汽车发动机标定技术Word文档下载推荐.docx
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—焚烧图与EGR和发念头排放的关系.
—燃油经济性/NOx与HC的调和选择.
—充气效力（VE）图（速度密度体系）.
—空气流量计校准（质量流量体系）.
１．２ 车辆驱动机能的开辟
一旦可以得到足够数目的可以或许批量临盆的零部件,就应立时着手组装一或两辆实验车,作为一个典范的开辟平台,进行早期的标定开辟和车辆驱动机能评价.最重要的一些标定工作包含以下几项：
—起动供油量
—冷机和热机供油量
—瞬态供油量
冷态实验
在标定进程时代有两种类型冷机实验.第一种类型,称为冷机,实用于发念头冷却水温等于或者接近于情形温度的情形.
第二种类型,称为冷情形,实用于低温情形下进行机能实验.冷情形实验,可以用一个冷的或予热过的发念头进行;
具体依据实验技巧请求而定（即模仿整夜泊车后或复兴动）.
燃油标定
燃油标定分为两种重要类型,开环和闭环标定.
开环标定可进一步分为三种,一种对于冷机和暖机运行是通用的,一种只能用于冷机运行,一种只能用于暖机运行.
１．３ 开环标定—冷机和暖机
—起动燃油掌握
—起动后A/F随时光衰减的掌握
—开环冷机
—开环转速和负荷加浓
这阶段的目标是保持A/F是理论混杂比或在理论混杂比邻近,使催化转换器效力最高,同时包管优越的驱动机能.
开环标定—冷机
开环冷机标定包含以下功效：
—功率
—功率加浓（PE）
—加快加浓（AE）
开辟冷机开环标准时,工作重点应当是在包管优越周全的驱动机能的同时防止过度供油,不然会导致火花塞积碳和产生黑烟.
开环标定—暖机
开环暖机标定包含下述功效：
—催化剂和发念头的呵护
依据时光.转速和负荷的燃油加浓可用于呵护催化剂,依据冷却液温度的加浓可使动力传动系冷却.
功率加浓（PE）供油可以进步发念头机能.防止爆震并降低活塞温度.
１．４ 闭环标定
闭环燃油标定的目标是鄙人述情形下保持空燃比的精确掌握：
—驱动机能加浓
—减速减稀（DE）
—减速断油（DFCO）
闭环A/F比掌握的重要目标是保持最优A/F比使催化剂的转换效力最高.
验证
初步标定的验证是经由过程在冷.热温度前提下进行的一系列大规模实验完成的.
一旦完成了初始发念头掌握图和驱动机能评价,就应开端车辆排放机能的开辟,如许在这一进程停滞后即可确保达到排放认证请求.
１．５ 车辆排放实验
在车辆排放实验阶段,为了获得最佳排放机能,应精致调剂最初开环燃油标定的数据,特殊在以下几个方面：
—加快和功率加浓限制
—焚烧
—EGR
—负荷和海拔高度对发念头排放的影响
—怠速空气掌握体系对总的排放的影响
在排放实验今后,车辆和掌握体系如今的义务是在良好前提下进行一系列实验来肯定它的顺应才能,包含温度极限和高海拔高度.
低温室实验
在低温室内实验阶段,要测量发念头的起动转速和燃油消费量,以及蓄电池电压降低前提下油泵输出的油量,还应当检讨火花塞是否被淹,这标明起动混杂气是否过浓.
冷机行车实验
冷机行车实验是为了评价冷机车辆的起动.起步和在高海拔地区运行时的机能.
在高温情形下,即在高温室内或在高温行驶时也要评价车辆的驱动机能.这种做法是为了肯定热燃油输送的问题,象燃油蒸气.怠速不稳固或催化转换器的温渡过高级,假如须要应进行修改.
高温室实验
在高温室内实验时代,评价下述机能：
—在高温情形前提下加快加浓和减速减稀的功效
—蒸发排放机能
热机行车实验
在热机行车实验时代,车辆经由一系列定量测试评价下列机能：
—热起动
—热态供油
—瞬态燃油响应
—高海拔地区的机能
—蒸发排放情形
在碰到相似于拖挂或爬陡坡时的大负荷情形下,测量催化转换器的温度.
