柴油機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定

1、柴油機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定作者:日期:柴油機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定柴油機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定研究必要性目前對于柴油機電控系統(tǒng)，其控制參數(shù)（如噴油量、噴油定時、共軌壓 力、EGF率等）的控制大多采用基于查取 MAP的控制方法，即電控單元（ ECU根據(jù)實際運 行條件（轉速和負荷等），依照事先標定的控制參數(shù)表（ MAP ,查表插值計算，給出控制量，實現(xiàn) 對柴油機的優(yōu)化控制。而獲得這些控制參數(shù)的過程一般稱之為電控系統(tǒng)的標定。隨著柴油機電控系統(tǒng)日趨復雜，控制參數(shù)增多，柴油機電控系統(tǒng)的標定也變得日益復雜，針對某一控制目的而進行的控制參數(shù)的調整不單影響該控 制性能，而且對另外一些控制特性也會產(chǎn)生影響，并且經(jīng)常是負面作用。

2、例 如，為降低NOx的排放是所進行的控制措施往往導致燃油消耗量增大。而某一具體的匹配方案，對滿足各方面的要求也往往是有矛盾的，例如對某一有害成分的排放是低的，但對另一有害成分的排放卻是高的，反之亦然。因而，在這些矛盾的目標需求之間找到一種最佳的折衷方案，便成為柴 油機電控系統(tǒng)優(yōu)化標定的任務。而且不同控制參數(shù)對各項性能指標的影響也是相互耦合的。這樣就導致要在發(fā)動機全運行工況下獲得最佳的各項性能，調整和優(yōu)化控制參數(shù)的工作量是非常大的，而且極為復雜和困難。對高壓共軌系統(tǒng)，MAP包括噴油壓力、噴油量、噴油定時和噴油速率（如預噴射量和預噴射間隔）等。隨著MAP數(shù)目及其維數(shù)的增加， 標定的實驗量和難度急劇

3、增加。AVL的統(tǒng)計表明，要獲得一套完善的直噴增壓柴油機的控制參數(shù)MAP,所需要的標定數(shù)據(jù)往往超過10 000個。顯然用人工經(jīng)驗的方法處理數(shù)據(jù)，并得出符合 柴油機性能要求的最優(yōu) MAP是行不通的。這就需要研究新的標定方法。柴油機電控系統(tǒng)的控制精度和柴油機性能在很大程度上取決于標定數(shù)據(jù)的準確度。而標定數(shù)據(jù)的精確度以及獲取的工作量與標定過程所采用的方法有很大關系，因此進行柴油機電控系統(tǒng)標定方法的研究對于有效提高柴油機的性能具有重要意義。選擇合適的標定方法可以有效降低標定費用、縮短標定周期、提高標定精度。從而使柴油機獲得最佳的 動力性、經(jīng)濟性、排放性能。匹配匹配是指為使一車型配用電控系統(tǒng)并實現(xiàn)整車的各

4、種性能要求，而對整車、發(fā)動機電控系統(tǒng)進行選型、再設計、改造、適配、標定的整個過程。標定標定是指為滿足整車的各種性能要求（動力性、經(jīng)濟性、排放等），調 整、優(yōu)化和確定電控系統(tǒng)軟件的運行參數(shù)、控制參數(shù)和各種控制數(shù)學模型的 整個過程。優(yōu)化優(yōu)化是指按照電控系統(tǒng)軟件所定義的工況節(jié)點，為了在動力性、經(jīng)濟性 以及排放等性能指標之間達到某種折衷，綜合優(yōu)化電控系統(tǒng)噴油量、噴油定 時、共軌壓力、EGF等控制參數(shù)的過程。編輯本段標定方法分析手工標定方法針對MAP中的所有工況節(jié)點，分別在某一工況下，由標定人員通過標定 裝置調整電控系統(tǒng)的控制參數(shù)，不斷記錄、觀察和比較發(fā)動機臺架實驗的測 量結果，并通過經(jīng)驗判斷找出該工況

5、下滿足要求的較好的控制參數(shù)值。標定 結果受標定人員的技術和經(jīng)驗的限制。缺點：費時費力、效率低、精度低優(yōu)化標定方法將數(shù)學優(yōu)化理論與發(fā)動機標定技術相結合，形成了優(yōu)化標定方法。這種方法針對有限個工況節(jié)點，依賴于常規(guī)的試驗設備和標定系統(tǒng)，采 取實時監(jiān)控、在線調整發(fā)動機控制參數(shù)的方法，控制發(fā)動機運行。利用統(tǒng)計 方法建立發(fā)動機性能指標關于控制參數(shù)的數(shù)學模型，應用適宜的優(yōu)化算法進行在線或者離線優(yōu)化，獲得控制參數(shù)的最優(yōu)解。優(yōu)點：縮短標定周期、提高標定精度、降低標定費用自動標定方法基本原理是應用一個自動標定系統(tǒng)，在預先設定好發(fā)動機標定試驗流程后，通過利用自動化標定系統(tǒng)主機控制標定實驗的進程并負責對標定數(shù)據(jù)進 行

6、優(yōu)化處理，試驗臺自動控制計算機控制所有的檢測設備和控制設備，包括 標定控制臺，根據(jù)需要修改發(fā)動機電控系統(tǒng)的控制參數(shù)。標定系統(tǒng)主機、試 驗臺自動控制計算機和標定控制臺通過控制接口實現(xiàn)相互通訊，完成工況點的設定、發(fā)動機參數(shù)的米集和標定參數(shù)的優(yōu)化過程。優(yōu)點是標定效率高，標定效果好。缺點：價格昂貴、標定技術復雜編輯本段 國外發(fā)展現(xiàn)狀目前國外在發(fā)動機電控系統(tǒng)標定方面的研究，多數(shù)集中在自動優(yōu)化標定方面：I德國SCHENC公司的 VEGA系統(tǒng)I奧地利AVL公司的CAME（系統(tǒng)I德國大眾公司的 VS100標定系統(tǒng)I美國通用公司的 CALTO0標定系統(tǒng)編輯本段優(yōu)化方案選擇在發(fā)動機控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究中，對于控制系統(tǒng)的優(yōu)化問題按照測試過程分，一般有兩種研究方法：I穩(wěn)態(tài)優(yōu)化法I瞬態(tài)優(yōu)化法穩(wěn)態(tài)優(yōu)化方法其基本思想是利用有限個發(fā)動機轉速/負荷點（選擇有限個工作點原因是受時間所限不可能確定出測試過程中的全部工作點）模擬整個試驗測試序列。每個所選擇的工況點都配以時間加權因子，以代表周圍鄰近工作區(qū)域的 工況。