專利名稱：收割機(jī)的巡航控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)控制收割機(jī)在收割時(shí)的推進(jìn)的方法，更特別是，該方法連續(xù)監(jiān)測(cè)收割機(jī)的某些操作條件，以便將發(fā)動(dòng)機(jī)速度值設(shè)置成合適地滿足預(yù)定轉(zhuǎn)矩需求，且該方法在需要時(shí)自動(dòng)改變收割機(jī)的推進(jìn)速度，以便增大或減小實(shí)際使用轉(zhuǎn)矩，從而與可用轉(zhuǎn)矩匹配，且該方法可特別用于甘蔗收割機(jī)。
背景技術(shù)：
當(dāng)在有效收割或收獲模式中操作自推進(jìn)收割機(jī)(特別是甘蔗收割機(jī))時(shí)，通常連續(xù)在高速下操作發(fā)動(dòng)機(jī)，包括它的最高速度，以便保證足夠功率和在最高速度下運(yùn)行收獲設(shè)備。這實(shí)際上不能使得發(fā)動(dòng)機(jī)速度與功率需求精確匹配，它的效率差，并導(dǎo)致較差的燃料經(jīng)濟(jì)性。在收割機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)功率(可作為轉(zhuǎn)矩測(cè)量)通常分配在多個(gè)系統(tǒng)中，特別是推進(jìn)系統(tǒng)、收割和處理系統(tǒng)以及(在甘蔗收割機(jī)上)底盤高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該底盤高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在有效收割過程中補(bǔ)償在連續(xù)基底上的不平坦地形。收割機(jī)的收割和處理系統(tǒng)通常包括傳送器和切碎機(jī)，它們利用大的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，但是這些發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的使用將根據(jù)多種因素而變化，即農(nóng)作物的密度或產(chǎn)量以及甘蔗品種。有時(shí)候，在有效收割操作過程中，切割的農(nóng)作物材料將阻塞或堵塞上述系統(tǒng)的元件，從而需要除去或排出引起阻塞狀態(tài)的材料的步驟。在其它時(shí)候，收割機(jī)的操作將需要基本更小的功率。例如，在靜止空轉(zhuǎn)過程中以及在底部切刀或其它收割裝置升高和不與農(nóng)作物接觸的情況下行進(jìn)時(shí)。在這些時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)在低速下操作通常更有效率。很多收割機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可操作成響應(yīng)收割裝置和條件來控制發(fā)動(dòng)機(jī)，以便獲得更好的功率控制和高效率。大致參考Heisey的美國(guó)專利N0.6865870(
公開日為2005年3月15日，轉(zhuǎn)讓給CNH America LLC)，該美國(guó)專利N0.6865870提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了用于不同操作模式的不同總體功率水平，例如田地工作與道路行駛。還已知這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)與收割機(jī)連接的設(shè)備來設(shè)置功率水平。多個(gè)這樣的系統(tǒng)利用檢測(cè)器來確定附接在聯(lián)合收割機(jī)上的收割臺(tái)的特性，并提供用于特殊收割臺(tái)的相應(yīng)儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線。在該方面參考Ehrecke的美國(guó)專利N0.6397571，該美國(guó)專利N0.6397571的
公開日為2002年6月4日，轉(zhuǎn)讓給Deere and Company。制造商還設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制方案，用于根據(jù)當(dāng)前接合或操作的機(jī)器系統(tǒng)(例如稻草切碎機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)、收割機(jī)組件、分離器)來設(shè)置可變發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平，如用于接合或驅(qū)動(dòng)相應(yīng)系統(tǒng)的開關(guān)的位置所示，例如系統(tǒng)的on/off開關(guān)。在該方面，參考Wyffels的美國(guó)專利N0.5878557，該美國(guó)專利N0.5878557的
公開日為1999年3月9日，轉(zhuǎn)讓給Deere and Company。還有其它的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案依賴于各種系統(tǒng)的實(shí)際功率使用的檢測(cè)測(cè)量值，用于確定可用功率水平值。在該方面參考Dickhaus的美國(guó)專利N0.6073428，該美國(guó)專利N0.6073428的
公開日為2000年
