertilization device 26 through the power distribution means and the fertilization transmission mechanism 21 . As a result, fertilizer is supplied to the field from the fertilization hopper 26a of the fertilization device 26 through the fertilization hose 26b. This power distribution means, for example, like the power distribution means 32, can be configured by a belt-type transmission mechanism.
苗植付部６３は、図１に示されるように、昇降リンク装置５により上下に回動可能に走行車体２の後部に取り付けられている。昇降リンク装置５は、上部リンクアーム８５及び左右一対の下部リンクアーム８６を備えている。 As shown in FIG. 1, the seedling planting section 63 is attached to the rear part of the traveling vehicle body 2 so as to be rotatable up and down by the elevating link device 5. The elevating link device 5 includes an upper link arm 85 and a pair of left and right lower link arms 86.
上部リンクアーム８５及び下部リンクアーム８６の前側の端部は、車体２のリンクベースフレーム１０に取り付けられ、他端部は苗植付部６３の下部に位置する上下リンクアーム１１に取り付けられている。 The front ends of the upper link arm 85 and the lower link arm 86 are attached to the link base frame 10 of the vehicle body 2, and the other ends are attached to the upper and lower link arms 11 located at the lower part of the seedling planting section 63. .
制御部８７によって電子油圧バルブが制御されて、図１に示される昇降油圧シリンダ１２が油圧で縮められると、上部リンクアーム８５が後ろ上がりに回動され、苗植付部６３が非作業位置まで上昇される。苗植付部６３が非作業位置にあるときには、その下端部がメインフレーム３の底部と略同一の高さに位置する。 When the electro-hydraulic valve is controlled by the control unit 87 and the lifting hydraulic cylinder 12 shown in FIG. be raised. When the seedling planting section 63 is in the non-working position, its lower end is located at approximately the same height as the bottom of the main frame 3.
これに対して、制御部８７により電子油圧バルブが制御されて、昇降油圧シリンダ１２が油圧で伸ばされると、上部リンクアーム８５が後ろ下がりに回動され、苗植付部６３が、苗の植付けが可能な作業位置（図１参照）まで下降される。 On the other hand, when the control unit 87 controls the electro-hydraulic valve and extends the lifting hydraulic cylinder 12 with hydraulic pressure, the upper link arm 85 is rotated backward and the seedling planting unit 63 starts planting the seedlings. is lowered to a working position (see Figure 1) where it is possible to
図４は、図１に示されたエンジン７の近傍の模式的平面図である。 FIG. 4 is a schematic plan view of the vicinity of the engine 7 shown in FIG.
本実施形態においては、エンジン７においてクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するタイミングギア７ａに、油圧ポンプ３９を回転駆動する第１ＰＴＯギア３７と、エンジン７の回転をアシストする第２モータジェネレータ３４（の回転子）を回転駆動する第２ＰＴＯギア３８が連結されている。 In this embodiment, in the engine 7, a timing gear 7a that transmits the rotation of the crankshaft to the camshaft includes a first PTO gear 37 that rotationally drives the hydraulic pump 39, and a second motor generator 34 that assists the rotation of the engine 7. A second PTO gear 38 is connected to the rotor.
このように、第２モータジェネレータ３４を第２ＰＴＯギア３８に取付けることにより、既存の水田作業機のエンジンまわりの構成を大きく変更することなく、エンジン７の回転をアシストする第２モータジェネレータ３４を機体に搭載することができる。なお、第１、第２ＰＴＯギア３７，３８はエンジン７の左右に配置されており、油圧ポンプ３９と第２モータジェネレータ３４をエンジン７の左右任意の側に取付けることができる。 In this way, by attaching the second motor generator 34 to the second PTO gear 38, the second motor generator 34 that assists the rotation of the engine 7 can be attached to the machine without significantly changing the configuration around the engine of the existing paddy field work machine. It can be installed on. Note that the first and second PTO gears 37 and 38 are arranged on the left and right sides of the engine 7, and the hydraulic pump 39 and the second motor generator 34 can be attached to any left or right side of the engine 7.
図４に示される「７ｂ」は、エンジン７のシリンダーブロックを示す符号であり、「７ｃ」は、シリンダーブロック７ｃ内の各シリンダーを示す符号であり、「７ｄ」はタイミングギアケースを示す符号である。 "7b" shown in FIG. 4 is a code indicating the cylinder block of the engine 7, "7c" is a code indicating each cylinder in the cylinder block 7c, and "7d" is a code indicating a timing gear case. be.
第２モータジェネレータ３４は、エンジン７から出力される回転動力を第２ＰＴＯギア３８を介して受け、回生駆動により発電を行い、後に詳述するバッテリー４２，４３（図６参照）に充電する。そして、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン７の回転数が規定数以上低下した場合に、制御部８７の制御に基づき、当該バッテリー４２，４３に蓄電された電力を用いて、エンジン７の回転を、第２モータジェネレータ３４の駆動により一時的にアシストするよう構成されている。しかしながら、エンジン回転数が低下したときに第２モータジェネレータ３４によりアシストすることは必ずしも必要でない。 The second motor generator 34 receives rotational power output from the engine 7 via the second PTO gear 38, generates power through regenerative drive, and charges batteries 42 and 43 (see FIG. 6), which will be described in detail later. When the number of rotations of the engine 7 decreases by a specified number or more despite the accelerator opening being constant, the power stored in the batteries 42 and 43 is used to start the engine 7 based on the control of the control unit 87. The rotation is temporarily assisted by driving the second motor generator 34. However, it is not necessarily necessary to provide assistance using the second motor generator 34 when the engine speed decreases.
図５は、図１に示されたエンジン７の回転数とトルク量との関係を模式的に示すグラフである。 FIG. 5 is a graph schematically showing the relationship between the rotation speed and the torque amount of the engine 7 shown in FIG.
従来の水田作業機は、急旋回（換言すれば小回りに旋回）したときに、エンジン７の回転数が大きく低下してしまうという問題があった。この問題を解決すべく、モータジェネレータによりエンジンの回転をアシストするよう構成することは可能であるが、常時、エンジンの回転を大きくアシストする場合、バッテリーの消費が大きくなってしまう。 A conventional paddy field work machine has a problem in that the rotational speed of the engine 7 decreases significantly when it makes a sharp turn (in other words, a small turn). In order to solve this problem, it is possible to configure the motor generator to assist the rotation of the engine, but if the rotation of the engine is constantly assisted to a large extent, battery consumption increases.
