台架准备流程发动机部分
此部分主要介绍发动机台架标定测试实验中，发动机需要进行的改造工作，以及需要检测的各种信号及其检测方法。
1 进排气温度与压力监测
1.1 进气温度测量
为了解进入气缸的空气温度，一般在进气歧管对进入各个气缸的空气进行检测，也可以只检测进气总管的空气温度，方法是在节气门体后安装温度传感器。
进气口温度传感器安装在1～4缸进气歧管喷嘴位置前。
进气温度传感器安装位置
温度传感器的安装方式是在温度检测的位置钻直径10的孔，将传感器座通过粘结的方式安装的孔的上方。注意：传感器座的孔要和进气管上的孔对齐，否则容易出现温度传感器不容易插入的问题。具体方式见下图。
进气温度传感器安装图
另外高温传感器的密封依靠一个金属的锥形环，低温传感器的密封依靠一个塑料环，安装的时候不要搞错了。
1.2 排气温度测量
发动机标定过程中由于需要调节喷油量，这可能导致喷出的燃油过浓，或者由于点火时刻过迟，这些情况都可能导致排气温度过高，或者未燃烧的燃料在三元催化器中燃烧，导致三元催化器超过允许的工作温度（900°），而导致其损坏。因此排气温度，特别是催化器的温度必须进行监测。
排气温度检测的位置一般有5个：前催化器前的排气总管，前催化器中间位置，前催化器与后催化器中间的排气管，后催化器的中间位置以及后催化器后的排气管。催化器中间位置的温度传感器应当深入到催化器本体中间，以监测催化器的温度，防止催化器烧毁。
排气管上需要安装的传感器位置和种类请见下图。
排气管上各种传感器安装位置示意图之一
排气管上各种传感器安装位置示意图之二
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ac9394215.html, 发动机台架标定试验的简述 作者：罗云飞 来源：《中国科技博览》2017年第26期 [摘要]为了满足甲方开发装配的的发动机适应国五阶段排放法规车辆产品的需要。特此做了甲方特定型号的汽油燃料发动机台架标定试验，以获取发动机台架基本标定数据和性能数据，本文就这次试验简单阐明发动机台架标定的过程和目的。 [关键词]发动机台架标定试验 中图分类号：TM655 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0272-01 1 前言 发动机标定试验对发动机和整车制造有着不可或缺的作用，标定的结果直接影响着发动机及整车动力性、经济性、驾驶舒适性以及是否能满足国家的排放法规。所以应对发动机标定试验的目的、工作内容以及一般流程有所了解，而且也有助于在发动机研发的全生命周期内对发动机研发质量及进度进行掌控。 2 发动机台架试验的标定内容 2.1 充气温度标定 充气温度标定目的是要通过试验获取接近发动机实际充气温度数据。充气温度标定的具体步骤是：1.发动机充分暖机；2.使用测功机固定发动机的转速，调整节气门位置使进气压位于相应节点上，记录此时对应的进气温度，水温，充气温度；3.调整测功机的设定转速，完成全部节点的温度测量。 2.2 充气效率表标定 充气效率标定的目的是通过试验获取接近发动机实际充气状况的数据。充气效率表标定的具体步骤如下：1.发动机充分暖机，使发动机处于开环的工作状态；2.修改节气门的开闭限值，使相应充气效率表中的值直接影响喷油脉宽的计算；3.调整发动机到表格中的相应节点，修改充气效率的值使Lanbda分析仪上的（表示当前空燃比为14.7：1，即当前充气效率值与实际充气状态相符），完成充气效率表的标定。 2.3 基本点火提前角标定 基本点火角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扭矩而且无爆震发生的点火提前角。点火提前角标定的具体步骤如下：1.让发动机充分暖机并保证发动