6月 13 日，轉(zhuǎn)讓給 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH0不過，根據(jù)總體操作模式(如上面在第一專利中所述)和只基于收割臺(tái)特性(例如在美國(guó)專利N0.6397571中所述)來設(shè)置最大可用功率的、可看到的缺點(diǎn)是當(dāng)收割或其它系統(tǒng)需要更小功率(例如農(nóng)作物密度或產(chǎn)量較低，或者系統(tǒng)或子系統(tǒng)脫開一段時(shí)間或間歇性脫開)時(shí)可能有太大的可用功率。在系統(tǒng)或子系統(tǒng)脫開一段時(shí)間或間歇性脫開的情況下，去除一個(gè)或多個(gè)主要系統(tǒng)的功率需求(即關(guān)閉或脫開一些系統(tǒng))時(shí)，仍然打開或接合的子系統(tǒng)的平衡能夠分配全部可用功率。不過，在很多情況下，這可能導(dǎo)致效率差，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)提供比當(dāng)前操作要求的實(shí)際所需更大的功率。如在美國(guó)專利N0.5878557中所述，根據(jù)接合或驅(qū)動(dòng)的子系統(tǒng)的特性(例如通過監(jiān)測(cè)on/off開關(guān))來設(shè)置最大可用功率也有這樣的缺點(diǎn)，即當(dāng)功率要求暫時(shí)減小或增大時(shí)(由于農(nóng)作物密度變化等)，它必須將可用功率水平設(shè)置成適合這些子系統(tǒng)的最大預(yù)期功率使用，而并不是適應(yīng)子系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)的減小功率需要。根據(jù)測(cè)量的實(shí)際使用來設(shè)置最大可用功率(如在美國(guó)專利N0.6073428中所述)有這樣的缺點(diǎn)，即實(shí)際功率使用可能在操作過程中由于暫時(shí)或間歇的操作狀態(tài)(例如經(jīng)過更大或更小農(nóng)作物密度的區(qū)域以及農(nóng)作物材料的片狀原料通過農(nóng)作物處理系統(tǒng))而有較大變化，這樣，可用功率水平因此將響應(yīng)需求(正如需求預(yù)期)改變，這可能產(chǎn)生問題。例如，當(dāng)在時(shí)間間隔中的實(shí)際功率使用由于平滑操作狀態(tài)而相對(duì)較低時(shí)，可用的最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率可以設(shè)置成反應(yīng)這種情況。但是，當(dāng)功率需求最大時(shí)，可用的附加發(fā)動(dòng)機(jī)功率可能不充分。然后，當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)或操作人員人工增大功率時(shí)，在附加功率的需要過去之后，這時(shí)的可用功率可能太大，這樣效率低。因此，還在尋找一種功率控制方式，它以響應(yīng)的方式和高效的方式將所需功率高效地供給收割機(jī)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)，特別是在有效收割時(shí)，它還可適合甘蔗收割機(jī)的功率需求。

發(fā)明內(nèi)容
這里公開了一種設(shè)置為巡航控制的功率控制方式，它以響應(yīng)的方式和高效的方式將所需功率高效地供給收割機(jī)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)，特別是在收割時(shí)，它還可適合甘蔗收割機(jī)的功率需求。特別是根據(jù)本發(fā)明，巡航控制根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩需求來自動(dòng)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)速度，該確定的轉(zhuǎn)矩需求根據(jù)至少一個(gè)監(jiān)測(cè)的條件來確定。目的是將發(fā)動(dòng)機(jī)速度保持在接近可用最大轉(zhuǎn)矩的中間值，但是遠(yuǎn)離最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度，以便節(jié)省燃料，且只允許在某些條件下增加該值，但是恰好足以管理暫時(shí)情況。然后，巡航控制在需要時(shí)自動(dòng)改變收割機(jī)在連續(xù)基底上的推進(jìn)速度，以使得實(shí)際轉(zhuǎn)矩需求基本匹配或等于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩輸出。由于轉(zhuǎn)矩需求等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置的可用轉(zhuǎn)矩和減小了寄生損失(該寄生損失的意思是收割機(jī)設(shè)備在并不收獲任何東西時(shí)自由運(yùn)行而產(chǎn)生的所有損失)獲得高的效率。根據(jù)巡航控制的優(yōu)選方法，包括以下步驟:監(jiān)測(cè)由ECM (發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊)報(bào)告的轉(zhuǎn)矩百分?jǐn)?shù)，該轉(zhuǎn)矩百分?jǐn)?shù)表示在收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩需求，同時(shí)控制收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和(非強(qiáng)制性)操作系統(tǒng)的速度；根據(jù)監(jiān)測(cè)的條件來確定表示在發(fā)動(dòng)機(jī)上的預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)矩需求的值；將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度設(shè)置在一定值，以便產(chǎn)生足以滿足預(yù)定轉(zhuǎn)矩需求的輸出轉(zhuǎn)矩；以及在需要時(shí)自動(dòng)改變收割機(jī)的推進(jìn)速度，以便使得轉(zhuǎn)矩需求基本連續(xù)等于輸出轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，監(jiān)測(cè)條件包括表示和/或預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)矩需求或利用的特征參數(shù)，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)條件，該特征參數(shù)對(duì)于不同收割機(jī)可以不同。