一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法，根据拖拉机作业时的作业阻力变化趋势对发动机、液压模块以及作业机组的参数进行调节，使得拖拉机在作业阻力发生波动后，通过传动系统的自动变速，能让拖拉机持续作业，且车速维持在对应的高效率作业速度区间，从而提高了拖拉机的生产率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法
本专利技术涉及车辆变速控制研究设计领域，具体是一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法。
技术介绍
拖拉机是农业生产中的重要工具，它的作业环境恶劣，外界负载波动频繁。传统的有级机械式变速器无法自动调整转速和转矩以适应作业阻力的变化，拖拉机需要频繁的停车换挡，从而影响了拖拉机的作业效率以及燃油经济性。图1、图2为新型履带水田拖拉机变速传动系统的机械结构，由动力输入轴、前端模块、中段定比有级变速模块以及无级差速转向模块组成。通过控制离合器的接合与脱离，前端模块能够实现HST、HMT与MT工作模式之间的相互切换。液压-机械双流变速传动技术相比于有级式齿轮传动系统具有速度连续可调、操纵性能良好，整机燃油经济性和作业效率高等优点，能够在不停车换挡的情况下适应工作阻力的变化，使拖拉机持续作业，是拖拉机变速传动系统的主流发展方向。然而，如何实现对新型履带水田拖拉机变速传动系统进行连续作业控制是目前急需要解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足之处，提出的一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法，以期能通过传动系统的自动变速，使拖拉机持续作业，且车速维持在对应的高效率作业速度区间，从而提高拖拉机的生产率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法的特点在于，所述作业控制方法包括以下步骤：步骤1、判断拖拉机作业时的作业阻力状态，所述作业阻力状态分为作业阻力减小工况、作业阻力增大工况和作业阻力恒定工况；步骤2、根据不同的作业阻力状态进行相应的拖拉机变速传动控制，包括：当所述拖拉机处于作业阻力减小工况时，对所述拖拉机进行减速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力增大工况时，对所述拖拉机进行增速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力恒定工况时，不对所述拖拉机进行变速传动控制。本专利技术所述的作业控制方法的特点也在于，所述步骤1中的作业阻力状态是按照以下方法进行判断：步骤1.1、通过车速传感器采集拖拉机的车速，并计算拖拉机在第i个时间段的加速度ai；步骤1.2、根据拖拉机在第i个时间段的加速度ai，计算当前作业工况下的平均加速度a，k表示用于计算平均加速度所取的时间段的个数；步骤1.3、若平均加速度a大于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力减小工况；步骤1.4、若平均加速度a小于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力增大工况；步骤1.5、若平均加速度a等于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力恒定工况。所述步骤2中的减速模式控制是按照以下方法进行：步骤2A.1、获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否超出当前作业工况推荐的最高车速Vmax，若超出，则执行步骤2A.2，否则不进行操作；步骤2A.2、优先调节发动机，降低发动机输出扭矩；步骤2A.3、判断调节后的发动机是否处于低效区，若是，则调节节气门开度使发动机回到高效区，同时减小液压模块的速比使当前车速降低后，执行步骤2A.4；否则直接执行步骤2A.4；步骤2A.4、再次获取所述拖拉机的当前车速，并判断当前车速是否超出最高车速Vmax，若超出，则提升机械档位，减小机械传动比后，执行步骤2A.5；否则不进行操作；步骤2A.5、再次获取所述拖拉机的当前车速，并判断当前车速是否超出最高车速Vmax，若超出，则调节作业机具的耕深或幅宽来增加作业阻力；否则不进行控制。所述步骤2中的增速模式控制是按照以下方法进行：步骤2B.1、获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否低于该作业工况推荐的最低车速Vmin，若低于，则执行步骤2B.2，否则不进行操作；步骤2B.2、查询发动机特性曲线，并判断发动机的后备功率是否能克服阻力，若能，则调节节气门开度增大发动机功率输出，否则，执行步骤2B.3；步骤2B.3、增大增大液压模块的速比；步骤2B.4、再次获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否低于该作业工况推荐的最低车速Vmin，若低于，则降低机械档位，增大机械传动比，否则不进行操作；步骤2B.5、再次获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否低于该作业工况推荐的最低车速Vmin，若低于，则调节作业机具的耕深或幅宽来降低作业阻力，否则不进行操作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过对不同的作业阻力状态设定不同的控制方法，在拖拉机作业阻力发生波动后，通过传动系统的自动变速，使拖拉机持续作业，且车速维持在对应的高效率作业速度区间，提高了拖拉机的生产率。