一种拖拉机发动机的负载限制转速控制方法及系统与流程

本发明属于发动机控制领域，具体属于一种拖拉机发动机的负载限制转速控制方法及系统。

背景技术：

1、为使拖拉机的发动机输出功率充足、转速稳定，并具有良好的经济性，需配置适宜的发动机负载转速限制控制方法，搭载机械液压功率分流无级变速器的拖拉机拖挂大型犁具工作时，由于土质、地形环境的复杂性，使得外负载变化剧烈，造成拖拉机的发动机工作点频繁波动，转速不稳定，油耗较高。现有技术通过发动机与负载需求功率之间的匹配来使发动机工作点达到稳定，但转速控制精度较低，稳定性不高，针对机械液压功率分流无级变速器，负载剧烈变化会导致连续速比不稳定，频繁调速会使得发动机出现报警故障或损坏，比如负载过大，发动机就会超载等问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种拖拉机发动机的负载限制转速控制方法及系统，可以维持发动机在不同工况下稳定运转，其控制精度较高、经济性良好。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拖拉机发动机的负载限制转速控制方法，具体步骤如下：

3、s1根据激活挡位切换的情况得到期望输出的发动机负载限制转速；

4、s2获取上一周期的发动机负载转速和激活最大油门踏板时的发动机负载转速差值之和；

5、s3将上述和值与期望输出的发动机负载限制转速对比，取最小值为最终输出的发动机负载限制转速。

6、进一步的，s1中，当激活挡位切换时，取挡位切换后的发动机限制转速和实际发动机转速中的最小值为期望输出的发动机负载限制转速；

7、当不激活挡位切换时，取期望输入的发动机负载限制转速为期望输出的发动机负载限制转速；

8、具体的，激活升档时，档位切换前的发动机负载限制转速减去用于判断换挡时的发动机转速差值得到挡位切换后的发动机限制转速；

9、激活降档时，将判断换挡后的发动机转速差值乘以采样周期并与档位切换前的发动机负载限制转速相加，得到挡位切换后的发动机限制转速。

10、进一步的，s1中，根据期望的发动机负载限制转速、期望的发动机转速和pto控制模式得到期望输入的发动机负载限制转速。

11、进一步的，当pto控制模式激活时：期望的发动机负载限制转速值减去在pto模式下的期望发动机转速最大差值和发动机怠速转速降值得到期望输入的发动机负载限制转速；

12、当pto控制模式未激活时：

13、1)将最大发动机扭矩对应的发动机转速和换向穿梭对应的发动机负载限制转速差值相加并与启动驱动车辆时对应的发动机负载限制转速对比，取最小值；

14、2)用最小值减去实际车速对应的发动机转速一维线性分段函数查表值，得到差值；

15、3)将所述差值与期望的发动机负载限制转速值对比，取最小值为期望输入的发动机负载限制转速。

16、进一步的，所述发动机怠速转速降值为发动机最小怠速转速减去怠速时的最小发动机转速。

17、进一步的，1、获取不同驾驶模式情况下的最大发动机扭矩对应的发动机转速：

18、1)当驾驶模式为道路模式时，利用期望的发动机转速动态查表一维线性分段函数得到道路模式下的发动机转速查表值，将道路模式下的发动机转速查表值与道路模式下的最大扭矩对应的发动机转速对比，取最小值为最大发动机扭矩对应的发动机转速；

19、2)当驾驶模式为非道路模式时，利用期望的发动机转速动态查表一维线性分段函数得到非道路模式下的发动机转速查表值，将非道路模式下的发动机转速查表值与非道路模式下的最大扭矩对应的发动机转速对比，取最小值为最大发动机扭矩对应的发动机转速；

20、2、获取负载延迟时间条件下换向穿梭对应的发动机负载限制转速差值：

21、1)通过期望的发动机转速进行一维线性分段函数查表，得出换向穿梭时的发动机转速差值；

22、2)将所述差值和负载限制转速梯度相乘，得到换向穿梭对应的发动机负载限制转速差值；

23、3、根据车速得到启动驱动车辆时对应的发动机负载限制转速：

24、当车速小于等于3km/h时：

25、1)最大发动机扭矩对应的发动机转速减去发动机最小怠速转速再减去怠速时的最小发动机转速降值得到转速差值；

26、2)将所述转速差值与实际车速的一维线性分段函数查表值相乘，得到车速对应系数下的发动机转速值；

27、3)车速对应系数下的发动机转速值与发动机最小怠速转速和怠速时的最小发动机转速降值的和作为启动车辆时对应的发动机负载限制转速；

28、当车速大于3km/h时：

29、将最大发动机扭矩对应的发动机转速作为启动驱动车辆时对应的发动机负载限制转速。

30、进一步的，s1中，根据驾驶模式、发动机故障标志位和实际发动机转速得到期望的发动机负载限制转速；

31、当检测到发动机故障标志位时，当下激活的驾驶模式所选择的转速参数值，以及当前实际发动机转速减去发动机负载限制最小转速得到的差值，取上述两个值的最小值为期望的发动机负载限制转速值；

32、当没有检测到发动机故障标志位时，期望的发动机负载限制转速值为当下激活的驾驶模式所选择的转速参数；

33、当下激活的驾驶模式所选择的转速参数值为：

34、当实际驾驶模式为手动模式时，当下激活的驾驶模式所选择的转速参数值为发动机负载限制转速最大值；当实际驾驶模式为自动模式时，当下激活的驾驶模式所选择的转速参数值为发动机负载限制转速最大值。

35、进一步的，s2中，当检测到最大油门踏板标志位时，发动机负载转速差值为10rpm；否则，发动机负载转速差值为0。

36、本发明提供一种拖拉机发动机的负载限制转速控制系统，包括：

37、期望输出的发动机负载限制转速计算模块，用于根据激活挡位切换的情况得到期望输出的发动机负载限制转速；

38、发动机负载转速差值和计算模块，用于获取上一周期的发动机负载转速和激活最大油门踏板时的发动机负载转速差值之和；

39、数据对比输出模块，用于将发动机负载转速差值和计算模块得到和值与期望输出的发动机负载限制转速对比，并输出最小值，最小值为最终输出的发动机负载限制转速。

40、进一步的，所述期望输出的发动机负载限制转速计算模块包括：

41、激活挡位切换计算模块，用于当激活挡位切换时，取挡位切换后的发动机限制转速和实际发动机转速中的最小值为期望输出的发动机负载限制转速；

42、当不激活挡位切换时，取期望输入的发动机负载限制转速为期望输出的发动机负载限制转速；

43、期望输入的发动机负载限制转速计算模块，用于根据期望的发动机负载限制转速、期望的发动机转速和pto控制模式得到期望输入的发动机负载限制转速；

44、期望的发动机负载限制转速计算模块，用于根据驾驶模式、发动机故障标志位和实际发动机转速得到期望的发动机负载限制转速。

45、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

46、本发明提供一种拖拉机发动机的负载限制转速控制方法，通过最终输出的发动机负载限制转速来限制实际的速比变化，使得拖拉机因负载剧烈变化时，机械液压功率分流无极变速箱的速比波动较小，避免速比波动影响发动机转速，控制发动机的转速短时间内稳定运行，发动机工作点稳定，转速控制精度高，可靠性高；本发明的控制方法可以用于机械液压无级变速拖拉机，可以维持发动机在不同工况下稳定运转，其油耗降低、经济性良好。