特許 6066880 シリーズハイブリッドコンバイン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6066880

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】シリーズハイブリッドコンバイン

(51)【国際特許分類】

   A01D 69/02 20060101AFI20170116BHJP

   A01D 41/12 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   A01D69/02

   A01D41/12 E

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-202786(P2013-202786)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-65896(P2015-65896A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2015年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180507

【弁理士】

【氏名又は名称】畑山 吉孝

(74)【代理人】

【識別番号】100137590

【弁理士】

【氏名又は名称】音野 太陽

(72)【発明者】

【氏名】山中 之史

(72)【発明者】

【氏名】仲島 鉄弥

(72)【発明者】

【氏名】藤井 麻美

(72)【発明者】

【氏名】高尾 吉郎

(72)【発明者】

【氏名】池田 博

【審査官】 木村 隆一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０７０６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１３９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４２５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９５１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｄ ６７／００−６９／１２

Ａ０１Ｄ ４１／００−４１／１６

Ｂ６０Ｌ １１／００−１１／１８

Ｂ６０Ｋ ６／２０−６／５４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備え、
さらに、前記エンジン回転数に基づいて、前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えない範囲で、前記モータによって利用可能な動力であるモータ消費可能動力を算定するモータ消費可能動力算定部と、
前記操作位置に基づいて前記モータに対するモータ指令回転数を算定するモータ回転数設定部と、
前記モータ消費可能動力と前記モータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値として前記電機制御ユニットに与えるトルク牽制値算定部とを備え、
前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように、前記モータの出力トルクが牽制されるシリーズハイブリッドコンバイン。

【請求項2】

前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する請求項１に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。

【請求項3】

前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する請求項１に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。

【請求項4】

前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する第１値と、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する第２値との小さい方である請求項１に記載のシリーズハイブリッドコンバイン。

【請求項5】

エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備え、
さらに、前記エンジン回転数に基づいて、前記モータによって利用可能な動力であるモータ消費可能動力を算定するモータ消費可能動力算定部と、
前記操作位置に基づいて前記モータに対するモータ指令回転数を算定するモータ回転数設定部と、
前記モータ消費可能動力と前記モータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値として前記電機制御ユニットに与えるトルク牽制値算定部とを備え、
前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存し、
前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように、前記モータの出力トルクが牽制されるシリーズハイブリッドコンバイン。

【請求項6】

エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備え、
さらに、前記エンジン回転数に基づいて、前記モータによって利用可能な動力であるモータ消費可能動力を算定するモータ消費可能動力算定部と、
前記操作位置に基づいて前記モータに対するモータ指令回転数を算定するモータ回転数設定部と、
前記モータ消費可能動力と前記モータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値として前記電機制御ユニットに与えるトルク牽制値算定部とを備え、
前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する第１値と、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する第２値との小さい方であり、
前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように、前記モータの出力トルクが牽制されるシリーズハイブリッドコンバイン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備えたシリーズハイブリッドコンバインに関する。

【背景技術】

【0002】

走行装置に動力を伝達するエンジンと、電動モータと、エンジンの駆動で発電する発電機と、この発電機で発電された電力を電動モータ駆動用に蓄えるバッテリと、この電動モータまたは内燃機関あるいはその両方により駆動される作業用装置とを備えたハイブリッドコンバインが、特許文献１から知られている。このハイブリッドコンバインは、発電機で発電された電力をバッテリに蓄える充電モードとバッテリに蓄えられた電力の少なくとも一部を作業用装置の動力として利用するアシストモードのいずれかのモードを選択して運転される。このようなハイブリッドコンバインでは、エンジンに余力のある際に充電されたバッテリからの電力によって駆動される電動モータがエンジン出力を補うことができるので、より小型のエンジンを使用することができる。その結果、燃焼排ガスの排出量削減、エンジン騒音の低減が実現する。しかしながら、エンジン余力を電力として蓄積するために要求される大容量のバッテリ、及びバッテリの給電・充電制御のための制御機器により、コスト的な負担が大きくなる。

【0003】

走行装置及び作物を刈り取って後方に搬送する刈取処理装置を駆動する走行刈取用の電動モータと、刈り取った作物を脱穀処理する脱穀装置を駆動する脱穀用の電動モータと、エンジンによって駆動される発電機とを備えたハイブリッドコンバインが特許文献２から知られている。このコンバインでは、走行装置、刈取処理装置及び脱穀装置の夫々が電動モータによって駆動されるので、電動モータが有する優れた駆動特性を有効利用することができるが、従来通りのエンジンを搭載して、エンジンによって発電機を駆動する限り、エンジン騒音の低減や燃料消費の抑制の点ではあまりその効果が期待できない。逆に、エンジンを最も燃費のよい条件で駆動して得られる発電機からの電力を大型のバッテリに蓄積し、バッテリを介して電動モータに給電する場合、燃料消費の抑制が可能となっても、その反面、バッテリ自体のコストやバッテリの充電給電制御のコストが負担となる。

【0004】

乗用車の分野では、走行装置がエンジンからの回転動力を利用するに与えるエンジン駆動モードとモータによる回転動力を利用するモータ駆動モードとを状況に応じて切り替えるパラレルハイブリットが普及している。しかしながら、パラレルハイブリットでは、エンジン駆動モードとモータ駆動モードと間の動力切替機構が複雑となり、動力伝達機構（トランスミッション）のコストが上昇するという問題点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２４２５５８号公報

【特許文献2】特開２０１３−７０６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したような従来のハイブリッドコンバインに鑑み、変速特性に優れたモータによって走行装置を駆動させる利点のさらなる追求、モータ給電用の大型バッテリがもたらす不都合の解消等を実現するハイブリッドコンバインが要望されている。モータへの電力供給を発電機からの電力だけにすれば、モータ給電用のバッテリは不要となり、コスト的に有利になるが、モータに負荷がかかることによるモータ出力の増加に必要となる電力が発電機の出力を超えた場合、発電機が停止してしまう。この問題をさけるためには、発電機を大出力タイプにすればよいが、その結果、この発電機に回転動力を与えるエンジンも大出力タイプとなり、コストや燃料消費の点で不都合である。また。エンジン及び発電機の大型化は重量増加をもたらし、さらなる燃料消費の悪化を導く。
このため、モータの駆動源となるエンジンの燃料消費を改善するため、できるだけ小型（小出力）のエンジン及び発電機を採用しながらも、不測の発電機停止に伴う車両停止が生じないシリーズハイブリッドコンバインが要望されている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によるシリーズハイブリッドコンバインは、エンジンと、前記エンジンの出力によって駆動する発電機と、前記発電機からの電力によって駆動するモータと、前記発電機と前記モータとを制御する電機制御ユニットと、前記モータからの回転動力によって車両を走行させる走行装置と、前記エンジンの出力を制御するエンジン制御ユニットと、車両の走行に伴って農作物を収穫する農作業装置と、操作位置に応じた車速を設定するための車速設定操作装置と、前記エンジンのエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部とを備え、
さらに、前記エンジン回転数に基づいて、前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えない範囲で、前記モータによって利用可能な動力であるモータ消費可能動力を算定するモータ消費可能動力算定部と、
前記操作位置に基づいて前記モータに対するモータ指令回転数を算定するモータ回転数設定部と、
前記モータ消費可能動力と前記モータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値として前記電機制御ユニットに与えるトルク牽制値算定部とを備え、
前記発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように、前記モータの出力トルクが牽制されるように構成されている。

