一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统和方法，该方法包括：整车控制器获取拖拉机运行信息，判断能否进入定速巡航状态；若所述运行信息满足预设的定速巡航条件，则激活巡航使能开关进入定速巡航状态，以当前的车速为巡航速度；处于定速巡航状态时，整车控制器接收来自驾驶员操作系统的操作触发信号，进行巡航速度的调整、巡航速度的复位以及定速巡航状态的退出；在定速巡航状态下启动动力换向，拖拉机仍保持定速巡航激活状态，使拖拉机在动力换向后以相反的方向继续进行定速巡航。本申请通过定速巡航提高拖拉机作业效率，减轻驾驶员的驾驶强度，且在定速巡航状态下能够进行动力换向，便于拖拉机在作业过程中调头。程中调头。程中调头。

A constant speed cruise control system and method for series hybrid tractor

【技术实现步骤摘要】
一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统和方法


[0001]本专利技术属于混合动力拖拉机驱动控制领域，具体涉及一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统和方法。

技术介绍

[0002]拖拉机是农业机械化生产中的重要工具，传统的内燃机驱动拖拉机需要几十个不同挡位来满足不同的拖拉机运行工况的动力的需求。串联式混合动力拖拉机采用电动机进行驱动，电动机的负荷转速曲线可以通过2挡位就可满足绝大多数拖拉机作业工况，减轻了驾驶员的换挡负担，有利于精细化耕作。为进一步减轻驾驶员在拖拉机田间工作时以恒定速度进行犁地或其它作业的工作负担，串联式混合动力拖拉机实现定速巡航的功能尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统和方法，能够通过定速巡航提高拖拉机作业效率，减轻驾驶员的驾驶强度，且在定速巡航状态下能够进行动力换向，便于拖拉机在作业过程中调头。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统，包括串联的发动机、发电机和电动机，所述发电机的输出端连接动力电池组，所述电动机的输出端连接拖拉机传动系统，还包括显示系统、整车控制器和驾驶员操作系统。
[0005]所述发动机、发电机、电动机和动力电池组分别由发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC控制，所述传动系统包括依次连接的二挡变速箱、后桥及车轮，用于将电动机的动力传输至车轮；所述的驾驶员操作系统包括巡航开关组、加速踏板、制动踏板、换挡开关和方向开关；驾驶员通过操作驾驶员操作系统实现拖拉机的定速巡航；所述显示系统通过CAN总线分别与发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC连接进行数据交互，用于显示拖拉机的行驶状态信息；所述整车控制器通过CAN总线与发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC连接获取数据信息，并发送相关控制指令；整车控制器还通过硬线连接驾驶员操作系统和变速箱，获取驾驶员的操作信息，执行定速巡航状态的判定、定速巡航速度的设定和定速巡航动力输出的控制。
[0006]所述巡航开关组包括巡航使能开关、巡航速度增加开关和巡航速度减小开关；方向开关包括前进开关、空挡开关和后退开关。
[0007]一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制方法，具体包括：整车控制器获取拖拉机运行信息，判断能否进入定速巡航状态；
若运行信息满足预设的定速巡航条件，则激活巡航使能开关进入定速巡航状态，以当前的车速为巡航速度；若不满足，则以加速踏板开度控制拖拉机行驶速度；处于定速巡航状态时，整车控制器接收来自驾驶员操作系统的操作触发信号，进行巡航速度的调整、巡航速度的复位、以及定速巡航状态的退出；在定速巡航状态下启动动力换向，拖拉机仍保持定速巡航激活状态，使拖拉机在动力换向后以相反的方向继续进行定速巡航，便于拖拉机在作业过程中调头。
[0008]进一步地，所述定速巡航条件指同时满足能源系统运行正常、变速箱非空挡、当前行驶速度大于定速巡航速度最小阈值、制动开关无效和当前行驶方向为前进方向。
[0009]进一步地，拖拉机处于定速巡航状态时，整车控制器判断存在以下任一种情况退出定速巡航状态：巡航使能开关未激活、制动开关有效、变速箱挡位为空挡、方向开关为空挡、传动系统故障，整车控制器记录本次定速巡航使用的挡位和巡航速度，在定速巡航复位操作时应用。
[0010]进一步地，拖拉机处于定速巡航状态时，驾驶员同时按下巡航速度增加开关和巡航速度减小开关进行巡航速度的复位操作，若当前档位与上次定速巡航使用的档位一致，则将目标巡航速度设定为上次的巡航速度，否则退出定速巡航状态。
[0011]进一步地，所述定速巡航状态的退出包括完全退出和非完全退出两种模式，所述完全退出通过关闭巡航使能开关实现；非完全退出通过以下任一种方式实现：踩制动踏板、变更变速箱挡位、方向开关处于空挡；非完全退出模式下，巡航使能开关仍处于激活状态，便于进行巡航速度的复位操作。
[0012]进一步地，拖拉机处于定速巡航状态时，巡航速度的调整方式为：按下巡航速度增加开关或巡航速度减小开关分别控制巡航速度的增加或减小；整车控制器设置有当前档位下的最高巡航速度和最低巡航速度，若调整的目标巡航速度高于最高巡航速度，整车控制器使用最高巡航速度进行定速巡航，若调整的目标巡航速度小于最低巡航速度，整车控制器使用最低巡航速度进行定速巡航。