１．６ 车辆排放实验整顿
进行一系列大量实验之后,车辆的硬件和软件标定成果应完整地进行周全的整顿.
在全部全体的标定进程中,为了在机能和排放两者之间都能很好地统筹,应不竭地对各类燃油和怠速掌握的标定进行精致的调剂.在提交车辆进行体系和标定实验或排放认证实验之前,冻结软件和硬件的进一步开辟是很重要的.
在全部驱动机能实验阶段,必定要保持燃油特征的一致.
体系和标定实验
发念头治理掌握体系的机能和标定的精确性在体系和标定实验时代被验证,这些实验包含：
—冷机标定
—行驶噪音程度
—海拔高度标定
—热机标定
实验还要评价发念头治理掌握体系的电气机能.
电磁干扰（EMI）实验
EMI实验可以肯定体系对外部产生的电磁干扰是否迟钝.
电磁兼容性（EMC）实验
EMC实验包管体系内部各类电子零部件不产生互相干扰的旌旗灯号.
１．７ 车辆排放认证实验
车辆排放认证实验是标定进程的最后一步,平日是最艰苦的一步.
在认证实验时代,标定工程师们将看到他们所作的车辆标定开辟毕竟成果若何;
然而假如在开辟时代应用了大量的发念头台架实验,获得好的实验成果应当完整缺少为怪.假如全部标定开辟进程都是一步一步扎实地进行,那么在提交车辆进行排放认证之前就可以精确地估量出最终的实验成果.
为什么整车实验不合于发念头测功器实验
整车实验和发念头测功器实验在有些工况有着显著的不同.所以在完成初始发念头测功器开辟后,进行普遍的整车开辟是很重要的.
一些原因是：
·
底盘动态特征－发念头测功器实验不克不及供给车辆的“驾驶感”.对于很多参数的标定来说这是很重要的,尤其在怠速和接近于怠速的工况.如不进行整车标定,则很多简略的瞬态标定也不克不及有用地进行.
进气体系－在测功器实验中精确地重现车辆进气体系的特征是艰苦的.车身构造平日会对进气体系的机能有影响.
温度－发念头测功器实验不克不及产生与整车雷同的温度变更率.别的大多半的测功器实验装备不克不及在极端温度状态下进行发念头实验.
瞬态实验－在发念头测功器长进行瞬态实验很庞杂并会消费大量时光.在车辆上（道路实验或底盘测功器实验）则与开车一样简略.同时从车辆上获得的瞬态实验数据更有价值（见底盘动态特征）.
第二章发念头标定,稳态测功器实验
２．１ 根本稳态标定
界说发念头测功器实验的实验工况点,使之轻易作为标准时的节点应用.
应用发念头测功器实验得到的数据设定一个标定开端的基准.
尽量削减在车上开辟根本标定参数（燃油,EGR抵偿和焚烧）所需的时光.
在车上验证初始测功器实验数据.
在进气.燃烧或排气体系中有任何转变,均需对根本燃油.EGR抵偿和焚烧表进行从新标定.
２．２ 根本燃油标定
根本喷油脉宽公式顶用到以下参数:
根本脉宽常数
负荷变量（LV8）
质量空气流量或歧管绝对压力
A/F比系数
海拔高度修改系数
EGR抵偿系数
AE系数
DE系数
块进修系数
蓄电池电压
闭环修改
焚烧
根本燃油标定下面主如果评论辩论根本脉宽盘算中的充气效力和EGR的抵偿.它们是发念头测功器实验中得到的根本数据.
２．３ 充气效力
充气效力（VE）针对泵气损掉对根本喷油脉宽进行修改.在软件中LV8是以转速和负荷为基本的三维表.它平日以和系数值相当的计数值格局来显示.对每一个转速和负荷点从发念头测功器实验数据中选择VE值并将它装入响应的表中.发念头测功器实验数据不克不及复盖全部表中所有的地位,所以必须进行插值盘算.