【0008】

この構成によれば、走行装置に回転動力を供給しているモータの出力トルクが、発電機の発電負荷が許容負荷を超えないように牽制されているので、走行装置に大きな負荷が生じてモータに大きなトルクが必要になっても、発電機が停止しない限度範囲でしか、モータトルクを増加させる制御が行われない。その結果、走行装置に大きな負荷が生じても、発電機が停止してしまうようなことは回避され、モータの回転数が低下するだけなので、車両の不測の停止といった事態は免れる。とくに、そのような走行装置に生じる大負荷はわずかな時間間隔の事象であることが多いので、モータ回転数の低下による車速の低下は、しばらくすれば回復し、大きな問題とはならない。

【0009】

エンジンや発電機の大型化をともなうことなしにコンバイン特有の突発的な走行負荷に対処するため、本発明で提案された、発電機の発電負荷が許容負荷を超えないようにモータの出力トルクを牽制するというモータ制御には、モータに対するトルク牽制値の算定を適切に行うことが重要である。特に、エンジンはエンジン回転数によって出力が変化するので、エンジン回転数が変化する毎にトルク牽制値を算定することが望ましい。このため、エンジン回転数取得部で取得されたエンジン回転数から、発電機の発電負荷が許容負荷を超えない範囲でモータが利用できる動力を算定して、その算定された動力がトルク牽制値の算定に用いられるので、エンジン回転数を考慮したモータトルク牽制制御が可能となる。

【0010】

モータは発電機から電力を供給されていること、及びその発電機はエンジンから回転動力を供給されていることを考慮すると、エンジン回転数に基づいて算定されたモータ消費可能動力は、その都度のエンジン回転数におけるエンジンの出力特性に基づいて求める（Ｅモードと称する）ことも可能であるし、あるいはその都度のエンジン回転数における発電機の発電出力特性に基づいて求める（Ｇモードと称する）ことも可能である。
前者（Ｅモード）を採用した実施形態の１つでは、前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存するように構成されている。つまり、エンジンの回転数が取得できれば、このエンジン回転数から、搭載されているエンジンのエンジン出力特性を用いてエンジン出力値が導出できる。モータは、発電機を介してエンジンから動力を受けているので、このエンジン出力値を用いて、モータが問題なく消費できる動力としてのモータ消費可能動力を求めることができる。さらに、エンジンとモータとの間には、動力伝達機構や発電機が介在しているので、それらの損失動力や総合効力が、モータ消費可能動力を求める際に考慮されると好都合である。
後者（Ｇモード）を採用した実施形態の１つでは、前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存するように構成されている。発電機の入力軸にはエンジンの出力軸が連結されているので、エンジン回転数から、この発電機の発電機出力特性を用いて、発電出力値が導出できる。モータ給電用バッテリは備えられておらず、モータは発電機からのみ給電されているので、この発電出力値を用いて、モータ消費可能動力を求めることができる。この場合でも、関連する動力伝達機構の損失動力や総合効力が、モータ消費可能動力を求める際に考慮されると好都合である。

【0011】

上記ＥモードとＧモードとで求められたモータ消費可能動力は、その手法の違いから基本的には同じにはならない。運転状況や作業状況によってはかなり異なる場合もあり得る。したがって、両者の位置の小さい方のモータ消費可能動力を採用して、トルク牽制値を求めると、発電機停止に対する安全性は高まる。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記モータ消費可能動力を、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存する第１値と、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記発電機の発電機出力特性から導出された発電出力値に依存する第２値との小さい方とするように構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の基本的な原理を説明する模式図である。

【図2】本発明の具体的な実施形態の１つであるコンバインの全体側面図である。

【図3】コンバインの全体平面図である。

【図4】脱穀装置の縦断側面図である。

【図5】エンジンからの回転動力を扱胴や選別部に供給する動力伝達機構を示す模式図である。

【図6】モータからの回転動力を、車体横幅方向の左と右に配置されたクローラ走行体と刈取処理部とに供給する動力伝達機構を示す模式図である。

【図7】動力制御系統を示す機能ブロック図である。

【図8】エンジン負荷に応じたエンジン回転数制御（パワーオンデマンド制御）説明する模式図である。

【図9】最適駆動圧制御の一例を示す油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明によるシリーズハイブリッドコンバインの具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて本発明の基本原理を説明する。
なお、このシリーズハイブリッドコンバインは、バッテリレスのシリアルハイブリッド車両であり、バッテリからの電力で車両を走行させることはできないので、定常的に回転しているエンジンによって発電している発電機からの電力で駆動するモータによって走行する。

【0014】

図１には、本発明のシリーズハイブリッドコンバイン（以下単にコンバインまたは車両と略称される）における動力伝達と動力制御とが模式的に示されている。動力伝達の出発点は、内燃機関、ここではディーゼルエンジン（以下単にエンジンと称する）８０である。エンジン８０の回転数は、電子ガバナー方式やコモンレール方式などを採用するエンジン制御ユニット８６によって制御される。回転動力源としてのエンジン８０には、エンジン８０から出力される回転動力によって発電する発電機８１が連結されている。この発電機８１から出力された電力は、電機制御ユニット８５によって制御される電力変換部８４によって電力変換され、もう１つの回転動力源となるモータ８２を駆動する。電力変換部８４による電力変換に応じて、モータ８２の回転数やトルクが制御される。動力伝達の終点は、農作物を収穫するための機器からなる農作業装置Ｗとこのコンバインを走行させる走行装置１である。

【0015】

農作業装置Ｗには、エンジン８０から直接動力を受けるエンジン駆動作業装置ＷＥと、モータ８２から直接動力を受けるモータ駆動作業装置ＷＭが含まれている。走行装置１は、互いに独立して駆動される左右一対のクローラ走行体、つまり左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとからなる。モータ８２と走行装置１との間には、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとに異なる回転数の変速動力を伝達することができるトランスミッション４７を含む動力伝達機構５０Ａが備えられている。

【0016】

左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂの速度差による車両の旋回（操向）を含む車速の設定は、運転者によって操作される車速設定操作装置ＯＤによって行われる。ここでは、車速設定操作装置ＯＤは、旋回（操向）を設定する旋回設定用レバーと速度設定用レバーとを含む複数の操作具で構成されているが、共通の単一操作具だけで構成してもよい。車速設定操作装置ＯＤの操作位置、動力伝達機構５０Ａの変速状態、農作業装置Ｗの駆動状態などは、各種センサや各種スイッチの位置によって検出される。これにより、直進走行、旋回走行、路上走行などの走行に関する走行駆動状態、刈取り作業中、刈取り作業前後、穀粒排出などの作業駆動状態を示す情報は、随時利用可能である。
また、図１の例では、エンジン８０のエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得部としてエンジン出力軸の回転を検出するエンジン回転センサＳ２が設けられており、このエンジン回転センサＳ２からの信号が実エンジン回転数として取り扱われる。もちろん、エンジン回転数取得部は、エンジン回転センサＳ２以外、エンジン８０に対するエンジン指令回転数をエンジン回転数として取得するなど他の形態を採用してもよい。