作為非限定實(shí)例，對(duì)于甘蔗收割機(jī)或具有推進(jìn)和農(nóng)作物切割系統(tǒng)(該系統(tǒng)由流體提供動(dòng)力)的其它收割機(jī)，底部切刀的參數(shù)、切碎機(jī)和供給輥位置和/或壓力能夠用于控制向前速度，因此在轉(zhuǎn)矩需求中是重要的因素或控制因素。這些系統(tǒng)由液壓泵來提供動(dòng)力，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些泵參數(shù)(特別是斜盤角度)用作這些系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩需求的可靠指示。其它的參數(shù)必須進(jìn)行控制或監(jiān)測(cè)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)速度減小，且這能夠影響冷卻能力。這種條件的可靠指示或預(yù)測(cè)是液壓流體溫度、空氣吸入溫度和冷卻劑溫度。作為本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，對(duì)于各相應(yīng)條件的所需發(fā)動(dòng)機(jī)速度值能夠進(jìn)行確定或計(jì)算，包括至少部分根據(jù)一個(gè)或多個(gè)條件的加速因素以及對(duì)于選定和用作速度設(shè)置的條件的所需最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度需要。作為本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，用于或表示各種泵條件的轉(zhuǎn)矩需求和用于冷卻需求(根據(jù)液壓流體和吸入空氣的溫度)以及用于不同發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置的轉(zhuǎn)矩輸出的值能夠由參考表來確定或進(jìn)行計(jì)算。還有，因?yàn)槭崭顧C(jī)的推進(jìn)速度將響應(yīng)預(yù)計(jì)或?qū)嶋H轉(zhuǎn)矩需求或使用超過轉(zhuǎn)矩容量而自動(dòng)降低，并當(dāng)可用附加轉(zhuǎn)矩時(shí)自動(dòng)增加，因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的利用將與可用轉(zhuǎn)矩緊密匹配，這樣，將自動(dòng)避免不希望的情況(例如發(fā)動(dòng)機(jī)阻塞以及包括推進(jìn)和收割系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的退化)，且燃料效率提高。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，只有當(dāng)收割機(jī)進(jìn)行收割時(shí)才以上述方式自動(dòng)地調(diào)節(jié)收割機(jī)的推進(jìn)速度。作為另一優(yōu)選方面，當(dāng)并不處于收割模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的操作速度將自動(dòng)地設(shè)置成適合非收割操作的不同值。作為非限定實(shí)例，當(dāng)檢測(cè)到不運(yùn)動(dòng)選定時(shí)間時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度能夠減小至空載范圍，以便保存燃料。且當(dāng)收割裝置(例如甘蔗收割機(jī)的底部切刀)升高至不收割位置時(shí)，或者接收到不收割模式的指示時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度自動(dòng)降低，以便保存燃料。作為本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，當(dāng)在巡航控制模式中，且發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)置速度工作時(shí)，當(dāng)泵的斜盤處于它的最大角度而提供最大流體流量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度自動(dòng)地增加，以便增加流體流量，從而保持流體動(dòng)力系統(tǒng)的合適操作，且當(dāng)斜盤不再處于最大角度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度自動(dòng)減小。作為本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，監(jiān)測(cè)收割系統(tǒng)，以便確定反向系統(tǒng)是否接合，且當(dāng)接合反向系統(tǒng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在小于最大速度的速度下操作，接著發(fā)動(dòng)機(jī)速度自動(dòng)增加至最大速度，以便于除去阻塞或堵塞收割系統(tǒng)的任何農(nóng)作物。當(dāng)阻塞去除，且重新開始以巡航控制模式工作時(shí)，本發(fā)明的方法還能夠使得速度自動(dòng)降低至先前或另一更低值。