このような状況に照らして、制御部８７は、エンジン７の回転数が規定数以上低下した場合に、ステアリングホイール５６の切れ角を検出するステアリングセンサの検出信号に基づき、ステアリングホイール５６の切れ角量に応じて、切れ角量が大きいほど、第２モータジェネレータ３４によるアシスト量を大きく制御する。換言すれば、制御部８７は、ステアリングホイール５６の切れ角量が小さいほど、第２モータジェネレータ３４によるアシスト量を小さく制御する。 In light of this situation, the control unit 87 adjusts the turning angle of the steering wheel 56 based on the detection signal of the steering sensor that detects the turning angle of the steering wheel 56 when the rotational speed of the engine 7 decreases by more than a specified number. According to the amount, the larger the turning angle amount, the greater the amount of assist by the second motor generator 34 is controlled. In other words, the control unit 87 controls the assist amount by the second motor generator 34 to be smaller as the turning angle amount of the steering wheel 56 is smaller.
これにより、水田作業機１の急旋回時に、第２モータジェネレータ３４によりエンジン７の回転をアシストしつつ、バッテリーの消費を抑えることができる。本実施形態に係る水田作業機１は、第２モータジェネレータ３４により発電した電力を蓄電し、第２モータジェネレータ３４の駆動時（エンジンアシスト時）に第２モータジェネレータ３４に電力を供給するバッテリーとして、以下に述べる第２、第３バッテリー４２，４３を備えている。 As a result, when the paddy field work machine 1 makes a sharp turn, the second motor generator 34 can assist the rotation of the engine 7 while reducing battery consumption. The paddy field work machine 1 according to the present embodiment functions as a battery that stores electric power generated by the second motor generator 34 and supplies electric power to the second motor generator 34 when the second motor generator 34 is driven (engine assist). , is equipped with second and third batteries 42 and 43, which will be described below.
図６は、図４に示された第２モータジェネレータ３４と第２、第３バッテリー４２，４３との間の電流の流れを示す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the flow of current between the second motor generator 34 and the second and third batteries 42, 43 shown in FIG.
本実施形態にかかるエンジン７は、ディーゼルエンジンとして構成され、排気ガス中の有害物質を除去するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）４０が設けられている。 The engine 7 according to this embodiment is configured as a diesel engine, and is provided with a DPF (Diesel Particulate Filter) 40 that removes harmful substances from exhaust gas.
制御部８７は、図示しないバッテリー管理部に制御信号を送ることにより、第２モータジェネレータ３４の電力源、電力供給先を、第２バッテリー４２と第３バッテリー４３との間で切り換えるよう構成されている。 The control unit 87 is configured to switch the power source and power supply destination of the second motor generator 34 between the second battery 42 and the third battery 43 by sending a control signal to a battery management unit (not shown). There is.
具体的には、一方のバッテリー残量が基準値以下の低残量状態となると、制御部８７は、高負荷によりエンジン７の回転数が低下したときに、他方のバッテリーを第２モータジェネレータ３４の電力源として使用し、エンジン７をアシストする。 Specifically, when the remaining battery level of one battery is in a low remaining capacity state below the reference value, the control unit 87 controls the other battery to be switched to the second motor generator 34 when the rotational speed of the engine 7 decreases due to a high load. It is used as a power source to assist the engine 7.
また、エンジン７への負荷が低いために排気温度が低く、ＤＰＦ４０のパッシブ（受動的）再生が実施できない場合（例えば苗補給のための停車時等）、制御部８７は、バッテリー残量が低下した側のバッテリー４２又は４３に積極的に（選択的に）充電する。 In addition, when the load on the engine 7 is low and the exhaust temperature is low and passive regeneration of the DPF 40 cannot be performed (for example, when stopping to replenish seedlings, etc.), the control unit 87 detects that the remaining battery power is low. The battery 42 or 43 on the side that has been charged is actively (selectively) charged.
これにより、充電負荷を高めて排気ガスの温度を上昇させることができ、ＤＰＦ４０内の再生（スートの燃焼）を効率的に行うことができる。また、エンジン７への負荷も平準化されるため、燃費を向上できる。 Thereby, the charging load can be increased and the temperature of the exhaust gas can be raised, and the regeneration (combustion of soot) in the DPF 40 can be performed efficiently. Moreover, since the load on the engine 7 is also leveled, fuel efficiency can be improved.
ここで、エンジンをアシストするモータジェネレータから充電されるバッテリーが１つのみである場合には、このバッテリー残量が満量のときに充電を行うことができないという問題がある。これに対し、本実施形態においては、モータジェネレータからの電力の供給先として第２、第３バッテリー４２，４３が設けられているため、このような事態を抑制できる。第２バッテリー４２と第３バッテリー４３は、互いに別のバッテリーケース（筐体）内に収容されている。なお、バッテリー残量が低下した側のバッテリー４２又は４３に充電するのに代えて、又は充電するのに加えて、第２モータジェネレータ３４を駆動させてエンジン７にかかる負荷を上げるよう構成することも可能である。これにより、ＤＰＦ４０の再生を短時間で完了できる。 Here, if only one battery is charged from the motor generator that assists the engine, there is a problem in that charging cannot be performed when the remaining battery capacity is full. On the other hand, in this embodiment, since the second and third batteries 42 and 43 are provided as power supply destinations from the motor generator, such a situation can be suppressed. The second battery 42 and the third battery 43 are housed in separate battery cases (casings). Note that instead of or in addition to charging the battery 42 or 43 on the side where the remaining battery level has decreased, the second motor generator 34 may be driven to increase the load on the engine 7. is also possible. Thereby, regeneration of the DPF 40 can be completed in a short time.
さらに、制御部８７は、ＤＰＦ４０内にスートが基準値以上溜まった際に実施されるＤＰＦアクティブ再生運転時において、バッテリー残量が低下した側のバッテリー４２又は４３を積極的に（換言すれば、選択的に）充電するよう構成されている。 Furthermore, during the DPF active regeneration operation that is carried out when soot accumulates in the DPF 40 at a reference value or more, the control unit 87 actively controls the battery 42 or 43 on the side where the remaining battery level has decreased (in other words, selectively).
これにより、充電負荷を高めて排気ガスの温度を上昇させることができ、ＤＰＦ４０内の再生（スートの燃焼）を効率的に行うことができる。また、エンジン７への負荷も平準化されるため、燃費を向上できる。 Thereby, the charging load can be increased and the temperature of the exhaust gas can be raised, and the regeneration (combustion of soot) in the DPF 40 can be performed efficiently. Moreover, since the load on the engine 7 is also leveled, fuel efficiency can be improved.
一方で、水田作業機がコンバインとして構成された場合には、モミの排出時や手こぎ作業時等、エンジンへの負荷が低いために排気温度が低く、ＤＰＦ４０のパッシブ再生が実施できない場合、制御部は、バッテリー残量が低下した側のバッテリーを選択して充電するよう構成することが望ましい。 On the other hand, when a paddy field work machine is configured as a combine harvester, when passive regeneration of DPF40 cannot be performed due to low exhaust temperature due to low load on the engine, such as when discharging fir or rowing, the control It is desirable that the battery be configured to select and charge the battery whose remaining battery level has decreased.
