Система управления нагрузками сельскохозяйственной уборочной машины

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКАМИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Способ управления многодвигательной уборочной машиной включает этапы, на которых обеспечивают работу уборочной машины в первом режиме, обеспечивают работу уборочной машины во втором режиме и выбирают меньше, чем все из поглощающих энергию нагрузок,подлежащих приведению в действие. В первом режиме обеспечивают работу уборочной машины с использованием первого двигателя и второго двигателя для приведения в действие множества поглощающих энергию нагрузок. Во втором режиме обеспечивают работу уборочной машины со вторым двигателем, отсоединенным от всех поглощающих энергию нагрузок. На этапе выбора выбирают меньше, чем все из поглощающих энергию нагрузок, подлежащих приведению в действие, в зависимости от определяемой нагрузки на первом двигателе во время работы во втором режиме. Первый двигатель не способен приводить в действие все поглощающие энергию нагрузки.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДИР ЭНД КОМПАНИ (US) Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к рабочим машинам, а, более конкретно, к системам управления нагрузками энергопотребления для уборочных машин, приводимых в действие множеством двигателей. Уровень техники Рабочая машина, как например, сельскохозяйственная машина в виде уборочной машины, как правило, включает первичный двигатель в виде двигателя внутреннего сгорания (ДВС). ДВС может быть либо в виде двигателя с воспламенением от сжатия, как например, дизельный двигатель, или двигателя с искровым зажиганием, как например, бензиновый двигатель. Для наиболее тяжелых рабочих машин первичный двигатель выполнен в виде дизельного двигателя, обладающего более хорошими, чем у бензинового двигателя характеристиками работы на предельной нагрузке, прерывистого движения и крутящего момента для рабочих операций. ДВС в уборочной машине обеспечивает входную мощность на трансмиссию, которая, в свою очередь, соединена с ведущими мостами через дифференциальную зубчатую передачу. Трансмиссию, главный дифференциал и задние мосты иногда называют силовой передачей рабочей машины. Обеспечение множества двигателей на уборочной машине с электрическими генераторами и различными электрическими двигателями является известным. ДВС и электрические двигатели обычно используют для приведения в движение гибридных транспортных средств, и является известным использование восстановительных технологий, таких, что генератор/электрический двигатель генерирует электрическую энергию, когда транспортное средство осуществляет маневр торможения. Сдвоенные двигатели или даже двигатель, имеющий систему сдвоенных коленчатых валов, используют для приведения в действие транспортных средств, имеющих, присоединенную к ним трансмиссию, для передачи крутящего момента привода по меньшей мере одного из двигателя или коленчатых валов на электродвигатель/генератор транспортного средства. Система сдвоенных двигателей использует оба двигателя, когда требуются дополнительные уровни нагрузки, как например, во время ускорения, подъема на возвышение или транспортировки тяжелого груза. Также известно применение электрического двигателя для содействия обеспечению крутящего момента, когда на ДВС прикладывают дополнительные повышенные нагрузки. При эксплуатации сельскохозяйственной машины на одном двигателе, оператор может легко перегрузить двигатель, пытаясь сделать слишком много с доступной мощностью. Перегрузка двигателя может увеличивать износ двигателя и нагрузок, как например, системы обмолота, если она находится в состоянии привода. Кроме того, перегрузка двигателя может привести к преждевременному выходу из строя двигателя и даже остановке двигателя, особенно, в критический момент времени, когда энергия наиболее необходима. В данной области техники существует необходимость в системе управления, которая будет управлять энергетическими потребностями уборочной машины, во время работы на одном двигателе. Раскрытие изобретения Изобретение в одном варианте относится к многодвигательной сельскохозяйственной уборочной машине, содержащей множество поглощающих энергию нагрузок, первый двигатель, второй двигатель и контроллер. Первый двигатель выполнен с возможностью подачи энергии к части из множества поглощающих энергию нагрузок. Первый двигатель не способен снабжать энергией все множество поглощающих энергию нагрузок. Второй двигатель отсоединен от множества поглощающих энергию нагрузок. Контроллер выполнен с возможностью выбора меньше, чем всех поглощающих энергию нагрузок,подлежащих приведению в действие, в зависимости от определяемой нагрузки на первом двигателе. Изобретение в другом варианте относится к способу управления многодвигательной уборочной машиной, включающему