第一章标定过程概述 动力传动系统的目标 每个标定过程的第一步是确定动力传动系统标定的目标。典型情况应包括以下几方面内容： —发动机的功率和输出扭矩 —驱动性能 —不同温度下起动时间 —加速和减速性能 —期望的燃油特性 —工作温度范围 硬件选择 在性能指标确定后，为了达到这些目标，需要选择各种各样的系统硬件。 节气门口的直径 由发动机节气门全开时的最大空气流量决定。 油泵流量和喷油器动态范围 由怠速和节气门全开时发动机燃油需要量决定。 排放标准 排放标准可能要求使用外接EGR阀、防燃油蒸气污染系统、催化转换器的数量和大小、暖机催化转换器和辅助空气阀(脉动空气/空气泵等)。 爆震控制 如果需要用最大点火提角来满足功率和燃油经济性要求，或者车辆可能使用不同辛烷值的汽油，那么可能需要安装爆震控制系统。 §１．１发动机在测功器上的初步开发 一旦系统硬件配置确定，就可以利用一或两台手工装配的发动机进行发动机测功器初步开发。 试验前，必须安排时间排除测功器硬件的故障，确认系统零部件达到技术要求，并且实际上通讯系统已正常工作。 发动机测功器用于评价发动机性能以及制定空燃比分布、所要求的点火提前角和充气效率图。 发动机性能 —在节气门部分开度和全开时测量空燃比分布。 传感器对各缸的响应来确定混合气浓和稀情况下的最佳扭矩点影响。—分析O 2
—确定节气门部分开度和功率加浓的燃油精度。 —测定有效燃油消耗率。 发动机控制参数图 —部分负荷/节气门全开的MBT。 —点火界线与燃油辛烷值关系。 —点火与冷却水温的关系。 —点火与EGR的关系。 —EGR图与发动机排放关系。 —点火图与EGR和发动机排放的关系。 —燃油经济性/NO 与HC的折衷选择。 x —充气效率(VE)图(速度密度系统)。 —空气流量计校准(质量流量系统)。 §１．２车辆驱动性能的开发 一旦可以得到足够数量的能够批量生产的零部件，就应马上着手组装一或两辆试验车，作为一个典型的开发平台，进行早期的标定开发和车辆驱动性能评价。最重要的一些标定工作包括以下几项： —起动供油量 —冷机和热机供油量 —瞬态供油量 冷态试验 在标定过程期间有两种类型冷机试验。第一种类型，称为冷机，适用于发动机冷却水温等于或者接近于环境温度的情况。 第二种类型，称为冷环境，适用于低温环境下进行性能实验。冷环境试验，可以用一个冷的或予热过的发动机进行；具体根据试验技术要求而定(即模拟整夜停车后或再起动)。 燃油标定 燃油标定分为两种主要类型，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 —起动燃油控制 —起动后A/F随时间衰减的控制 —开环冷机 —开环转速和负荷加浓 这阶段的目标是保持A/F是理论混合比或在理论混合比附近，使催化转换器效率最高，同时保证良好的驱动性能。
专业解读：发动机ECU标定全流程 标定好比磨刀，基于这把刀的材质、硬度、形状，功能来打造一把合适的刀，完美的标定是发挥出刀的最佳性能，突出重点！一、发动机匹配工作的目标：1 通过发动机台架的匹配，使发动机具有良好的稳态性能，在保证发动机工作可靠性(无爆震，无过热)的情况下，达到发动机的设计功率，扭矩和油耗性能。2 通过对发动机在车辆上的匹配，使发动机与车辆其他系统(各种电器负载，传动系统，制动系统，三元催化转化器等等)协调工作，保证发动机在各种环境和工作条件下，都具有良好的起动怠速性能，良好的驾驶舒适性和排放性能。同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。3 通过高温，高寒和高原等道路环境试验，对匹配好的各种性能进行全方位地验证，保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全，环保和驾驶舒适性等严格的指标。对于汽油机来说，技术上就是控制进气(合理的配气相位，节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。需要加以说明的是，发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计，发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。例如，汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率，进排气系统的设计决定了发动机的