负荷变更数据的验证
图1和图2是进行18轮回（FTP）排放实验和公路燃油经济性实验得到的.在x-y画图机上监控转速和负荷点,以肯定最高密度区域.
这些区域暗示要进一步标定开辟的稳固工况点.在排放底盘测功器上按照最初设定的转速/负荷点稳态运行,以确认和发念头测功器实验成果完整一致.
图1发念头转速/负荷点-18热轮回FTP（4.5L）
图2发念头转速/负荷点--公路燃油经济性实验（4.5L）
２．４ 开环办法
在全部FTP18轮回进程中,不竭调剂A/F直到它变成为止.这是经由过程转变LV8值（负荷参数）来实现的.A/F比值用排放A/F剖析仪来获得.在完成此项义务时必须制止下列各项,以免互相影响.
加快加浓
减速减稀
功率加浓
闭坏
块进修
碳罐净化
下流空气
EGR
全部进程要监测以下参数:
RPM
LV8
脉宽
排气背压
MAP或MAF（歧管绝对压力或质量空气流量）
歧管空气温度
２．５ 闭环办法
除了在开环办法中雷同的那些项外还监控闭坏积分项.从VE值和闭环积分项中可以盘算出使A/F达到的VE值.据此修改VE表的标定值,以顺应保持理论混杂比的须要.在肯定VE值时,歧管空气温度的修改将是重要身分.稳态运行时应当心保持工况点在排放测试规模内.
在某些区域中可能愿望发念头工作于非理论混杂比状态.数据的转变须要逐个进行标定和实验,以肯定它们对排放的影响.
为了怠速的稳固,在MAP和RPM低时将混杂气加浓.为了减速时呵护催化转换器或为了HC的排放和断油刹时平顺地减速,在MAP低时将混杂气减稀.假如功率加浓供油不随转速或海拔高度变更,在MAP和RPM高的骨气门全开（WOT）工况将混杂气减稀.在高海拔高度地区需进行相似的排放底盘测功器实验.
２．６ EGR抵偿
当EGR引入体系时,EGR抵偿转变根本的脉宽.当EGR起感化时燃油抵偿是渐增的,当制止EGR时燃油抵偿逐渐削减.在软件中EGR抵偿是依据转速和负荷的三维表,或map.从发念头测功器实验得到EGR百分比数值可以装入这个表中（假设EGR阀已选择好）.在排放底盘测功器上发念头在重要转速/负荷点上稳态运行,以包管发念头测功器实验数据可在整车上复现.除了将修改EGR抵偿值以达到理论混杂比外,其它的办法都与前文所述雷同.这种情势的验证实验在尽可能多的装有“通俗”零件的车辆长进行,以得到平均EGR抵偿值.修改EGR抵偿表的标定值,以顺应保持理论混杂比的须要.在高海拔地区须要进行相似的排放底盘测功器实验开辟.
EGR率界说为：
CO2在进气道中%
CO2在排气道中%
EGR标定目标（2.5L）
２．７ 根本焚烧标定
总的焚烧提前角＝
EGR"
ON"
（通）或"
OFF"
（断）查表值
大气压力抵偿
冷却液温度抵偿
冷却液过热抵偿
怠速动态焚烧
初始焚烧提前角
图4焚烧正时与EGR%的关系（1.3L）
根本焚烧提前角的标定重要分散于总焚烧提前角盘算中的EGRON/OFF（通/断）项.EGR通时EGR焚烧提前角加大,EGR断时减小,如图4所示,留意MBT随发念头转速的增长和随负荷的削减.
EGRON（通）和OFF（断）焚烧提前角被树立为一个以转速和负荷为座标的三维表,典范的焚烧钩状曲线如图5所示.从发念头测功器实验数据中对应于每一转速和负荷点选择MBT焚烧提前角值,并将它装入表中的响应地位.在可能的情形下都应应用EGRON（通）或OFF（断）的MBT焚烧提前角.在某些情形下不克不及用MBT:
在怠速时为了包管怠速稳固性
为了削减NOx排放
在爆震限制时
应用爆震传感器的车辆一般将焚烧表标定到接近MBT并追踪爆震值.平日焚烧提前角应在MBT,但不克不及超出比爆震界线小3度的安然界线.