圖1是典型收割機(jī)的局部側(cè)視圖，該收割機(jī)是甘蔗收割機(jī)，可根據(jù)本發(fā)明的方法來操作；圖2是本發(fā)明方法的元件的示意圖；圖3是本發(fā)明方法的元件的還一示意圖；以及
圖4是表示圖1的收割機(jī)的俯視圖，該收割機(jī)從田地中收割甘蔗，伴隨有拖曳貨車的牽引車，該貨車用于接收收割的甘蔗，且通過箭頭表示了收割機(jī)在田地的端部處的轉(zhuǎn)向操縱。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖，相同參考標(biāo)號(hào)表示相同項(xiàng)，圖1表示了典型收割機(jī)10的局部側(cè)視圖，該收割機(jī)10為甘蔗收割機(jī)，大致為已知結(jié)構(gòu)，具有底盤12，該底盤12由推進(jìn)系統(tǒng)16的履帶14 (或輪胎)而支承在地面18上。收割機(jī)10的轉(zhuǎn)矩使用系統(tǒng)包括底盤高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)20，該底盤高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)20使用雙作用液壓缸22，該雙作用液壓缸22使得底盤12與履帶14連接，且其在系統(tǒng)的升高控制器單元的控制下操作以改變底盤12的前端相對(duì)于地面18的高度，如箭頭H所示。這使用由控制器和系統(tǒng)20的閥通過管線24 (該管線24與缸22連接)來引導(dǎo)的增壓液壓流體。增壓液壓流體由液壓泵26來供給，該液壓泵26由布置在底盤12上的收割機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)28以公知方式來驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)20因此通過泵26來消耗發(fā)動(dòng)機(jī)28的轉(zhuǎn)矩。一組并排的底部切刀單元30表示為由底盤12來支承，該組底部切刀單元30也可以是任意公知設(shè)計(jì)和操作，或者為用于相同目的操作的任意其它設(shè)計(jì)。在所示優(yōu)選實(shí)施例中，各底部切刀單元30包括液壓馬達(dá)32，該液壓馬達(dá)32由泵26通過管線24來供給增壓液壓流體，該液壓馬達(dá)32驅(qū)動(dòng)裝備有切割刀片的旋轉(zhuǎn)切刀盤34，用于當(dāng)收割機(jī)10在地面上向前運(yùn)動(dòng)時(shí)(由箭頭F所示)在高于地面18的合適短距離處切割甘蔗。可操作成自動(dòng)監(jiān)測(cè)底部切刀單元30中的液壓壓力的壓力檢測(cè)系統(tǒng)(未示出)可以與底部切刀單元30相連。當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤切刀34遇到增加的切割阻力時(shí)，例如由于遇到局部升高的地面(也有大量甘蔗)，在液壓馬達(dá)32上的負(fù)載將增大。這將使得液壓流體的壓力增加。這可能導(dǎo)致在泵26上的負(fù)載增加，因此增加發(fā)動(dòng)機(jī)28的轉(zhuǎn)矩需求。為了減少或避免損壞底部切刀單元30的切刀和傳動(dòng)組，壓力檢測(cè)系統(tǒng)能夠向底盤高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)20的控制器輸出信號(hào)，該信號(hào)能夠通過自動(dòng)升高底盤12和(因此)底部切刀單元30來響應(yīng)，以便減小壓力。作為上述系統(tǒng)的效果的概述，應(yīng)當(dāng)知道，底部切刀單元30對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)28的功率需求能夠在收割機(jī)的操作過程中有較大變化，例如根據(jù)多個(gè)因素，包括但不局限于:農(nóng)作物密度、濕度、韌度、甘蔗直徑等，這些都較大地包含在普通田地的單列長(zhǎng)度上。另外，底部切刀單元30與收割機(jī)10的收割系統(tǒng)36的其它元件配合操作。這些元件通常包括:農(nóng)作物處理和傳送裝置38，該農(nóng)作物處理和傳送裝置38為公知結(jié)構(gòu)，操作成用于接收切割的甘蔗，將它們傳送至底盤12上，切碎甘蔗，并保持切碎的甘蔗或者將它們傳送給伴隨的車輛，例如由卡車或牽引車90拖曳的貨車(圖4)。收割系統(tǒng)36的處理和傳送裝置38能夠以任意合適方式由發(fā)動(dòng)機(jī)28直接提供動(dòng)力，例如但不局限于通過一個(gè)或多個(gè)齒輪箱和/或傳動(dòng)裝置、皮帶、鏈、驅(qū)動(dòng)軸等，或者以公知方式或其它方式由發(fā)動(dòng)機(jī)28間接地提供動(dòng)力，例如通過由泵26 (該泵26由發(fā)動(dòng)機(jī)28驅(qū)動(dòng))供給的一個(gè)或多個(gè)液壓馬達(dá)來液壓驅(qū)動(dòng)。與底部切刀單元30相同，根據(jù)上述條件(例如農(nóng)作物密度、濕度、韌度等)，在發(fā)動(dòng)機(jī)28上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩負(fù)載能夠在收割操作過程中有較大變化，它明顯地包含于在田地的單列上行駛的過程中。