図７は、図１に示されたエンジン７の回転数とトルクとの関係を示すグラフである。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rotation speed and torque of the engine 7 shown in FIG.
本実施形態に係るエンジン７は、図２に示されるグリーンモードスイッチ２３が押圧操作される度に、通常のトルクカーブを描く通常モードと、通常のトルクカーブよりもトルクを小さくしたトルクカーブを描くグリーンモードとの間で切り換え可能に構成されている。そして、グリーンモードに設定された状態で、エンジン７の回転数が規定値未満となると、制御部８７は、第２モータジェネレータ３４を駆動し、エンジン７の回転をアシストする。 Each time the green mode switch 23 shown in FIG. 2 is pressed, the engine 7 according to the present embodiment has a normal mode in which a normal torque curve is drawn and a torque curve in which the torque is smaller than the normal torque curve. It is configured to be switchable between green mode and green mode. Then, when the rotation speed of the engine 7 becomes less than the specified value while the green mode is set, the control unit 87 drives the second motor generator 34 to assist the rotation of the engine 7.
一般的に、トルクを小さくしたトルクカーブを描くグリーンモードにおいては、低燃費を実現できる反面で、エンジン出力が下がってしまうという問題がある。これに対して、本実施形態においては、第２モータジェネレータ３４の駆動によりエンジン７のトルクをアシストできるため、低燃費を実現しながらも、力強い出力を行うことができる。 Generally, in green mode, which draws a torque curve with reduced torque, it is possible to achieve low fuel consumption, but there is a problem in that the engine output decreases. In contrast, in the present embodiment, the torque of the engine 7 can be assisted by driving the second motor generator 34, so that powerful output can be achieved while achieving low fuel consumption.
さらに、本実施形態においては、グリーンモードに設定された状態で、第２、第３バッテリー４２，４３の出力電圧から計測されるバッテリー残量が、第１の所定値未満となった場合、グリーンモードから通常モードに自動的に移動される。その後、第２、第３バッテリー４２，４３の一方の残量が第１の所定値より大きい第２の所定値以上となった時点で、グリーンモードに自動的に移行（復帰）する。これにより、グリーンモードを継続することができるとともに、バッテリー残量が少なくなったときに、作業者によるグリーンモードスイッチ２３の切換え操作が不要となり、利便性が高い。 Furthermore, in this embodiment, when the remaining battery power measured from the output voltages of the second and third batteries 42 and 43 becomes less than the first predetermined value while the green mode is set, the green mode is set. mode to normal mode automatically. Thereafter, when the remaining capacity of one of the second and third batteries 42, 43 reaches or exceeds a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, the green mode is automatically shifted (returned). This makes it possible to continue the green mode, and eliminates the need for the operator to switch the green mode switch 23 when the battery level is low, which is highly convenient.
なお、図４ないし図７に係る構成は、作業用の電動モータ１８によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。加えて、図７に係る上記グリーンモードの構成は、第２モータジェネレータ３４への給電元（電力源）として、単一のバッテリーケースに収容された第２バッテリーのみを備える構成とした場合にも適用できる。この場合には、第２バッテリー４２の残量が第１の所定値未満となった場合にグリーンモードから通常モードに自動的に移動され、その後、バッテリー残量が第２の所定値以上となった時点でグリーンモードに自動的に移行（復帰）するよう構成することが好ましい。
＜本実施形態の技術的意義＞
図１ないし図７に係る本実施形態によれば、苗の植付け作業を行う苗植付部６３が電動モータ１８により駆動されるよう構成されているから、エンジン７の出力を下げることができ、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えることができる。
Note that the configurations shown in FIGS. 4 to 7 can also be applied to a configuration in which the seedling planting section is driven by power transmitted from an engine instead of using the electric motor 18 for work. In addition, the configuration of the green mode according to FIG. 7 can also be applied to a configuration in which only the second battery housed in a single battery case is provided as the power supply source (power source) to the second motor generator 34. Applicable. In this case, when the remaining capacity of the second battery 42 becomes less than the first predetermined value, the mode is automatically moved from the green mode to the normal mode, and thereafter, when the remaining battery capacity becomes equal to or higher than the second predetermined value. It is preferable to configure the camera to automatically shift to (return to) the green mode when the green mode is reached.
<Technical significance of this embodiment>
According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7, since the seedling planting section 63 that performs the seedling planting work is configured to be driven by the electric motor 18, the output of the engine 7 can be reduced. Fuel consumption and exhaust gas emissions can be reduced.
さらに、本実施形態によれば、エンジン７から出力される回転動力を走行車輪８，９に伝達する伝達機構１５のうちの一対の後輪ギアケース５１から、動力の一部を動力分配手段３２により一対の第１モータジェネレータ３３（発電機の一例）に分配し、この第１モータジェネレータ３３により発電された電力が、電動モータ１８に電力を供給する第１バッテリー１７に蓄電されるよう構成されているから、作業者が第１バッテリー１７に充電を行う手間を削減できる。なお、左側の第１モータジェネレータ３３は、本発明の「左側発電機」の一例であり、右側の第１モータジェネレータ３３は、本発明の「右側発電機」の一例である。 Further, according to the present embodiment, a portion of the power is transferred from the pair of rear wheel gear cases 51 of the transmission mechanism 15 that transmits the rotational power output from the engine 7 to the running wheels 8 and 9 to the power distribution means 32. The electric power generated by the first motor generator 33 is distributed to a pair of first motor generators 33 (an example of a generator), and the electric power generated by the first motor generator 33 is stored in the first battery 17 that supplies electric power to the electric motor 18. Therefore, it is possible to reduce the effort required by the operator to charge the first battery 17. Note that the first motor generator 33 on the left side is an example of the "left side generator" of the present invention, and the first motor generator 33 on the right side is an example of the "right side generator" of the present invention.
加えて、本実施形態によれば、ＨＳＴ２５及びフロントギアケース３０により変速された動力を、一対の後輪駆動軸１４（左側（の）後輪駆動軸１４と右側（の）後輪駆動軸１４）を通じて一対の後輪ギアケース５１に伝達し、その後、一対の後輪ギアケース５１から左右の後輪９に伝達するとともに、動力分配手段３２によって一対の第１モータジェネレータ３３に分配するよう構成されているから、一対の第１モータジェネレータ３３で効果的に発電を行い、大きな電力を得ることができる。 In addition, according to the present embodiment, the power shifted by the HST 25 and the front gear case 30 is transferred to the pair of rear wheel drive shafts 14 (the left rear wheel drive shaft 14 and the right rear wheel drive shaft 14). ) to the pair of rear wheel gear cases 51, and then from the pair of rear wheel gear cases 51 to the left and right rear wheels 9, and is configured to be distributed to the pair of first motor generators 33 by the power distribution means 32. Therefore, the pair of first motor generators 33 can effectively generate electricity and obtain a large amount of electric power.
