本申請(qǐng)涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械，具體涉及一種混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)及其控制方法和控制器。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)機(jī)智能化的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)燃油動(dòng)力農(nóng)機(jī)逐漸難以跟上新形勢(shì)下的發(fā)展步伐。傳統(tǒng)燃油動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)多級(jí)機(jī)械傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給各作業(yè)部件，部件繁多，傳動(dòng)路徑長(zhǎng)，因而傳遞效率較低，并且容易發(fā)生皮帶脫落和斷裂等故障；在需要變更作業(yè)參數(shù)時(shí)，往往需要更換皮帶輪等操作，操作繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，并且不能實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)，因此機(jī)器作業(yè)性能不夠穩(wěn)定，耗油較大，碳排放量較大；加之機(jī)械多級(jí)傳動(dòng)在控制響應(yīng)上具有較大延遲，不能適應(yīng)各種智能控制策略的快速響應(yīng)需求。

2、基于此，混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，但當(dāng)前的混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)屬于部分電驅(qū)，其許多作業(yè)部件，例如卸糧機(jī)構(gòu)，依然依賴于齒輪傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)、皮帶輪傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)制，并不能解決上述因多級(jí)機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的效率和性能問(wèn)題，無(wú)法適應(yīng)針對(duì)相應(yīng)作業(yè)部件的智能控制策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例的目的是提供一種混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)及其控制方法和控制器，用以至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)第一方面提供一種混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，包括：混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括動(dòng)力電池以及由發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的增程器；作業(yè)系統(tǒng)，包括多個(gè)作業(yè)部件以及使得每一作業(yè)部件均被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)作業(yè)電機(jī)；行走系統(tǒng)，包括行走輪及用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)行走輪的行走電機(jī)；以及控制系統(tǒng)，包括整車(chē)控制器以及分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)作業(yè)電機(jī)、行走電機(jī)和發(fā)電機(jī)的多個(gè)電機(jī)控制器，且所述整車(chē)控制器與所述動(dòng)力電池、所述電機(jī)控制器及所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接。其中，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)響應(yīng)于所述控制系統(tǒng)的動(dòng)力控制策略，向所述作業(yè)系統(tǒng)和所述行走系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)電機(jī)提供動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)收獲機(jī)行走和作業(yè)。

3、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述作業(yè)系統(tǒng)包括割臺(tái)系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、脫粒系統(tǒng)、碎草系統(tǒng)以及卸糧系統(tǒng)。并且，針對(duì)各個(gè)作業(yè)系統(tǒng)，所述作業(yè)部件及其對(duì)應(yīng)的作業(yè)電機(jī)為：所述割臺(tái)系統(tǒng)的作業(yè)部件包括撥禾輪、割刀、割臺(tái)攪龍和輸送帶，其中所述撥禾輪與割臺(tái)攪龍連接，所述割刀、所述割臺(tái)攪龍和所述輸送帶過(guò)橋連接至作為所述作業(yè)電機(jī)的過(guò)橋電機(jī)；所述清選系統(tǒng)的作業(yè)部件包括風(fēng)機(jī)、清選篩、雜余攪龍和籽粒攪龍，其中所述風(fēng)機(jī)與作為所述作業(yè)電機(jī)的風(fēng)機(jī)電機(jī)連接，所述清選篩、所述雜余攪龍、所述籽粒攪龍通過(guò)中間軸與作為所述作業(yè)電機(jī)的中間軸電機(jī)連接；所述脫粒系統(tǒng)的作業(yè)部件包括脫粒滾筒，且所述脫粒滾筒與作為所述作業(yè)電機(jī)的滾筒電機(jī)連接；所述碎草系統(tǒng)包括切碎器，且所述切碎器通過(guò)所述中間軸與所述中間軸電機(jī)連接；所述卸糧系統(tǒng)包括卸糧裝置，且所述卸糧裝置與作為所述作業(yè)電機(jī)的卸糧電機(jī)連接。

4、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述行走系統(tǒng)包括前輪和后輪，且所述行走電機(jī)包括與所述前輪和所述后輪分別對(duì)應(yīng)的前橋電機(jī)和后橋電機(jī)，其中所述前橋電機(jī)和所述后橋電機(jī)相配合以實(shí)現(xiàn)所述收獲機(jī)的四驅(qū)行駛或兩驅(qū)行駛。

5、本申請(qǐng)第二方面提供一種收獲機(jī)控制方法，針對(duì)上述的混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，且包括：針對(duì)收割作業(yè)，控制所述增程器持續(xù)運(yùn)行，并在當(dāng)前發(fā)電功率相對(duì)于整車(chē)負(fù)載功率有剩余時(shí)，向所述動(dòng)力電池充電，以及在所述行走系統(tǒng)或所述作業(yè)系統(tǒng)的負(fù)荷存在波動(dòng)時(shí)，調(diào)整所述動(dòng)力電池的充放電來(lái)補(bǔ)齊負(fù)荷波動(dòng)，以保證所述增程器的負(fù)載不變；以及針對(duì)卸糧作業(yè)，關(guān)閉所述發(fā)動(dòng)機(jī)，以僅由所述動(dòng)力電池提供整車(chē)負(fù)載功率。

6、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述收獲機(jī)控制方法還包括：在所述整車(chē)負(fù)載功率相對(duì)于所述當(dāng)前發(fā)電功率的差值小于第一設(shè)定閾值時(shí)，僅調(diào)節(jié)所述動(dòng)力電池的放電功率；在所述整車(chē)負(fù)載功率大于所述當(dāng)前發(fā)電功率且對(duì)應(yīng)差值大于第二設(shè)定閾值時(shí)，在調(diào)節(jié)所述動(dòng)力電池的放電功率的同時(shí)，增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和所述發(fā)電機(jī)的功率；以及在所述整車(chē)負(fù)載功率小于所述當(dāng)前發(fā)電功率且對(duì)應(yīng)差值大于所述第二設(shè)定閾值時(shí)，在調(diào)節(jié)所述動(dòng)力電池的放電功率的同時(shí)，降低所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和所述發(fā)電機(jī)的功率。

