[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

权利要求书

1.一种无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法，其特征在于：

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）；

1.5）、通过发动机燃油消耗率数值模型来计算燃油消耗率，结合行星轮系啮合功率的计算方法计算液压机械无级变速器的传动效率，进而得到变速规律经济性指标的值；循环代入变速比参与计算，取的最小值，并记录此时的发动机的转速转矩以及液压机械无级变速器的变速比，即得出拖拉机在，工作时，发动机和液压机械无级变速器的最佳工作位置；

1.6）、循环带入并重复步骤1.2）-1.5），确定在目标车速下，所有拖拉机工作点的最佳发动机转速转矩，液压机械无级变速器的最佳变速比；

1.7）、循环带入并重复步骤1.2）-1.5），确定整个负载特性场下，所有拖拉机工作点的最佳发动机转速转矩和液压机械无级变速器的最佳变速比，即得到拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表；

2）、应用负载反馈控制原理，结合步骤1）中得到的拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表对发动机和液压机械无级变速器进行调控：

拖拉机的目标车速作为输入信号，由驾驶员主动控制；发动机的实际转速信号和实际转矩信号由发动机电控单元实时检测并输出；液压机械无级变速器的实际变速比信号由液压机械无级变速器电控单元实时检测并输出；拖拉机驱动力和拖拉机滑转率由发动机、液压机械无级变速器协同控制单元计算得到；由目标车速和滑转率计算拖拉机理论车速，确定拖拉机负载特性场中的实际工作点，并与步骤1.7）中得到的拖拉机负载特性场中实现经济性最佳的控制参数表相匹配，得到该工况下的最佳发动机转速转矩以及液压机械无级变速器的最佳变速比，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。

2.根据权利要求1所述的一种无级变速拖拉机控制系统的经济性控制方法，其特征在于：步骤1.1）和步骤1.5）中，当发动机转速低于时，调整发动机至怠速下工作以避免发动机熄火。