這里，收割機(jī)10的推進(jìn)系統(tǒng)16由在收割機(jī)各側(cè)的流體馬達(dá)40來液壓地提供動(dòng)力，并通過流體管線24而從由發(fā)動(dòng)機(jī)28驅(qū)動(dòng)的泵26供給增壓流體。流體馬達(dá)40以驅(qū)動(dòng)關(guān)系與履帶14連接，并以公知方式來操作。也可選擇，推進(jìn)系統(tǒng)能夠由發(fā)動(dòng)機(jī)28通過傳動(dòng)裝置、齒輪、鏈等直接驅(qū)動(dòng)。在操作中，由推進(jìn)系統(tǒng)作用在發(fā)動(dòng)機(jī)28上的轉(zhuǎn)矩負(fù)載例如能夠由于多種因素而變化，這些因素包括但不局限于農(nóng)作物密度和濕度、橫過的斜度或梯度以及地面的硬度和/或濕度的變化。特別在收割操作過程中，當(dāng)推進(jìn)系統(tǒng)16、高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)20、底部切刀單元30和收割系統(tǒng)36操作時(shí)，由這些系統(tǒng)作用在發(fā)動(dòng)機(jī)28上的組合轉(zhuǎn)矩需求能夠有較大和不可預(yù)計(jì)的變化。另外，由液壓動(dòng)力系統(tǒng)作用在泵26上的變化需求也能夠改變?cè)谶@些系統(tǒng)中循環(huán)的液壓流體的溫度。收割機(jī)10包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)以公知方式包括用于冷卻液壓流體和發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器以及可操作成產(chǎn)生流過散熱器的空氣流的風(fēng)扇。冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇能夠也以公知方式由發(fā)動(dòng)機(jī)直接提供動(dòng)力，或者通過皮帶或者由泵26驅(qū)動(dòng)的流體馬達(dá)來間接地提供動(dòng)力。通常，在收割機(jī)(例如收割機(jī)10)上的泵26將以公知方式通過可變角度的斜盤而自動(dòng)地變化排量。在操作中，泵的任務(wù)是提供向某些液壓系統(tǒng)的流量和壓力，且系統(tǒng)控制器(例如SCM)將自動(dòng)改變斜盤角度以便保持流量，且壓力將根據(jù)轉(zhuǎn)矩需求而變化。在操作中，一個(gè)或多個(gè)流體動(dòng)力系統(tǒng)可以有較高流體需求，且一個(gè)或多個(gè)流體動(dòng)力系統(tǒng)可能有較低流體需求，這樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)28上產(chǎn)生的泵負(fù)載能夠有較大變化。還參考圖2和3，本發(fā)明涉及一種巡航控制方法，該巡航控制方法將發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置在中間值(該中間值在燃料經(jīng)濟(jì)性和轉(zhuǎn)矩可用性之間折衷)，并自動(dòng)保持該操作點(diǎn)(除非收割機(jī)系統(tǒng)需要不同的轉(zhuǎn)矩水平)和用于最大地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的可用轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的方法將通過基于多個(gè)控制裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器來自動(dòng)進(jìn)行，該控制裝置能夠是發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM和/或系統(tǒng)控制模塊SCM，該控制裝置能夠位于收割機(jī)10上，如圖1中大致所示，或者位于遠(yuǎn)處，并通過合適的通信鏈接來與收割機(jī)通信。特別參考圖2，如方框42和44所示，作為總體操作方案，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)28起動(dòng)時(shí)(其中，油門控制器T處于它的最低位置，推進(jìn)或FNR控制(圖1)處于它的空擋位置)，發(fā)動(dòng)機(jī)將自動(dòng)以較低的空載速度來操作，例如大約800rpm。然后，油門控制器T能夠定位在合適的設(shè)置位置，如方框46所示，且FNR輸入控制由操作人員來合適操作，例如向前、空擋、后退，以便使得收割機(jī)沿合適方向和以合適速度來運(yùn)動(dòng)，例如通向或越過田地等。進(jìn)入巡航控制模式所需的系統(tǒng)準(zhǔn)則或條件能夠根據(jù)需要來設(shè)置，以便獲得合適的效率。這里,條件優(yōu)選是包括至少一個(gè)中間油門值,例如大約1800rpm，如方框46中所示，且FNR控制器處于向前驅(qū)動(dòng)模式或位置，如方框48所示。作為另一條件，收割系統(tǒng)36將需要處于有效收割或向前模式。然后，通過增大油門T或者使用預(yù)定輸入指令(例如以預(yù)定方式操作位于例如FNR控制器上的指定輸入裝置，例如按鈕M等，圖1)而開始巡航控制模式(由方框50所示)，如方框52所示。更特別是參考圖3，當(dāng)開始巡航控制模式時(shí)，如方框50所示，SCM將自動(dòng)確定和設(shè)置用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)載的合適初始發(fā)動(dòng)機(jī)速度。這能夠是現(xiàn)有值、預(yù)定值(例如1800rpm)，或者它能夠根據(jù)多個(gè)條件中的一個(gè)或多個(gè)來確定和自動(dòng)設(shè)置，以便更準(zhǔn)確或接近地反應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求。