第 9章 发动机标定技术介绍精品参考资料.doc

第9章 发动机标定技术介绍 9.1 绪 论 9.1.1标定的必要性 电控柴油机为了满足工程目标，在满足严格排放的前提下，获得有竞争力的燃油经济性指标和高可靠性的要求。电控软件中所有的变量都是可调的，将所有变量赋予优化值的过程称之为标定。可以通过标定最大限度地发挥柴油机潜力，达到追求的工程目标。因为赋予了更大的灵活性和可调性，标定很差的发动机性能甚至会比机械泵发动机还差。 相对汽油机的标定，柴油机的标定难度更高更具挑战性。柴油机的压燃式燃烧，与喷油器、增压器、气道以及配气机构等参数息息相关，而标定只能控制燃油喷射，标定工作是柴油机性能和排放开发的重点工作内容。柴油机的标定必须与燃烧系统开发同步进行。 9.1.2标定的基本概念 发动机电控系统的标定工作是电控发动机应用开发的一个重要阶段。研发人员之所以要对电控系统进行标定，其原因在于发动机电控工作过程的复杂性，而这种复杂性具体体现在如下方面： （1）发动机电控系统需要实现众多的控制项目，如控制起动、怠速、调速等运行工况； （2）发动机电控系统的控制要使发动机的潜力充分发挥，使功率、油耗、排放和汽车操纵性等多方面的性能达到综合最佳的状态； （3）影响发动机性能的因素众多、变动范围大，如发动机的负荷与转速、冷却液的温度、进气温度、燃油温度、机油温度、增压压力等，电控系统对所有这些因素的变化都要作出相应的调整； （4）发动机电控系统必须适应复杂的外界环境变化，如季节变化以及海拔高度的变化等等。 从控制技术的角度来看，发动机是一个动态、多变量、高度非线性、具有响应滞后的时变系统，其工作过程包含十分复杂的动力学、热力学、流体力学、化学反应动力学等过程。正是由于发动机系统严重的非线性等原因，一方面，采用经典的线性控制理论来控制参数优化值的方法已不可能。另一方面，通过实时计算求得的控制参数值的方法，在目前的硬件技术上也是根本不可能满足的，所以在开发电控发动机时，只能先通过大量的试验，把所获得的各种工况下的动力性、燃油经济性、以及排放性能等试验数据，按照一定的优化准则和相关法规的要求，采取适当的优化方法，最终获得的控制参数和各种修正参数随发动机转速和负荷等因素变化的规律，并采用三维图、二维曲线等方式，把按照这种规律变化的控制参数值存贮在电控单元中，即所谓的MAP图。在电控发动机实际运行时，电控单元根据采集到发动机工况参数和存贮的控制数据进行逻辑分析和判断，并根据预设的控制算法经过简单计算后就可以得到送给执行器的控制量（如喷油量、喷射定时、共轨压力等），从而达到实时控制发动机的目的，即所谓的查表法或查MAP图法。 众多的MAP图产生过程即所谓的标定过程，指的是电控单元控制参数优化过程，优化后得到的控制参数应使发动机具有良好的综合性能。正因为电控发动机的实时控制是基于MAP图的这个特点，所以MAP图中控制参数的标定工作就成为电控发动机应用开发的核心内容。 一般情况，电控发动机的匹配标定主要包括以下几部分内容：燃油喷射系统与发动机的燃烧匹配；整机台架的电控MAP匹配标定；整车道路的电控MAP图匹配标定。 9.2电控单体泵的标定工作 9.2.1标定策略 柴油机电控系统采用的控制方法，是基于MAP图的查表法。这是发动机电控系统中应用最为广泛的控制方法。 电控单体泵燃油喷射系统属于脉冲供油时间控制式第二代柴油机电控系统，它通过控制高压油泵电磁阀的开启持续时间以及开启时刻，来控制发动机的喷油量和喷射定时。具有灵活的控制自由度，能够方便地适应发动机在不同负荷和转速工况下对喷射定时和喷油量的要求，使发动机的各项性能指标得到兼顾和改善。 喷油量Fuel=f(Pedal,n,δ1)； 喷射定时Timing=f(Pedal,n,δ2)。 其中Pedal为油门，n为发动机的转速，是决定喷油量和喷射定时的决定性因素，δ1和δ2分别代表喷油量和喷射定时的修正因子。喷油量修正因子δ1主要有燃油温度和冷却液温度，间接的还有增压中冷后的进气温度和压力。根据计算出的进气流量，通过标定空燃比（过量空气系数）来修正喷油量。喷射定时修正因子δ2主要有冷却液温度、增压中冷后的进气压力和温度。 影响发动机性能的可变因素较多，通过不同的手段对这些因素进行控制，能够使发动机达到工程目标的性能。不同厂家、不同类型的电控燃油系统发动机所采用的控制策略也不尽相同，有其自身的特点。 9.2.2 电控单体泵的标定策略 扭矩油量的转换 输入油门踏板位置—AccPed_rChKdVal，输出：喷油量—InCtl_qSetUnBal。 驾驶性标定 在整车标定中，通过调整AccPed_trqEng_MAP来进行整车驾驶性标定。 扭矩限制 其中外特性扭矩限制EngPrt_trqLim_CUR来决定发动机的外特性，EDC16C39中该扭矩限制决定了发动机高怠速特性。