этапы, на которых обеспечивают работу уборочной машины в первом режиме,обеспечивают работу уборочной машины во втором режиме и выбирают меньше, чем все из поглощающих энергию нагрузок, подлежащих приведению в действие. В первом режиме обеспечивают работу уборочной машины с использованием первого двигателя и второго двигателя для приведения в действие множества поглощающих энергию нагрузок. Во втором режиме обеспечивают работу уборочной машины со вторым двигателем, отсоединенным от всех поглощающих энергию нагрузок. На этапе выбора выбирают меньше, чем все из поглощающих энергию нагрузок, подлежащих приведению в действие, взависимости от определяемой нагрузки на первом двигателе во время работы во втором режиме. Первый двигатель не способен приводить в действие все поглощающие энергию нагрузки. Краткое описание чертежей Вышеуказанные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения и способ их достижения станут более ясными, а изобретение более понятным посредством ссылки на следующее описание варианта осуществления изобретения, сделанное в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 представляет собой вид сбоку уборочной машины, использующей вариант осуществления системы управления потребления энергии согласно настоящему изобретению; фиг. 2 представляет собой блок-схему, отображающую систему управления нагрузками с множеством двигателей, показанную на фиг. 1; и фиг. 3 представляет собой схематичную блок-схему варианта осуществления способа управления нагрузками, использованного в системе управления потреблением энергии с множеством двигателей,показанной на фиг. 1 и 2. Соответствующие ссылочные позиции указывают на соответствующие элементы на нескольких изображениях. Приведенные примеры, использованные в данной заявке, иллюстрируют один вариант осуществления изобретения и подобные приведенные примеры никоим образом не предназначены для ограничения объема изобретения. Подробное описание изобретения Теперь со ссылкой на чертежи, а более конкретно, на фиг. 1, показано сельскохозяйственное транспортное средство 10, также более подробно проиллюстрированное в виде уборочной машины 10, которая включает шасси 12, кабину/средства управления 14, колеса 16 и энергосистему 18, которая включает двигатель 20 и двигатель 22. Уборочная машина 10 включает в себя множество механических и электрических систем, включая уборочную жатку, которая направляет убираемый материал в секцию обмолота. Секция обмолота отделяет зерно от остального убираемого материала и направляет зерно в зону просеивания для дальнейшего отделения зерна от легковесного убираемого материала. Затем, зерно перемещается в зону хранения для последующего перемещения в транспортное средство для транспортировки зерна. Шасси 12 обеспечивает структурную целостность и поддержку уборочной машины 10 и используется для поддержания в нем механических и электрических систем. Средства 14 управления обеспечивают оператору возможность управления функциями уборочной машины 10. Колеса 16 установлены на шасси 12 и обеспечивают возможность перемещения уборочной машины 10, которая направляется оператором, использующим средства 14 управления, системой обеспечения движения. Далее дополнительно со ссылкой на фиг. 2, энергосистема 18 включает двигатели 20 и 22, которые присоединены к коробке 24 передач, которая, в свою очередь, приводит в действие механические нагрузки 28 и генератор 26. Генератор 26, в свою очередь, подает электрическую энергию на электрические нагрузки 30. Для облегчения иллюстрации двигатель 20 и двигатель 22 показаны присоединенными к коробке 24 передач, причем соединение каждого может быть разделено способом, при котором двигатель 20 и двигатель 22 могут быть отсоединены от коробки 24 передач. Хотя проиллюстрирована коробка 24 передач, следует понимать, что она может включать в себя трансмиссию, муфту и другие механические соединяющие устройства. Хотя иллюстрация сделана в виде одной коробки передач, приводимой в действие двигателями 20 и 22, с коробками передач также могут быть использованы отдельные механические конструкции, приводящие в действие генераторы и механические нагрузки с возможностью механической связи между коробками передач. Также предполагается, что вместо коробки передач отдельные генераторы могут приводить в действие каждый из двигателей 20 и 22 с подсоединением и отсоединением, выполняемым с использованием электрических составных элементов. Каждый из датчика/средства 32 управления нагрузкой двигателя, датчика/средства 34 управления коробкой передач, датчика/средства 36 управления генератора, датчика/средства 38 управления электрической нагрузкой и датчика/средства 40 управления двигателем присоединен к контроллеру 42. Контроллер 42 присоединен к датчику/средствам управления, чтобы обеспечить управление в интерактивном режиме так, что элементы