充气效率，因此当发动机结构确定时，一定工况下发动机的最大充气量就已确定，发动机的动力性能也就确定；又如，发动机的工作效率，即燃油经济性，决定于燃烧效率及机械效率，通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性，但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(EngineManagement System, 缩写为EMS)：1979年，BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体，开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等，以满足更趋严格的性能和排放要求，其电子控制范围覆盖整个发动机，称为发动机电子管理系统，其核心是燃油定量和点火正时电子控制。目前，各种发动机电子管理系统已经成为提高燃油经济性和满足更为严格的排放法规的决定性因素。发动机管理系统以电子控制单元(ElectronicControl Unit,以下简称ECU)为中心，ECU接受来自传感器的各种信息，经过处理、分析以后，发出控制信号给各种执行器。在发动机匹配工作中，就是通过各种匹配实验，对ECU各种参数进行设置，从而达到发动机匹配工作的目标。三.发动机匹配工作发动机匹配工作就是在某个确定的发动机管理系统(EMS)下，通过各种项目匹配，为发动机控制器(ECU)各类参数设置合适的值，以达到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排污性而
学生实验报告实验课程名称：发动机试验技术
目录 一、试验目的 二、试验内容 1.试验依据 2.试验条件 3.试验仪器设备 4.试验样机 5.试验内容与方案 （1）交变负荷试验 （2）混合负荷试验 （3）全速负荷试验 （4）冷热冲击试验 （5）活塞机械疲劳试验 （6）活塞热疲劳试验 三、试验进度安排 四、试验结果的提供
摘要 国外在可靠性试验方面己做了许多有益的研究工作，但到目前为止尚未形成统一的试验方法，而且考虑到该试验的非普遍性及技术保密性，将来也不可能形成统一的试验规范。相对于热疲劳研究状况来讲，国内对机械疲劳的研究还比较少。为适应发动机比功率和排放法规日益提高的苛刻要求，发动机面临着更高机械负荷和热负荷的严峻考验。国内高强化发动机最大爆发压力已超过22 Mpa。活塞的机械疲劳损伤主要体现在销孔、环岸等部位。活塞环岸、销座及燃烧室等部位由于在较高的工作温度下承受着高频冲击作用的爆发压力，润滑状况较差，摩擦磨损，其他破坏可靠性的腐蚀磨损(缸套一环换向区、排气门/排气门座锥面等)、疲劳磨损(挺杆、轴瓦、齿轮表面等)、微动磨蚀(轴瓦钢背、飞轮压紧处、飞轮壳压紧处、湿缸套止口处等)、电蚀(火花塞电极等)和穴蚀(水泵叶轮等)这些都是可靠性试验的主要目标，也是实施可靠性设计、试验研究的重点部位。 众所周知，在内燃机整机上进行零部件可靠性试验成本昂贵。本文将参照原有的可靠性试验方法，通过看一些关于可靠性的零部件加速寿命实验技术制定一种评价内燃机可靠性的考核规范，包括活塞机械疲劳试验和活塞热疲劳试验，可迅速做出其可靠性恰当的评价，可以降低研发成本、缩短研发时间。 一、试验目的 1通过理解内燃机可靠性评估，评定发动机的可靠性。 1.1了解评估的多种理论方法，如数学模型法、上下限法、相似设备法、蒙特卡洛法、故障分析( 包括故障模式影响分析和故障树分析) 等。