藍志寶，李 巖

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

現(xiàn)代電控發(fā)動機控制系統(tǒng)，大多是以進氣為基礎(chǔ)，根據(jù)進氣模型計算出當(dāng)前進氣量，然后以此進氣量進行噴油、點火等其他一系列控制參數(shù)的計算，并最終輸出對發(fā)動機進行終端控制。所以，進氣模型的準確與否，將直接影響其余控制部分的準確程度，從而影響發(fā)動機最終的動力性與經(jīng)濟性指標。

1 進氣模型標定基本原理

一般汽油機的進氣流量與進氣壓力，大體呈線性關(guān)系。由此，即可根據(jù)進氣壓力進行進氣流量的計算。進氣模型標定的目標，就是要在此線性關(guān)系范圍內(nèi)，建立進氣壓力與進氣流量的對應(yīng)關(guān)系，使ECU根據(jù)壓力傳感器實時測量值，進行進氣流量的計算。

2 對傳感器的要求

進氣模型標定需要的基本設(shè)備，有進氣歧管絕對壓力傳感器、油耗儀或空氣流量計、Lambda儀、排氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、環(huán)境壓力傳感器、環(huán)境溫度傳感器等。

其中，進氣歧管絕對壓力傳感器與油耗儀或空氣流量計、Lambda儀最為關(guān)鍵。油耗儀與Lambda儀配合進行進氣流量的計算，空氣流量計則為直接進行進氣流量的計算，所以油耗儀或空氣流量計只要二選一即可，或者二者同時使用，互為校驗，以提高標定精度。

3 對試驗環(huán)境的要求

（1）標定前，需先將發(fā)動機暖機到冷卻液溫度為90℃以上（TCO≥90℃）；

（2）進氣溫度設(shè)置并保持在25℃（TIA=25℃），濕度50%；

（3）標定過程中，盡可能保持冷卻液溫度與進氣溫度恒定不變（±5℃）。

4 對發(fā)動機的要求

（1）進排氣系統(tǒng)相關(guān)零件設(shè)計定型完畢，標定開始后，不得進行更改（包括進氣歧管、排氣歧管、進排氣門、凸輪軸等）；

（2）發(fā)動機壓縮比正常，進排氣系統(tǒng)不得有泄漏；

（3）發(fā)動機磨合完成。

5 試驗斷點設(shè)置

由于建立模型的試驗點不可能100%覆蓋發(fā)動機所有工況，所以試驗斷點的設(shè)置，將直接影響最終模型的準確性。其中，影響最大的是發(fā)動機轉(zhuǎn)速斷點，轉(zhuǎn)速斷點必須覆蓋全負荷下進氣流量——轉(zhuǎn)速曲線中所有波峰波谷所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速（如圖1）。

圖1 全負荷轉(zhuǎn)速與進氣流量曲線圖

（1）最小斷點轉(zhuǎn)速，應(yīng)低于發(fā)動機最小的可能轉(zhuǎn)速；最大斷點轉(zhuǎn)速，應(yīng)大于發(fā)動機最大的可能轉(zhuǎn)速。

（2）在對輸出值影響較大的區(qū)域，設(shè)置較多斷點（如圖1中的低速段部分）。

（3）對比較平滑并跨度較大的轉(zhuǎn)速區(qū)間，可在范圍內(nèi)平均選取轉(zhuǎn)速斷點（如圖1中的高速段部分）。

（4）根據(jù)發(fā)動機全負荷的轉(zhuǎn)速-空氣流量圖，選擇12個以上轉(zhuǎn)速斷點。

（5）自然吸氣發(fā)動機在整個進氣壓力范圍內(nèi)，選5～6個以上進氣壓力斷點；增壓發(fā)動機則需選8個以上進氣壓力斷點。

（6）如果是帶有可變配氣相位的發(fā)動機，進排氣相位平均選擇5個角度斷點即可。

（7）在進行進氣量測量前，最好先搞清楚所用的電控系統(tǒng)表使用了哪些斷點（轉(zhuǎn)速N、進氣凸輪軸相位CAM_IN、排氣凸輪軸相位CAM_EX、可變進氣歧管狀態(tài)VIM），以便在測量時覆蓋這些點，防止因事后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不全，而不得不對數(shù)據(jù)進行估算的情況發(fā)生。

