发动机标定(共10页)

1、发动机标定(bio dn)标定(bio dn)的概念。标定(bio dn)是在发动机、整车、系统的算法（控制策略）、外围器件确定以后，为了得到满意的性能参数及满足客户要求和达到国家标准，对软件数据进行优化的过程。整车性能包括：驾驶性、动力性、经济性、耐久性、环境适应性、排放。标定工作就是要针对这些性能展开工作，其中排放性能是有国家标准规定并且必须通过的硬性指标。算法：1，启动控制逻辑算法点火开关打开后，油泵将运转1.5秒后停止。 发动机开始转动，ECM检测到2个有效的58X信号后，油泵开始运转。 失去转速信号后0.8秒或防盗器要求关闭油泵，油泵停止运转。 启动预喷；启动预喷只在正常启动过程中喷

2、一次。 启动初期；进气歧管内部压力显示为周围大气压力。节气门关闭，怠速调节器指定为一个根据启动温度而定的固定参数。 启动过程中；燃油喷射量根据发动机的温度而变化，点火角也不断调整并随着发动机温度、进气温度和发动机转速而变化。 启动过程结束；发动机转速超过600转，结束启动工况。2，点火控制算法线圈充磁控制；点火线圈充磁时间决定了火花塞的点火能量。太长的充磁时间会损害线圈或线圈驱动器，太短会导致失火。 主点火提前角；发动机水温正常后，通常节气门开启时的主点火角就是最佳扭矩点时的最小点火角或爆震临界点；节气门关闭时，点火角应该小于最佳扭矩点以获得怠速稳定性。 点火提前角的修正；水温修正、进气温修正

3、、海拔高度补偿修正、怠速修正、加速修正、动力加浓修正、减速断油修正、空调控制修正、废气再循环修正。 3，喷油控制算法 先根据速度-密度进气量计算出理想状态下基本喷油量，再由进气温度、冷却液温度、发动机状态、氧传器信号、空燃比、喷油器常数、电瓶电压修正等计算出最终喷油量。4，怠速控制算法怠速控制是指在节气阀关闭状态下系统对发动机转速的闭环控制。系统对怠速的控制是通过对以下几个参数的调整使实际转速与目标怠速相吻合： 怠速空气量控制；- 燃油喷射量的控制；- 点火正时的控制。 目标怠速是根据诸多因素决定的： 当发动机水温较低时，系统(xtng)给出较高的目标怠速1200转以加速暖车；而对于(duy)

4、采用机械风扇的发动机，当发动机冷却液温度过高时，系统也会施以较高的怠速1300转，目的是增加冷却水箱(shuxing)的进风量； - 外加负载；空调发生变化时，系统将提高怠速150转。 - 近光灯开启后，为补偿其电力消耗，目标怠速将提升50 rpm。 - 车速补偿；车辆在行驶时，目标怠速较停车时提高50转。- 减速调节；减速及停车时，逐步递减至停车状态目标怠速。 5，爆震控制逻辑算法 爆震控制功能用于消除发动机燃烧时可能发生的爆震，优化发动机动力性和燃油经济性。 电控系统可对发动机不同的汽缸进行独立的爆震控制。 爆震控制工作条件； - 发动机运行且运行时间要超过2秒； - 发动机转速大于800

5、rpm； - MAP 40 kPa 爆震控制模式； - 稳态爆震控制；一旦爆震发生，系统将快速推迟点火提前角，消除爆震。 - 瞬态爆震控制；在急加速时，爆震容易发生，系统预测爆震可能发生，会自动推迟点火提前角，以避免超限(强烈)的爆震发生。 - 适应性爆震控制；当发动机磨损后运行时，系统将自动地对点火提前角进行适应性调整，杜绝强烈爆震的发生。 6，空调控制算法 ECM监测A/C请求输入和A/C蒸发器温度传感器输入，并通过空调继电器控制空调压缩机离合器。系统对空调系统是即插即用地自动识别。 空调工作条件： - 发动机运行且运行时间要超过5秒。 - 发动机转速高于600rpm并低于6200rpm空