различных электрических нагрузок 30 и механических нагрузок 28 можно эффективно приводить в действие, если либо двигатель 20 либо 22 отсоединен и/или заглушен. Контроллер 42 из соображений простоты и для объяснения настоящего изобретения был проиллюстрирован в виде расположенного отдельно контроллера; однако, также следует понимать, что функции контроллера могут взять на себя контроллеры, используемые для других функций уборочной машины 10. Хотя, взаимосвязи между контроллером 42 и другими элементами показаны в виде единственной линии, данные линии предназначены для передачи понимания того, что информация, управляющие команды и/или энергия могут передаваться между ними посредством команд, подаваемых контроллером 42. Батарею 44 также можно признать дополнительной электрической нагрузкой, когда она находится в процессе зарядки, и источником энергии, когда она разряжается. Двигатели 20 и 22 представляют собой двигатели внутреннего сгорания, которые соединены с коробкой 24 передач. Коробка 24 передач механическим образом приводит в действие генератор 26, а также механические нагрузки 28. Описание механических нагрузок 28 не означает, что отсутствует механическая связь между генератором 26 и коробкой 24 передач, но скорее свидетельствует о наличии дополнительной нагрузки, подлежащей приведению в действие энергосистемой 18. Например, механические нагрузки 28 могут включать механизм отделения зерна внутри уборочной машины 10, а также системы обеспечения движения и гидравлические системы уборочной машины 10. Нагрузки могут быть подсоединены отдельно, а потребление энергии измеряется посредством датчика/средства 34 управления. Также различные электрические нагрузки могут быть включены или отключены посредством средства управления/датчика 38. Далее дополнительно со ссылкой на фиг. 3, проиллюстрирован способ 100, в котором энергосистема 18 может работать в первом режиме с обоими работающими двигателями 20 и 22, причем способ 100,с помощью блока 102 принятия решения, просто возвращается в начало. В режиме 2 двигатель 22 отсо-2 021129 единен, так что он больше не приводит в действие коробку 24 передач или не обеспечивает какую-либо мощность, что может быть использовано для приведения в действие электрических нагрузок 30 или механических нагрузок 28. В режиме 2 двигатель 20 работает, обеспечивая мощность коробке 24 передач,хотя двигатель 20 неспособен приводить в действие все возможные механические нагрузки 28 и электрические нагрузки 30 уборочной машины 10. На этапе 104 нагрузка на двигатель 20 определена и основана на определяемой нагрузке двигателя. Контроллер 42 в рабочем режиме выбирает механические нагрузки 28 и электрические нагрузки 30 на этапе 106 так, чтобы не перегружать двигатель 20. На этапе 108, способ 100 оценивает команды оператора, поданные посредством средств 14 управления, причем оператор уборочной машины 10 занимается различными аспектами уборочной машины 10, чтобы выполнить требуемую функцию. Оценка команд оператора и действий, выполняемых уборочной машиной 10, может производиться контроллером 42 различными способами. В одном варианте осуществления настоящего изобретения оценка, выполняемая на этапе 108, может привести к решению контроллера 42 на этапе 110 запустить двигатель 22. Приняв данное решение, способ 100 возвращается на этап 102 и будет оставаться там в режиме 1 до тех пор, пока нагрузки не уменьшатся до уровня, где двигатель 20 сможет выполнять все потребности уборочной машины 10, затем выбирается режим 2. В другом варианте осуществления настоящего изобретения оцениваемые команды сравниваются с приоритетами действий. Например, если оператор подает команду низкого приоритета, то оценка происходит таким образом, что способность двигателя и нагрузка двигателя, измеренная на этапе 104, используются для определения, может ли быть выполнена дополнительная нагрузка более низкого приоритета. Если заданная нагрузка может быть выполнена, то она включается контроллером 42. Если команда, поданная оператором, такова, что она должна привести к перегрузке двигателя 20, то контроллер 42 не выполнит команду, поданную оператором. Кроме того, если команда, поданная оператором, является более высокого приоритета, чем включенная нагрузка более низкого приоритета, то нагрузки более низкого приоритета могут быть отключены, а затем контроллер 42 включает заданную нагрузку, подлежащую включению оператором. Если движущей мощности первичного двигателя недостаточно, в момент, когда оператор запускает использование "Первичной" мощности, которая определяется порядком важности ключевых функций уборочной машины, вторичные потребители мощности, которые являются потребителями мощности,представляющими собой не самые важные функции уборочной машины, переводятся на получение пониженного количества мощности или полностью отключаются до тех пор, пока