1.本发明属于拖拉机技术领域,特别涉及一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构及运行方式。
背景技术:2.农业机械化生产过程中,传统拖拉机作为重要的动力机械,依靠燃烧化石能源做功输出动力,用于驱动拖拉机和农用作业,传统拖拉机工作过程中柴油机排放的废气中颗粒和有害气体成分较高,且能量损失比较严重。随着全球化石能源递减、大气环境污染和温室效应的增强,对人类社会可持续发展带来不容忽视的影响。近年来以节能环保型的纯电动拖拉机、混合动力拖拉机得到相应研究和发展,同时也面临很多难题。纯电动拖拉机利用电力(非化石燃料)驱动,具有零排放无污染的优点,但受限于动力电池容量有限,纯电动拖拉机续航能力有限;混合动力拖拉机兼具纯电动拖拉机和传统拖拉机的优势,但结构复杂,布置困难,机电耦合装置与柴油机、牵引电动机、变速器匹配困难。
3.随着互联网的快速发展,智能驾驶技术在交通领域和工程机械中得到广泛应用。在拖拉机技术领域中智能驾驶技术既能减轻驾驶员的工作强度,更能够按照严格的标准运行拖拉机作业,但目前在兼顾安全和成本的情况下,智能驾驶拖拉机未得到完善的技术方案。
技术实现要素:4.本发明的目的在于提出一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构及运行方式,通过双排行星齿轮机电耦合装置的应用实现混合动力拖拉机多模式运行,以适应复杂的作业工况,同时加上智能驾驶感知系统,实现拖拉机在相关条件下能够智能驾驶,减轻拖拉机驾驶员的工作强度。
5.为了实现上诉目的,本发明所采用的方案是:一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构及运行方式,拓扑结构包括动力电池、dc/dc转换器、电动转向助力泵、低压蓄电池、转矩传感器、工控机、双目摄像头、激光雷达、中央传动、后轮、速度传感器、pto电动机、整车控制器、变速器、机电耦合装置、牵引电动机、柴油机、ac/dc转换器;所述拓扑结构中包含电连接、can线连接、机械连接、因特网连接和udp通讯连接等五种连接方式;实现牵引电动机起动柴油机模式、柴油机单独驱动模式、牵引电动机单独驱动模式、柴油机牵引电动机混合驱动模式、怠速充电模式和行车充电模式六种运行方式。
6.所述的动力电池、低压蓄电池、ac/dc转换器、dc/dc转换器、转矩传感器、牵引电动机、pto电动机、电动转向助力泵、机电耦合装置、激光雷达、双目摄像头、工控机、速度传感器及整车控制器之间为电连接,动力电池输出电压经ac/dc转换器转换成适合牵引电动机和pto电动机工作电压,为牵引电动机和pto电动机供电;动力电池输出电压经dc/dc转换器转换为合适低压蓄电池充电的充电电压;低压蓄电池为激光雷达、双目摄像头、工控机、电动转向助力泵、整车控制器、转矩传感器、速度传感器、机电耦合装置中的电磁锁止器供电。
7.所述的整车控制器与动力电池、ac/dc转换器、dc/dc转换器、低压蓄电池、柴油机、牵引电动机、pto电动机、机电耦合装置、变速器、转矩传感器、速度传感器之间为can线连接,整车控制器通过can线获取转矩和动力电池soc值动态控制柴油机和牵引电动机的功率输出,通过控制机电耦合装置中不同电磁锁止器的状态,控制拖拉机不同的运行方式,同时根据工控机中的工况信息,将方向盘转角指令输送至电动转向助力泵,控制拖拉机的智能驾驶。
8.所述的机电耦合装置包括并列设置的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构,前行星齿轮机构的行星轮支架和后行星齿轮机构的后齿圈固定连接,前行星齿轮机构的前太阳轮通过离合器ⅰ与柴油机的输出轴连接,前行星齿轮机构的前太阳轮与后行星齿轮机构的后太阳轮通过离合器ⅱ连接,离合器ⅰ与前太阳轮之间的连接轴上设置有第一电磁锁止器,第一电磁锁止器用于锁止或解锁前/后行星齿轮机构的前/后太阳轮对前/后行星轮支架的动力输出;前行星齿轮机构的前齿圈与牵引电动机的输出轴啮合,前行星齿轮机构的前齿圈上设置有第二电磁锁止器,第二电磁锁止器用于锁止或解除前行星齿轮机构的前齿圈对其前行星轮支架的动力输出;后行星齿轮机构的后齿圈上设置有第三电磁锁止机构;后行星齿轮机构的后太阳轮上设置有第四电磁锁止器;后行星齿轮机构的后行星轮支架与变速器输入轴连接。