また、本実施形態によれば、一対の第１モータジェネレータ３３により発電された電力が、単一のバッテリーケース１７ａ内に収容された第１バッテリー１７に蓄電されるよう構成されているから、一対の第１モータジェネレータ３３により発電された電力を１つにまとめることができ、電動モータ１８の電力源を、複数のバッテリーケースの間で切り換える機構と制御が不要となる。 Further, according to the present embodiment, since the electric power generated by the pair of first motor generators 33 is configured to be stored in the first battery 17 housed in the single battery case 17a, The electric power generated by the first motor generator 33 can be combined into one, and a mechanism and control for switching the electric power source of the electric motor 18 between a plurality of battery cases are unnecessary.
一方、図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係る水田作業機１のエンジン７を示す略斜視図である。本実施形態においては、以下に述べる点を除き、図１ないし図７に示された前記実施形態に係る水田作業機１と同様に構成されており、したがって同様の効果を得ることができる。 On the other hand, FIG. 8 is a schematic perspective view showing the engine 7 of the paddy field working machine 1 according to another preferred embodiment of the present invention. This embodiment has the same structure as the paddy field work machine 1 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 except for the points described below, and therefore can obtain the same effects.
本実施形態に係るエンジン７のアシスト用の第２モータジェネレータ３４は、エンジン７のクランクシャフトに接続されたクランクプーリ７ｅに組み付けられている。このため、第２モータジェネレータ３４は、クランクプーリ７ｅの回転に伴い回生駆動されることにより発電を行うとともに、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン７の回転数が規定数以上低下した場合に、制御部８７の制御信号に基づき駆動し、クランクプーリ７ｅの回転をアシストする。 The second motor generator 34 for assisting the engine 7 according to the present embodiment is assembled to a crank pulley 7e connected to the crankshaft of the engine 7. Therefore, the second motor generator 34 generates electricity by being regeneratively driven as the crank pulley 7e rotates, and when the rotational speed of the engine 7 decreases by more than a specified number even though the accelerator opening is constant. , is driven based on a control signal from the control unit 87 to assist the rotation of the crank pulley 7e.
このように、回生駆動時にクランクプーリ７ｅから出力を取り出すよう構成することで、第２モータジェネレータ３４の配置が容易となる。 In this way, by configuring the output to be taken out from the crank pulley 7e during regenerative driving, the arrangement of the second motor generator 34 becomes easy.
また、従来の作業機においては、ジェネレータ部にモータジェネレータを組み付け、エンジンのアシスト時にモータジェネレータを駆動し、モータジェネレータの出力をエンジンのタイミングベルトに伝達するのが一般的である。しかしながら、この場合、ベルトに動力伝達を行うため、伝動効率が低いとともに、タイミングベルトへの負荷が高く、タイミングベルトの寿命が短くなってしまうという問題がある。 Further, in conventional work machines, it is common to assemble a motor generator in the generator section, drive the motor generator when assisting the engine, and transmit the output of the motor generator to the timing belt of the engine. However, in this case, since the power is transmitted to the belt, there are problems in that the transmission efficiency is low, the load on the timing belt is high, and the life of the timing belt is shortened.
これに対し、本実施形態においては、アシスト用の第２モータジェネレータ３４の駆動時に、クランクプーリ７ｅに出力を伝えるよう構成されている。このため、第２モータジェネレータ３４の動力を効率よくエンジン７側へ伝達できるとともに、タイミングベルト７ｆへの負荷をなくし、長寿命化することができる。 On the other hand, in this embodiment, when the second assisting motor generator 34 is driven, the second motor generator 34 is configured to transmit the output to the crank pulley 7e. Therefore, the power of the second motor generator 34 can be efficiently transmitted to the engine 7 side, and the load on the timing belt 7f can be eliminated, resulting in a longer life.
また、クランクプーリ７ｅから第２モータジェネレータ３４へ異常な高負荷が掛かった場合には、第２モータジェネレータ３４とクランクプーリ７ｅとの接続部が破断することで、第２モータジェネレータ３４の破損を防止できる。 Furthermore, if an abnormally high load is applied from the crank pulley 7e to the second motor generator 34, the connection between the second motor generator 34 and the crank pulley 7e will break, thereby preventing damage to the second motor generator 34. It can be prevented.
なお、図８に係る構成は、作業用の電動モータ１８によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。 Note that the configuration shown in FIG. 8 can also be applied to a configuration in which the seedling planting section is driven by power transmitted from the engine instead of using the electric motor 18 for work.
一方、図９は、本発明のさらに他の好ましい実施形態に係る水田作業機１のエンジン７を示す略斜視図であり、図９（ａ）は、エンジン７においてギヤケース７ｇが取り付けられた状態を示す略斜視図であり、図９（ｂ）は、エンジン７においてギヤケース７ｇが取り外された状態を示す略斜視図である。 On the other hand, FIG. 9 is a schematic perspective view showing the engine 7 of the paddy field working machine 1 according to still another preferred embodiment of the present invention, and FIG. 9(a) shows the engine 7 with the gear case 7g attached. FIG. 9B is a schematic perspective view showing the engine 7 with the gear case 7g removed.
また、図１０は、図９に示されたエンジン７の種々のギヤを露出させた状態を示す略正面図である。 10 is a schematic front view showing various gears of the engine 7 shown in FIG. 9 exposed.
本実施形態においては、以下に述べる点を除き、図１ないし図７に示された実施形態に係る水田作業機１と同様に構成されており、したがって同様の効果を得ることができる。 This embodiment has the same structure as the paddy field working machine 1 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 except for the points described below, and therefore can obtain the same effects.
本実施形態に係るエンジン７のアシスト用の第２モータジェネレータ３４は、エンジン７の高圧ポンプ７ｈの下方であって、サイドタップ７ｉよりも上方の位置に配置され、フロントプレート７ｊに固定されている。この位置は、従来の水田作業機において、ハイドロポンプを組付けし、ギヤ駆動で動力を伝達していた部分である。また、第２モータジェネレータ３４により発電を行うことができ、従来のモータ機能を有しない発電機が不要となる。このため、従来の水田作業機においてモータ機能を有しない発電機が組み付けられていたエンジン７の部分には、ベルトテンショナー（テンションプーリ）７ｓが組み付けられている。このように構成することにより、従来と同様の部品構成にて対応することが可能になる（換言すれば、部品を共用できる）。 The second motor generator 34 for assisting the engine 7 according to the present embodiment is located below the high-pressure pump 7h of the engine 7 and above the side tap 7i, and is fixed to the front plate 7j. . This position is the part where the hydro pump was installed in conventional rice paddy work machines and power was transmitted by gear drive. Furthermore, the second motor generator 34 can generate electricity, eliminating the need for a conventional generator without a motor function. For this reason, a belt tensioner (tension pulley) 7s is installed in the engine 7, where a generator without a motor function was installed in the conventional paddy field work machine. By configuring in this way, it becomes possible to respond with the same component configuration as the conventional one (in other words, the components can be shared).