并掌握故障分析法。 1.2学会可靠性试验评估，为进行可靠性设计奠定基础理论，为发动机及相关零部件提供测试、验证以及改进的技术支持。 2掌握可靠性试验方法 2.1掌握内燃机可靠性综合性试验及专项试验。综合性试验的考核对象是零件的可靠性、零件表面性状的变化和发动机性能的保持性；专项试验是超水温( 耐热性) 、超负荷、混合负荷、交变负荷循环、超爆发压力、超速等试验。 二、试验内容 1试验依据 参考的试验标准： GB /T 19055-2003 汽车发动机可靠性试验方法 GB /T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法 JB/T 5112-1999 中小功率柴油机产品可靠性考核 2试验条件 一般试验条件： 2.1燃料及机油:采用制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。
昆明理工大学交通工程学院学生实验报告实验课程名称：发动机试验技术
目录 一、试验目的 二、试验内容 1.试验依据 2.试验条件 3.试验仪器设备 4.试验样机 5.试验内容与方案 （1）交变负荷试验 （2）混合负荷试验 （3）全速负荷试验 （4）冷热冲击试验 （5）活塞机械疲劳试验 （6）活塞热疲劳试验 三、试验进度安排 四、试验结果的提供 摘要 国外在可靠性试验方面己做了许多有益的研究工作，但到目前为止尚未形成统一的试验方法，而且考虑到该试验的非普遍性及技术保密性，将来也不可能形成统一的试验规范。相对于热疲劳研究状况来讲，国内对机械疲劳的研究还比较少。为适应发动机比功率和排放法规日益提高的苛刻要求，发动机面临着更高机械负荷和热负荷的严峻考验。国内高强化发动机最大爆发压力已超过22 Mpa。活塞的机械疲劳损伤主要体现在销孔、环岸等部位。活塞环岸、销座及燃烧室等部位由于在较高的工作温度下承受着高频冲击作用的爆发压力，润滑状况较差，摩擦磨损，其他破坏可靠性的腐蚀磨损(缸套一环换向区、排气门/排气门座锥面等)、疲劳磨损(挺杆、轴瓦、齿轮表面等)、微动磨蚀(轴瓦钢背、飞轮压紧处、飞轮壳压紧处、湿缸套止口处等)、电蚀(火花塞电极等)和穴蚀(水泵叶轮等)这些
都是可靠性试验的主要目标，也是实施可靠性设计、试验研究的重点部位。 众所周知，在内燃机整机上进行零部件可靠性试验成本昂贵。本文将参照原有的可靠性试验方法，通过看一些关于可靠性的零部件加速寿命实验技术制定一种评价内燃机可靠性的考核规范，包括活塞机械疲劳试验和活塞热疲劳试验，可迅速做出其可靠性恰当的评价，可以降低研发成本、缩短研发时间。 一、试验目的 1通过理解内燃机可靠性评估，评定发动机的可靠性。 1.1了解评估的多种理论方法，如数学模型法、上下限法、相似设备法、蒙特卡洛法、故障分析( 包括故障模式影响分析和故障树分析) 等。并掌握故障分析法。 1.2学会可靠性试验评估，为进行可靠性设计奠定基础理论，为发动机及相关零部件提供测试、验证以及改进的技术支持。 2掌握可靠性试验方法 2.1掌握内燃机可靠性综合性试验及专项试验。综合性试验的考核对象是零件的可靠性、零件表面性状的变化和发动机性能的保持性；专项试验是超水温( 耐热性) 、超负荷、混合负荷、交变负荷循环、超爆发压力、超速等试验。 二、试验内容 1试验依据 参考的试验标准： GB /T 19055-2003 汽车发动机可靠性试验方法 GB /T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法 JB/T 5112-1999 中小功率柴油机产品可靠性考核 2试验条件 一般试验条件： 2.1燃料及机油:采用制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。 2.2磨合:按制造厂规定的磨合规范进行。 2.3冷却系温度:水冷机的冷却液的出口温度控制在361 K±5K，必要时可减少温度允差。 2.4机油温度:按制造厂的规定或控制在368 K±5K，必要时可减少温度允差。2.5燃料温度:柴油温度控制在311 K±5K;汽油温度控制在298 K±5K。 2.6排气背压:按制造厂的规定或低于6.7 k Pa。 2.7发动机标准进气状态