6、调方可启动。 - 空调及蒸发器起动后，发动机目标怠速提高150转。 - 进气温度大于3.75。 - 冷却水温度大于3.75。 - 冷却水温度小于105才允许压缩机启动。 - 冷却水温度大于108时将切断空调压缩机。 - 前空调蒸发器温度小于1.5 ，切断空调压缩机。 - 前空调蒸发器温度大于3.75，压缩机可启动。 - TPS大于90%，发动机大负荷空调切断，保证动力性。 7，碳罐电磁阀控制算法 油箱外部热量辐射和回油热量传递，油箱内的燃油被加热，并形成燃油蒸汽，被收集在活性碳罐中。碳罐电磁阀控制活性碳罐与进气歧管之间通道的开关时间。 碳罐电磁阀的工作(gngzu)条件 - 系统(xtng)电

7、压低于17V。 - 65.25 发动机水温 110.25 - 节气门开度超过(chogu)1.2%且小于100%。 - 发动机已进入闭环工作模式或断油时间已经超过2秒。 碳罐电磁阀工作模式；其开度由ECM根据发动机状态确定的占空比(PWM)信号来决定。在非怠速情况下，最大碳罐电磁阀开度由闭环空气流量确定，最大值为100 。 8， 三元催化器温度控制算法 三元催化器温度控制逻辑 启动初期，三元催化器需快速加热，使催化器开始工作，以减少废气排放。通常采用适度推迟点火提前角的方法加快加热进程。 三元催化器保护控制 发动机运转时系统对三元催化器的工作温度进行预测，当预测温度高于保护温度时，开始计时，若

8、在规定的时间内催化器工作温度始终高于保护温度，系统则控制燃油供给量，加浓空燃比，以降低催化器的工作温度；一段时间后，系统预测催化器温度已降低后，恢复至先前空燃比，并继续预测催化器的工作温度，准备实施保护。 9，冷却风扇控制算法 系统控制发动机和空调的冷却风扇，ECM根据发动机冷却液温度高低及是否符合打开空调的条件等依据决定是否打开各个风扇。 - 当水温大于92.25时，低速风扇开始运行； - 当水温小于87时，低速风扇停止运行。 - 当水温大于98.25时，高速风扇开始运行； - 当水温小于93时，高速风扇停止运行。标定的分类。器件标定：通过试验的手段得到外围器件的特性参数。主要是喷油器、水温

9、传感器、进气温传感器、进气压力传感器的特性参数。台架标定：在台架试验台上对发动机的稳态工况进行数据优化。主要有进气模型标定；基本喷油点火标定；怠速喷油点火标定；全负荷喷油点火修正标定等。验证发动机硬件、燃油开环控制、基本点火角、动力点火角调整等。整车标定：在整车上针对存在的问题进行数据优化。主要包括驾驶性，适应性，排放。燃油开环控制、起动过程燃油控制、起动过程点火角、闭环燃油控制、空气流量 大气压修正、空调控制、助力转向、怠速控制、瞬态燃油控制、起动-运转燃油控制、爆震敏感度、基础排放标定、发动机各种状态等。还有热带开发标定，寒带开发标定，高原开发标定等。台架标定简介。 目的(md)：为了满足

10、发动机性能开发以及整车开发要求，需要在台架测功机上针对不同转速、不同负荷对发动机进行基本性能标定，以确保发动机在各个工况下的性能达到最佳，为整车后续标定打下良好(lingho)的基础。标定(bio dn)思路（一般标定原则）：尽可能通过试验的方法确定标定数据。标定曲线一般是有规律的不应出现异常点。标定的结果应具有良好的重复性。出现问题时应在控制策略指导下进行分析判断。更改数据时应预判是否有其它影响并进行验证。当标定出现矛盾情况时，根据需求取折中方案，不必追求极至，适度就是最好的。标定工具：笔记本、CAN卡、连接短线、标定ECU。台架设备介绍。（1）测功机测功机测量发动机输出功率的设备。测量参数