【0017】

上述したような本発明のシリーズハイブリッドコンバインでは、モータ８２に負荷がかかると、それに応じた電力がモータ８２に発電機８１から供給されることになるが、発電機８１がそのような電力をすべて発電しなければならない。種々の事態を考慮してモータ８２が必要となるモータトルクを作り出すための電力を発電しようとすると、非常に大きな発電出力を有する発電機８１を搭載しなければならない。この発明では、小出力であって小型の発電機８１を搭載することで、そしてその結果小出力の小型のエンジン８０を搭載することで、省エネを図っている。このため、モータ８２が所定以上のモータトルクを要求しないように、トルク牽制制御を行っている。

【0018】

以下にそのトルク牽制制御の基本原理を、図１を用いながら説明する。
まず、車速設定操作装置ＯＤを構成する、例えば、ストローク式の車速設定用操作レバーの操作位置が検知される。この操作位置に含まれている車速操作位置情報に基づいて、モータ８２の制御目標回転数となるモータ指令回転数が算定されるが、ここでは、操作位置を入力パラメータとしてモータ指令回転数を導出する操作位置−モータ指令回転数マップが用いられている。また、車速設定操作装置ＯＤには旋回設定用の操作具もレバーも含まれていることから、車速設定操作装置ＯＤの操作位置に含まれている旋回設定用の旋回操作位置情報に基づいて、左クローラ走行体１ａ及び右クローラ走行体１ｂの駆動速度が、操作位置−左右クローラ駆動速度マップを用いて算定されるが、ここでは、その詳しい説明は省略する。

【0019】

算定されたモータ指令回転数は、一方では、電機制御ユニット８５に送られ、他方では、トルク牽制値算定部１２ｆに送られる。電機制御ユニット８５は、モータ指令回転数に基づいて電力変換部８４に対する制御信号を生成し、電力変換部８４を介してモータ８２を駆動制御する。トルク牽制値算定部１２ｆは、モータ８２の負荷増大に伴うモータトルクの増加要求が発電機８１の出力を超えることで発電機８１が停止してしまうことを避けるためのトルク牽制制御のトルク牽制値を算定する。

【0020】

トルク牽制値算定部１２ｆで算定されたトルク牽制値は、限界モータトルク値として電機制御ユニット８５に送られる。電機制御ユニット８５は、モータ８２が限界モータトルク値以上のモータトルクを出力しないように、モータ８２への電力を制限する。その結果、発電機８１の発電負荷が許容負荷を超えることが禁止され、発電機８１の突然停止が回避される。したがって、モータ８２に突発的に大きな負荷がかかった場合には、モータ回転数の自然低下、つまり車速の低下によって、その負荷に対処する。

【0021】

トルク牽制値算定部１２ｆにおけるトルク牽制値の算定には、モータ指令回転数と、エンジン回転数に基づいて算定されるモータ消費可能動力、つまりモータ８２が利用することができる動力とが入力パラメータとして用いられ、モータ消費可能動力とモータ指令回転数とからトルク牽制値が算定される。

【0022】

モータ消費可能動力の算定には、ここでは、図１でも示しているように２つの方法、つまりＥモードとＧモードとが提案されている。いずれのモードにおいても、ここではエンジン回転センサＳ２であるエンジン回転数取得部から取得された実エンジン回転数が利用される。

【0023】

Ｅモードによるトルク牽制値の算定では、マップ化または数式化されたエンジン出力特性に実エンジン回転数を適用して得られたエンジン出力値を演算して、モータ消費可能動力が算定される。エンジン出力特性を示すエンジン出力特性曲線は、エンジン最大出力曲線を燃費効率の良い領域まで引き下げた曲線が用いられている。したがって、このモータ消費可能動力を限度としてモータ８２を駆動制御している限り、エンジン８０、結果的には発電機８１は、負担なくかつ無駄なく駆動する。つまり、Ｅモードは、前記モータ消費可能動力が、前記エンジン回転数を入力パラメータとして前記エンジンのエンジン出力特性から導出されたエンジン出力値に依存するように構成されている。したがって、エンジンの回転数が取得できれば、搭載されているエンジンのエンジン出力特性からエンジン出力値が導出できる。もちろん、エンジン８０とモータ８２との間には、機械的動力伝達機構や発電機８１が介在しているので、それらの損失動力や総合効力が、上記モータ消費可能動力を求める際に考慮される。このことを、以下に、数式化して説明する。
実エンジン回転数をRE-RPMとし、マップ化されたエンジン出力特性を関数Ｅで表現すると、エンジン出力値：E0-outは、
E0-out＝Ｅ(RE-RPM)
となる。さらに、損失動力や効率を考慮する修正関数：Ｋを適用すると、修正後のエンジン出力値であるモータ８２が消費可能な動力、つまりモータ消費可能動力：M-outは、
M-out＝Ｋ(E0-out)
で表される。
先に算定されているモータ指令回転数をMC-RPMとすると、トルク牽制値：T-limitは、
T-limit＝Ｆ(MC-RPM,M-out)
となる。ここで用いた関数（演算式）Ｆは、モータ回転数とトルクとの関係から導くことができる。

【0024】

Ｇモードによるトルク牽制値の算定でも、基本的にはＥモードと同様であり、発電機８１の型式によって規定される演算式化（マップ化）された発電機出力特性に実エンジン回転数を適用して得られた発電出力値を演算して、モータ消費可能動力が算定される。ここでも、発電機８１とモータ８２との間には、機械的動力伝達機構などが介在しているので、それらの損失動力や総合効力が、上記モータ消費可能動力を求める際に考慮される。ここでも、このことを、以下に、数式化して説明する。
実エンジン回転数をRE-RPMとし、マップ化された発電機出力特性を関数Ｇで表現すると、発電出力値：G0-outは、
G0-out＝Ｇ(RE-RPM)
となる。さらに、損失動力や効率を考慮する修正関数：Ｊを適用すると、修正後の発電出力値であるモータ８２が消費可能な動力、つまりモータ消費可能動力：M-outは、は、
M-out＝Ｊ(G0-out)
で表される。
従って、トルク牽制値：T-limitは、
T-limit＝Ｆ(MC-RPM,M-out)
となる。

【0025】

なお、ＥモードとＧモードのいずれか一方を実装してもよいが、両方実装して、それぞれで得られたトルク牽制値の小さい方を採用するようにしてもよい。あるいは、両者の平均など両者を演算して最終的なトルク牽制値を決定してもよい。

【0026】

次に、図面を用いて、本発明による収穫機の具体的な実施形態の１つを説明する。図２は、収穫機の一例であるコンバインの側面図であり、図３は側面図である。

【0027】

次に、図面を用いて、本発明によるシリーズハイブリッドコンバイン（以下コンバインと略称する）の具体的な実施形態の１つを説明する。図２は、コンバインの側面図であり、図３は側面図である。