第２モータジェネレータ３４から出力された動力は、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン７の回転数が規定数以上低下したときに、バルブを駆動するギヤトレイン７ｋでエンジン７側に伝達される。換言すれば、第２モータジェネレータ３４によって、ギヤトレイン７ｋを駆動するよう構成されている。 The power output from the second motor generator 34 is transmitted to the engine 7 side by the gear train 7k that drives the valve when the rotation speed of the engine 7 decreases by a specified number or more despite the accelerator opening being constant. . In other words, the second motor generator 34 is configured to drive the gear train 7k.
このように、第２モータジェネレータ３４からの動力伝達をギヤ駆動とすることにより、図８に示された実施形態と同様に、第２モータジェネレータ３４の動力を効率よくエンジン７側へ伝達できるとともに、タイミングベルト７ｆを長寿命化することができる。加えて、従来の水田作業機へ、大きな形状変更を伴わずに、エンジンをアシストすることを目的としてモータジェネレータを配置することが可能になる。 In this way, by transmitting power from the second motor generator 34 through gear drive, the power of the second motor generator 34 can be efficiently transmitted to the engine 7 side, similarly to the embodiment shown in FIG. , the life of the timing belt 7f can be extended. In addition, it becomes possible to place a motor generator in a conventional paddy field working machine for the purpose of assisting the engine without making any major changes to its shape.
さらに、ギヤトレイン７ｋをバランサ駆動用と共用することで、第２モータジェネレータ３４をコンパクトに配置することができる。なお、第２モータジェネレータ３４に代えて、発電機能を有しないモータを組み付けすることも可能である。この場合にも、エンジン出力をモータによりアシストできる。 Furthermore, by using the gear train 7k for driving the balancer, the second motor generator 34 can be arranged compactly. Note that it is also possible to replace the second motor generator 34 with a motor that does not have a power generation function. In this case as well, the engine output can be assisted by the motor.
本実施形態においては、エンジン７に異常燃焼（オーバーラン）が発生した場合に、第２モータジェネレータ３４のトルクにより減速が行われる。 In this embodiment, when abnormal combustion (overrun) occurs in the engine 7, deceleration is performed by the torque of the second motor generator 34.
図１０に示されるように、アイドルギヤ７ｍのギヤ直径はクランクギヤ７ｎの３倍以上の大きさとすることが好ましく、モータジェネレータギヤ７ｏは高圧ポンプギヤ７ｑよりも下方に配置されることが好ましく、モータジェネレータギヤ７ｏはクランクギヤ７ｎよりも上方に配置することが好ましく、モータジェネレータギヤ７ｏは高圧ポンプ７ｈよりもエンジン７の幅方向において外側に配置されることが好ましく、モータジェネレータギヤ７ｏはカムギヤ７ｐの反対側の側面に配置されることが好ましい。なお、図１０に示される「７ｒ」は、オイルポンプギヤを示す符号である。 As shown in FIG. 10, the gear diameter of the idle gear 7m is preferably three times or more that of the crank gear 7n, and the motor generator gear 7o is preferably disposed below the high pressure pump gear 7q. The generator gear 7o is preferably arranged above the crank gear 7n, the motor generator gear 7o is preferably arranged outside the high pressure pump 7h in the width direction of the engine 7, and the motor generator gear 7o is arranged above the cam gear 7p. Preferably, they are arranged on opposite sides. Note that "7r" shown in FIG. 10 is a code indicating an oil pump gear.
また、本実施形態においては、ＤＰＦ４０がエンジン７の上側に横置きに配置されているとともに、断熱材付きのブリーザＡＳＳＹをリヤプレートの後端部よりも後ろ寄りに配置されている。 Further, in this embodiment, the DPF 40 is disposed horizontally above the engine 7, and the breather assembly with a heat insulating material is disposed toward the rear of the rear end of the rear plate.
図１１は、図９に示されたエンジン７を始動する際のモータ回転数と時間との関係を示すグラフであり、エンジン７が始動されるまでの時間におけるスタータモータと第２モータジェネレータ３４の駆動のオンオフのタイムチャートも示されている。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the motor rotation speed and time when starting the engine 7 shown in FIG. A time chart of driving on and off is also shown.
本実施形態に係る水田作業機１は、エンジン７をアシストする第２モータジェネレータ３４に加え、エンジン７を始動させるスターターモータを備えている。そして、スターターモータが駆動され、停止した時点で、エンジン７の回転数が、所定値未満であり、回転数が十分に上昇していないと認められる場合、制御部８７は、エンジン７の回転数が所定値以上となり、十分に上昇したと認められるまでの間の第２モータジェネレータ３４を駆動するよう構成されている。これにより、第２モータジェネレータ３４によりエンジン７の始動をアシストできるため、特に、低温時に、スターターモータの停止後、エンジンストールしてしまうことや始動のもたつきを防止でき、エンジン７をスムーズに始動させることができる。 The paddy field work machine 1 according to the present embodiment includes a starter motor that starts the engine 7 in addition to a second motor generator 34 that assists the engine 7 . Then, when the starter motor is driven and stopped, if it is determined that the rotational speed of the engine 7 is less than a predetermined value and the rotational speed has not increased sufficiently, the control unit 87 controls the rotational speed of the engine 7. is configured to drive the second motor generator 34 until it reaches a predetermined value or more and is recognized as having risen sufficiently. As a result, the second motor generator 34 can assist in starting the engine 7, which prevents the engine from stalling or being slow to start after the starter motor stops, especially at low temperatures, and allows the engine 7 to start smoothly. be able to.
なお、図９ないし図１１に係る構成は、作業用の電動モータ１８によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。 Note that the configurations shown in FIGS. 9 to 11 can also be applied to a configuration in which the seedling planting section is driven by power transmitted from an engine instead of using the electric motor 18 for work.
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included within the scope of the present invention. Needless to say.
