[發(fā)明專利]一種串聯(lián)式混合動力的拖拉機及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410175420.3
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104029590B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志立;時輝;徐立友;方樹平;張曉瑞;吳依偉;侯海源;劉孟楠
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: B60K6/22
• 分類號: B60K6/22;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/15;B60W40/105;B60W40/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及串聯(lián)式混合動力的拖拉機及其控制方法。?

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)拖拉機保有量越來越多，拖拉機一般采用柴油動力，其所造成的空氣污染和石油消耗越來越嚴(yán)重，已成為環(huán)境污染和能源消耗的重要組成部分。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)式混合動力的拖拉機及其控制方法，用以解決拖拉機能耗大、污染嚴(yán)重的問題。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：?

一種串聯(lián)式混合動力的拖拉機，包括前橋、后橋、傳動系統(tǒng)和串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)電機、蓄電池和電動機，發(fā)動機傳動連接發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池電連接，蓄電池供電連接電動機。?

發(fā)動機與發(fā)電機之間設(shè)有第一離合器(C₁)，電動機通過第二離合器(C₂)連接變速器。?

拖拉機還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括整機ECU、發(fā)動機控制單元、電動機控制單元，發(fā)電機控制單元，變速器控制單元，電池管理系統(tǒng)和離合器控制單元，以及驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速傳感器(S₁)，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩傳感器(S₂)，實際速度傳感器(S₃)，動力輸出轉(zhuǎn)矩傳感器(S₄)和動力輸出轉(zhuǎn)速傳感器(S₅)。?

所述的發(fā)動機為柴油機，所述的電動機為永磁同步電動機，所述的發(fā)電機為永磁同步發(fā)電機；蓄電池為鉛酸蓄電池。?

一種串聯(lián)式混合動力拖拉機的控制方法，包括如下步驟：?

(1)若動力輸出軸轉(zhuǎn)矩為0，拖拉機實際速度大于或等于0，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩大于0，拖拉機速度逐漸增大，則整機ECU判斷出拖拉機當(dāng)前處于起步/加速模式；整機控制系統(tǒng)則根據(jù)判斷結(jié)果啟動電動機，驅(qū)動拖拉機完成起步和加速過程，關(guān)閉發(fā)動機和發(fā)電機，電動機控制單元控制電動機工作在高效區(qū)，且電動機輸出轉(zhuǎn)矩T_m大于滾動阻力矩；?

(2)若動力輸出軸轉(zhuǎn)矩為0，拖拉機實際速度大于0，驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩大于0，且驅(qū)動輪速度越來越小，則整機ECU判斷出拖拉機當(dāng)前處于減速/制動/停機模式；整機控制系統(tǒng)則根據(jù)判斷結(jié)果啟動電動機，關(guān)閉發(fā)動機和發(fā)電機；電動機控制單元控制電動機使其進行制動能量的回收，且工作在高效區(qū)；?

(3)若整機ECU判斷出拖拉機不處于起步/加速模式和減速/制動/停機模式，那么拖拉機就處于正常作業(yè)模式：?

判斷當(dāng)前選電池電量與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的電量最高閥值SOC_max和最低閥值SOC_min之間的關(guān)系；判斷當(dāng)前需求的轉(zhuǎn)矩T_req、轉(zhuǎn)速r_req及功率P_req與發(fā)動機和電動機輸出的轉(zhuǎn)矩T_e，T_m、轉(zhuǎn)速r_e，r_m及功率P_e，P_m之間的關(guān)系；?

若當(dāng)前電量大于或等于SOC_max(電量最高閥值)，控制關(guān)閉發(fā)動機和電機，啟動電動機驅(qū)動拖拉機正常作業(yè)，并使電動機工作在高效區(qū)，且電動機輸出轉(zhuǎn)矩T_m＝T_req；?

若當(dāng)前電量小于SOC_max(電量最高閥值)，控制啟動發(fā)動機、電機及電動機，電動機驅(qū)動拖拉機正常作業(yè)，并使電動機工作在高效區(qū)，且電動機輸出轉(zhuǎn)矩T_m＝T_req，使發(fā)動機工作在最佳燃油經(jīng)濟性曲線上。?

本發(fā)明將混合動力技術(shù)應(yīng)用于拖拉機，采用串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的拖拉機由于可以進行制動能量回收，且對現(xiàn)有機型改動不大，可充分利用原有的生產(chǎn)和技術(shù)資源，所以串聯(lián)式混合動力拖拉機動力系統(tǒng)是實現(xiàn)拖拉機節(jié)能和環(huán)保的有效途徑。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的動力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)圖；?

圖2是變速器與分動器結(jié)構(gòu)圖；?

圖3是發(fā)動機的萬有特性圖；?

圖4是發(fā)動機速度控制原理圖；?

圖5是發(fā)動機的輸出控制原理圖；?