【0028】

このコンバインは、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとを含むクローラ式走行装置１と、この走行装置１によって対地支持されている機体２とを備えている。機体２の前部には、刈取処理部３が配置されている。機体２の後部には、脱穀装置４と、穀粒タンク５とが、それぞれ機体前進方向で左側と右側に、機体横断方向に並んで、配置されている。さらに、穀粒タンク５の前方に搭乗運転部７が配置されている。

【0029】

刈取処理部３は、油圧シリンダＣＹの操作により横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在である。刈取処理部３にて刈り取られた農作物は脱穀装置４によって脱穀処理され、脱穀装置４にて得られた穀粒は穀粒タンク５に貯留される。刈取処理部３、脱穀装置４、搭乗運転部７は、機体２を構成する機体フレーム６に取り付けられている。

【0030】

刈取処理部３は、車体前部に位置する刈取部８と、その刈取部８にて刈り取った農作物を車体後方上方側に向けて搬送する農作物搬送部としての縦搬送装置９とを含む。縦搬送装置９は、刈取穀稈を後方へ搬送し、フィードチェーン１８に受け渡す。刈取部８は、刈取対象穀稈を分草する分草具１０、倒伏姿勢の植立穀稈を立姿勢に引起す引起し装置１１、引起された植立穀稈の株元を切断するバリカン型の刈取装置１２を有する。

【0031】

又、刈取処理部３は、横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在に機体フレーム６に支持され、機体２の前部に位置する通常作業姿勢と機体２の車体前方側を開放するように車体横外方に退避するメンテナンス用姿勢とに亘って縦向き軸芯Ｙ１（図３参照）周りで姿勢変更可能である。

【0032】

さらに、刈取処理部３に備えられる刈取部フレーム１３が、機体フレーム６から立設された左右両側の支持体１４Ｒ，１４Ｌにより受止め支持されている中継用支持部材１５にて横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在に支持されている。刈取部フレーム１３を支持する中継用支持部材１５は、左側に位置する支持体１４Ｌに縦向き軸芯Ｙ１周りで回動自在に機体２に支持されている。つまり結果的には、刈取処理部３全体が縦向き軸芯Ｙ１周りで揺動自在に機体２に支持されている。図３に示すように、刈取処理部３が姿勢変更のために回動操作される縦向き軸芯Ｙ１は、縦搬送装置９における搭乗運転部７とは反対側の車体横幅方向外端側箇所に位置する。

【0033】

図４に示すように、脱穀装置４は、刈り取った穀稈を脱穀処理する脱穀部１６と、脱穀部１６で脱穀処理された処理物を穀粒と塵埃とに選別する選別部１７とを含む。

【0034】

脱穀部１６では、刈取穀稈がその株元側をフィードチェーン１８により挟持された横向きの姿勢で搬送される。さらに、刈取穀稈の穂先側が通過する扱室１９には、機体前後向き軸芯周りで回転駆動されることで刈取穀稈の穂先側に扱き処理を施す扱胴２０、及び、この扱き処理で得られた処理物を下方に向けて漏下させる受網２１が配置されている。又、受網２１の処理物移送方向下手側には、受網２１を通じて漏下しなかった処理物を選別部１７の選別方向下手側（後部側）に向けて流下させる送塵口２２が形成されている。

【0035】

選別部１７は、脱穀部１６の下方に位置して受網２１から漏下した処理物を揺動選別する揺動選別機構２３、駆動軸２４ａを有するとともに選別風を生起する唐箕２４、１番回収部２７、２番回収部３０等を備えている。１番回収部２７は、選別された穀粒（１番物）を回収するとともに、回収した１番物をその底部に車体横幅方向（左右方向）に沿って配備した１番スクリュー２５によってその右端に連通接続した揚送スクリューコンベア２６に向けて搬送する。２番回収部３０は、枝梗付き穀粒やワラ屑などの混在物（２番物）を回収するとともに、回収した２番物をその底部に車体横幅方向に沿って配備した２番スクリュー２８によって、その右端に連通接続した２番還元装置２９に向けて搬送する。

【0036】

揺動選別機構２３には、揺動選別ケース３３と、この揺動選別ケース３３の内部に配置された精選別用のチャフシーブ３４と、グレンシーブ３５と、ストローラック３６等が配置されている。揺動選別ケース３３は、その機体前部側が揺動アーム３１にて吊り下げ支持され、かつその機体後部側が回転駆動される偏芯クランク機構３２によって駆動される。これにより、揺動選別ケース３３は前後揺動する。グレンシーブ３５は、漏下した処理物から穀粒を選別する。ストローラック３６はワラ屑を後方に向けて揺動移送する。

【0037】

１番スクリュー２５によって搬送された１番物は、揚送スクリューコンベア２６により揚送されて穀粒タンク５に供給されて貯留される。又、２番スクリュー２８によって搬送された２番物は、２番還元装置２９により再脱穀処理を施した後に揚送して揺動選別機構２３に還元される。

【0038】

図２と図３とに示すように、穀粒タンク５に貯留される穀粒を外部に排出させる穀粒排出装置３７が備えられている。この穀粒排出装置３７は、底部スクリュー３８と、縦スクリューコンベア３９と、横スクリューコンベア４１とを備えている。底部スクリュー３８は、穀粒タンク５下部における凹溝状の底部５ａに沿って設けられている。縦スクリューコンベア３９は、底部スクリュー３８の搬送終端部から上方に向けて穀粒を搬送する。横スクリューコンベア４１は、縦スクリューコンベア３９の上部から穀粒を横方向に搬送して先端の排出口４０からトラックの荷台等（図示せず）に排出する。

【0039】

縦スクリューコンベア３９と横スクリューコンベア４１とに亘って設けた油圧シリンダ４２の伸縮により、横スクリューコンベア４１の昇降位置が変更される。さらに、縦スクリューコンベア３９は、その下部に設けられた旋回モータ４３によって縦軸芯Ｙ２周りで旋回可能である。

【0040】

底部スクリュー３８と縦スクリューコンベア３９との間、及び、縦スクリューコンベア３９と横スクリューコンベア４１との間が、夫々、ベベルギア機構４４，４５により連動連結されている。従って、これらのコンベアは、底部スクリュー３８の前部側端部に設けられた入力プーリ４６に動力が供給されると、一体的に回転駆動される。その結果、穀粒タンク５内の穀粒が外部に搬出される。

【0041】

次に、このシリーズハイブリッドコンバインに搭載されている２つの動力伝達機構について説明する。
図５には、エンジン８０からの回転動力を、扱胴２０や選別部１７等に供給する第１動力伝達機構が示されている。図６には、電動モータ（以下単にモータと略称する）８２からの回転動力を、車体横幅方向の左と右に配置された左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとからなる走行装置１と刈取処理部３とに供給する第２動力伝達機構が示されている。

【0042】

なお、図では明らかにされていないが、第２動力伝達機構によって動力をうける走行用トランスミッション４７は、車体横幅方向中央部であって且つ搭乗運転部７の横幅方向で偏在配置され、左右一対の走行装置１に動力を伝達する。図２及び図３から明らかなように、走行用トランスミッション４７に動力を供給する走行刈取用のモータ８２が搭乗運転部７における運転部ステップ４８の下方側箇所に配置されている。モータ８２の出力軸４９ａと走行用トランスミッション４７の入力軸４９ｂとは継手を介して連動連結されている。

