[发明专利]一种无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法

说明书

本发明涉及拖拉机控制系统领域，具体的说是一种液压机械式无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法。使用参数循环的计算方法，求解得到发动机转速转矩、液压机械无级变速器变速比的最佳控制参数；在发动机、液压机械无级变速器协同控制单元中，结合负载反馈控制原理，确定拖拉机实际工况；对比最佳控制参数表，确定在该工况下的最佳发动机转速转矩、液压机械无级变速器变速比，并做为控制信号输入到发动机电控单元、液压机械无级变速器电控单元，以分别调控发动机和液压机械无级变速器，保证拖拉机可以在任意目标车速下稳定行驶，提高拖拉机作业质量，改善拖拉机的经济性。

技术领域

本发明涉及拖拉机控制系统领域，具体的说是一种液压机械式无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法。

背景技术

伴随着农业机械化进程的加快，农业机械的保有量越来越大，农业机械的经济性成为人们关注的热点。而拖拉机作为我国农业机械的主要组成部分，复杂的工作环境使拖拉机的牵引负载和行驶车速波动较大。近些年来发展的液压机械无级变速器(HMCVT)能够适应复杂的工作环境，很大程度的提高拖拉机的性能。但是进一步的，如何基于液压机械无级变速拖拉机传动特点，选择合理考核和控制指标，提高拖拉机的经济性，是人们普遍关心的难题。

发明内容

本发明旨在提供一种无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法，保证拖拉机可以在任意目标车速下稳定行驶，提高拖拉机作业质量，改善拖拉机的经济性。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法，

首先，使用参数循环的计算方法，以发动机有效燃油消耗效率与液压机械无级变速器效率之比为经济性控制指标，求解得到发动机转速转矩和液压机械无级变速器变速比在拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表；

然后，在发动机、液压机械无级变速器协同控制单元中，应用负载反馈控制原理，根据发动机实际转速转矩和液压机械无级变速器实际变速比，确定拖拉机实际负载工况，对比拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表，确定在该工况下的最佳的发动机转速转矩和液压机械无级变速器变速比，并做为控制信号输入到发动机电控单元、液压机械无级变速器电控单元，以分别调控发动机的工作点和液压机械无级变速器的变速比。

包括以下步骤：

1）、拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表的求取：

1.1）、根据发动机型号设定发动机转速和发动机转矩的正常工作范围，即，，其中的和分别为发动机的怠速和最高空载转速，为发动机外特性曲线所对应的发动机转矩；

1.2）、根据拖拉机的车速和牵引力的范围，离散化拖拉机负载特性场，；根据无级变速拖拉机控制系统中液压机械无级变速器的变速比的范围，离散化变速比，为正整数；

1.3）、当，时，依次选取带入式中，求得不同下的，当时，进入步骤1.4）；其中的为拖拉机的主传动比，为拖拉机驱动轮的动力半径，为拖拉机的滑转率，且，式中的为与拖拉机作业土壤有关的无因系数，为拖拉机驱动力，为地面摩擦系数，为拖拉机质量，为重力常数，为最大牵引系数，牵引系数定义为,为地面对拖拉机驱动轮的垂直反力；

1.4）、由发动机外特性数值模型确定发动机在步骤1.3）中得出的下的最大转矩，根据发动机最大转矩区间确定发动机转矩冗余区间，为正整数；根据式确定实际所需转矩，式中为液压机械无级变速器的传动效率，为拖拉机中央传动和最终传动的总效率，为拖拉机行驶的滚动效率；发动机实际计算转矩在冗余区间的基础上经离散后向逼近，当时进入步骤1.5）；