汽車發(fā)動機(jī)試驗學(xué)電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗

1、汽車發(fā)動機(jī)試驗第七章電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗Page 17.1 7.1 概述采用電子控制以后，影響發(fā)動機(jī)性能的主要參數(shù)(提前角、空燃比(噴油量)、廢氣再循環(huán)率、怠速調(diào)節(jié)器等) ，都是利用事先標(biāo)定好的數(shù)據(jù)( M AP 圖)來調(diào)節(jié)，也就是由從傳感器(油門位置、轉(zhuǎn)速、大氣狀態(tài)、水溫、油溫等)到執(zhí)行器(電磁閱等)之間預(yù)先設(shè)定的響應(yīng)來決定的，這一響應(yīng)由固化在電控單元(ECU) 中的程序和數(shù)據(jù)兩個部分的協(xié)同工作來完成。采用電子控制以后，發(fā)動機(jī)開發(fā)需要解決一個新問題: 如何標(biāo)定這些數(shù)據(jù)。標(biāo)定的前提是對一些重要部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理的匹配， 即優(yōu)化組合，找出最佳方案，然后通過試驗標(biāo)定， 使發(fā)動機(jī)各項參數(shù)在發(fā)動

2、機(jī)各種工況下，均處于最佳組合狀態(tài)，最終使發(fā)動機(jī)性能發(fā)揮出最大的潛力，從而保證發(fā)動機(jī)具有良好的綜合性能。實現(xiàn)上述目標(biāo)的過程叫做發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的匹配標(biāo)定工作。Page 27.2 7.2 匹配、標(biāo)定的基本概念1.匹配電控匹配狹義來說指的是為具有確定用途車型的發(fā)動機(jī)配用合適的電控系統(tǒng)。2 . 標(biāo)定標(biāo)定是指根據(jù)整車的各種性能要求(動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等) ， 調(diào)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)和各控制數(shù)學(xué)模型的整個過程。它包括所有為此而進(jìn)行的發(fā)動機(jī)臺架、整車轉(zhuǎn)鼓、三高(高溫、高寒、高原)試驗和實際道路的試驗驗證等過程。3. 標(biāo)定工況節(jié)點標(biāo)定工況節(jié)點是指為進(jìn)行電控標(biāo)定而確定的工況點， 它們

3、是工況面中的離散點。工況點的測量包括轉(zhuǎn)速的測量和功率控制量的測量。電控系統(tǒng)控制軟件一般用轉(zhuǎn)速和功率控制量， 即絕對壓力、進(jìn)氣流量、節(jié)氣門位置(點燃式發(fā)動機(jī))或油門位置、噴油量(壓燃式發(fā)動機(jī)來定義工況點。4 . 三維圖及三維圖優(yōu)化電控系統(tǒng)中的三維圖是指由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率控制量構(gòu)成的二維平面(工況平面) ,加上第三維控制量(噴油量、提前角等) ，而形成的發(fā)動機(jī)運行三維控制圖( MAP 圖) 。Page 37.3 7.3 匹配、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法 基本內(nèi)容1.發(fā)動機(jī)與電控系統(tǒng)的硬件匹配發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性是相五制約的，而目前發(fā)動機(jī)的設(shè)計要求是在滿足排放法規(guī)的前提下，使其動力性和經(jīng)濟(jì)性達(dá)

4、到最優(yōu)。電控系統(tǒng)硬件主要由傳感器、電控單元( ECU ) 和執(zhí)行器組成。2. 電控系統(tǒng)控制參數(shù)標(biāo)定發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩部分。硬件部分前面已介紹，而軟件是由程序和控制參數(shù)(供油量、提前角等) 組成的。從控制技術(shù)的角度來看，發(fā)動機(jī)是一個動態(tài)、多變量、高度非線性、具有響應(yīng)滯后的時變系統(tǒng)這些變化規(guī)律可能非常復(fù)雜，難以實時計算，但可以采用三維圖、二維曲線等簡單的離散形式來表示，并存儲在電控單元中，即所謂的MAP 圖。Page 47.3 7.3 匹配、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法3. 電控發(fā)動機(jī)試驗標(biāo)定系統(tǒng) 為實現(xiàn)電控發(fā)動機(jī)控制參數(shù)的標(biāo)定， 需要有良好的試驗標(biāo)定系統(tǒng)。電控試驗標(biāo)定系統(tǒng)應(yīng)具有如下的基本功