【0043】

図６に示すように、走行用トランスミッション４７のミッションケース５２内に、ギア式の減速機構５３や油圧操作式かつギア咬み合い式の副変速装置５４、及び、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとの速度差による旋回走行のための旋回用伝動機構５５等が備えられている。さらに、この走行用トランスミッション４７から刈取処理部３に動力が伝達される。この動力伝達経路に、前進走行のための動力のみを伝達するワンウェイクラッチ６３及び動力伝達を断続するベルトテンション式の刈取クラッチ６４が介装されている。

【0044】

つまり、モータ８２が、左右一対の走行装置１，１と刈取処理部３との動力源である。モータ８２の出力制御については後述するが、基本的には、車速設定操作装置ＯＤの操作位置に基づいてモータ８２に対する指令回転数が算定される。この実施形態では、車速設定操作装置ＯＤには、搭乗運転部７に備えられた、車速設定用レバーとして機能するストローク操作式の主変速レバー（第１操作具）６６及び、旋回設定用レバーとして機能する操作レバー６１が含まれている。ストローク操作式の主変速レバー６６が中立位置にあれば停止状態となり、主変速レバー６６の前側への操作変位が大きいほど前進走行速度が大きくなり、主変速レバー６６の後側への操作変位が大きいほど後進走行速度が大きくなるように構成されている。主変速レバー６６の操作位置は、ストロークセンサＳ４によって検出される。

【0045】

モータ８２の駆動停止状態で制動作用するネガティブブレーキ６７が、走行用トランスミッション４７の入力軸４９ｂにおけるモータ８２の接続箇所とは反対側の端部に配置されている。ネガティブブレーキ６７は、図示しないバネにより制動状態に付勢され、且つ、電気式あるいは油圧式アクチュエータにてバネの付勢力に抗して制動状態を解除する。ネガティブブレーキ６７は、メイン電子ユニット１００によって、モータ８２が作動停止状態（走行用トルクが発生していない状態）であるときは制動状態に、モータ８２が作動状態になると制動解除状態に制御される。ネガティブブレーキ６７を制動解除状態から制動状態に切り換える際は、制動力が漸増され、制動時の衝撃が抑制される。

【0046】

図７に示されている副変速装置５４は、後述するモータ８２の速度切替との組み合わせで、高速、中速、低速の３段の速度状態を作り出すために、２つの変速段（高速段、低速段）を有する。モータ８２の速度切替と副変速装置５４の２つの変速段により、標準的な圃場で刈取作業する場合には中速状態が採用可能で、作物が倒伏しているときや深い湿田で走行負荷が大きいときは低速状態が採用可能で、路上走行する場合には高速状態が採用可能である。

【0047】

副変速装置５４の変速段は、搭乗運転部７に備えられた、車速設定操作具の１つである第２操作具５７と第３操作具５６とにより選択できる（図３参照）。つまり、上記３つの速度状態は、第２操作具５７及び第３操作具５６の操作状態によって選択される。この実施形態では、第２操作具５７と第３操作具５６とはともに操作スイッチとして形成されている。コンバインにおいては、第２操作具５７は刈取変速スイッチ、第３操作具５６は副変速スイッチとも呼ばれる。

【0048】

旋回用伝動機構５５は、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとのどちらか一方に減速動力を伝えるための緩旋回用クラッチ５８、どちらか一方に制動力を付与する減速用ブレーキ５９、どちらか一方に対する動力伝達状態を直進状態と旋回状態（減速状態や制動状態）に切り換える操向クラッチ６０等を含む。

【0049】

旋回用伝動機構５５は、搭乗運転部７に備えられた操作レバー６１と連動連係されている。操作レバー６１（図２、図３図参照）の中立位置から左右方向への傾斜角に応じて、走行機体２の直進状態から右方向又は左方向への旋回が作り出される。操作レバー６１の中立位置から左右への傾斜角の大きさを検出するために旋回レバーセンサＳ３が設けられている。つまり、この操作レバー６１の操作変位によりこのコンバインの旋回度が算定されるが、この旋回度の算定のために旋回レバーセンサＳ３の検出信号が利用される。従って、この旋回レバーセンサＳ３の操作位置信号は、メイン電子ユニット１００に入力され、操向制御などに用いられる。尚、詳述はしないが、操作レバー６１は、前後方向へも揺動操作自在であり、この前後方向の搖動操作により刈取処理部３の上昇操作及び下降操作が実現する。

【0050】

この走行用トランスミッション４７では、副変速装置５４の変速段の切り替えと、モータ８２の変速とを通じて、標準的な圃場で刈取作業する場合利用される中速状態とし、農作物が倒伏しているときや深い湿田で走行負荷が大きいときに利用される低速状態、路上走行する場合に利用される高速状態とを作り出すことができる。副変速装置５４の切り替えは、第３操作具５６によって行われる。また、刈取作業時において、一時的に車速を変更するために、第２操作具５７も備えられている。特定条件においては、この第２操作具５７の操作に伴って副変速装置５４の切り替えも行われる。

【0051】

図３及び図７に示すように、第３操作具５６及び第２操作具５７は、この実施形態ではスイッチであり、好ましくは運転者の指によって操作されるモメンタリスイッチとして形成され、押し込み操作でスイッチＯＮとなり、再度の押し込み操作でスイッチＯＦＦとなる。この実施形態では、第３操作具５６は、モータ８２の速度設定操作具の１つである主変速レバー６６のグリップ部に設けられており、第２操作具５７は、操作レバー６１のグリップ部に設けられている。もちろん、第３操作具５６や第２操作具５７は、その他の位置、例えば、操縦パネルなどに設けることも可能である。第３操作具５６と第２操作具５７との操作状態信号（スイッチ信号）、及びストロークセンサＳ４による主変速レバー６６の操作位置信号は、メイン電子ユニット１００に入力され、後述するように、モータ８２や副変速装置５４の制御に利用される。

【0052】

次に、エンジン８０からの回転動力を直接、扱胴２０や選別部１７等に供給する第１動力伝達機構について説明する。図４と図５とから理解できるように、選別部１７のための動力系は、エンジン８０から直接回転動力を受ける。その際、一方では、エンジン８０からの動力は、ベルトテンション式の選別入切用クラッチ７１を介して選別部１７、具体的には、唐箕２４の駆動軸２４ａに伝達される。さらに、唐箕２４の駆動軸２４ａから、伝動ベルト７２を介して、１番スクリュー２５、２番スクリュー２８、揺動選別機構２３、フィードチェーン１８等に動力が伝達される。