例えば、図１ないし図１１に示された各実施形態においては、第１モータジェネレータ３３は発電機としてのみに用いられているが、発電機としての機能と電動機としての機能を備える第１モータジェネレータ３３を用いて、例えば非走行時に、苗植付部６３や施肥装置２６等の作業機を駆動できるよう構成してもよい。この場合、モータジェネレータ３３は、本発明の「発電機」と「作業用電動モータ」を兼ねることとなる。さらに、第１モータジェネレータ３３を駆動し、ベルト式の動力伝達機構等により構成される動力分配手段３２に（逆に）動力を伝達し、後輪ギアケース５１、及び後輪車軸８２を介して、走行車輪８，９を回転駆動するよう構成してもよい。この場合には、エンジン７を作動させることなく、モータジェネレータ３３の駆動により、後輪駆動で水田作業機１をＥＶ走行させることができ、排気ガスの排出を防止できる。加えて、燃料残量がなくなったことによりエンジン７がストップしてしまった場合でも、走行を継続できる。なお、この場合、フロントギアケース３０内でクラッチを切ることにより、フロントギアケース３０とＨＳＴ２５との間の動力伝達を遮断してもよく、一対の前輪８への動力伝達を遮断してもよい。 For example, in each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, the first motor generator 33 is used only as a generator, but the first motor generator 33 has a function as a generator and a function as an electric motor. 33 may be used to drive working machines such as the seedling planting section 63 and the fertilizing device 26, for example, when the vehicle is not traveling. In this case, the motor generator 33 serves both as a "generator" and a "working electric motor" of the present invention. Furthermore, the first motor generator 33 is driven, and the power is transmitted (conversely) to the power distribution means 32 constituted by a belt-type power transmission mechanism, etc., and is transmitted through the rear wheel gear case 51 and the rear wheel axle 82. , the running wheels 8 and 9 may be rotationally driven. In this case, without operating the engine 7, the rice paddy work machine 1 can be driven in an EV manner with rear wheel drive by driving the motor generator 33, and exhaust gas can be prevented from being discharged. In addition, even if the engine 7 stops due to running out of fuel, the vehicle can continue traveling. In this case, power transmission between the front gear case 30 and the HST 25 may be interrupted by disengaging the clutch within the front gear case 30, or power transmission to the pair of front wheels 8 may be interrupted. .
また、図１ないし図１１に示された各実施形態にかかる水田作業機１は、動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する「発電機」として、第１モータジェネレータ３３が用いられているが、電動機としての機能を有しない発電機により発電を行うよう構成してもよい。 Furthermore, in the rice field work machine 1 according to each embodiment shown in FIGS. 1 to 11, the first motor generator 33 is used as a "generator" that generates electricity by receiving the rotational power distributed by the power distribution means. However, it may be configured to generate electricity using a generator that does not have the function of an electric motor.
さらに、図１ないし図１１に示された各実施形態にかかる水田作業機１の走行装置は前輪８及び後輪９を含んで構成されているが、クローラ等を含んで構成されてもよい。 Furthermore, although the traveling device of the paddy field working machine 1 according to each embodiment shown in FIGS. 1 to 11 is configured to include front wheels 8 and rear wheels 9, it may also be configured to include crawlers or the like.
加えて、図１ないし図１１に示された各実施形態においては、ＨＳＴ２５で変速した回転動力を、さらにフロントギアケース３０内で副変速レバー３６の操作位置に応じた速度に変速した後、一対の後輪伝動軸及び一対の後輪ギアケース５１を通じて左右の後輪９に伝達するよう構成されているが、たとえば、ＨＳＴから変速済みの動力を受けたフロントギアケース（さらに内部で変速）から単一のプロペラシャフトにより左右の後輪の間の近傍まで電動した後、左右の後輪の間に配置したディファレンシャル機構を介して、左右の後輪に伝動するよう構成してもよい。 In addition, in each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, after the rotational power shifted by the HST 25 is further shifted to a speed corresponding to the operating position of the sub-shift lever 36 within the front gear case 30, It is configured to transmit power to the left and right rear wheels 9 through a rear wheel transmission shaft and a pair of rear wheel gear cases 51, but for example, the power is transmitted from a front gear case (further internally changed) that receives already shifted power from the HST. It may be configured such that the power is transmitted to the vicinity between the left and right rear wheels by a single propeller shaft, and then transmitted to the left and right rear wheels via a differential mechanism disposed between the left and right rear wheels.
この場合には、単一のプロペラシャフトや、ディファレンシャル機構から左右に延びる後輪車軸などに、ベルト式等の動力分配手段を配置し、ジェネレータ（発電機）やモータジェネレータに動力を分配することで、エンジンから伝達される動力で発電を行い、作業用の電動モータを駆動して農作業を行うことができる。 In this case, a power distribution means such as a belt type is placed on a single propeller shaft or rear wheel axle extending left and right from the differential mechanism, and the power is distributed to the generator or motor generator. It is possible to perform agricultural work by generating electricity using the power transmitted from the engine and driving an electric motor for work.
さらに、図１ないし図１１に示された各実施形態においては、左右の後輪ギアケース５１から動力を第１モータジェネレータ３３に分配するよう構成されているが、例えばフロントギアケース３０から前輪８へ伝達されるまでの動力伝達路や、ＨＳＴ２５からフロントギアケース３０までの動力伝達路等に、モータジェネレータ又は電動機としての機能を有しない発電機への動力分配手段を配置してもよい。 Further, in each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, the power is distributed from the left and right rear wheel gear cases 51 to the first motor generator 33. For example, the power is distributed from the front gear case 30 to the front wheel 8 A means for distributing power to a generator that does not function as a motor generator or an electric motor may be arranged in the power transmission path from the HST 25 to the front gear case 30, or the like.
また、図１ないし図１１に示された各実施形態においては、水田作業機１は田植機として構成されているが、本発明に係る水田作業機は、コンバインやトラクタ等により構成されてもよい。 Furthermore, in each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 11, the paddy field work machine 1 is configured as a rice transplanter, but the paddy field work machine according to the present invention may be configured with a combine harvester, a tractor, etc. .
例えば、水田作業機をコンバインにより構成する場合、エンジン回転数が規定数以上にわたって低下したときに、第２モータジェネレータによりエンジンをアシストすることが好ましいが、エンジン回転数が規定数以上低下し、且つ、刈脱部が駆動中であることを条件として、第２モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることがより好ましい。これにより、刈り取り作業時の回転低下を軽減し、作業性を向上できるとともに、アシスト量の増加を刈取り作業中に限定することで、バッテリーの消費を抑制できる。 For example, when a rice paddy work machine is configured with a combine harvester, it is preferable that the second motor generator assists the engine when the engine speed decreases by more than a specified number; It is more preferable to increase the amount of power assist by the second motor generator on the condition that the cutting section is being driven. As a result, it is possible to reduce the decrease in rotation during mowing work and improve work efficiency, and by limiting the increase in the amount of assist during mowing work, it is possible to suppress battery consumption.