發(fā)現(xiàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩需求的可靠指示器的條件包括液壓流體的溫度(冷卻負(fù)載的指示/預(yù)示)、吸入空氣溫度(相同)以及泵26的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)(流體操作系統(tǒng)負(fù)載的指示，例如推進(jìn)系統(tǒng)16和底部切刀單元30)。優(yōu)選是，使用分別輸入SCM的溫度信息和泵信息(如方框58和60所不)來對(duì)于各條件確定所需的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，如方框54和56所述。作為非限定實(shí)例，吸入空氣溫度信息能夠由吸入空氣溫度傳感器62輸入給SCM ；液壓流體溫度能夠由與流體儲(chǔ)箱、散熱器、管線等連接的液壓流體溫度傳感器64來輸入；且泵信息(特別是斜盤角度)能夠由與泵26連接的合適泵傳感器66來輸入，都如圖1中所示。這些傳感器能夠以合適方式與SCM和/或ECM連接，例如通過線束的線，或者通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，都以公知方式。參考圖3，另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用不同條件(也就是，液壓流體溫度、吸入空氣溫度、泵斜盤角度)的速率變化(特別是加速)來增加預(yù)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)載的精確性。因此，該信息優(yōu)選是也作為確定各條件的所需發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置值的因素，如方框68和70所示。在確定了各條件的所需發(fā)動(dòng)機(jī)速度之后，這些速度中的最大或最高速度將選擇為發(fā)動(dòng)機(jī)速度的下一設(shè)置值，如方框72所示，且ECM將通過SCM而命令成將發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置在該值。另外，當(dāng)設(shè)置值與當(dāng)前值明顯不同時(shí)，能夠可選地將用于發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化率的值選擇為新設(shè)置值，例如但不局限于50至250rpm每秒，它能夠是選擇新速度設(shè)置值的條件的變化或加速速率的函數(shù)。對(duì)于斜盤角度，當(dāng)確定斜盤角度處于最大值或設(shè)置成提供最大流量，以避免收割機(jī)的流體動(dòng)力系統(tǒng)的性能降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度將自動(dòng)增加，以便增加流體流量，并當(dāng)斜盤角度減小時(shí)自動(dòng)降低。然后，確定在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)速度下是否有任何可用轉(zhuǎn)矩容量，如判斷方框74所示。也就是，確定由泵26以及由發(fā)動(dòng)機(jī)28驅(qū)動(dòng)的收割系統(tǒng)和其它系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求是與發(fā)動(dòng)機(jī)28的轉(zhuǎn)矩輸出基本匹配或相等，從而沒有可用轉(zhuǎn)矩容量，還是輸出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩超過該需求，從而有可用轉(zhuǎn)矩容量。當(dāng)有可用轉(zhuǎn)矩容量時(shí)，也就是輸出轉(zhuǎn)矩預(yù)計(jì)超過實(shí)際轉(zhuǎn)矩需求時(shí)，SCM將自動(dòng)命令增加收割機(jī)的推進(jìn)速度(如方框76中所示)至一定程度，以便消耗可用轉(zhuǎn)矩容量，并因此使得轉(zhuǎn)矩需求基本等于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)沒有可用轉(zhuǎn)矩容量時(shí)，也就是輸出轉(zhuǎn)矩基本等于轉(zhuǎn)矩需求時(shí)，SCM將保持推進(jìn)速度；也可選擇，當(dāng)預(yù)計(jì)或確定轉(zhuǎn)矩需求將超過轉(zhuǎn)矩輸出，或者發(fā)動(dòng)機(jī)開始動(dòng)彈不得時(shí)，推進(jìn)速度能夠自動(dòng)降低，以便減小或避免收割機(jī)的一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)的性能降低，如方框78中所示。在這兩種情況下，當(dāng)仍然處于巡航控制模式中時(shí)，SCM將返回方框50，以便重復(fù)上述步驟。再特別參考圖2，在某些條件下或者通過預(yù)定的操作人員指令(例如按壓按鈕M(圖1)兩次)，在巡航控制模式中的操作能夠自動(dòng)停止或脫開。作為多個(gè)條件中的一個(gè)，在收割系統(tǒng)36的阻塞狀態(tài)中，操作人員或者SCM可以使得收割系統(tǒng)的反向系統(tǒng)接合，以便使得切割的農(nóng)作物材料反向運(yùn)動(dòng)通過裝置38，以便除去或排出引起阻塞的材料。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，SCM將自動(dòng)命令ECM使得發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加至它的最大油門值，例如2100rpm，如從方框50伸向方框80的箭頭所示。