汽油机电控系统标定心得

汽油机电控系统开发标定步骤电控系统硬件控制原理电控系统标定均为基于实现某一目的（扭矩控制、空燃比控制等ECM内部若干变量要素控制）通过ECM对发动机各传感器参数进行数据采集后而进行的一个PID闭环调节控制。整个ECM由双核、16位主机芯片微处理器驱动控制的若干个PID闭环控制模块复合组合而成。控制策略及算法概述理论空燃比A/F=14.7:1A：空气质量F:燃油质量在电控系统控制过程中并不完全按照14.7:1的控制比例进行喷油控制，，发动机实际运行会根据发动机台架标定出的空燃比特性MAP图进行控制。如急加速、催化器过热保护时空燃比都会加浓;空气质量的计算是根据速度密度法进行计算M=ρ×V其中ρ空气密度会根据温度、大气压力的变化而发生变化。实际进入气缸的空气温度与MAT传感器所测得的温度值还有一定出入。而且进入空气体积会根据进气歧管的形状、温度、压力、转速的变化而发生变化。故在标定过程中的主要内容就是对发动机实际进入气缸质量的标定。标定常用术语MAP进气压力MAT进气温度IACposition步进电机步数TPS节气门位置BPW喷油脉宽VE充气效率FUELBLM燃油闭环学习值（稳态）ADO2A前氧输出电压FUELINT燃油闭环学习值（瞬态）ADO2B后氧输出电压ChargeTempfilt进气温度sparkadvance点火提前角CLT冷却液温度AirFuelratio空燃比DFCO减速断油RDSC加速加浓DesiredidleRPM目标怠速MAPcompaltitude高原大气压力修正MF失火（misfire）电控系统类型目前所接触的电控系统分两种类型：1.基于扭矩模型控制的电控系统；2.基于进气模型控制的电控系统；我们所常见的电控系统博士、联电、德尔福MT80、MT22.1.1ECM均为扭矩模型控制，此控制系统可以根据用户不同的扭矩需求来控制喷油脉宽，当发动机运行工况超出界定值时也可以进行降扭控制（如发动机水温过高、发动机出现电控系统故障）。此类型ECM功能比较智能化。价格也相对比较贵。目前我们所用的ECM均为进气模型控制的电控系统，此电控系统是根据节气门开度计算出进入气缸的空气质量，而后根据空燃比MAP图控制喷油脉宽（理论空燃比为14.7:1）。即无论在什么情况下此电控系统都根据最大扭矩输出来控制喷油。标定常用软件1.PCHUD(变量监控软件—精简版)PCHUD是德尔福标定工程师常用的一个软件，此软件可以监控更改ECU主要的变量值及参数。是比较简单常用的一个软件。采用的KW2000通讯方式，故可读取修改的变量数量有限，仅能满足日常的故障查看及主要直观变量参数的监控。2.Flashtool（数据刷写软件）Flashtool为标定数据刷写软件，此软件用于将标定文件刷写至开发及批产电脑中，此软件在使用过程中需要配合加密狗一同使用，采用KW2000通讯方式。3.ITS（变量监控软件—专业版）ITS变量监控软件类似同INCA变量监控软件，可监控ECU内部全部的变量，可以对数据进行实时记录和监控。在ITS变量监控软件中可以对各个变量的显示方式进行设置，可以数据记录也可以数值记录。采用KW2000通讯和CAN通讯两种通讯方式。采用KW2000通讯方式可以监控48个变量，采用CAN通讯方式可监控全部变量。4.CALTOOL(变量值修改软件)CALTOOL可以调取并在线修改ECU中各个变量及MAP图。在使用过程中需要与ITS软件配合使用，边监控各变量的变化情况边调整所需要调整的MAP图。数值调整结束后生成**.PTP数据文件。