２．８ 发念头掌握图表和EMS工作
在GM发念头治理体系中应用很多标定常数和表.这些表供给了进行发念头掌握的基本.对于应用速度密度体系的发念头归纳综合如下:
充气效力=f（发念头转速,歧管压力）,如图6所示
焚烧提前角=f（发念头转速,歧管压力）
掌握的A/F比=f（冷却液温度,歧管压力,发念头运行时光）
EGR抵偿=f（发念头转速,歧管压力）
目标怠速=f（冷却液温度）
喷油器抵偿=f（蓄电池电压）
燃油泵抵偿=f（蓄电池电压）
图5典范的焚烧“钩”状曲线,2400rpm,无EGR
图6充气效力map
第三章发念头标定,闭环燃油掌握
假设:
假如A/F被掌握在理论混杂比邻近,排放将知足目标请求并具有优越的驱动机能.典范的发念头排放如图7所示.
图7A/F对发念头排放的影响
排放掌握计谋
车辆排放掌握分两个根本阶段：
1）.暖机－冷机和催化转换器不起感化阶段,典范的是FTP的第一个50-150秒.（美国联邦实验程序,排放实验）
2）.热机和催化转换器工作阶段.
３．１ 暖机目标
尽可能快地使催化转换器达到工作温度,以削减排放（在催化剂起感化后排气尾管中排放物浓度是低的）.在暖机时代,因为催化效力低A/F应调剂到稍比理论混杂比稀（即A/F=16）,如图8所示.用这种办法可以得出以下成果:
1）.混杂气稀发念头输出CO和HC低.
2）.车辆运行于比NOX最高点更稀的空燃比,相对冷的发念头也使得NOX比较低.
3）.排气温度接近最大值可缩短转换器开端工作所需的时光.
4）.为了保持优越驱动机能,稀的A/F许可大的加快加浓.
5）.减速时,运行于理论空燃比或混杂气稍浓情形下可防止因混杂气过稀造成的掉火.
图8典范的催化剂工作图
３．２ 热机和转换器起感化阶段的目标
（稳固阶段,在催化转换器起感化后）
以下目标用于热机和催化转换器起感化阶段:
1）.为了HC.CO和NOX的转换效力最高,将A/F保持或接近理论混杂比,如图9所示.
2）.在催化转换器效力最高的A/F混杂气前提下运转.
3）.A/F值振荡的频率（O2值过零次数）最高.
4）.在骨气门和转速变更时代,A/F偏离的幅度最小.
5）.在排放实验时代不许可功率加浓.
6）.为了保持催化转换器优越的机能和应用寿命,应保持A/F接近理论混杂比.
图9三元催化剂转化效力
３．３ 燃油掌握
车辆没有达到予定的工况时,进行开环燃油掌握.当已经具备闭环掌握前提时,如机油.充气和冷却液温度达到最低请求时,体系将进入闭环方法运行,A/F将由排气中氧的含量来掌握.