（8）在測量進氣量前，最好先搞清楚轉(zhuǎn)速斷點的最佳值，以便在測量時對這點進行更為細致的測量。

（9）以上斷點設(shè)置數(shù)量，根據(jù)所選用的不同系統(tǒng)由標定系統(tǒng)預(yù)設(shè)。

（10）試驗斷點設(shè)置直接決定試驗測量的數(shù)據(jù)量，應(yīng)根據(jù)項目的時間要求根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

例如，某發(fā)動機斷點設(shè)置為：

轉(zhuǎn)速N

600 750 1 000 1 200 1 600 1 800 2 200 2 600 3 000 3 400 3 800 4 200 4 600 5 000 5 500 6 000

進氣歧管絕對壓力（負荷）：MAP_MES

300 500 700 900 全負荷

進氣凸輪相位：CAM_IN

0 7 14 21 28 35 42 52

排氣凸輪相位：CAM_EX

0 7 14 21 28 35 42 52

可變進氣歧管VIM狀態(tài)：

長管Long 短管Short

則需測量的總數(shù)據(jù)量為

6 進氣流量MAF測量方法

進氣模型標定中最重要的測量，為進氣流量測量。在發(fā)動機臺架上有兩種進氣流量的測量方法：油耗儀法與空氣流量計法。

由于一般油耗儀的精度都比較高，所以油耗儀法計算進氣流量的結(jié)果最為精確。根油耗儀法據(jù)燃油消耗量B和空燃比Lambda計算進氣量，其計算公式為

其中，

B為燃油消耗流量，kg/h；

KS為燃油的化學(xué)當(dāng)量比=137.9×（1+12/CH/4）/（12+12/CH）；

97號汽油CH值取6.46；

93號汽油CH值取6.55；

其他型號需根據(jù)油品檢驗報告另查。

另一種測量方法，為空氣流量計直接測量。由于發(fā)動機進氣系統(tǒng)存在一定的壓力波動，導(dǎo)致空氣流量計會產(chǎn)生一定的測量誤差，所以這種方法沒有第一種方法精確。但這種方法可以在無法設(shè)置油耗儀的情況下（例如整車上）很容易使用，大多在整車上對進氣模型進行校驗時采用。

7 進氣模型標定測量流程

在達到上述各試驗要求，并設(shè)置好各相關(guān)參數(shù)斷點及確定進氣流量測量方法后，即可按照圖2所示流程進行測量試驗。

為保證最終模型精度，在項目時間允許范圍內(nèi)，推薦測量盡可能多的點。

圖2 測量試驗流程圖

8 數(shù)據(jù)處理

（1）選擇VIM位置1，進排氣凸輪軸位置為初始位置的最低轉(zhuǎn)速下所有負荷點下的數(shù)據(jù)點，描入圖3中坐標內(nèi)。

圖3 某工況進氣壓力——進氣流量關(guān)系圖

（2）對這些點做線性回歸為一次函數(shù)，并計算出此函數(shù)方程式，如上圖中y=0.399 X-10.2。

（3）將上述方程式的斜率與截距，分別填入所選電控系統(tǒng)的相應(yīng)MAP表中相關(guān)位置。

（4）重復(fù)上述運算，直到所有表格填寫完畢（如圖 4、圖 5）。

圖4 進氣模型斜率表格

圖5 進氣模型截距表格

9 結(jié)束語

至此，進氣模型標定基本完成，如果條件允許，最好在標準狀態(tài)下，隨機選出一些工況，對進氣模型進行一次檢查驗證，以確保以上標定數(shù)據(jù)準確無誤。

[1]鐘 軍，馮 靜，卓 斌.車用控制器EUC標定系統(tǒng)通信模塊的設(shè)計[J].內(nèi)燃機工程，2003，(1)：66-68.

[2]周龍保.內(nèi)燃機學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[3](德)BOSCH公司.汽油機管理系統(tǒng)[M].吳 森，等譯，北京：北京理工大學(xué)出版社，2002.