контроллер 42 не запустит второй двигатель для подачи достаточной мощности для всех потребителей. Настоящее изобретение сконфигурировано таким образом, чтобы всегда иметь мощность, доступную для самых важных функций уборочной машины. Например, если оператор хочет включить механизм обмолота, контроллер 42 может проигнорировать такую команду, поскольку система обмолота потребовала бы больше лошадиных сил, чем способен обеспечить один двигатель 20, также имея в наличии достаточно мощности, чтобы перемещать уборочную машину 10 и обеспечивать функционирование других ее элементов. Если оператор подает команду выдвинуть зерновой шнек и начать перемещение зерна шнеком, когда уборочная машина 10 движется вперед, контроллер 42 может выключить систему кондиционирования воздуха или другую функцию низкого приоритета для того, чтобы можно было выгрузить зерно, находящееся в бункере. Также предполагается, что команды, подаваемые оператором на этапе 108, могут частично выполняться контроллером 42, который может выбирать временные периоды для различных частей нагрузок 28 и 30, подлежащих включению в специальные периоды времени, а потом другие нагрузки включаются в другие периоды времени. Например, нагрузка на двигатель 20 такова, что зарядка батареи 44 и работа системы кондиционирования воздуха для кабины должны чередоваться, так что батарея 44 может заряжаться в течение заданного времени, как например, одна минута, затем система кондиционирования воздуха в кабине может приводиться в действие в течение двухминутного периода с последующим выключением нагнетательного вентилятора в кабине в течение трех минут. Также предполагаются комбинации изложенного выше. Например, систему приоритетов можно использовать во время запуска и увеличения числа оборотов двигателем 22, затем включаются все заданные нагрузки. Таким образом совершается переход к многодвигательной мощности, избегая остановку одного двигателя. Также предполагается, что контроллер 42 может выбирать, какой двигатель заглушить и отсоединить на основании параметров двигателя, таких как мощность, а также измеренная производительность. Визуальное отображение этих операций представляется оператору, так чтобы оператор, получивший рабочую информацию, не раздражался, если по командам получен отказ или они задерживаются до тех пор, пока второй двигатель не начнет работу. Нагрузки, которые приведены в виде нагрузок 28 и 30, могут включать такие пункты, как обеспечение движения уборочной машины 10, нагрузки функции уборки урожая, как например, механизма обмолота или просеивающего аппарата. На этапе 104 могут быть определены любые параметры уборочной машины, указывающие на нагрузку, контроллером 42, взаимодействующим с различными средствами управления и датчиками. Подобные индикаторы нагрузок могут включать скорость подачи топлива в двигатель 20, крутящий момент двигателя, обеспечиваемый двигателем 20, давление гидростатической системы уборочной машины 10, потребление электрического тока отдельной электрической нагрузки 30,которая может быть использована для приведения в действие гидравлической системы или других систем в уборочной машине 10, или даже положение уборочной машины 10, указывающее на прогнозируемую нагрузку или ее отсутствие, когда уборочная машина 10 перемещается по земле. Настоящее изобретение предпочтительно обеспечивает оператору возможность приведения в действия и управления уборочной машиной 10, в то время, как уборочная машина 10 автоматически регулирует мощность, подаваемую двигателем 20, для того, чтобы предохранять двигатель 20 от остановки. Это повышает суммарную производительность, поскольку оператор может, например, быстрее перемещаться в пункт назначения в процессе транспортировки по дороге, в то же время, сохраняя, однако, большую часть топлива, которое могло быть потрачено за счет работы обоих двигателей 20 и 22. Данное более оптимальное использование двигателей 20 и 22 позволяет двигателям работать с большей эффективностью в отношении экологических аспектов, поскольку управление нагрузкой двигателя 20 происходит таким образом, что он не перегружается, а двигатель 22 выключается так, что он больше не способствует технологической нагрузке на окружающую среду. Несмотря на то, что изобретение было описано по отношению по меньшей мере к одному варианту осуществления, настоящее изобретение может быть дополнительно изменено в пределах сущности и объема данного раскрытия. Вследствие этого данная заявка охватывает любыеварианты, применения или приспособления изобретения с использованием его основных принципов. Кроме того, данная заявка охватывает такие разделы настоящего раскрытия, которые подпадают под известную или обычную практику в области, к которой относится данное изобретение и которые попадают в рамки приложенной формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многодвигательная