7、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述收獲機(jī)控制方法還包括：在增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性map圖確定的高效功率區(qū)間運(yùn)行。

8、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述收獲機(jī)控制方法還包括：獲取各個(gè)作業(yè)系統(tǒng)中的作業(yè)部件的負(fù)載變化信息，并結(jié)合所述負(fù)載變化信息和所述當(dāng)前發(fā)電功率，調(diào)整所述收獲機(jī)的行走速度以保證相應(yīng)的作業(yè)部件正常運(yùn)行。

9、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述收獲機(jī)控制方法還包括：獲取并根據(jù)所述行走電機(jī)的扭矩變化信息、整車(chē)姿態(tài)信息和整車(chē)功率需求信息，進(jìn)行針對(duì)所述收獲機(jī)的四驅(qū)行駛控制、兩驅(qū)行駛控制或兩者之間的切換。

10、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述收獲機(jī)控制方法還包括針對(duì)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)，執(zhí)行：控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速和功率帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電以驅(qū)動(dòng)所述行走電機(jī)工作，并且控制所述動(dòng)力電池充放電來(lái)彌補(bǔ)所述行走電機(jī)的功率波動(dòng)；或者控制僅由所述動(dòng)力電池向所述行走電機(jī)提供動(dòng)力，并在直到所述動(dòng)力電池的soc(state?of?charge，荷電狀態(tài))低于預(yù)設(shè)下限時(shí)，啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)設(shè)功率區(qū)間內(nèi)運(yùn)行以向所述行走電機(jī)提供動(dòng)力以及向所述動(dòng)力電池充電，并在所述動(dòng)力電池的soc達(dá)到預(yù)設(shè)上限時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。

11、本申請(qǐng)第三方面提供了一種用于收獲機(jī)的控制器，包括：存儲(chǔ)器，被配置成存儲(chǔ)指令；以及處理器，被配置成從所述存儲(chǔ)器調(diào)用指令以及在執(zhí)行指令時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述任意的收獲機(jī)控制方法。

12、通過(guò)上述技術(shù)方案，本申請(qǐng)實(shí)施例的收獲機(jī)由動(dòng)力電池和增程器供能，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)其所有作業(yè)部件和行走輪，而每一個(gè)電機(jī)具有對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制器，該電機(jī)控制器配合整車(chē)控制器執(zhí)行動(dòng)力分配，因而相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了全電驅(qū)的混動(dòng)方案，避免了傳統(tǒng)燃油動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)和部分電驅(qū)的混動(dòng)收獲機(jī)因多級(jí)機(jī)械傳動(dòng)帶來(lái)的效率和性能缺陷。

13、本申請(qǐng)實(shí)施例的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，其特征在于，所述作業(yè)系統(tǒng)包括割臺(tái)系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、脫粒系統(tǒng)、碎草系統(tǒng)以及卸糧系統(tǒng)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，其特征在于，所述行走系統(tǒng)包括前輪和后輪，且所述行走電機(jī)包括與所述前輪和所述后輪分別對(duì)應(yīng)的前橋電機(jī)和后橋電機(jī)，其中所述前橋電機(jī)和所述后橋電機(jī)相配合以實(shí)現(xiàn)所述收獲機(jī)的四驅(qū)行駛或兩驅(qū)行駛。

4.一種收獲機(jī)控制方法，其特征在于，針對(duì)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)，且包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的收獲機(jī)控制方法，其特征在于，所述收獲機(jī)控制方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的收獲機(jī)控制方法，其特征在于，所述收獲機(jī)控制方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的收獲機(jī)控制方法，其特征在于，所述收獲機(jī)控制方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的收獲機(jī)控制方法，其特征在于，所述收獲機(jī)控制方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任意一項(xiàng)所述的收獲機(jī)控制方法，其特征在于，所述收獲機(jī)控制方法還包括針對(duì)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)，執(zhí)行：

10.一種用于收獲機(jī)的控制器，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器，被配置成存儲(chǔ)指令；以及處理器，被配置成從所述存儲(chǔ)器調(diào)用指令以及在執(zhí)行指令時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)權(quán)利要求4-9中任意一項(xiàng)所述的收獲機(jī)控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種混合動(dòng)力聯(lián)合收獲機(jī)及其控制方法和控制器，涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。所述收獲機(jī)包括：混合動(dòng)力系統(tǒng)，包括動(dòng)力電池以及由發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的增程器；作業(yè)系統(tǒng)，包括多個(gè)作業(yè)部件以及使得每一作業(yè)部件均被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)作業(yè)電機(jī)；行走系統(tǒng)，包括行走輪及用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)行走輪的行走電機(jī)；以及控制系統(tǒng)，包括整車(chē)控制器以及分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)作業(yè)電機(jī)、行走電機(jī)和發(fā)電機(jī)的多個(gè)電機(jī)控制器。其中，所述混合動(dòng)力系統(tǒng)響應(yīng)于所述控制系統(tǒng)的動(dòng)力控制策略，向作業(yè)系統(tǒng)和行走系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)電機(jī)提供動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)收獲機(jī)行走和作業(yè)。本申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了收獲機(jī)的全電驅(qū)混動(dòng)方案，避免了傳統(tǒng)收獲機(jī)因多級(jí)機(jī)械傳動(dòng)帶來(lái)的效率問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：余軍,葛帥,左天林,趙松培,伍奧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中聯(lián)農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19