9.所述的智能驾驶感知系统包括激光雷达、双目摄像头、工控机、速度传感器、整车控制器和电动转向助力泵,激光雷达对拖拉机周围环境勘测的距离通过因特网传输至工控机,双目摄像头对拖拉机周围扫描的模型通过can线传输至工控机,工控机获取的工况信息通过udp通讯传输至整车控制器,整车控制器根据工况信息、拖拉机速度及动力电池soc值输出智能驾驶决策,控制拖拉机行径方向和动力产生装置的运行及pto电动机的动力输出。
10.混合动力拖拉机六种运行方式由整车控制器根据转矩传感器获取机电耦合装置的输出转矩和动力电池soc值动态控制,在整车控制器中设置有三个转矩值0、tr1和tr2;两个soc值socmax和socmin。柴油机和牵引电动机的并联使用在维护动力电池寿命的基础上,既能够发挥牵引电动机低速恒转矩、高速恒功率的特性,同时避开柴油机大扭矩高排放工作区域,有效降低拖拉机的排放。
11.所述pto电动机在拖拉机驱动控制中,整车控制器将根据pto机具是否需求动力及动力电池soc值来控制pto电动机的工作状态,在机具不需求pto动力时,pto电动机停止工作;机具需求pto动力时,如果动力电池soc》socmin,pto电动机工作,否则拖拉机将运行行车充电模式,且pto电动机工作。
12.本发明一种智能驾驶并联混合动力拖拉机拓扑结构及运行方法的有益效果是:
13.(1)以柴油机和牵引电动机为混合动力产生装置,在拖拉机起步、加速和爬坡等需求大扭矩工况下多使用牵引电动机驱动,避开柴油机大扭矩高排放工作区域,有效降低拖拉机的排放,提高运行效率。
14.(2)双排行星齿轮机构的机电耦合装置实现柴油机和牵引电动机的多种耦合方式,实现拖拉机多种运行方式的灵活切换,保证动力电池的续航要求,提高动力电池寿命。
15.(3)融合智能驾驶感知系统的整车控制系统控制拖拉机高效智能运行,提升拖拉机智能化水平,减轻驾驶员的劳动负荷。
附图说明
16.图1是本发明一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构图。
17.图2是图1所示拓扑结构中双排行星齿轮机电耦合装置示意图。
18.图3是采用图1所示拓扑结构的混合动力拖拉机运行方式示意图。
19.图4是采用图1所示拓扑结构的混合动力拖拉机智能驾驶环境感知流程图。
20.【附图标记】
21.1、动力电池;2、dc/dc转换器;3、电动转向助力泵;4、低压蓄电池;5、转矩传感器;6、工控机;7、双目摄像头;8、激光雷达;9、中央传动装置;10后轮;11、速度传感器;12、pto电动机;13、整车控制器;14、变速器;15、机电耦合装置;16、牵引电动机;17、柴油机;18、ac/dc转换器;15-01、离合器ⅰ;15-02、第一电磁锁止器;15-03、前齿圈;15-04、第二电磁锁止器;15-05、前行星轮;15-06、前行星轮支架;15-07、第三电磁锁止器;15-08、后行星轮;15-09、后行星轮支架;15-10、变速器输入轴;15-11、第四电磁锁止器;15-12、离合器ⅱ。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。应当理解以下实施方案中的
“ⅰ”
、
“ⅱ”
、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅对装置名称进行区分,并不具有特定含义。
23.参照图1,本发明一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构,包括动力电池1、dc/dc转换器2、电动转向助力泵3、低压蓄电池4、工控机6、双目摄像头7、激光雷达8、中央传动装置9、后轮10、速度传感器11、pto电动机12、整车控制器13、变速器14、机电耦合装置15、牵引电动机16、柴油机17、ac/dc转换器18。
24.动力电池通过ac/dc转换器分别与牵引电动机、pto电动机电连接,动力电池的输出电压经ac/dc转换器转换成适合牵引电动机和pto电动机的工作电压,为牵引电动机和pto电动机供电;动力电池通过dc/dc转换器与低压蓄电池电连接,动力电池的输出电压经dc/dc转换器转换为适合低压蓄电池充电的充电电压,给低压蓄电池进行充电;低压蓄电池分别与激光雷达、双目摄像头、工控机、电动转向助力泵、整车控制器、转矩传感器、速度传感器、机电耦合装置中的电磁锁止器电连接,用于给前述各部件供电。