全新电控系统开发步骤电喷件选型电喷件参数标定（如喷油嘴的响应时间、特性曲线等）发动机台架试验整车基本标定EOBD系统开发标定内容主机厂验收标定数据固化及发放因LJ465Q发动机为社会成熟产品，电喷件的选型及参数标定工作便可省略掉。下面着重介绍发动机台架试验标定步骤方法及整车基本标定的内容。发动机台架试验内容发动机台架试验磨合发动机外特性标定—摸底测试发动机进气温度标定发动机充气效率标定发动机点火提前角的标定功率加浓空然比特性标定爆震窗口标定大气压力推算值标定外特性标定发动机进气温度标定--F313对于使用MAP/MAT传感器以及非MAPCID技术的EMS系统，MAT传感器离喷嘴比较远，其根据MAT估算出来的进气温度值（chargetemp）值与喷嘴附近的空气温度实测值还是有一定的差别，。故需要根据不同转速及不同进气压力对进气温度进行标定试验，试验取如下节点，然后将试验结果拟合。RPM：1200，2000，2800，3600，4400，5200；MAP：50，80，90，100。进气温度标定因涉及到计算进入气缸的空气质量，后续所有的标定均在此MAP表格的基础上进行标定。故此项标定比较关键，且要求准确度比较高。把此项标定放在发动机台架标定的第一项也看出其关键性。F313=[(temp1+temp2+temp3)/3-CLT]/[MAT-CLT]通过测算值寻找其对数关系式，而后再寻找出其与AIRFLOW（空气流量）的对应函数关系值写入ECM.发动机充气效率标定(F29F/F29R)标定目的：发动机在进气过程中，传感器所测得的信号为节气门开度及进气压力和温度，根据上述三信号所估算出来的进气量与实际进气量还有差值，充气效率标定即是对发动机进气量估算值的一个修正，其关系到影响发动机的喷油量。主要标定流程为：发动机转速以1200为基础以400rpm/次进行逐级递增。每个转速下对MAP从30Kpa开始以5kpa/次进行逐级递增。标定达到平衡的状态为INT值等于BLM时候的F29F值。（即当瞬态值=稳态值是的充气效率值）。BLM.ECM值德尔福设置为128，这个值得意义相当于过量空气系数λ=1，在标定过程中首先将BLM的值进行锁定，然后根据INT的值是否等于BLM的值来判定充气效率是否正确。INT即为瞬态值。在实际运行过程中BLM和INT是相互学习最终达到一个值相等的状态，都向着对方的值进行调节，均是动态值。但是在标定过程中必须将BLM值设为固定值。这样才能判定充气效率是否正确。F29f节气门开启时的充气效率F29r节气门关闭时的充气效率发动机点火提前角的标定（F_HIGHOCTANE）目的：基本点火提前角的标定即在发动机正常工作情况下，通过试验获取能使发动机输出最大转矩而且无爆震发生的点火提前角。具体标定步骤如下：1.让发动机充分暖机并保证发动机工作在闭环条件下；2.调整发动机到表格中相应的节点，调整发动机的点火提前角，同时监听发动机爆震情况，记录点火角、相应转矩及爆震程度；3.在节点上若无爆震发生则选取MBT（最大转矩最小点火提前角）点作为基本点火提前角否则选取KBL（爆震极限点火提前角）点作为基本点火提前角，完成主点火提前角表（F_HIGHOCTANE）的标定。data\DATA\点火提前角标定.xls功率加浓空然比特性标定目的：功率加浓空燃比的标定就是在发动机正常工作情况下，获取合适的功率加浓空燃比值以满足功率、油耗以及排气温度的折衷需求步骤：1.调整发动机的目标空燃比，在每一个节点寻找LBT（最大转矩最稀空燃比）点；2.