また、エンジン回転数が規定数以上低下したときに、第２モータジェネレータによりエンジンをアシストするとき、グレンタンク内のモミ量が多ければ多いほど、第２モータジェネレータによるアシスト量を大きくすることが好ましい。一般的に、急旋回時で、特に、モミ量が多い場合に、エンジン回転数が大きく低下することがあるが、このように構成することにより、回転数の低下を低減できるとともに、モミ量が少ないときに、バッテリーの消費を抑制できる。 Furthermore, when the second motor generator assists the engine when the engine speed decreases by more than a specified number, it is preferable that the larger the amount of fir in the grain tank, the greater the amount of assist by the second motor generator. . In general, when making a sharp turn, especially when the amount of fir is large, the engine speed may drop significantly, but by configuring it like this, it is possible to reduce the drop in rotation speed and reduce the amount of fir. You can reduce battery consumption when the battery is low.
さらに、水田作業機をトラクタにより構成する場合、エンジン回転数が規定数以上にわたって低下したときに、第２モータジェネレータによりエンジンをアシストすることが好ましいが、エンジン回転数が規定数以上低下し、且つ、牽引モードが選択されていることを条件として、第２モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることがより好ましい。牽引作業中は、トラクタに大きな負荷が掛かるため、エンジン回転数が低下しやすいが、第２モータジェネレータによりアシストすることで、作業性を向上できる。加えて、第２モータジェネレータによるアシスト量の増加を牽引作業中に限定することにより、バッテリーの消費を抑制できる。 Furthermore, when the paddy field work machine is configured with a tractor, it is preferable that the second motor generator assists the engine when the engine speed drops by a specified number or more; More preferably, the amount of power assist by the second motor generator is increased on the condition that the traction mode is selected. During towing work, a large load is applied to the tractor, so the engine speed tends to drop, but by assisting with the second motor generator, work efficiency can be improved. In addition, battery consumption can be suppressed by limiting the increase in the amount of assist by the second motor generator during towing work.
加えて、水田作業機をトラクタにより構成する場合、エンジンのアクセル開度が一定にも拘わらず、エンジン回転数が規定数以上低下する場合に、第２モータジェネレータによりエンジン回転をアシストすることが好ましい。このように、エンジン回転数が低下する場合にのみ、モータアシストを行うことにより、早期にバッテリー残量がなくなるのを防止できる。 In addition, when the paddy field work machine is configured with a tractor, it is preferable that the second motor generator assists the engine rotation when the engine rotation speed decreases by more than a specified number despite the engine accelerator opening being constant. . In this way, by performing motor assist only when the engine speed decreases, it is possible to prevent the remaining battery power from running out early.
また、水田作業機をトラクタにより構成する場合、作業機昇降レバーが下げ位置へ移動した後の所定時間の間に、エンジン回転数が規定数以上低下したことを条件として、第２モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることが好ましい。これにより、作業機が接地した際のエンジン回転数の低下を軽減し、作業性を向上できるとともに、アシスト量の増加を接地時に限定することで、バッテリーの消費を抑制できる。 In addition, when the paddy field work machine is configured with a tractor, the power generated by the second motor generator is applied on the condition that the engine speed decreases by a specified number or more during a predetermined period of time after the work machine lift lever moves to the lowered position. It is preferable to increase the amount of assist. As a result, it is possible to reduce the drop in engine speed when the work equipment touches the ground, improving work efficiency, and by limiting the increase in the amount of assist to when the work equipment touches the ground, it is possible to suppress battery consumption.
さらに、水田作業機をトラクタにより構成する場合、図１２に示すように、作業機としてのロータリーを昇降するロータリー昇降スイッチの「下げ」操作に連動して、ロータリーの接地（耕耘開始）から数秒間にわたって、第２モータジェネレータによりエンジン回転をアシストすることが好ましい。ＰＴＯを下げてロータリーが接地した直後の耕耘開始時はエンジンへの負荷が大きいため、このように構成することにより、耕耘特性の悪化、エンジンストールを防止できる。 Furthermore, when the paddy field work machine is configured with a tractor, as shown in Fig. 12, in conjunction with the "lower" operation of the rotary lift switch that raises and lowers the rotary as a work machine, a few seconds after the rotary touches the ground (starts plowing). Preferably, the engine rotation is assisted by the second motor generator throughout the period. Since the load on the engine is large when plowing is started immediately after the PTO is lowered and the rotary touches the ground, this configuration can prevent deterioration of plowing characteristics and engine stall.
ここで、第２モータジェネレータによるエンジン回転のアシスト時間は、第２モータジェネレータに電力を供給するバッテリー残量が多いほど長くし、バッテリー残量が短いほど短くするよう構成することがより好ましい。このように構成することによって、早期にバッテリー残量がなくなることを効果的に防止できる。 Here, it is more preferable that the assist time of the engine rotation by the second motor generator is configured to be longer as the remaining battery power that supplies electric power to the second motor generator is larger, and to be configured to be shorter as the remaining battery power is shorter. With this configuration, it is possible to effectively prevent the battery from running out of remaining battery power early.
なお、コンバイン及びトラクタについてのこれらの動力アシストについては、第２モータジェネレータに代えて、発電機能を有しないモータにより行われるよう構成してもよい。 Note that the power assist for the combine harvester and the tractor may be configured to be performed by a motor that does not have a power generation function instead of the second motor generator.