25.所述整车控制器与动力电池、ac/dc转换器、dc/dc转换器、低压蓄电池、柴油机、牵引电动机、pto电动机、机电耦合装置、变速器、转矩传感器(安装在机电耦合装置的输出轴上并用于检测机电耦合装置的输出转矩)、速度传感器(用于检测拖拉机的行进速度)之间均为can线连接,整车控制器通过can线获取拖拉机速度、动力产生装置输出转矩和动力电池soc值,进而动态控制柴油机和牵引电动机的动力输出;通过控制机电耦合装置中不同电磁锁止器的状态,控制拖拉机不同的运行方式,同时根据工控机中的工况信息,将方向盘转角指令输送至电动转向助力泵,控制拖拉机的智能驾驶。
26.所述柴油机、牵引电动机分别与机电耦合装置的输入端机械连接,机电耦合装置的输出轴与变速器机械连接,变速器的输出轴与安装在后轮轴上的中央传动装置机械连接,前述机械连接方式为现有技术,不再详述。借助前述连接,柴油机与牵引电动机输出的动力经过机电耦合装置进行功率的分流和汇流后输出适合拖拉机驱动的转速或转矩。
27.所述激光雷达与工控机通过因特网连接;双目摄像头与工控机通过can线连接,激
光雷达与双目摄像头用于采集作业环境信息;工控机与整车控制器通过udp通讯连接。
28.所述拖拉机pto动力输出由pto电动机单独完成,pto电动机在整车控制器的控制下能够定比例跟随拖拉机速度输出相应速度,也能够输出恒定转速。
29.参照图2,所述的机电耦合装置包括并列设置的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构,前行星齿轮机构的前行星轮支架15-06和后行星齿轮机构的后齿圈固定连接,前行星齿轮机构的前太阳轮通过离合器ⅰ15-01与柴油机的输出轴连接,前行星齿轮机构的前太阳轮与后行星齿轮机构的后太阳轮通过离合器ⅱ15-12连接,离合器ⅰ15-01与前太阳轮之间的连接轴上设置有第一电磁锁止器15-02,第一电磁锁止器用于锁止或解锁前/后行星齿轮机构的前/后太阳轮对前/后行星轮支架的动力输出;前行星齿轮机构的前齿圈15-03与牵引电动机的输出轴啮合,前行星齿轮机构的前齿圈15-03上设置有第二电磁锁止器15-04,第二电磁锁止器用于锁止或解除前行星齿轮机构的前齿圈对其前行星轮支架的动力输出;后行星齿轮机构的后齿圈上设置有第三电磁锁止机构15-07,第三电磁锁止器用于锁止或解锁前行星齿轮机构的前行星轮支架15-06对后行星齿轮机构的后齿圈的动力输出;后行星齿轮机构的后太阳轮上设置有第四电磁锁止器15-11,第四电磁锁止器用于锁止或解除后行星齿轮机构中后行星轮支架对后太阳轮的动力输出,第四电磁锁止器锁止时后行星轮机构为固定传动比的单输出齿轮啮合机构;后行星齿轮机构的后行星轮支架15-09与变速器输入轴连接。
30.根据所述机电耦合器装置中离合器的状态(断开或接合状态)和电磁锁止机构的模式(锁止或解除模式),混合动力拖拉机能够实现六种运行方式:1、牵引电动机起动柴油机方式:离合器ⅰ为接合状态、离合器ⅱ为断开状态,第一电磁锁止器和第二电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式,牵引电动机输出动力传递到前齿圈,带动前行星齿轮机构的前太阳轮转动,动力经过离合器ⅰ起动柴油机;2、柴油机单独驱动方式:离合器ⅰ和离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除模式、第二电磁锁止器和第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机的输出动力通过离合器ⅰ和离合器ⅱ传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,带动后行星轮支架15-09公转,将动力传输至变速器;3、牵引电动机单独驱动方式:离合器ⅰ、离合器2为断开状态,第一电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式、第二电磁锁止器和第三电磁锁止器为解除模式,牵引电动机的输出动力传递到前行星齿轮机构的前齿圈,带动前行星轮15-05公转,前行星轮支架15-09带动后行星齿轮机构的后齿圈转动,将动力传递至后行星齿轮机构的后齿圈,后齿圈带动后行星轮15-08公转,通过后行星轮支架15-09将动力传输至变速器;4、柴油机牵引电动机混合驱动方式:离合器ⅰ、离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器、第二电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