然后根据发动机的LBT点附近空燃比对转矩的影响情况，选择合适的值作为功率加浓空燃比以满足加浓需求，完成功率加浓空燃比表格的标定空然比特性标定就是在固定转速下，将节气门位置固定在相应节点上（50，62.5，75……）空燃比从14.6到11.5，SLEWA/F，做出此节点的空燃比特性曲线，并记录排气温度，同时SLEW（调整）点火提前角，观察在加浓条件下提前点火角是否不发生爆震且转矩增大，记录提前量根据空燃比特性曲线及排气温度状况，选在合适的空燃比作为K_PE_AF_VS_RPM_TPS_3D的值以获得最大转矩同时将发动机排气温度控制在合适范围之内。通常在高速大负荷排气温度高的时候，折中考虑转矩跟排气温度控制的要求，其他区域折衷考虑转矩跟油耗的要求，一般在非指标控制点，转矩损失以1%为限（如果转矩损失有利于油耗或者排温控制的话）爆震窗口标定目的：爆震窗口标定就是在发动机正常工作情况下，将点火角延迟屏蔽，获取合适的爆震窗口。步骤：1.发动机充分暖机；2.调整发动机的点火提前角，使爆震信号落在窗口内；3.结合爆震窗口起始点和爆震窗口长度，完成爆震窗口的标定（FSTPWD，FSTRTWD）爆震信号气门落座信号58X信号爆震窗口值爆震传感器信号大气压力推算值标定目的：发动机控制模块ECM需要根据进气管压力MAP和一定的逻辑来推算当前的大气压力，以用于喷油脉宽，点火角和怠速空气量等修正。因此，需要对推算逻辑的有关参数进行标定，以使ECM得到准确的大气压力值步骤：1.在固定转速下，将节气门位置固定在相应节点上（37.5，50，62.5，75……），记录此点的进气压力；2.调整测功机的设定转速，完成全部节点的进气压力测量；3.计算上述试验节点的MAP与测量的大气压力差，此差值即K_BARO_OFFSET_3D中的值；外特性性能试验目的：获取发动机外特性数据，主要为扭矩值、功率值。步骤：完成上述标定后，分别进行净功率和总功率外特性试验，净功率带有空滤器、单级催化器、单级消声器总功率不带有上述附件。整车参数标定发动机在台架状态下标定出来的MAP图与发动机在整车状态下运行工况有一定差别，整车参数标定就是对发动机台架试验标定数据在整车上进行验证并对不合理的值进行细微调整。（充气效率、充气温度、怠速点火提前角等MAP图）高温高原标定高温高原试验是对整车恶劣环境温度点的数据标定及对前期标定数据的一个验证。具体试验内容如下：2.1.1冷启动试验2.1.2热浸与热起动试验2.1.3高温长怠速试验2.1.4热燃油处理试验2.1.5催化器过热保护验证试验2.1.6爆震标定验证试验2.1.7驾驶性评价试验2.2EOBD高温试验2.2.1失火诊断2.2.2催化器储氧时间收集*2.2.3氧传感器诊断2.2.4零部件诊断高原试验2.3发动机侧高原试验2.3.1冷起动试验2.3.2BARO与ALTCMAP标定试验2.3.3驾驶性评价试验*2.4EOBD高原试验2.4.2催化器储氧时间收集*2.4.3氧传感器诊断*2.4.4零部件诊断BARO与ALTCMAP标定试验速度密度空气质量计算法则中涉及到空气密度，在常态下标准为20℃，101Kpa空气密度为1.293g/m³。且空气密度与大气压力正成正比关系，在高原状态下，大气压力降低，空气稀薄，密度变小。高原试验就是验证大气压力估算值估算是否正确。在试验过程中吐鲁番海拔为负值，地处盆地。迁徙途中海拔逐渐升高至格尔木4700米。故在迁徙途中，大气压力每降低5Kpa进行一次大气压力估算值校正。验证大气压力估算值BARO与实际值是否接近相等。其估算原理为：根据发动机台架标定出的大气压力推算值，例：在常态下TPS=30%RPM=3600MAP=99Kpa在高原状态下同等值MAP=73Kpa故baro=(73/99)x101=74.47Kpa而后停车，读取当前的MAP值，停车状态下的MAP值等于大气压力值。在验证此值与BARO是否相等。