然后，當(dāng)反向系統(tǒng)再次反向，以便繼續(xù)以正常收割方式來操作時(shí)，自動(dòng)地重新開始在巡航控制模式中的操作，如方框50所示。也可選擇，當(dāng)反向系統(tǒng)接合，但是發(fā)動(dòng)機(jī)由操作人員降低油門時(shí)，如方框82所示，將自動(dòng)離開巡航控制，然后沿箭頭至方框46，操作人員需要將油門增加至中間值，以便能夠通過方框48和52的通路來重新進(jìn)入巡航控制模式。作為另一可選方式，當(dāng)在反向系統(tǒng)接合之后操作人員沒有輸入油門指令時(shí)，SCM將等待預(yù)定時(shí)間，例如15秒，如方框84所示，并自動(dòng)減小油門至低速空載，如指向方框44的箭頭所示。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，如果操作人員在FNR控制器向前時(shí)升起油門，如方框86所示，巡航控制模式可以在油門向上達(dá)到重新進(jìn)入所需的值時(shí)重新進(jìn)入，且也可選擇輸入所需指令，例如推按鈕M，如方框52所示。作為另一可能情況，當(dāng)在等待后(方框84)操作人員輸入油門向下指令時(shí)，如方框82所示，能夠通過執(zhí)行方框46、48和52的步驟來實(shí)現(xiàn)重新進(jìn)入巡航控制模式。另外，離開巡航控制模式能夠以任意多個(gè)預(yù)定方式很容易地實(shí)現(xiàn)，例如通過連續(xù)按兩次按鈕M、通過使得FNR控制器運(yùn)動(dòng)至N或R位置，或者通過降低油門至中間油門位置，如從方框50至方框46的箭頭所示。另外，通過升高切刀單元30能夠離開或暫停巡航控制模式。還參考圖4，為了示例說明本發(fā)明在上述最后情況中的操作優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)收割機(jī)10在巡航控制模式中操作，并到達(dá)田地的列Si的末端時(shí)，可能沒有足夠的空間來快速執(zhí)行簡(jiǎn)單的U形轉(zhuǎn)向。仍然在巡航控制模式中，操作人員能夠輸入指令來升高底部切刀單元30。這能夠用于激發(fā)在巡航控制模式中的暫停操作，并能夠操作FNR控制器(圖1)，以便執(zhí)行包括如箭頭所示的復(fù)雜操縱的轉(zhuǎn)向，即向左轉(zhuǎn)向，隨后朝右倒行，然后沿相反方向向左轉(zhuǎn)向至下一列S2。在這些操縱過程中，油門能夠保持在相同位置，或者由操作人員根據(jù)需要來變化。一旦收割機(jī)10沿列S2運(yùn)行，能夠在需要時(shí)通過預(yù)定指令來重新開始巡航控制，例如按下按鈕M (圖1)和返回最小中間油門位置，例如1800rpm。應(yīng)當(dāng)知道，前述說明是用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，且本發(fā)明并不局限于所示的特殊形式。在不脫離所附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明范圍的情況下可以對(duì)其它元件的設(shè)計(jì)和布置進(jìn)行其它變化。
權(quán)利要求
1.一種收割機(jī)的巡航控制方法，包括以下步驟: 監(jiān)測(cè)收割機(jī)的某些操作條件，該某些操作條件表示在收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩需求，同時(shí)控制收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和操作系統(tǒng)； 確定表示對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩需求的值作為監(jiān)測(cè)條件的函數(shù)； 將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度設(shè)置在一定值，以便產(chǎn)生足以滿足預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩需求的輸出轉(zhuǎn)矩；以及 在需要時(shí)自動(dòng)改變收割機(jī)的推進(jìn)速度，以便使得轉(zhuǎn)矩需求基本連續(xù)等于輸出轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:自動(dòng)改變推進(jìn)速度的步驟包括當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求小于輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)增大推進(jìn)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:自動(dòng)改變推進(jìn)速度的步驟包括當(dāng)預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)矩需求大于輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)減小推進(jìn)速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:自動(dòng)改變推進(jìn)速度的步驟包括當(dāng)預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)矩需求小于輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)增大推進(jìn)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