机的输出动力传递至前太阳轮,牵引电动机的输出动力传递至前齿圈,即柴油机和牵引电动机的输出动力经前行星齿轮机构耦合后传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,通过后行星轮支架15-09将动力传递至变速器;5、怠速充电方式:离合器ⅰ为接合状态、离合器ⅱ为断开状态,第一电磁锁止器和第二电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式,柴油机的输出动力通过离合器ⅰ传递至前行星齿轮机构的前太阳轮,前太阳轮带动前行星轮15-05自转,将动力传输至前行星齿轮机构的前齿圈,带动牵引电动机发电,给动力电池充电;6、行车充电方式:离合器ⅰ、离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器、第二电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除
模式、第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机的部分输出动力通过离合器ⅰ传递至前行星齿轮机构的前太阳轮,前太阳轮带动前行星轮15-05自转,将动力传递至前齿圈,从而带动牵引电动机发电,同时柴油机的另一部分输出动力通过离合器ⅰ、离合器ⅱ传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,后太阳轮带动后行星轮15-08自转,通过后行星轮支架15-06将动力传递至变速器,从而驱动拖拉机。
31.参照图3,本发明根据转矩传感器和动力电池soc值对前述六种运行方式进行动态控制,在整车控制器中设置有三个转矩值0、tr1和tr2及两个soc值socmax和socmin。转矩传感器将检测到的输出转矩t上传至整车控制器,当输出转矩t>0,拖拉机进行驱动控制;当输出转矩t<0,拖拉机进行机械制动控制;当输出转矩t=0,若动力电池soc值(为便于说明,以下简称soc)小于设定的soc
max
值,拖拉机进行怠速充电,相反拖拉机无动力输出,为驻车状态。在拖拉机驱动控制中,当拖拉机起步、加速和爬坡时需求大转矩,即转矩传感器检测到的输出转矩t》tr2时:若soc》socmax时,拖拉机由牵引电动机驱动,充分发挥电动机低转速大扭矩、高转速恒功率的特性;若socmin《soc《socmax时,柴油机和牵引电动机并联输出动力,混合驱动拖拉机,不但满足大转矩需求,而且柴油机和牵引电动机的并联使用在维护动力电池寿命的基础上,既能够发挥牵引电动机低速恒转矩、高速恒功率的特性,同时避开柴油机大扭矩高排放工作区域,有效降低拖拉机的排放;若soc《socmin时,柴油机单独输出动力驱动拖拉机。在拖拉机处于中等负荷时,即tr1《t《tr2时:若动力电池soc》socmin时,拖拉机由柴油机和牵引电动机混合驱动;若动力电池soc《socmin时,柴油机单独输出动力驱动拖拉机。在拖拉机处于小负荷时,即输出转矩t《tr1时:若soc》socmax时,牵引电动机单独输出动力驱动拖拉机;相反soc《socmax时,柴油机输出动力的同时驱动拖拉机和给动力电池充电。
32.更进一步的,在t》0,即拖拉机进行驱动控制中,整车控制器将根据机具是否需求动力及动力电池soc值来控制pto电动机的工作状态,在机具不需求pto动力时,pto电动机停止工作;机具需求pto动力时,如果soc》socmin,pto电动机工作,否则拖拉机将运行行车充电方式,且pto电动机工作。
33.参照图4,采用前述拓扑结构的混合动力拖拉机能够提供智能驾驶模式,所述智能驾驶模式能够实现拖拉机在天气良好、能见度高的环境中智能作业,启动拖拉机智能驾驶模式后,智能驾驶感知传感器(包括激光雷达、双目摄像头)首先对周围环境信息进行采集,包括拖拉机所处位置、作业边界、田地坡度、行驶速度及有无障碍物、障碍物位置;双目摄像头采集到的工况信息通过can线、激光雷达采集到的工况信息通过因特网分别传输至工控机,作为拖拉机的控制核心的整车控制器通过udp通讯读取工控机中的工况信息,输出拖拉机智能驾驶指令,控制拖拉机进行智能驾驶,在拖拉机需要调整行进方向或转弯时,整车控制器通过向电动转向助力泵输出控制指令,电动转向助力泵工作,推动拖拉机前轮实现转向。
