技术领域
[0001] 本
发明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。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
发明内容
[0005] 本发明为克服
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。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 本发明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：
[0008] 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；
[0009] 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：
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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。
[0013] 本发明所述的作业控制方法的特点也在于，
[0014] 所述步骤1中的作业阻力状态是按照以下方法进行判断：
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] 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；
[0018] 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；
[0019] 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。
[0020] 所述步骤2中的减速模式控制是按照以下方法进行：
[0021] 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；
[0022] 步骤2A.2、优先调节
发动机，降低发动机输出
扭矩；
[0023] 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；
[0024] 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；
[0025] 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。
[0026] 所述步骤2中的增速模式控制是按照以下方法进行：
[0027] 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；
[0028] 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；
[0029] 步骤2B.3、增大增大液压模块的速比；
[0030] 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；
[0031] 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。
[0032] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0033] 1、本发明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。
[0034] 2、本发明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。
[0035] 3、本发明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
[0036] 图1为本发明新型履带水田拖拉机变速传动系统的前端模块；
[0037] 图2为本发明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
[0038] 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，对本发明作进一步详细叙述：
[0039] 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：
[0040] 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；
[0041] 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；
[0042] 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；
[0043] 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；
[0044] 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；
[0045] 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；
[0046] 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；
[0047] 步骤2.1、减速模式控制是按照以下方法进行：
[0048] 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；
[0049] 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；
[0050] 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
排量轴向柱塞泵的排量，从而减小液压模块的速比降低当前车速；
[0051] 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，则调整图2中同步器的
位置，使机械档位由低档位升至高档位，从而减小机械传动比；否则不进行操作；
[0052] 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，则通过增加作业机具的耕深或增加幅宽来增加作业阻力；否则不进行控制。
[0053] 步骤2.2、增速模式控制是按照以下方法进行：
[0054] 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；
[0055] 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；
[0056] 步骤2B.3、减小图1中双向调节变排量
轴向柱塞泵的排量，从而增大液压模块HMT的速比；
[0057] 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，则调整图2中同步器的位置，使机械档位由高档位降至低档位，增大机械传动比，否则不进行操作；
[0058] 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，则减小作业机具的耕深或减小幅宽来降低作业阻力，否则不进行操作。
[0059] 实施例：图1、图2为传动装置简图，包括前端模块和中段定比有级变速模块与无级差速转向模块。其中，前端模块设有动力输入轴、分动轴、HMT离合器、HST离合器、双向调节变排量泵、节流
阀、双向定量
马达、汇流
行星轮系以及主传动齿轮；中段定比有级变速模块与无级差速转向模块设有Ⅰ-Ⅲ档同步器、Ⅱ-Ⅳ档同步器、左、右分动齿轮、左、右传动齿轮、左、右行星
差速器、转向HST模块以及转向传动机构。
[0060] 假设装备了该型传动装置的拖拉机正进行耕地作业，此时机械档位为Ⅱ挡。当拖拉机遇到上坡路段时拖拉机的作业阻力会变大。当计算得到的平均加速度a<0且车速传感器获取到的拖拉机当前车速低于耕地作业推荐的最低车速时，控制系统进入增速控
制模式。控制系统首先会查询发动机的特性曲线并判断发动机的后备功率是否能克服阻力；若能够克服阻力，则控制系统会调节节气门开度来增加发动机的功率输出；若不能，则控制系统会减小图1中双向调节变排量轴向柱塞泵的排量，从而增大液压模块的速比提高车速。控制完成后，再次检测当前车速是否低于耕地作业推荐的最低车速，若当前车速仍低于耕地作业推荐的最低车速，则使图2中Ⅰ-Ⅲ档同步器的位置处于Ⅰ档处，将机械档位由Ⅱ档降至Ⅰ档，从而增加机械传动比，增大拖拉机的牵引扭矩。控制完成后，再次检测当前车速是否低于耕地作业推荐的最低车速，若当前车速仍低于耕地作业推荐的最低车速，则提升
犁铧高度，降低作业机具的耕深，从而减小作业阻力。