11、：转速、扭矩测功机分类：水力测功机：水的内摩擦来吸收功率。电涡流测功机：金属转子切割磁力线形成涡电流来吸收功率电力测功机：发电机原理。可作为电机进行反拖试验测功机的控制：测功机由控制柜来操做控制。控制柜上有启动、测量显示、温控设置、测功机保护、控制模式选择等功能。测功机控制模式：恒转速：测功机控制转速在设定值恒扭矩：测功机控制扭矩在设定值转速扭矩：测功机控制转速和扭矩在设定值扭矩转速：测功机控制扭矩和转速在设定值手动：测功机不进行自动控制我们常用的是恒转速模式和手动模式。（2）油耗仪油耗仪测量燃油消耗的仪器。测量参数：耗油量、时间（计算小时油耗）油耗仪分类： 体积式油耗仪：测量消耗一定容积燃油

12、所需时间再通过燃油比重计算出小时油耗。称重式油耗仪：测量一定时间内消耗燃油的重量再计算出小时油耗。（3）温度测量水温、油温、气温、排温等。常用测量方式： 热敏电阻式：一般温度场合应用。热电偶式：高温场合应用。酒精或水银柱式：一般温度场合应用。水银柱式可应用于低温场合。（4）压力测量燃油压力、机油压力、进气压力、缸内压力、排气背压等。常用测量方式： 机械式：燃油压力、机油压力。u型管式：进气真空度、排气背压。各种类型传感器。（5）排放测量一氧化碳、二氧化碳、碳氢、氮氧化物。测量方法： 不分光红外线法：应用于CO、CO2测量。化学发光法：应用(yngyng)于NOx测量(cling)。氢火焰(hu

13、yn)离子收集法：应用于HC测量。（6）环境参数测量大气压力、大气湿度、进气温度常用测量方法： 进气温度：酒精温度计或热敏电阻传感器。大气压力：水银槽式大气压力计或大气压力表。湿度：干湿球式湿度计或其他湿度传感器。环境站：用各类传感器集成起来测量大气状态的装置，常见于配备了数据采集系统的台架。等等。台架试验（1）试验条件控制：除有特殊规定以外，一般应按下列条件进试验燃料及机油：采用制造厂所规定的牌号。磨合：按制造厂规定的磨合规范进行。冷却系温度：水冷机的冷却液的出口温度控制在361K5K，必要时可减少温度允差；风冷机的指定点、散热片等温度按制造厂的规定。机油温度：按制造厂规定或控制在368K5

14、K，必要时可减少温度允差。燃料温度：柴油温度控制在311K5K；汽油温度控制在298K5K。必要时可减少温度允差。排气背压：按制造厂的规定或低于6.7kPa。发动机的吹拂：若发动机不带风扇，所有试验均可设置外加风扇或相应的装置向发动机吹拂。发动机的调整：在进行定型、验证及质量检查三种类型试验时，除本标准有关条款规定外，不应另行调整。（2）测量数据的条件：测量数据时的发动机运行转速与选定转速相差应不超过1或10r/min。待转速、扭矩及排气温度稳定1min后，方可进行测量。转速、扭矩、燃料消耗量及进气温度尽量同时测量，测量燃料耗时间应不少于20s。取连续测量两次测量的平均值，前后两次的扭矩及燃料

15、耗值相差应小于2。两次测量的时间间隔约lmin。（3）试验时发动机所带的附件凡属维持发动机工作所不可少的附件，如进气排气歧管、化油器或节气门体、电控系统、燃油输油泵、燃油喷射泵、分电器、水泵、机油泵、增压器、废气放气阀、中冷器以及风冷发动机的风扇、导风罩等附件一律带上。凡不是为发动机本身服务的附件，对发动机来说是外加的负载，如排气制动阀门、制动用的压气泵、空调用的冷气泵、动力转向用的液压泵等附件一律不带。若不便从发动机上拆下，其消耗的功率可加到发动机的实测有效功率中去，或从机械损失功率中扣除。试验项目有功率试验、负荷特性试验等六，台架标定（1）标定前的准备为了(wi le)对ECU进行(jnx

