一種防熄火的重型車輛嚴重駕駛性能限制算法研究

李志強 繆豐隆 李家榮

摘要： 行業內通用的嚴重駕駛性能限制系統如果參數標定不合理，在車速超過20km/h并且發動機未處于反拖時，有可能出現熄火情況。針對上述問題，提出一種防熄火算法。最后建立模型并驗證算法的有效性。

Abstract： In the common limiting driving system， if the calibrating parameter is wrong， there is the engine flame off condition when vehicle speed is more than 20km/h. For the above problem， we set up a preventing flame off algorithm. Finally create the module to verify the new algorithm usefulness.

關鍵詞： 嚴重駕駛性能限制系統;熄火;控制算法

Key words： serious limiting driving system;engine flame off;controlling algorithm

中圖分類號：TP802+.1????????????????????????????????????  文獻標識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0064-02

0? 引言

國家環保法規要求，當重型車輛出現排放相關的故障時，首先激活車輛初級駕駛性能限制系統，將發動機最大扭矩限制在75%范圍內[1]。此時并不限制車輛最高速度，僅對駕駛員進行提醒，督促其盡快到維修站進行問題排查。當持續100小時出現排放相關故障后，需激活車輛嚴重駕駛性能限制系統，從而保證車輛的最高速度不超過20km/h[2]。

1? 車輛嚴重駕駛性能限制算法現狀

目前行業內通用的車輛嚴重駕駛性能限制算法流程如圖1所示。

步驟1為計算“駕駛員踏板扭矩”以及“嚴重駕駛性能限制扭矩”、“怠速維持扭矩”。

步驟2對“駕駛員踏板扭矩”以及“怠速維持扭矩”進行相加運算，并將扭矩之和賦值給“發動機輸出扭矩”。

步驟3判斷“嚴重駕駛性能限制”是否被激活。如果被激活，則跳轉至步驟4。如果未被激活，則跳轉到步驟5。

步驟4判斷“發動機輸出扭矩”是否大于“嚴重駕駛性能限制扭矩”。如果滿足條件，將“嚴重駕駛性能限制扭矩”賦值給“發動機輸出扭矩”后再跳轉至步驟5。如果不滿足條件，則直接跳轉到步驟5。

步驟5將“發動機輸出扭矩”傳遞至“扭矩轉噴油量計算模塊”。

“嚴重駕駛性能限制扭矩”采用表1中的數據進行插值計算，其中行坐標為車速，列坐標為發動機轉速。在表1中，車速大于等于20km/h并且發動機轉速小于等于600rpm范圍內，錯誤的將限制扭矩標定為0。導致在激活嚴重駕駛性能限制并且車輛處于反拖工況下，如果駕駛員將檔位切換至空擋或踩下離合器，傳動鏈斷開，整車無法反拖發動機，當發動機轉速下降至低于600轉/分鐘時，根據圖1中的流程，此時“嚴重駕駛性能限制扭矩”因標定錯誤導致小于“怠速維持扭矩”，出現發動機熄火情況。當發動機熄火后，助力轉向泵以及空氣壓縮機失去動力來源，導致轉向以及制動系統不能正常工作，出現行車安全。

2? 防熄火的嚴重駕駛性能限制算法介紹

防熄火嚴重駕駛性能限制算法流程見圖2所示。

對圖1中的流程進行優化，針對步驟4進行改進[3]。判斷“發動機輸出扭矩”是否大于“嚴重駕駛性能限制扭矩”。如果不滿足條件，則直接跳轉到步驟5。如果滿足條件，還需判斷“發動機轉速是否低于怠速轉速”。如果滿足條件，“發動機輸出扭矩”等于“怠速維持扭矩”。如果不滿足條件，將“嚴重駕駛性能限制扭矩”賦值給“發動機輸出扭矩”后再跳轉至步驟5。

3? 基于防熄火的嚴重駕駛性能限制算法仿真驗證

根據傳統嚴重駕駛性能限制算法建立模型后，針對使用錯誤標定的數據，車速大于20km/h并且激活嚴重駕駛性能限制，出現傳動鏈斷開，整車無法反拖發動機情況下進行仿真。仿真結果如圖3所示，因為激活嚴重駕駛性能限制系統，所以在車速大于20km/h時，“發動機輸出扭矩”等于“嚴重駕駛性能限制扭矩”。又因為在車速大于等于20km/h時，“嚴重駕駛性能限制扭矩”都誤標定為0，導致在120秒時，傳動鏈斷開，整車無法反拖發動機，發動機轉速逐漸下降，在127秒時，發動機實際轉速低于600轉/分鐘，“發動機輸出扭矩”仍為0，最終導致發動機熄火。

根據防熄火嚴重駕駛性能限制算法建立模型后，同樣針對上述工況進行仿真。仿真結果如圖4所示，在127秒時，發動機實際轉速低于600轉/分鐘后，“發動機輸出扭矩”等于“怠速維持扭矩”而不是持續為0，從而保證發動機正常平穩運行。

4? 結束語

分析目前行業傳統的嚴重駕駛性能限制算法以及缺陷。針對此缺陷，提出一種防熄火的算法，解決上述情況下出現的發動機熄火問題。最后根據本文提出的算法，建立模型并驗證算法的有效性。

參考文獻：

[1]王謀舉，陳國棟，任亞為.重型汽油車國六排放法規討論稿解讀及試驗研究[J].內燃機與配件，2020（20）：23-27.

[2]于津濤，周濤，張凡.重型國六排放標準OBD主要變化及驗證[J].小型內燃機與車輛技術，2019，48（3）：43-47.

[3]孫明峰，樊紅，秦濤.挖掘機主動防熄火控制研究[J].機械制造，2021，59（1）：39-40.