5、能:（1）能實時監(jiān)控和顯示各種傳感器和執(zhí)行器的信號、MAP 圖的圖形數(shù)據(jù)和發(fā)動機(jī)各種狀態(tài)參數(shù)值，以便及時確定被標(biāo)定的節(jié)點和應(yīng)標(biāo)定或修改的參數(shù)值;（2）能對電控MAP 圖進(jìn)行實時在線修改;（3）應(yīng)具有軟件編程、數(shù)據(jù)管理等功能，使修改后的MAP 圖能順利預(yù)置于ECU 中;（4）配套的發(fā)動機(jī)臺架及測試設(shè)備應(yīng)滿足電控發(fā)動機(jī)試驗、測試的各種基本要求。Page 57.3 7.3 匹配、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法 標(biāo)定的基本步驟 通常所謂電控發(fā)動機(jī)匹配、標(biāo)定實際上主要是指電控系統(tǒng)MAP 圖的標(biāo)定， 而電控系統(tǒng)MAP 圖的標(biāo)定主要包含兩方面的內(nèi)容:法規(guī)工況的標(biāo)定和非法規(guī)工況的標(biāo)定。Page 67.3 7.3 匹配、

6、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法 MAP 圖工況節(jié)點的確定 工況節(jié)點是發(fā)動機(jī)在臺架標(biāo)定試驗中所用到的工況點( 即轉(zhuǎn)速和負(fù)荷) 。所有的工況點形成了一個轉(zhuǎn)速-負(fù)荷的二維工況平面。行車時(發(fā)動機(jī)工作時) 節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通過插值計算來獲得。節(jié)點數(shù)量多控制精度就高，但工作量也大。工況節(jié)點如何分布。電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗則是由試驗工程師根據(jù)需要及經(jīng)驗確定的，并在ECU 控制軟件中體現(xiàn)。 MAP 圖中控制參數(shù)的優(yōu)化方法 對于發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)控制參數(shù)的標(biāo)定有兩種優(yōu)化思路：局部優(yōu)化和全局優(yōu)化。局部優(yōu)化和全局優(yōu)化的區(qū)別在于在進(jìn)行控制參數(shù)標(biāo)定時， 是對各個工況點單獨地進(jìn)行優(yōu)化，還是將若干個工況點綜合起來進(jìn)行優(yōu)化Page 77

7、.4 7.4 電控汽油機(jī)標(biāo)定試驗電控汽油機(jī)的標(biāo)定主要有兩個步驟: 一是在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行所有MAP 圖及各種修正曲線、經(jīng)驗公式的標(biāo)定與確定; 另一則是整車道路試驗或轉(zhuǎn)鼓試驗的進(jìn)一步MAP 圖優(yōu)化。1.噴油特性MAP 圖的制取ECU 對空燃比的控制是通過對燃油噴油量的控制來完成的。發(fā)動機(jī)工作時， ECU 從傳感器得到當(dāng)前的空氣流量及各種相關(guān)參數(shù)的信息，通過噴油脈寬公式計算后得到噴油量值，從而使混合氣的空燃比達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值。影響噴油脈寬的因素有充氣溫度、空氣流量、充氣效率、進(jìn)氣歧管絕對壓力、空燃比、加速加濃量、減速減稀量和減速斷油、廢氣再循環(huán)率、電壓、噴嘴常數(shù)等。Page 87.4 7.4 電控