【0053】

他方では、エンジン８０からの動力は、ベルトテンション式の排出入切用クラッチ７３、ベベルギア機構７４、及び、ベルト伝動機構７５を介して、穀粒排出装置３７、具体的には、底部スクリュー３８の前部側端部に設けられた入力プーリ４６に伝達される。入力プーリ４６に供給された動力により、底部スクリュー３８、縦スクリューコンベア３９、及び、横スクリューコンベア４１（第１横スクリューコンベア４１ａと第２横スクリューコンベア４１ｂに分割されている）が回転駆動され、その結果、穀粒タンク５内の穀粒が外部に搬出される。選別入切用クラッチ７１は、図示されていない選別用クラッチモータにより入り状態と切り状態とに切り換えられる。排出入切用クラッチ７３は、図示されていない排出用クラッチモータにより入り状態と切り状態とに切り換えられる。

【0054】

図７に、模式的に示されているように、エンジン８０の出力軸８０ａは、脱穀部１６や穀粒排出装置３７への動力供給機構として機能する動力伝達機構５０Ｂに連結されるともに、発電機８１の発電用回転軸８１ａとも連結されている。発電機８１とモータ８２とは電力変換部８４を介して電機制御ユニット８５に接続されている。モータ８２は、この実施形態では、車両の走行駆動用のモータとして用いられる周知の三相交流式誘導電動モータである。電力変換部８４には、発電機８１にて発電された交流電力を直流電力に変換する発電用インバータや当該発電用インバータで変換された直流電力をモータ８２に適した交流電力に変換するコンバータなどのパワーエレクトロニクス機器が含まれている。このパワーエレクトロニクス機器を適切に制御するための制御アルゴリズムを内部に構築しているメイン電子ユニット１００からの指令に基づいて、電機制御ユニット８５は、電力変換部８４に制御信号を与える。

【0055】

エンジン制御ユニット８６は、メイン電子ユニット１００からの指令に基づいて、エンジン８０に対する燃料供給量を変更することによりエンジン８０の出力（回転数及びトルク）を制御する。エンジン回転数を検出するエンジン回転センサＳ２からの信号は、この実施形態では車両状態検出ユニット９０を介してエンジン制御ユニット８６またはメイン電子ユニット１００あるいはその両方に送られる。もちろん、エンジン回転センサＳ２からの信号は、その他の信号も含めて、車両状態検出ユニット９０を介さずに直接送られてもよい。

【0056】

このコンバインでは、発電機８１とモータ８２との間の給電ラインには、バッテリ（大型コンデンサを含む）が備えられていないので、モータ８２は発電機８１によって生み出された電力を直接利用する。このため、エンジン停止は、直接発電機８１の停止、結果的にはモータ８２の停止を導くので、不用意なエンジン停止が発生しないように、省エネとエンジン負荷との両者をバランスよく考慮して、エンジン制御を実行する必要がある。この実施形態では、エンジン制御は、エンジン制御ユニット８６によって電子ガバナー方式で制御される。エンジン制御ユニット８６は、エンジン８０の負荷が増加するにつれてエンジン回転数をわずかに減少させていくドループ制御と、エンジン８０の負荷にかかわらずエンジン回転数を一定に維持しようとするアイソクロナス制御のいずれかでエンジン８０を制御することが可能である。

【0057】

作業装置制御ユニット８７は、メイン電子ユニット１００からの指令に基づいて、エンジン８０の回転動力をそのまま利用するエンジン駆動作業装置Ｗ１及びモータ８２の回転動力を利用するモータ駆動作業装置Ｗ２に組み込まれたクラッチ操作機器や油圧シリンダなどの動作機器に制御信号を与える。車両状態検出ユニット９０は、各種スイッチやセンサから入力される信号に対して、必要に応じて変換処理等の前処理を施し、メイン電子ユニット１００に転送する。

【0058】

メイン電子ユニット１００は、エンジン制御ユニット８６、電機制御ユニット８５、作業装置制御ユニット８７、車両状態検出ユニット９０などの他のＥＣＵと車載ＬＡＮを通じて接続されている。なお、このメイン電子ユニット１００だけでなく、他のＥＣＵも含め、その構成は、説明目的のためにわかりやすく区分けされている。したがって、実際においては、各ＥＣＵは適当に統合化されてもよいし、適当に分割化されてもよい。この実施形態では、メイン電子ユニット１００は、ハードウエア及びソフトウエア（コンピュータプログラム）によって、特に本発明に関係するものとして、エンジン管理モジュール１１０、電機管理モジュール１２０、車両管理モジュール１３０などを構築している。

【0059】

エンジン管理モジュール１１０は、他の管理モジュールと相互連携し、エンジン８０の出力を調整するために、エンジン制御ユニット８６に種々のエンジン制御指令を送る。電機管理モジュール１２０も、他の管理モジュールと相互連携し、電力変換部８４を介して発電機８１とモータ８２とが適切に駆動されるように、電機制御ユニット８５に電機機器制御指令を送る。車両管理モジュール１３０は、エンジン制御ユニット８６、電機制御ユニット８５、作業装置制御ユニット８７、車両状態検出ユニット９０から送られてくる情報（信号・データ）に基づいて、このコンバインの走行状態や作業状態を確認して管理する。

【0060】

図７の車両管理モジュール１３０には、車両状態決定部１３ａと速度状態決定部１３ｂとが構築されている。車両状態決定部１３ａは、車両状態検出ユニット９０から取得した各種の状態検出信号に基づいて、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂの駆動状態及び、刈取処理部３や脱穀装置４や穀粒排出装置３７などの農作業装置Ｗの駆動状態を決定する。速度状態決定部１３ｂは、車両状態検出ユニット９０から取得した車速に関する各種状態検出信号、あるいは電機管理モジュール１２０や電機制御ユニット８５で取り扱われているモータ８２に対する回転数の指令情報などに基づいて車速を示す速度状態を決定する。

【0061】

メイン電子ユニット１００の電機管理モジュール１２０と電機制御ユニット８５とによるモータ８２の制御について具体的に説明する。

【0062】

運転者によって操作される主変速レバー６６の前後方向のストローク操作位置は、速度設定用信号としてストロークセンサＳ４によって検出され、メイン電子ユニット１００に送られる。同様に、運転者によって操作される操作レバー６１の左右方向の傾斜角は、機体２の旋回（操向）を示す旋回度算定用信号として旋回レバーセンサＳ３によって検出され、メイン電子ユニット１００に送られる。電機管理モジュール１２０は、主変速レバー６６と操作レバー６１との操作位置に基づいて、つまりストロークセンサＳ４及び旋回レバーセンサＳ３からの検出信号に基づいて、モータ８２の回転数、結果的には左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとの駆動速度を制御するための指令を電機制御ユニット８５に与える。

【0063】

電機制御ユニット８５は、電機管理モジュール１２０からの指令に基づいて、電力変換部８４に含まれているインバータやコンバータなどのパワーエレクトロニクス機器を制御する。その際、三相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）の各相に設けられているスイッチングトランジスタをオンオフ制御することで発電機８１及びモータ８２の出力を変更調整する。

【0064】

本発明では、この電機管理モジュール１２０によるモータ８２の制御では、モータ８２の出力トルクは、発電機８１の発電負荷が許容負荷を超えないように牽制される。このトルク牽制制御のアルゴリズムには、図１を用いて説明された基本原理が採用されている。このため、電機管理モジュール１２０には、本発明に特に関係する機能部として、モータ回転数設定部１２ｃとモータ消費可能動力算定部１２ｄとトルク牽制値算定部１２ｆとがコンピュータプログラムで構築されている。

