[发明专利]节能型串联混合动力拖拉机的控制方法

权利要求书

1.节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，以牵引电动机作为发动机，以柴油机/发电机组作为主能源系统，以蓄电池组或蓄电池/超级电容组作为辅助能源系统，其特征在于：柴油机/发电机在经济性运行下，主能源系统发出电功率定值，驱动牵引电动机高效运行，当电功率定值大于牵引电动机需求电功率时，由辅助能源系统储存多余电功率；当辅助能源系统SOC值高于设定值时，主能源系统停止工作，由辅助能源系统单独供能。

2.根据权利要求1所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，当拖拉机工作出现负载功率突增时，由辅助能源系统提供负载突变电功率。

3.根据权利要求2所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，所述驱动牵引电动机高效运行的方法步骤如下：

（1）采集拖拉机油门踏板开度及档杆位置信号；

（2）根据油门踏板开度及档杆位置信号求得期望牵引力、期望输出转矩；

（3）第一种方式：根据期望输出转矩以电动机效率的数学模型为优化目标进行搜索寻优，得到电动机效率最大时的期望输出转速；或者是第二种方式：采用针对电动机效率的实验并进行回归分析得到相关最高效率的分段函数，根据期望牵引力求的期望车速，根据当前传动比得到该期望车速下的期望输出转速；

（4）将期望输出转速、期望输出转矩输入电动机控制器，对电动机的运行进行控制。

4.根据权利要求3所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中是根据油门踏板开度大小占踏板最大开度的比例估算驾驶员期望输出转矩，设踏板深度为A，最大开度为B，_n档位下的最大有效牵引力为F_max.n，此时期望牵引力大小估算为：根据当前传动比得到该期望牵引力下的期望输出转矩。

5.根据权利要求4所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，所述步骤（3）的第一种方式中以牵引电动机效率的理论数学模型作为目标函数，对以期望牵引力为中心的正负ＦkN（F_want-Ｆ，F_want+Ｆ）为范围采用智能区域搜索算法进行搜索寻优，得到搜索范围内使目标函数最优即电动机效率最高时的工作点（F_best，V_best），其中F_best∈（F_want-Ｆ，F_want+Ｆ），以V_best代替F_want下的使牵引电动机最高效运行的期望车速，当前传动比得到该期望车速下的期望输出转速。

6.根据权利要求5所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，所述智能区域搜索算法为鱼群算法、蚁群算法或粒子群算法。

7.根据权利要求4所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，所述步骤（3）的第二种方式是通过设计实验绘制不同档位下电动机的运行效率曲线，通过采集电机台架试验以及负载试验数据绘制等效率曲线的方式得到一条平滑的曲线，使该曲线通过电机运行高效率曲线区域；采集曲线上的点，进行回归分析，拟合相关函数，以得到不同档位下的分段函数。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，所述步骤（4）之后，定时采集拖拉机油门踏板开度及档杆位置信号，判断是否需要重新进行期望输出转速的计算，如果是，则重新执行步骤（2）至（4），电动机控制器采用新的期望输出转速进行控制；如果不是，电动机控制器采用上次的期望输出转速进行控制。

9.根据权利要求8所述的节能型串联混合动力拖拉机的控制方法，其特征在于，对是否需要重新进行期望输出转速的计算是首先判断档杆位置是否变化，若是变化则需重新计算，若是没有变化则再采用关于踏板开度、踏板开度变化率构成的模糊规则进行判断。