:只有當(dāng)收割機(jī)進(jìn)行收割時(shí)執(zhí)行改變收割機(jī)的推進(jìn)速度的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟:監(jiān)測(cè)收割機(jī)的收割系統(tǒng)，以便確定該收割系統(tǒng)是否處于收割模式，且當(dāng)不處于收割模式時(shí)，停止自動(dòng)改變推進(jìn)速度的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度設(shè)置為至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中:監(jiān)測(cè)條件包括溫度值和泵的斜盤角度中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中:監(jiān)測(cè)條件包括至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件的變化速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中:所述至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件包括泵的斜盤角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟:監(jiān)測(cè)收割機(jī)的收割系統(tǒng)，以便確定收割系統(tǒng)的反向系統(tǒng)是否接合，且當(dāng)該反向系統(tǒng)接合時(shí)，自動(dòng)停止自動(dòng)改變收割機(jī)的推進(jìn)速度的步驟，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度設(shè)置成最大值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:收割機(jī)包括甘蔗收割機(jī)。
13.一種用于收割機(jī)在收割時(shí)進(jìn)行巡航控制的方法，包括以下步驟: 自動(dòng)監(jiān)測(cè)收割機(jī)的操作系統(tǒng)的條件，并將收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)置在作為至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件的函數(shù)的值；以及 自動(dòng)地連續(xù)確定表示發(fā)動(dòng)機(jī)的可用轉(zhuǎn)矩容量的值，并在需要時(shí)增加或降低收割機(jī)的推進(jìn)速度，以便基本最大地利用該可用轉(zhuǎn)矩容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中:監(jiān)測(cè)的條件包括吸入空氣溫度、液壓流體溫度以及收割機(jī)的至少一個(gè)泵的參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中:至少一個(gè)監(jiān)測(cè)條件包括變化速率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中:監(jiān)測(cè)條件包括吸入空氣溫度和它的變化速率、液壓流體溫度和它的變化速率以及收割機(jī)的至少一個(gè)泵的斜盤角度和它的變化速率。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟:監(jiān)測(cè)收割機(jī)的收割系統(tǒng)，以便確定收割系統(tǒng)的反向系統(tǒng)是否接合，當(dāng)該反向系統(tǒng)接合時(shí)，自動(dòng)地停止自動(dòng)改變收割機(jī)的推進(jìn)速度的步驟，并自動(dòng)地將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度設(shè)置為最大值。
18.根據(jù)權(quán)利要 求13所述的方法，其中:收割機(jī)包括甘蔗收割機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種收割機(jī)的巡航控制方法，自動(dòng)地監(jiān)測(cè)收割機(jī)的某些操作條件，并響應(yīng)地將發(fā)動(dòng)機(jī)速度值設(shè)置成充分滿足預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩需求，且(但是非必須)在需要時(shí)自動(dòng)地改變收割機(jī)的推進(jìn)速度，以便使得轉(zhuǎn)矩需求與可用轉(zhuǎn)矩匹配，從而提高效率，且特別可用于甘蔗收割機(jī)。監(jiān)測(cè)的條件能夠包括向收割機(jī)的流體操作系統(tǒng)提供動(dòng)力的泵的某些特征或參數(shù)，特別是推進(jìn)和收割系統(tǒng)。其它條件能夠包括吸入空氣溫度、冷卻劑以及液壓流體溫度。一個(gè)或多個(gè)條件的變化速率也能夠用于設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)速度，以便預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩需求。
文檔編號(hào)B60K31/00GK103192713SQ20131000300
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者W·M·比特比爾, D·克利奧多爾菲, D·迪利, L·戈多伊 申請(qǐng)人:凱斯紐荷蘭(上海)機(jī)械研發(fā)有限公司