16、ng)台架标定，必须先搭建具有标定功能的试验台架，同时对所开发的ECU进行基本(jbn)的标定（包括硬件标定、基本的控制参数标定等），以使其能够对发动机进行基本的控制。（2）标定台架的搭建标定的对象是MR479汽油发动机,标定系统由发动机测控系统、测功机、油耗仪、数据采集仪、汽车排气分析仪、ECU及标定软件组成试验用部分设备规格见，试验台结构见图1。考虑到数据管理以及标定的方便，将测控平台的数据，ECU的数据以及汽车排气分析仪的数据送到标定软件统一管理。发动机测控系统的测功机与发动机飞轮相连,可以实时调节发动机负荷，通过对发动机冷却系统的控制，可以控制发动机温度。同时，通过发动机上安装的传感器

17、、执行器以及与测功机、油耗仪的配合，可以获得发动机的转速、转矩、功率、油耗、机油温度、排气温度和冷却水温度等参数，通过数据采集终端，可以把这些参数实时显示在控制台显示屏，同时通过CAN通信将数据发送到ECU标定软件，便于标定人员及时了解发动机的运行状况。ECU标定软件可以实时修改电控单元的控制参数,让发动机按不同的控制数据运行并显示标定人员关心的参数，同时存储发动机运行数据。上位机与下位机之间的信息交换采用标准的CAN通信，而汽车排气分析仪的数据则通过串口通信送到标定软件。为了实时反映发动机的一些状况，在ECU外连接了故障输出模块，实时指示发动机的爆震、失火等状况。（3）ECU硬件标定在发动机

18、台架标定前，必须先对ECU所连接的传感器、执行器进行标定，这样ECU才能正常工作。需要标定的基本硬件包括：进气温度、压力传感器，冷却水温度传感器、节气门位置传感器、爆震传感器、氧传感器、怠速控制阀、喷油器等（4）ECU台架标定(bio dn)台架标定试验是在实验室测控台架上，利用测功机、排气分析仪、油耗仪以及各种传感器、执行器等测控设备，对发动机燃烧特性和尾气(wi q)排放进行系统试验，以此获得发动机在各种运行工况下满足排放限值的最佳控制参数。目前台架标定主要包括以下项目：a. 实际充气(chn q)效率标定。b. 空燃比标定。c. 点火正时标定。d. 基本排放标定。e. 发动机台架试验标定

19、后的验证。每一大项中都有若干小项。为了减小标定的工作量，在进行标定试验前，首先参考相近机型的有关参数并对发动机进行必要的测试，设定ECU的基本数据，使发动机能够维持基本运转，然后在此基础上进行标定。发动机的台架标定分为稳态和非稳态标定，在标定的过程中，由于ECU的某些控制参数尚未得到检验，因此应当设置紧急停机策略以及发动机保护机制，以确保实验的安全（5）稳定工况标定稳定工况是指发动机节气门开度保持不变，其转速和负荷也基本不变的运行工况。本试验标定工作以发动机的排放为主,兼顾动力性和经济性。在台架标定过程中根据发动机转速和负荷的不同，将的取值范围设定在0.951.02之间。发动机的电控系统根据各

20、传感器的测量信号随时对喷油脉宽和点火提前角进行修正，例如，当发动机温度偏离设定的基准条件或发动机的工况变动时，都要进行修正。为了排除这些修正因素的干扰，在进行基本标定时必须控制试验条件：a. 发动机应充分暖机，使冷却水温、油温都保持在设定的基准条件下。一般地，水温应大于55 ,油温控制在90 左右。b. 对每一试验工况点，应在发动机转速充分稳定后再进行数据测量，同时，应尽可能地将发动机的工况点稳定在所选定的节点上。（6） 基本参数的初始化稳态工况基本参数的初始化首先要选择工况点。工况节点的选择需要考虑两个因素：发动机各控制量的变化趋势和使用频度，在变化趋势大的区域节点应密一些，而使用频度高的工