сельскохозяйственная уборочная машина, содержащая множество поглощающих энергию нагрузок; первый двигатель, выполненный с возможностью подачи энергии к части из указанного множества поглощающих энергию нагрузок, причем первый двигатель имеет мощность, недостаточную для снабжения энергией всего указанного множества поглощающих энергию нагрузок; второй двигатель и контроллер, выполненный с возможностью работы во множестве режимов, включая первый режим и второй режим, причем контроллер выполнен с возможностью работы в первом режиме с использованием первого двигателя и второго двигателя для приведения в действие указанного множества поглощающих энергию нагрузок, и во втором режиме, когда второй двигатель отсоединен от всех указанных поглощающих энергию нагрузок, при этом контроллер выполнен с возможностью выбора части из указанных поглощающих энергию нагрузок, подлежащих приведению в действие первым двигателем во время работы во втором режиме, в зависимости от значения определяемой нагрузки на первом двигателе. 2. Машина по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью определения по меньшей мере одного из скорости подачи топлива в первый двигатель, крутящего момента первого двигателя, давления в гидростатической системе, потребления электроэнергии и положения уборочной машины. 3. Машина по п.1, в которой контроллер непрерывно выбирает меньше, чем все указанные поглощающие энергию нагрузки, предотвращая тем самым остановку первого двигателя в результате перегрузки. 4. Машина по п.1, в которой указанное множество нагрузок включает в себя нагрузку обеспечения движения и нагрузку уборки урожая. 5. Машина по п.1, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью оценки выбора управляющих решений, производимых оператором, во время работы, во втором режиме, и выбора, какую из указанных поглощающих энергию нагрузок приводить в действие в зависимости от указанного выбора управляющих решений. 6. Машина по п.5, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью сравнения указанного выбора управляющих решений с таблицей приоритетов нагрузок. 7. Машина по п.5, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью временного ограничения подачи энергии к некоторым из указанного множества нагрузок. 8. Машина по п.1, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью запуска второго двигателя в зависимости от команды оператора для включения выбранной одной из указанного множества поглощающих энергию нагрузок. 9. Машина по п.8, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью отсрочки включения указанной выбранной одной из указанного множества поглощающих энергию нагрузок до тех пор,пока не будет запущен второй двигатель. 10. Способ управления многодвигательной сельскохозяйственной уборочной машиной по п.1,-4 021129 включающий этапы, на которых обеспечивают работу уборочной машины в первом режиме с использованием первого двигателя и второго двигателя для приведения в действие множества поглощающих энергию нагрузок, или обеспечивают работу уборочной машины во втором режиме, при этом второй двигатель отсоединен от всех из указанных поглощающих энергию нагрузок; при этом во время работы во втором режиме выбирают часть из указанных поглощающих энергию нагрузок, подлежащих приведению в действие первым двигателем, в зависимости от определяемой нагрузки на первом двигателе. 11. Способ по п.10, в котором указанная определяемая нагрузка включает в себя определение по меньшей мере одного из скорости подачи топлива в первый двигатель, крутящего момента первого двигателя, давления в гидростатической системе, потребления электроэнергии и положения уборочной машины. 12. Способ по п.10, в котором этап выбора непрерывно выполняют повторно, предотвращая тем самым остановку первого двигателя в результате перегрузки. 13. Способ по п.10, в котором указанное множество нагрузок включает в себя нагрузку обеспечения движения и нагрузку уборки урожая. 14. Способ по п.10, дополнительно включающий этап оценки выбора управляющих решений, производимых оператором, во время работыво втором режиме и повторного выполнения этапа выбора в зависимости от указанного выбора управляющих решений. 15. Способ по п.14, в котором этап оценки включает в себя сравнение указанного выбора управляющих решений с таблицей приоритета нагрузок. 16. Способ по п.14, в котором этап выбора включает в себя определение времени подачи энергии к некоторым из указанного множества нагрузок. 17. Способ по п.10, дополнительно включающий этап запуска второго двигателя в зависимости от команды оператора для включения выбранной одной из указанного множества поглощающих энергию нагрузок. 18. Способ по п.17, дополнительно включающий этап отсрочки включения выбранной одной из указанного множества поглощающих энергию нагрузок до тех пор, пока не будет запущен второй двигатель.