液壓機械無級變速箱智能防熄火策略研究

郝功凱 孫曉鵬 任憲豐 胡永慧 劉中秀

（濰柴動力股份有限公司電控研究院 山東省濰坊市 261040）

1 研究背景

在整車作業過程中，受土壤松緊程度、作業形式等因素經常遇到劇烈、頻繁的負載工況變化，造成發動機負載功率不足，實際發動機轉速受負載影響不斷降低，嚴重時甚至導致發動機熄火；為避免發動機長時間處于異常工作狀態，傳統防熄火功能會使變速箱檔位回空擋，斷開發動機與變速箱之間的連接，使發動機轉速回升，維持正常工作[1-3]。實際作業過程中，受耕地土質、作業形式等影響負載波動較大，頻繁觸發防熄火功能不但會影響正常的作業效率，還會極大的影響駕駛員的駕乘體驗，為此需要針對整車的主要作業形式對現有防熄火功能進行優化。

2 傳統防熄火控制分析

發動機防熄火保護，主要監測發動機運行狀況，當發動機處于異常工作狀態時，執行相應的降級措施，防止發動機長時間處于異常工作狀態而影響使用壽命。整車正常作業時，通過模式控制向發動機發送一個固定的轉速設定值，使發動機維持在固定的轉速運轉[4-5]。通常這個轉速設定值依據實際的作業形式、犁具大小、土壤性質等因素來決定，確保發動機能夠帶動農具進行正常作業。傳統的防熄火保護，當發動機遇到大負載時，轉速降低，掉轉速在一段時間內大于一定閾值后，會使變速箱退出當前檔位回空擋，斷開發動機與變速箱連接，保證發動機能夠正常工作，實現防熄火功能。

在實際作業中，整車作業環境惡劣，耕地溝壑縱橫且作業模式多變，導致負載變化頻繁，遇到大負載時，發動機受負載影響轉速在短時間內快速下降，觸發防熄火。基于此類情況，駕駛員需要再次掛擋恢復正常作業，極大的影響作業效率與整車駕乘體驗。傳統防熄火控制原理如圖1所示。

圖1：傳統防熄火控制原理

3 避免觸發防熄火控制策略

根據上述分析，結合傳統防熄火功能，提出一種基于需求車速控制避免頻繁觸發防熄火的方法，如下所示：

3.1 基本控制思想

針對目前現有的防熄火保護邏輯，提供一種HMCVT 無級變速箱避免觸發防熄火的控制方法，增加車速控制提高整車對負載的適應性；負載突增導致發動機降速時，通過改變需求車速，降低傳動比，增大發動機扭矩，以使整車能夠拖動負載整車行進，在實現保護發動機的同時，提高整車作業效率。

3.2 控制實現過程

作業過程中，將發動機負荷率、設定發動機轉速、實際發動機轉速及發動機轉速變化率做為工況識別特征量，當檢測到負載增加且發動機轉速開始降低時，屏蔽整車需求車速；根據當前負載大小不斷降低需求車速，以此達到降低傳動比增加發動機扭矩的效果，使發動機輸出的功率更多的用于負載拖動。若在當前發動機轉速下，需求車速降低為0 依舊未能成功帶動負載，則認為當前發動機轉速下無法帶動此負載，需要駕駛員調整發動機轉速，增大功率。在此減速過程中實時檢測工況識別特征量，當發動機負荷率降低，需求發動機轉速與實際發動機轉速差值減小時，則認為已通過當前負載點，當負載趨于穩定后，需求車速快速恢復，保證整車正常作業。基于車速控制避免觸發防熄火控制原理圖如圖2所示。

圖2：基于車速控制避免觸發防熄火控制原理

4 測試結果

按照液壓機械無級變速箱避免觸發防熄火車速控制方法進行測試，當負載不斷增大時，發動機轉速開始降低，檢測到此工況后，需求車速不斷降低，通過大負載點且負載趨于穩定后，需求車速快速恢復，發動機轉速趨于穩定，全程未觸發防熄火功能，能夠有效提高作業效率與整車駕乘體驗。測試結果如圖3所示。

圖3：避免防熄火測試結果

5 結論

通過對比傳統防熄火控制邏輯，分析現有保護邏輯在實際作業中頻繁觸發防熄火的原因：負載變化不規律導致發動機轉速不斷波動。利用工況識別的方式判斷出作業時負載變化，提出通過降低需求車速，達到降傳動比增扭的目的，使整車能夠帶動負載行進，從而實現對負載變化更好的適應性，降低了整車因負載變化頻繁觸發防熄火的概率，有效提高了作業效率與整車駕乘體驗。

收集所有患者病歷資料，記錄年齡、性別、受教育年限、身高、體質量等。次日晨空腹采集肘靜脈血2 ml，對患者甘油三脂（TG）、空腹胰島素、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、空腹血糖（FPG）等指標，選擇美國DPC試劑盒以及AU640生化分析儀對胰島素進行測定，依據穩態模型評估法的胰島素抵抗指數（HOMA-IR）對患者胰島素抵情況進行分析。