【0065】

モータ回転数設定部１２ｃは、主変速レバー６６と操作レバー６１との操作位置に基づいて、モータ８２の制御目標回転数となるモータ指令回転数を算定して、電機制御ユニット８５に出力する。モータ指令回転数の算定は、主変速レバーの操作位置からモータ指令回転数を導出するモータ指令回転数制御マップが用いられる。なお、この実施形態では、操作レバー６１の操作位置によって設定される旋回によってモータ指令回転数を調整しているので、モータ指令回転数制御マップは主変速レバーの操作位置及び操作レバー６１の操作位置を入力パラメータとする多次元マップが用いられるとよい。あるいは、主変速レバーの操作位置からモータ指令回転数を導出するモータ指令回転数制御マップを操作レバー６１の操作位置によって変更される構成を採用してもよい。

【0066】

モータ消費可能動力算定部１２ｄは、エンジン回転センサＳ２の検出信号から算定された実際のエンジン回転数に基づいて、発電機８１の発電負荷が許容負荷を超えない範囲で、モータ８２が利用可能な動力をモータ消費可能動力として算定する。トルク牽制値算定部１２ｆは、モータ消費可能動力算定部１２ｄで算定されたモータ消費可能動力と、モータ回転数設定部１２ｃで算定されたモータ指令回転数とから算定したトルク値を、モータ制御におけるトルク牽制値を算定する。算定されたトルク牽制値は、電機制御ユニット８５に与えられ、モータ８２に対するモータ制御に利用される。

【0067】

この実施形態では、トルク牽制値を算定するために、上述したＥモードとＧモードの両方が実装され、それぞれで得られたトルク牽制値の小さい方が選択されるように構成されている。両モードにおける、モータ回転数設定部１２ｃとモータ消費可能動力算定部１２ｄとトルク牽制値算定部１２ｆの機能は、図１を用いて説明した通りであるが、ここでは、その説明に用いられた式を、実施例の１つとして具体的に示す。なお、この実施例は、エンジン８０として、定格出力２１ＫＷで２８００ｒｐｍのエンジンが使用されている。

【0068】

Ｅモードで、エンジン出力値：E0-outを求める式は、
E0-out＝Ｅ(RE-RPM)
＝85[Nm]×RE-RPM[rpm]×2π/60[W]
であるが、これはエンジン回転数が1850[rpm]未満の時に用いられ、エンジン回転数が1850[rpm]以上では、16500[W]の固定値とする。
さらに、モータ消費可能動力：M-outを求める式は、
M-out＝Ｋ(E0-out)
＝(E0-out−L)×η
であり、ここで、Lは損失動力で3000[W]とし、ηは総合効率で85[％]である。
トルク牽制値：T-limitを求める式は、モータ回転数設定部１２ｃで算定されたモータ指令回転数をMC-RPMとすると、
T-limit＝Ｆ(MC-RPM,M-out)
＝M-out/( MC-RPM×2π/60)
である。

【0069】

Ｇモードでは、発電出力値：G0-outを求める式は、
G0-out＝Ｇ(RE-RPM)
＝78[Nm]×RE-RPM[rpm]×2π/60[W]
である。
モータ消費可能動力：M-outを求める式は、
M-out＝Ｊ(G0-out)
＝G0-out×η
である。
トルク牽制値：T-limitは、Ｅモードと同様に、
T-limit＝Ｆ(MC-RPM,M-out)
＝M-out/( MC-RPM×2π/60)
である。

【0070】

このコンバインは、バッテリレスのシリアルハイブリッド車両であり、バッテリからの電力で車両を走行させることはできないので、通常は、定常的に回転しているエンジンによって発電している発電機からの電力で駆動するモータによって走行する。したがって、エンジン８０の過負荷などで停止することを避けなければならないが、必要以上の出力でエンジン８０を運転することは燃費の悪化を導く。このことから、エンジン管理モジュール１１０は、エンジン負荷を考慮して、適切にエンジン８０の運転を管理する。エンジン管理モジュール１１０に構築された負荷推定部１１ｄは、車両状態決定部１３ａによって決定された左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂの駆動状態及び農作業装置Ｗの駆動状態から推定されるエンジン負荷も推定負荷として算定する。その際、左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂの速度差から推定されるエンジン負荷も考慮される。同様にエンジン管理モジュール１１０に構築されたエンジン指令回転数算定部１１ｂは、負荷推定部１１ｄによって算定された推定負荷に基づいてエンジン指令回転数を算定するとともに当該エンジン指令回転数に基づくエンジン制御指令をエンジン制御ユニット８６に出力する。

【0071】

この負荷推定部１１ｄとエンジン制御ユニット８６とによる、エンジン負荷に応じたエンジン回転数制御（パワーオンデマンド制御）の簡単なアルゴリズムの具体例の１つを、図８を用いて、説明する。この具体例では、負荷推定部１１ｄとエンジン制御ユニット８６とは一体的に動作するが、まず、車両状態決定部１３ａからの上方に基づいて、エンジン負荷に影響を与える運転モードとして、次の８つのモードを規定する。
（１）停止モード：作業も走行も行われていない。
（２）刈取り作業前後＋直進モード：刈取作業に入る直前の所定時間、または刈取作業が終了した後の所定時間で、機体２は直進している。
（３）刈取り作業前後＋旋回モード：刈取作業に入る直前の所定時間、または刈取作業が終了した後の所定時間で、機体２は旋回している（左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとの速度が異なっている）。
（４）刈取り作業中＋直進モード：刈取作業中で、機体２は直進している。
（５）刈取り作業中＋旋回モード：刈取作業中で、機体２は旋回している。
（６）路上走行＋直進モード：副変速装置５４を高速段にしての走行で、機体２は直進している。
（７）路上走行＋旋回モード：副変速装置５４を高速段にしての走行で、機体２は旋回している。
（８）穀粒排出モード：穀粒排出装置３７を用いて穀粒タンク５から穀粒を排出している。
エンジン制御ユニット８６は、上記運転モードに応じてエンジン指令回転数を算定する。この実施形態では、図８で模式的に示されたようなエンジン性能曲線が規定されているので、これに基づいたエンジン指令回転数が算定される。このエンジン８０の最大出力が１８.５ＫＷで、最高回転数が２５００ｒｐｍであり、図８で模式的に示されたエンジン制御特性は、３つの線で表されている。つまり、高負荷時には高回転数Ｎｈ（例えば、２５００ｒｐｍより少し低い回転数）が設定され、中負荷時には中回転数Ｎｍ（例えば、２０００ｒｐｍより少し低い回転数）が設定され、低負荷時には低回転数Ｎｌ（例えば、１５００ｒｐｍより少し高い低回転数）が設定され、ドループ制御される。またこのエンジン８０のアイドリング回転数は１０００ｒｐｍより少し高い回転数となっている。
このことから、実際的には、
（１）停止モードでは、アイドリング回転数が設定され、
（２）刈取り作業前後＋直進モードでは、アイドリング回転数から低回転数までの領域が設定され、
（３）刈取り作業前後＋旋回モードでは、高回転数よりやや低い回転数が設定され、
（４）刈取り作業中＋直進モードでは、低回転数から最高回転数までの領域が設定され、
（５）刈取り作業中＋旋回モードでは、最高回転数が設定され、
（６）路上走行＋直進モードでは、低回転数から中回転数までの領域が設定され、
（７）路上走行＋旋回モードでは、最高回転数が設定され、
（８）穀粒排出モードでは、アイドリング回転数よりやや高い回転数が設定される。