2、本专利技术通过获取拖拉机的速度与平均加速度，可以准确、快速、可靠地识别拖拉机所处的作业阻力状态。3、本专利技术根据拖拉机作业时的作业阻力变化趋势对发动机、液压模块以及作业机组的参数进行调节，使得拖拉机在作业阻力发生波动后，能够按照先调节发动机参数，再调节液压模块参数，最后调节作业机组参数的顺序进行调节，从而充分利用发动机功率、延长液压系统使用寿命并减小因机具调整对作业质量造成的影响。附图说明图1为本专利技术新型履带水田拖拉机变速传动系统的前端模块；图2为本专利技术新型履带水田拖拉机变速传动系统的中段定比有级变速模块与无级差速转向模块。具体实施方式本实施例中，一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法，能根据拖拉机作业时的作业阻力变化趋势对发动机、液压模块以及作业机组的参数进行调节，使得拖拉机在作业阻力发生波动后，通过传动系统的自动变速，使拖拉机持续作业，且车速维持在对应的高效率作业速度区间，从而提高了拖拉机的生产率。下面结合图1和图2，对本专利技术作进一步详细叙述：具体实施中，一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法是按照以下方法进行：步骤1、确定拖拉机作业时的作业阻力状态，作业阻力状态分为作业阻力减小工况、作业阻力增大工况和作业阻力恒定工况；步骤1.1、通过车速传感器采集拖拉机的车速，并计算拖拉机在第i个时间段的加速度ai；步骤1.2、根据拖拉机在第i个时间段的加速度ai，计算当前作业工况下的平均加速度a，k表示用于计算平均加速度所取的时间段的个数；k的取值根据系统的控制精度来确定，工程上一般取k＝10；步骤1.3、若平均加速度a大于零，则确定拖拉机处于作业阻力减小工况；步骤1.4、若平均加速度a小于零，则确定拖拉机处于作业阻力增大工况；步骤1.5、若平均加速度a等于零，则确定拖拉机处于作业阻力恒定工况；步骤2、根据不同的作业阻力状态进行相应的拖拉机变速传动控制，包括：减速模式控制、增速模式控制以及不进行变速传动控制。当拖拉机处于作业阻力减小工况时，执行步骤2.1；当拖拉机处于作业阻力增大工况时，执行步骤2.2；当拖拉机处于作业阻力恒定工况时，不对拖拉机进行变速传动控制；步骤2.1、减速模式控制是按照以下方法进行：步骤2A.1、获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否超出当前作业工况推荐的最高车速Vmax，若超出，则执行步骤2A.2，否则不进行操作；步骤2A.2、查询发动机的特性曲线，通过调节节气门开度，来降低发动机的输出扭矩；步骤2A.3、根据发动机当前的转速以及节气门开度，通过查询发动机的特性曲线来判断调节后的发动机是否处于低效区，若是，则调节节气门开度使发动机回到高效区，同时增大图1中双向调节变排量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法，其特征在于，所述作业控制方法包括以下步骤：步骤1、判断拖拉机作业时的作业阻力状态，所述作业阻力状态分为作业阻力减小工况、作业阻力增大工况和作业阻力恒定工况；步骤2、根据不同的作业阻力状态进行相应的拖拉机变速传动控制，包括：当所述拖拉机处于作业阻力减小工况时，对所述拖拉机进行减速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力增大工况时，对所述拖拉机进行增速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力恒定工况时，不对所述拖拉机进行变速传动控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于新型履带水田拖拉机变速传动系统的作业控制方法，其特征在于，所述作业控制方法包括以下步骤：步骤1、判断拖拉机作业时的作业阻力状态，所述作业阻力状态分为作业阻力减小工况、作业阻力增大工况和作业阻力恒定工况；步骤2、根据不同的作业阻力状态进行相应的拖拉机变速传动控制，包括：当所述拖拉机处于作业阻力减小工况时，对所述拖拉机进行减速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力增大工况时，对所述拖拉机进行增速模式控制；当所述拖拉机处于作业阻力恒定工况时，不对所述拖拉机进行变速传动控制。2.根据权利要求1所述的作业控制方法，其特征在于，所述步骤1中的作业阻力状态是按照以下方法进行判断：步骤1.1、通过车速传感器采集拖拉机的车速，并计算拖拉机在第i个时间段的加速度ai；步骤1.2、根据拖拉机在第i个时间段的加速度ai，计算当前作业工况下的平均加速度a，k表示用于计算平均加速度所取的时间段的个数；步骤1.3、若平均加速度a大于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力减小工况；步骤1.4、若平均加速度a小于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力增大工况；步骤1.5、若平均加速度a等于零，则判断所述拖拉机处于作业阻力恒定工况。3.根据权利要求1所述的作业控制方法，其特征在于，所述步骤2中的减速模式控制是按照以下方法进行：步骤2A.1、获取所述拖拉机的当前车速，判断当前车速是否超出当前作业工况推荐的最高车速Vmax，若超出，则执行步骤2A.2，否则不进行操作；步骤2A...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏光，高军，石鹏，张洋，杨猛，赵名卓，许立平，孙保群，汪韶杰，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34