34.以上所述,仅是本发明的较佳实施方案,并非对本发明任何形式上的限制,尽管参照较佳实施方案对本发明进行详细说明,本领域的技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权力要求范围当中。本发明未详细描述的形状、构造、控制策略部分均为公知技术。
技术特征:1.一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构,其特征是包括动力电池(1)、dc/dc转换器(2)、电动转向助力泵(3)、低压蓄电池(4)、工控机(6)、双目摄像头(7)、激光雷达(8)、中央传动装置(9)、后轮(10)、速度传感器(11)、pto电动机(12)、整车控制器(13)、变速器(14)、机电耦合装置(15)、牵引电动机(16)、柴油机(17)、ac/dc转换器(18),动力电池通过ac/dc转换器分别与牵引电动机、pto电动机电连接,动力电池通过dc/dc转换器与低压蓄电池电连接,低压蓄电池分别与激光雷达、双目摄像头、工控机、电动转向助力泵、整车控制器、转矩传感器、速度传感器、机电耦合装置中的电磁锁止器电连接;所述整车控制器与动力电池、ac/dc转换器、dc/dc转换器、低压蓄电池、柴油机、牵引电动机、pto电动机、机电耦合装置、变速器、转矩传感器、速度传感器之间均为can线连接;所述激光雷达与工控机通过因特网连接;双目摄像头与工控机通过can线连接;工控机与整车控制器通过udp通讯连接;所述柴油机、牵引电动机分别与机电耦合装置的输入端机械连接,机电耦合装置的输出轴与变速器机械连接,变速器的输出轴与安装在后轮上的中央传动装置机械连接,柴油机与牵引电动机输出的动力经过机电耦合装置进行功率的分流和汇流后输出适合拖拉机驱动的转速或转矩。2.根据权利要求1所述的一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构,其特征是所述机电耦合装置包括并列设置的前行星齿轮机构和后行星齿轮机构,柴油机的输出轴通过离合器ⅰ(15-01)与前行星齿轮机构的前太阳轮连接,牵引电动机的输出轴与前行星齿轮机构的前齿圈(15-03)啮合,前行星齿轮机构的前行星轮支架(15-06)和后行星齿轮机构的后齿圈固定连接,前行星齿轮机构的前太阳轮与后行星齿轮机构的后太阳轮通过离合器ⅱ(15-12)连接,后行星齿轮机构的后行星轮支架(15-09)与变速器(14)的输入轴连接;所述离合器ⅰ(15-01)与前行星齿轮机构的前太阳轮之间的连接轴上设置有第一电磁锁止器(15-02),前行星齿轮机构的前齿圈(15-03)上设置有第二电磁锁止器(15-04),后行星齿轮机构的后齿圈上设置有第三电磁锁止机构(15-07),后行星齿轮机构的后太阳轮上设置有第四电磁锁止器(15-11)。3.一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机运行方式,其特征是根据所述机电耦合器装置中两个离合器的状态和四个电磁锁止机构的模式,采用权利要求2所述拓扑结构的混合动力拖拉机具有六种运行方式:(1)牵引电动机起动柴油机方式:离合器ⅰ为接合状态、离合器ⅱ为断开状态,第一电磁锁止器和第二电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式,牵引电动机输出动力传递到前齿圈,带动前行星齿轮机构的前太阳轮转动,动力经过离合器ⅰ起动柴油机;(2)柴油机单独驱动方式:离合器ⅰ和离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除模式、第二电磁锁止器和第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机的输出动力通过离合器ⅰ和离合器ⅱ传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,带动后行星轮支架公转,将动力传输至变速器;(3)牵引电动机单独驱动方式:离合器ⅰ、离合器ⅱ为断开状态,第一电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式、第二电磁锁止器和第三电磁锁止器为解除模式,牵引电动机的输出动力传递到前行星齿轮机构的前齿圈,带动前行星轮公转,前行星轮支架带动后行星齿