【0072】

従来のシリーズハイブリッドでは、エンジンの高効率運転による省エネを図るため、負荷にかかわらず最高回転数に設定していたが、低負荷でも最高回転数が設定されることになるので、低負荷が続く場合には、省エネが不充分となる。また、負荷変動に合わせて、常にエンジン回転数の設定を調整する場合、負荷が細かく変動する状況では、エンジンのふかしが繰り返されるという、省エネや騒音に関する不都合が生じる。このようなことを考慮し、上記の具体例では、高負荷で高回転数、中負荷で宙回転数、低負荷で低回転数というように負荷に応じてエンジン回転数を設定している。その際、刈取り作業中＋旋回モード及び路上走行＋旋回モードは最も大きな負荷が生じる運転状態なので最大回転数が設定されている。

【0073】

コンバインには、上述した、刈取処理部３を昇降揺動させる油圧シリンダＣＹ（図２参照）や横スクリューコンベア４１を昇降揺動させる油圧シリンダ４２（図２参照）以外にも、種々の油圧シリンダＳＬが装備されており、それらに油圧を供給するための油圧回路が図９に示されている。油圧源としての油圧ポンプＰ１は、この実施形態ではエンジン８０によって駆動される。省エネのために小出力のエンジン８０が使用されているので、この油圧回路では、できるだけ油圧ポンプＰ１が無駄な動力を消費しないように、以下に示すような工夫がなされている。

【0074】

油圧ポンプＰ１は、刈取昇降弁Ｖ４を介して油圧シリンダＣＹと連結している。油圧ポンプＰ１と刈取昇降弁Ｖ４とは油路Ｒ１で接続され、刈取昇降弁Ｖ４と油圧シリンダＣＹとは油路Ｒ２で接続されている。油路Ｒ２にはパイロットチェック弁Ｖ２が介装され、油路Ｒ１にはシーケンス弁Ｖ７と、リリーフ弁Ｖ９が介装されている。刈取昇降弁Ｖ４は、システム減圧弁Ｖ８によって減圧されたパイロット圧を有するパイロット油路ＰＲに設けられた、刈取下降ソレノイド弁Ｖ５と刈取上昇ソレノイド弁Ｖ６とによってパイロット圧制御される。パイロットチェック弁Ｖ２は、シーケンス弁Ｖ７とシャトルチェック弁Ｖ３とによってパイロット圧制御される。油路Ｒ１からシーケンス弁Ｖ７によって油路Ｒ３が分岐しており、油路Ｒ３によって供給される油圧によって、油圧シリンダ４２やその他の油圧シリンダＳＬが駆動する。

【0075】

油路Ｒ３から分岐してリリーフ弁Ｖ９の排油側とつながる油路Ｒ４にアンロード弁Ｖ１１が介装さている。このアンロード弁Ｖ１１は、システムソレノイド弁Ｖ１２からのパイロット圧によって制御される。システムソレノイド弁Ｖ１２は、デューティ制御されるように構成されている。このシステムソレノイド弁Ｖ１２をデューティ制御することで、アンロード弁Ｖ１１を所定の開度に制御することができ、この油圧回路の駆動圧を最適に調整することができる。つまり、従来では、アンロード弁Ｖ１１を単純に閉鎖し、リリーフ弁Ｖ９で規定される駆動圧を維持しているので、この油圧回路の駆動圧は常に一定となり、機種によって要求される駆動圧が異なる場合、無駄が生じる。このような無駄は、システムソレノイド弁Ｖ１２のデューティ制御によって、アンロード弁Ｖ１１の通過流量を最適化することで、解消することができる。

【0076】

また、この油圧回路を、各油圧シリンダＳＹ，４２、ＳＬのサブ油圧回路として区分けし、デューティ制御されるシステムソレノイド弁Ｖ１２とアンロード弁Ｖ１１とを用いて区分けされたサブ油圧回路毎に必要最小限の駆動圧が得られるような構成を採用してもよい。あるいは、油圧シリンダＳＹ，４２、ＳＬうちの複数の組み合わせからサブ油圧回路を構成して、サブ油圧回路を必要最小限の駆動圧とする制御を採用してもよい。
〔別実施形態〕

【0077】

（１）上述した実施形態では走行装置１は左クローラ走行体１ａと右クローラ走行体１ｂとから構成されていたが、車輪とクローラ走行体の複合構成、あるいは車輪のみの構成を採用してもよい。
（２）第３操作具５６及び第２操作具５７は、運転者によって操作される操作レバーと当該操作レバーの操作変位を検出するセンサとから構成してもよい。
（３）上述した実施形態では、エンジン指令回転数は、負荷推定部１１ｄの負荷に基づいてエンジン指令回転数算定部１１ｂで算定された。しかしながら、電機管理モジュール１２０によるモータ指令回転数の算定にもモータ負荷、結果的にはエンジン負荷がされていることから、エンジン指令回転数算定部１１ｂがこのモータ指令回転数からエンジン指令回転数を導出するようにしてもよい。その際には、エンジン管理モジュール１１０と電機管理モジュール１２０を一体化すると好都合である。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、車体の走行に伴って農作物を刈り取って脱穀処理するようにした自脱型又は普通型のコンバインに適用できる。

【符号の説明】

【0079】

１：走行装置
１ａ：第１（左）クローラ
１ｂ：第２（右）クローラ
２：走行機体
３：刈取処理部
４：脱穀装置
５：穀粒タンク
７：搭乗運転部
８：刈取部
１２：刈取装置
１６：脱穀部
１７：選別部
３７：穀粒排出装置
５４：副変速装置
５６：第３操作具
５７：第２操作具
６１：操作レバー
６６：主変速レバー（第１操作具）
８０：エンジン
８１：発電機
８２：モータ（電動モータ）
８４：電力変換部
８５：電機制御ユニット
８６：エンジン制御ユニット
８７：作業装置制御ユニット
９０：車両状態検出ユニット
１００：メイン電子ユニット
１１０：エンジン管理モジュール
１１ｂ：エンジン指令回転数算定部
１１ｄ：負荷推定部
１２０：電機管理モジュール
１２ｂ：モータ回転数修正部
１２ｃ：モータ回転数設定部
１２ｄ：モータ消費可能動力算定部
１２ｆ：トルク牽制値算定部
１３０：車両管理モジュール
１３ａ：車両状態決定部
ＷＥ：エンジン駆動作業装置
ＷＭ：モータ駆動作業装置
Ｓ２：エンジン回転センサ（エンジン回転数取得部）
Ｓ３：旋回レバーセンサ
Ｓ４：ストロークセンサ
ＯＤ：車速設定部操作装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】