１ 水田作業機
２ 走行車体
３ メインフレーム
４ ベルト式動力伝達機構
５ 昇降リンク装置
６ 後部フレーム
７ エンジン
８ 前輪
９ 後輪
１０ リンクベースフレーム
１１ 上下リンクアーム
１２ 昇降油圧シリンダ
１３ 前輪ファイナルケース
１４ 後輪伝動軸
１５ 動力伝達機構
１７ バッテリー
１８ 電動モータ
１９ 植付入切スイッチ
２１ 施肥伝動機構
２３ グリーンモードスイッチ
２４ 副変速レバー
２５ ＨＳＴ
２６ 施肥装置
２７ 植付クラッチモータ
２８ 操舵機構
３０ ミッションケース
３１ 前輪車軸
３２ 動力分配手段
３３ 第１モータジェネレータ
３４ 第２モータジェネレータ
３５ 主変速レバー
３６ 副変速レバー
３７ 第１ＰＴＯギア
３８ 第２ＰＴＯギア
３９ 油圧ポンプ
４０ ＤＰＦ
４２ 第２バッテリー
４３ 第３バッテリー
４５ 切換アーム回動軸
４７ フロントカバー
４８ 操縦席
４９ 操縦部
５１ 後輪ギアケース
５６ ステアリングホイール
５９ 植付伝動軸
６０ フロアステップ
６３ 苗植付部
６４ 植付装置
６５ 苗タンク
６７ 駆動軸
６９ 植付具
７０ 苗取出口
７１ 植付伝動部
７２ 苗送りベルト
７９ ＳＳレバー
８１ ブレーキペダル
８２ 後輪車軸
８３ ステアリングポスト
８５ 上部リンクアーム
８６ 下部リンクアーム
８７ 制御部
1 Paddy field work equipment 2 Traveling vehicle body 3 Main frame 4 Belt type power transmission mechanism 5 Elevating link device 6 Rear frame 7 Engine 8 Front wheel 9 Rear wheel 10 Link base frame 11 Vertical link arm 12 Elevating hydraulic cylinder 13 Front wheel final case 14 Rear wheel transmission Shaft 15 Power transmission mechanism 17 Battery 18 Electric motor 19 Planting on/off switch 21 Fertilization transmission mechanism 23 Green mode switch 24 Sub-shift lever 25 HST
26 Fertilizer application device 27 Planting clutch motor 28 Steering mechanism 30 Mission case 31 Front wheel axle 32 Power distribution means 33 First motor generator 34 Second motor generator 35 Main shift lever 36 Sub-shift lever 37 First PTO gear 38 Second PTO gear 39 Hydraulic pump 40DPF
42 Second battery 43 Third battery 45 Switching arm rotation shaft 47 Front cover 48 Pilot seat 49 Control unit
51 Rear wheel gear case 56 Steering wheel 59 Planting transmission shaft 60 Floor step 63 Seedling planting section 64 Planting device 65 Seedling tank 67 Drive shaft 69 Planting tool 70 Seedling outlet 71 Planting transmission section 72 Seedling feed belt 79 SS Lever 81 Brake pedal 82 Rear axle 83 Steering post 85 Upper link arm 86 Lower link arm 87 Control section
Claims (4)
前記走行装置の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンから出力される回転動力を前記走行装置に伝達する伝達機構と、
前記作業機を駆動する作業用電動モータと、
前記伝達機構から回転動力の一部を分配する動力分配手段と、
前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する発電機とを備え、
前記エンジンの作動時に前記発電機により発電された電力は、前記作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成されたことを特徴とする水田作業機。 A paddy field working machine having a traveling device and a working machine for agricultural work,
an engine as a power source for the traveling device;
a transmission mechanism that transmits rotational power output from the engine to the traveling device;
a working electric motor that drives the working machine;
power distribution means for distributing part of the rotational power from the transmission mechanism;
and a generator that generates electricity by receiving the rotational power distributed by the power distribution means,
The paddy field working machine is characterized in that the electric power generated by the generator when the engine is operated is stored in a battery that supplies electric power to the working electric motor.
前記伝達機構は、前記エンジンから出力される回転動力を受けて変速する静油圧式無段変速装置と、
前記静油圧式無段変速装置から出力される回転動力を変速するとともに、前記左右一対の前輪と前記左右一対の後輪に伝動する後輪駆動軸とに伝達する前側ギアケースと、
左右一対の後輪ギアケースとを備え、
前記後輪駆動軸は、左右一対の後輪駆動軸であって、左側の後輪に伝動する左側後輪駆動軸と、右側の後輪に伝動する右側後輪駆動軸とを備え、
前記左右一対の後輪ギアケースは、前記左側後輪駆動軸から回転動力を受けて左側の後輪に伝達する左側後輪ギアケースと、前記右側後輪駆動軸から回転動力を受けて右側の後輪に伝達する右側後輪ギアケースとを備え、
前記バッテリーは、単一のバッテリーケース内に収容され、
前記動力分配手段は、前記左右一対の後輪ギアケースから前記左右一対の後輪に伝達される回転動力の一部を前記発電機に分配し、
前記発電機は、左右一対の発電機であって、左側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される左側発電機と、右側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される右側発電機とを備えるとともに、前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電した電力を前記バッテリーに蓄電するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の水田作業機。 The traveling device includes a pair of left and right front wheels and a pair of left and right rear wheels,
The transmission mechanism includes a hydrostatic continuously variable transmission that changes speed in response to rotational power output from the engine;
a front gear case that changes the rotational power output from the hydrostatic continuously variable transmission and transmits the rotational power to the pair of left and right front wheels and the rear wheel drive shaft that transmits the power to the pair of left and right rear wheels;
Equipped with a pair of left and right rear wheel gear cases,
The rear wheel drive shaft is a pair of left and right rear wheel drive shafts, and includes a left rear wheel drive shaft that transmits power to the left rear wheel, and a right rear wheel drive shaft that transmits power to the right rear wheel,
The pair of left and right rear wheel gear cases includes a left rear wheel gear case that receives rotational power from the left rear wheel drive shaft and transmits it to the left rear wheel, and a left rear wheel gear case that receives rotational power from the right rear wheel drive shaft and transmits it to the left rear wheel. Equipped with a right rear wheel gear case that transmits information to the rear wheels,
the battery is housed within a single battery case;
The power distribution means distributes a part of the rotational power transmitted from the pair of left and right rear wheel gear cases to the pair of left and right rear wheels to the generator,
The generator is a pair of left and right generators, the left side generator to which part of the rotational power transmitted to the left rear wheel is distributed, and the left side generator to which part of the rotational power transmitted to the right rear wheel is distributed. The paddy field work according to claim 1, further comprising a right-side power generator that is distributed, and is configured to store the electric power generated by receiving the rotational power distributed by the power distribution means in the battery. Machine.
前記苗植付部は、苗マットが載置される苗タンクと、前記苗タンクの下端部に位置する苗を圃場に植え付ける植付装置と、前記苗タンクに載置された苗マットを前記苗タンクの下端部へ搬送する苗送りベルトとを備え、
前記作業用電動モータの駆動により、前記苗タンク、前記植付装置、及び前記苗送りベルトが駆動されるよう構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水田作業機。 The working machine includes a seedling planting section that plants seedlings in a field,
The seedling planting unit includes a seedling tank in which a seedling mat is placed, a planting device that plants seedlings located at the lower end of the seedling tank in a field, and a seedling mat placed in the seedling tank in which the seedlings are planted. Equipped with a seedling feeding belt that transports the seeds to the lower end of the tank.
The paddy field according to any one of claims 1 to 3, wherein the seedling tank, the planting device, and the seedling feeding belt are driven by the electric motor for work. work equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022077585A JP2023166797A (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Paddy field work machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022077585A JP2023166797A (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Paddy field work machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023166797A true JP2023166797A (en) | 2023-11-22 |
Family
ID=88836909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022077585A Pending JP2023166797A (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Paddy field work machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023166797A (en) |
-
2022
- 2022-05-10 JP JP2022077585A patent/JP2023166797A/en active Pending
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