轮机构的后齿圈转动,将动力传递至后行星齿轮机构的后齿圈,后齿圈带动后行星轮公转,通过后行星轮支架将动力传输至变速器;(4)柴油机牵引电动机混合驱动方式:离合器ⅰ、离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器、第二电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机和牵引电动机的输出动力经前行星齿轮机构耦合后传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,通过后行星轮支架将动力传递至变速器;(5)怠速充电方式:离合器ⅰ为接合状态、离合器ⅱ为断开状态,第一电磁锁止器和第二电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器和第四电磁锁止器为锁止模式,柴油机的输出动力通过离合器ⅰ传递至前行星齿轮机构的前太阳轮,前太阳轮带动前行星轮自转,将动力传输至前行星齿轮机构的前齿圈,带动牵引电动机发电,给动力电池充电;(6)行车充电方式:离合器ⅰ、离合器ⅱ为接合状态,第一电磁锁止器、第二电磁锁止器和第四电磁锁止器为解除模式、第三电磁锁止器为锁止模式,柴油机的部分输出动力通过离合器ⅰ传递至前行星齿轮机构的前太阳轮,前太阳轮带动前行星轮自转,将动力传递至前齿圈,带动牵引电动机发电,同时柴油机的另一部分输出动力通过离合器ⅰ、离合器ⅱ传递至后行星齿轮机构的后太阳轮,后太阳轮带动后行星轮自转,通过后行星轮支架将动力传递至变速器。4.根据权利要求3所述的一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机运行方式,其特征是所述整车控制器中设置有三个转矩值:0、tr1、tr2和两个soc值:socmax、socmin;转矩传感器将检测到的输出转矩t上传至整车控制器,当输出转矩t>0,拖拉机进行驱动控制;当输出转矩t<0,拖拉机进行机械制动控制;当输出转矩t=0,若soc<soc
max
,拖拉机运行怠速充电方式,相反拖拉机为驻车状态。5.根据权利要求4所述的一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机运行方式,其特征是在拖拉机进行驱动控制中,当t>tr2时:若soc>socmax时,拖拉机运行牵引电动机单独驱动方式;若socmin<soc<socmax时,拖拉机运行柴油机牵引电动机混合驱动方式;若soc<socmin时,拖拉机运行柴油机单独驱动方式;当tr1<t<tr2时:若soc>socmin时,拖拉机运行柴油机牵引电动机混合驱动方式;若soc<socmin时,拖拉机运行柴油机单独驱动方式;当t<tr1时:若soc>socmax时,拖拉机运行牵引电动机单独驱动方式;若soc<socmax时,拖拉机运行行车充电方式。6.根据权利要求4所述的一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机运行方式,其特征是拖拉机进行驱动控制中,整车控制器将根据机具是否需求动力及动力电池soc值来控制pto电动机的工作状态,在机具不需求pto动力时,pto电动机停止工作;机具需求pto动力时,如果soc>socmin,pto电动机工作,否则拖拉机将运行行车充电方式,且pto电动机工作。7.根据权利要求6所述的一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机运行方式,其特征是所述pto电动机在整车控制器的控制下能够定比例跟随拖拉机速度输出相应转速,或者输出恒定转速。
技术总结本发明公开一种智能驾驶并联式混合动力拖拉机拓扑结构,包括动力电池、电动转向助力泵、低压蓄电池、工控机、双目摄像头、激光雷达、中央传动装置、后轮、速度传感器、PTO电动机、整车控制器、变速器、机电耦合装置、牵引电动机、柴油机。采用前述拓扑结构的混合动力拖拉机根据机电耦合器装置中离合器的状态和电磁锁止机构的模式实现六种运行方式:牵引电动机起动柴油机、柴油机单独驱动、牵引电动机单独驱动、柴油机牵引电动机混合驱动、怠速充电、行车充电,通过前述六种运行方式的灵活切换,保证动力电池的续航要求,提高动力电池寿命。同时在天气良好、能见度高的环境中,所述拖拉机能够启动智能驾驶模式。启动智能驾驶模式。启动智能驾驶模式。
技术研发人员:张俊江 刘海涛 徐立友 刘孟楠 刘俊玲 闫祥海 赵思夏 冯港辉 雷生辉
受保护的技术使用者:河南科技大学
技术研发日:2022.07.19
技术公布日:2022/11/1