速度密度体系闭环（C/L）燃油掌握
对速度密度体系由下面办法肯定燃油输出量（每热力轮回的质量）:
开环燃油输出量
=PW*I=I*BPC*MAP*CHARGE*VE*DE*AE*EGR*CORRVOLT+INJOFF
闭环燃油输出量
=PW*I=I*BPC*MAP*CHARGE*VE*CORRCL*BLM*PLM*DE*AE*EGR*
CORRVOLT+INJOFF
质量空气流量体系闭环（C/L）燃油掌握
对于质量空气流量体系用下面办法肯定燃油输出量（每热力轮回的质量）:
开环燃油输出量=
*DE*AE*CORRVOLT+INJOFF
闭环燃油输出量=
*CORRCL*BLM*PLM*DE*AE*CORRVOLT+INJOFF
３．４ CORRCL（闭环修改）项
CORRCL系数包含两部分：
一项是偏离理论空燃比的修改,称为积分项;
另一项称为比例项,如图10所示.比例项使催化转换器保持高频的变更,它可使A/F在理论混杂比邻近振荡以改良催化剂的感化.经由过程应用未滤波的氧传感器输出电压获得比例项,如图11所示.比例项阶跃变更强制氧传感器向与其上一读数相反的偏向变更.CORRCL项代表了PCM对供油量进行的短期修改,是对氧传感器电压在450mV门槛值以上或以下所占时光若干的响应.假如滤波后氧传感器电压主如果在450mV以下,暗示A/F混杂气稀,燃油积分值将增长,告知PCM增长油量.假如氧传感器电压重要在门槛值以上,PCM将经由过程积分项削减供油以校订混杂气过浓的状态.标定目标是肯定比例增益使燃油从浓到稀的全部变更进程中,尾管输出的排放最低（典范值为3～5%）.肯定积分增益的速度也是标定的目标,快的增益对排放平日是好的,但可能引起发念头摇动（因为扭矩变更引起）.
３．５ 块进修值
燃油长期修改项,BLM,是从燃油短期修改项中导出的,用于供油的长期修改.当数值为128暗示供油量不须要抵偿即可保持理论A/F比.当数值低于128暗示燃油体系太浓要削减供油量（削减喷油脉宽）.当数值高于128暗示混杂气稀PCM经由过程增长供油量（增长喷油脉宽）进行抵偿.块进修是抵偿体系固定误差的有用办法.只有当热机,中等稳固负荷和闭环掌握方法运行时才许可对块进修值进行修改.假如闭环积分值指出混杂气偏浓,块进修值将少量地削减（燃油量较少）,在稀混杂气情形下则相反,如图12所示.界说了22个单元存储BLM值.这些单元是依据BLM滤波后的值,存放在掉落电不丧掉存储器（SAM）中.是以,SAM较BLM修改得慢.BLM有4个怠速单元,两个减速单元（高转速一个,低转速一个）和16个按照负荷和转速存储部分骨气门开度的单元.
块进修值的规模从0-2:
假如发念头在理论混杂比前提下运行,块进修值=128/128=1
假如发念头在稀混杂气前提下运行,块进修值=x/128式中128＜x≤256
假如发念头在浓混杂气前提下运行,块进修值=x/128式中0≤x＜128
图10闭环（C/L）燃油修改项
图11氧传感器输出（未滤波）
图12对于浓/稀A/F混杂气的典范块进修值
第四章发念头标定,瞬态燃油掌握
为什么瞬态燃油须要抵偿?
1）.因为传送延迟,PCM必须用老的信息盘算所需的燃油量,并是在发念头气缸内最终充满空气之前供油
2）.PCM有在设计中固有的时光延迟
3）.传感器有响应延迟
4）.进气量的测量点与供油点不合
TBI体系依据歧管压力和温度在进气歧管处用速度密度法测量空气流量,测量点在进气歧管,而供油点在骨气门处
MPFI体系用质量空气流量传感器在骨气门处测量空气流量,而供油点在进气门处
1）-4）项须要短时光内立刻修改.它是用骨气门误差值挪用加快加浓（AE）子程序实现的.
5）.当采取TBI体系时,燃油在发念头进气歧管中移动得比空气慢,特殊是附着在进气歧管概况上的液态部分.
6）.留消失进气歧管中的燃油质量随歧管压力和转速而变更.歧管中压力较高时,壁面上液态燃油增多.
7）.根本燃油的标定是在稳态下进行的.在瞬态时代会有一些误差.
5）-8）项是较长时光变更的项.依据MAP误差值或LV8误差值进行抵偿.
图13TBI燃油供应体系
瞬态燃油抵偿界说：
掌握A/F比
依据工况由PCM盘算的预定A/F比.