21、况节点可选密一些。（7） 基本参数的标定基本参数标定时，在参数每一个工况节点上，分别改变喷油量、点火提前角等主控制量，每种参量变化68次，系统标定软件将记录所关心的控制量、性能、排放数据、环境状态数据，以便进一步分析处理。对于本系统，采用了速度密度法计算喷油量，因此充气效率、点火提前角与喷油脉宽MAP图是最基本的参数，见图。完成了基本三维图的试验，就可得到各节点上对应功率最佳、经济最佳、排放最佳的不同控制参数，为整个标定工作定下了参考基准。（8） 稳态工况修正(xizhng)由于发动机运行的动态性，为了保持发动机运行的稳定，在稳定工况下也需要(xyo)对控制参数进行修正，稳态修正曲线一般包括:

22、水温修正、气温修正、蓄电池电压修正等。标定时使发动机工作在稳定工况，对上述项目进行单一(dny)因素的控制变化时，调整记录发动机的最佳控制参数，数据处理后就可获得其修正曲线。（9） 非稳定工况标定非稳定工况包括发动机的起动过程、加速(ji s)过程、减速过程和动态负荷等。本试验采用简单的控制方式，只对稳态工况的喷油量和点火角参数作进一步的附加修正。比如对于节气门控制，增加节气门的变化率修正曲线，以满足加减速和动态(dngti)负荷的需求。要获得非稳定工况良好的标定参数，需要过渡过程试验台架。由于人为控制的工况总是与实际的工况有较大的差距，台架的试验主要是找出控制规律和提供重要的参考数据，非稳态

23、工况标定参数的最后确定必须经过整车试验的验证（10）怠速标定(bio dn)在怠速工况，电控系统一般采用转速闭环控制方法，通过对怠速进气量的控制来控制怠速转速；用对点火角的修正来控制怠速的稳定运转；用对喷油量和进气量的修正来控制怠速工况的抗干扰性；用最佳水温特性和基本喷油量、点火角来控制排放。为了控制怠速转速，需要对闭环PID控制的参数进行整定。在整定时，先把积分微分部分调为零或者设一个很小的值，适当改变目标转速，观察比例控制的响应特性，一般以转速响应较快、震荡2次即可基本稳定到某一转速为宜。此时转速与目标转速存在静差，需要在加入积分控制后再调试。如果比例参数过小，则速度响应较慢并且静差较大，

24、当转速变化较大时即使加入微分控制静差仍然偏大。如果比例参数过大，则因响应过快而导致转速在两个值之间频繁震荡。比例参数调好后，依次加入积分、微分作用再调试。该过程需要反复试验。调试的结果见图10，时间约为1 min。图中的转速突变处为目标转速的调整，共调整了11次目标转速。由图可见，转速已能稳定控制。对于本汽油机，在速度较低时，通过怠速控制阀来控制转速，而转速高于一定值（经过试验，对于本发动机该值为1 300 r/min） 时，则交由节气门来控制。此时由于控制对象的改变，所用到的PID参数也不相同，因此需要对节气门控制的PID参数进行标定。经过试验表明，对节气门的控制利用位置式自适应PID控制更

25、加有效。怠速控制阀、节气门PID参数都标好后，应当注意处理好转速在1 300 r/min上下的过渡，避免因为PID参数的过渡而导致发动机运行的大幅度波动。在发动机怠速运行时，修改点火(din hu)提前角会影响到燃烧做功，进而影响转速的稳定性，此时可结合冷却水温度来考虑排放指标，寻找一个最优值。（11） 起动(q dn)标定起动工况分为起动和暖机两个(lin )过程。前者指从起动电机啮合到发动机不依赖起动电机而能自行运转的过程；后者指从发动机起动后到能独立可靠地带负荷运转的过程。试验表明，通过起动电机的带动，发动机转速一般能达到400 r/min左右，此后则需要依靠发动机的做功自行运转。起动过程喷油量的控制比较复杂，包括了起动油泵、开始预喷等过程。预喷量的多少根据发动机水温确定。起动期间点火提前角主要考虑冷却水温和转速的影响，一般来说水温越高点火提前角越小，转速越高点火提前角越大。为了获取发动机的起动特性，本试验通过对起动时转速的变化来研究。为此，对ECU做了特别的设置，将起动时的转速及时地发送到标定软件记录下来，再与起动时的进气压力、进气温度、发动机温度、喷油量、点火提前角、点火脉宽、蓄电池