[0013]进一步地，拖拉机处于定速巡航状态时，整车控制器根据不同的运行档位设置相应档位下的巡航速度增减单位。
[0014]进一步地，拖拉机处于定速巡航状态，当踩下加速踏板使其请求的行驶速度大于当前的巡航速度时，整车控制器根据加速踏板的请求信号快速增加行驶速度。
[0015]进一步地，拖拉机在定速巡航状态下的动力换向过程为：巡航速度小于20km/h，方向开关转换方向时，整车控制器通过向电动机请求反向的转矩快速将车速减小到0km/h，同时整车控制器控制停止发电机使能，之后整车控制器向电动机请求转速模式，并以限制转矩进行转矩输出，将电动机的转速提升到定速巡航的转速。
[0016]在串联式混合动力拖拉机进入到定速巡航状态后，整车控制器将请求电动机以转速控制的方式，将电动机的转速控制在请求定速巡航车速对应的电动机转速；整车控制器将设置电动机的最大和最低输出转矩，确保电动机不长时间处于超载状态，保证系统安全。
[0017]采用以上技术方案，本专利技术可达到以下有益效果：1.本控制系统简化系统硬件，不再需要内燃机拖拉机的手油门进行发动机的负荷控制，仅通过一个或几个按键开关即可实现固定车速行驶，在负荷突然降低或负荷增加的情况下仍可保持车速。
[0018]2.本申请的定速巡航控制系统和控制方法可以与拖拉机的动力换向技术结合，快速的完成拖拉机在田间地头的调头操作，驾驶员可以在不进行加速踏板和制动踏板操作的情况下，实现快速换向，提高作业效率，降低驾驶强度。
[0019]3.本申请能够实现拖拉机在行驶到特定车速后，驾驶员不踩加速踏板时维持当前行驶车速，并可根据特定的条件退出定速巡航；降低了现有技术中驾驶员维持车速的操作复杂程度，有利于减少驾驶员的工作负荷，保证田地的耕种质量。
附图说明
[0020]图1为本申请定速巡航控制系统的构成框图；图2为本申请定速巡航状态判断和巡航速度设定的控制流程图；图3为本申请巡航速度增加或减少的控制流程图；图4为本申请定速巡航状态下电动机的控制流程图；图5为本申请定速巡航状态下动力换向过程中的控制流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。
[0022]如图1所示，本实施例提供一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统，包括整车控制器（VCU）、发动机、发电机、电动机、动力电池组、传动系统、显示系统和驾驶员操作系统。所述发动机、发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统，其特征在于：包括串联的发动机、发电机和电动机，所述发电机的输出端连接动力电池组，所述电动机的输出端连接拖拉机传动系统，还包括显示系统、整车控制器和驾驶员操作系统；所述发动机、发电机、电动机和动力电池组分别由发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC控制，所述传动系统包括依次连接的二挡变速箱、后桥及车轮，用于将电动机的动力传输至车轮；所述的驾驶员操作系统包括巡航开关组、加速踏板、制动踏板、换挡开关和方向开关；驾驶员通过操作驾驶员操作系统实现拖拉机的定速巡航；所述显示系统通过CAN总线分别与发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC连接进行数据交互，用于显示拖拉机的行驶状态信息；所述整车控制器通过CAN总线与发动机管理系统EMS、发电机控制器GCU、电动机控制器MCU和电池管理系统BMC连接获取数据信息，并发送相关控制指令；整车控制器还通过硬线连接驾驶员操作系统和变速箱，获取驾驶员的操作信息，执行定速巡航状态的判定、定速巡航速度的设定和定速巡航动力输出的控制。2.根据权利要求1所述的一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制系统，其特征在于：所述巡航开关组包括巡航使能开关、巡航速度增加开关和巡航速度减小开关；方向开关包括前进开关、空挡开关和后退开关。3.一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制方法，其特征在于：基于权利要求1或2所述的定速巡航控制系统，具体包括：整车控制器获取拖拉机运行信息，判断能否进入定速巡航状态；若所述运行信息满足预设的定速巡航条件，则激活巡航使能开关进入定速巡航状态，以当前的车速为巡航速度；若不满足，则以加速踏板开度控制拖拉机行驶速度；处于定速巡航状态时，整车控制器接收来自驾驶员操作系统的操作触发信号，进行巡航速度的调整、巡航速度的复位以及定速巡航状态的退出；在定速巡航状态下启动动力换向，拖拉机仍保持定速巡航激活状态，使拖拉机在动力换向后以相反的方向继续进行定速巡航，便于拖拉机在作业过程中调头。4.根据权利要求3所述的一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制方法，其特征在于：所述定速巡航条件指同时满足能源系统运行正常、变速箱非空挡、当前行驶速度大于定速巡航速度最小阈值、制动开关无效和当前行驶方向为前进方向。5.根据权利要求3所述的一种串联式混合动力拖拉机的定速巡航控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵一荣，赵心，刘孟楠，薛占坡，王建华，郭富强，元宁，杨志刚，王界中，王梦华，
申请(专利权)人：第一拖拉机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：