8、汽油機(jī)標(biāo)定試驗Page 97.4 7.4 電控汽油機(jī)標(biāo)定試驗2 . 點火特性MAP 圖的制取 點火特性MAP 圖主要是制取各種轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)工況下的點火調(diào)整特性，向發(fā)動機(jī)提供一個基本的點火提前角。(1)在發(fā)動機(jī)臺架上，先忽略怠速穩(wěn)定修正及爆震區(qū)修正，按確定的優(yōu)化目標(biāo)獲取基本穩(wěn)態(tài)工況下理想的點火提前角MAP 圖，用于確定基本點火提前角;(2) 進(jìn)行爆震區(qū)試驗，確定爆震區(qū)邊界，并進(jìn)行針對水溫、氣溫、大氣壓力等參數(shù)穩(wěn)態(tài)修正試驗，確定修正曲線;(3) 進(jìn)行點火提前角對排放及怠速穩(wěn)定性影響的試驗，以保證怠速穩(wěn)定，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速時減小點火提前角， 低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時增大點火提前角，最終確定怠速修正曲

9、線。Page 107.5 7.5 電控柴油機(jī)標(biāo)定試驗 柴油機(jī)電控管理系統(tǒng)MAP 圖的標(biāo)定與汽油機(jī)類似， 一般也分為兩個步驟: 一是在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行所有MAP 圖的基本標(biāo)定， 二是整車道路試驗的進(jìn)一步MAP 圖優(yōu)化。 目前電控柴袖機(jī)的油門控制方式大致有3 種: 脈寬控制法; 油量控制法; 扭矩控制法。Page 117.5 7.5 電控柴油機(jī)標(biāo)定試驗1.穩(wěn)態(tài)油量MAP 圖的標(biāo)定 各工況穩(wěn)態(tài)油量由轉(zhuǎn)速、油門和噴油脈寬構(gòu)建的三維MAP 圖表示，這是油量的基本(或主控)MAP 圖。發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和油門開度，在該MAP 圖中查表并插值計算出所對應(yīng)的基本(或主控)噴油量(噴油脈寬) ，然

10、后進(jìn)行修正并與限值進(jìn)行比較，得到最終噴油量(噴油脈寬）。Page 127.5 7.5 電控柴油機(jī)標(biāo)定試驗2. 穩(wěn)態(tài)定時MAP 的標(biāo)定 同油量MAP 一樣， 穩(wěn)態(tài)工況定時MAP 也是一個三維結(jié)構(gòu)圖，由轉(zhuǎn)速、油門、噴油定時組成。由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和油門開度即可通過查該MAP 圖得到發(fā)動機(jī)的當(dāng)前基本定時。Page 13電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗Page 142022-1-14電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗Page 152022-1-14電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗Page 162022-1-14謝 謝結(jié)束Page 177.3 7.3 匹配、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法 標(biāo)定的基本步驟 通常所謂電控發(fā)動機(jī)匹配、標(biāo)定實際上主要是

11、指電控系統(tǒng)MAP 圖的標(biāo)定， 而電控系統(tǒng)MAP 圖的標(biāo)定主要包含兩方面的內(nèi)容:法規(guī)工況的標(biāo)定和非法規(guī)工況的標(biāo)定。Page 187.4 7.4 電控汽油機(jī)標(biāo)定試驗電控汽油機(jī)的標(biāo)定主要有兩個步驟: 一是在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行所有MAP 圖及各種修正曲線、經(jīng)驗公式的標(biāo)定與確定; 另一則是整車道路試驗或轉(zhuǎn)鼓試驗的進(jìn)一步MAP 圖優(yōu)化。1.噴油特性MAP 圖的制取ECU 對空燃比的控制是通過對燃油噴油量的控制來完成的。發(fā)動機(jī)工作時， ECU 從傳感器得到當(dāng)前的空氣流量及各種相關(guān)參數(shù)的信息，通過噴油脈寬公式計算后得到噴油量值，從而使混合氣的空燃比達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值。影響噴油脈寬的因素有充氣溫度、空氣流量、充氣效率、進(jìn)氣歧管絕對壓力、空燃比、加速加濃量、減速減稀量和減速斷油、廢氣再循環(huán)率、電壓、噴嘴常數(shù)等。Page 197.4 7.4 電控汽油機(jī)標(biāo)定試驗2 . 點火特性MAP 圖的制取 點火特性MAP 圖主要是制取各種轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)工況下的點火調(diào)整特性，向發(fā)動機(jī)提供一個基本的點火提前角。(1)在發(fā)動機(jī)臺架上，先忽略怠速穩(wěn)定修正及爆震區(qū)修正，按