现实或排气A/F比
现实在燃烧室中的并可在排气中测量的A/F比.在稳固工况时代,现实的和掌握的A/F比接近于相等.
４．1 加快加浓（AE）
在发念头负荷增长时供给附加燃料的软件算法,依据下列各项增长燃油量:
1.骨气门地位（TPS误差值AE）
2.负荷误差值（MAP误差值或LV8误差值AE）
减速减稀（DE）
DE是在发念头负荷减小时削减喷油量的软件算法,依据下列各项进行减稀:
1.骨气门地位（TPS误差值DE）
2.负荷（MAP误差值或LV8误差值）
AE和DE的目标是保持排气A/F比接近掌握A/F比,而不是加浓或减稀混杂气.
４．2 减速断油（DFCO）
喷油量为0,汽车行驶反拖发念头迁移转变（车辆滑行）的一种运行方法.
４．3 功率加浓（PE）
发念头在高负荷时,掌握A/F比减小的一种运行方法,此时就义排放和燃油经济性使功率最大.功率加浓还被用来降低发念头和排放体系中的温度.对于机能来说最佳A/F比是在13:
1和13.5:
1之间,这被称为LBT.PE进步了在骨气门全开（WOT）时的动力机能,减小了骨气门全开时爆震的偏向并可防止催化剂过热.
驱动机能术语
下面界说了一些术语,并附有图示解释,它们将在本章和今后章节中被引用.
滞后
骨气门踩下后显著反响滞后.
（上面的曲线是TPS输出）
图14滞后
下沉
汽车加快变慢,然后再加快,这时骨气门地位没有转变.
图15下沉
摇动
加快率迟缓地反复转变.
图16摇动
喘振
传动体系中扭矩快速变更.
图17喘振
瞬态燃油掌握概述
为了盘算瞬态燃油误差,有两种瞬态燃油抵偿的办法：
加快加浓（AE）和减速减稀（DE）.别的还有一种算法是减速断油（DFCO）,在发念头不须要燃油时停滞供油来帮忙改良燃油经济性（即急减速时使发念头制动）.在这些算法中基于冷却液温度的算法是一个重要的修改项,因为燃油的蒸发特征重要和温度有关,是以在温度低时须要进行更多的AE和DE.
４．4 加快加浓（AE）算法
骨气门打开进程和PCM的响应如表所示.
情形变更
操纵
1.骨气门开端打开
PCM检测到TPS旌旗灯号
2.流入进气歧管的空气量立刻增长,现实流量可能超出最大稳态流量.
PCM盘算AE燃油量
3.歧管压力开端升高.燃油凝聚在歧管壁上.
喷油量增长
4.较多空气和较少燃油进入燃烧室导致A/F变稀.
PCM盘算的根本喷油量增长
5.附加的燃油到达燃烧室.A/F达到正常.
AE中断进行,但加浓量不竭削减
表1骨气门打开刹时变更进程
留意下面界说的软件项会在今后的举例中应用
F21-（现实TPS）-（滤波后TPS）
F22-（现实MAP）-（滤波后MAP）
F34-冷却液温度
F35-（现实MAP）-（滤波后MAP）
F37-冷却液温度
F38-转速
F210-TPS
TPS误差值AE
骨气门地位旌旗灯号要进行软件滤波.将实测值和滤波后数值进行比较,以检测骨气门开度增长的速度,如图18所示.
TPS误差值=（现实TPS）-（滤波后TPS）
TPS误差值AE在以下情形时起感化:
发念头正在运行
不在高发念头转速或高车速断油方法下运行
TPS误差值>
门槛值
TPS误差值AE公式：
F21（TPS误差值）×
F38（rpm）×
F210（TPS）×
F37（冷却液温度）
图18加快加浓（AE）模仿
负荷误差值AE（此例应用MAP）
歧管压力旌旗灯号要进行软件滤波.将实测值和滤波值比较检测歧管压力增长的速度,MAP误差值AE的模仿如图19所示.
MAP误差值=（现实MAP）-（滤波后MAP）
MAP误差值AE在以下情形时起感化:
MA
升级会员 