整车标定规范 整车标定规范 发动机点火及常规标定 A．电器系统检查，保证电气系统方面信号正确性；线束规格是否符合设计要求；ECU工作电压测量（ECU工作电压14-30V），保证喷油系统能够正常工作。 B. 低压油路部分检查，检查低压油路管径是否满足系统要求，低压油路管径要求是10/8MM。 C. 怠速标定，对不同档位下的怠速进行标定，目的是让整车在不同档位情况下能够使发动机的怠速稳定；当由其他工况转换到怠速工况后，能够快速准确的稳定到设定的怠速转速。具体操作方法是在不同档位下（一般要求一、二、三档要能够顺利起动整车）用怠速起步，确保能够整车在平路上能够起动起来，如果不能起动则适当调整怠速油量限制。 D．驾驶性标定，也是动力性的标定，包括平路和坡道的起步，换档加速等动力性的标定。标定的目标是让驾驶员认可的可驾驶性。. E．烟度限制标定，根据烟度标准的要求，标定自由加速烟度和行使过程中加速时烟度，目标是符合烟度排放法规。 F．其他项目检查。 高温标定 A．高温条件下各种传感器温度测试，ECU温度测试，检查的目的是检测在高温环境下，各种传感器、执行器和ECU的工作温度，是否超过规定使用温度。 B．高温条件下，柴油温度测试，柴油温度，是否在规定的可用范围之内，如果超过许用范围，可能会影响到系统的润滑和供油量的精确度。 C．空油箱起动试验，在高温环境下，让油箱的燃油消耗净，然后加满燃油进行起动，看起动的时间，起动进间的长短，由低压管路状态和输油泵的工作能力决定。 D．过热保护标定，在高温环境下，由于外界温度高，发动机会出现过热的现象，过热保护就是发动机在水温过高的时候，减少喷油量，让发动机在小负荷运转，保证发动机不会因为过热而损坏。 E．热起动标定，发动机在高温环境下，让发动机的水温升高然后马上停机，这时由于没有冷却环，发动机的冷却液温度会继续升高，当升高到一定温度后，看发动机是否能顺利起动。 F．驾驶性检查，由于环境温度高，可能会影响到怠速和驾驶的稳定性，对不同车速工况，发动机根据不同的温度增加燃油温度修正系数值。 G．烟度检查，由于环境温度的升高，发动机的进气量减少，可能会造成烟度增大，检查在高温环境下的烟度情况，如果烟度超标，需要进行空燃比的调整。 H．跛行回家，当水温传感器失效，系统会限制发动机功率，让发动机在小负荷下动行，保证整车开到服务站修复。 高原标定（有些标定检查工作可以同时进行） A．电气系统检测，高原地区，系统降级，当大气压力传感器不起作用时，系统将默认一个大气压力，检查系统默认大气压力下，发动机能否正常工作，如果不能正常工作，需要进行默认值的标定。 B. 低压油路压力测试（需要外接液压压力表），在高原地区，由于大气压力较低，会造成供油压力的减小，看在不同海拔高度的情况下，是否满足系统压力要求（0.4-0.5MPA）,如果压
发动机匹配标定方案Engine Controls and Calibration 范明星应用工程师 意昂神州（北京）科技有限公司 北京市海淀区上地信息路26号 中关村创业大厦315-326室 电话：（010）8289-8056 传真：（010）8278-0433 电邮：Jeff.fan@https://www.doczj.com/doc/ac9394215.html,
提纲 匹配标定的概念 标定的基本流程 基本标定系统的组成 基本标定工具 发动机标定和测量系统解决方案 系统配置 VISION标定和测量系统主要功能特点 VISION标定和测量系统竞争优势 发动机数据采集系统 CSM数据采集设备介绍 CSM与VISION基于CAN总线应用示意图 CSM测量设备与ETAS测量设备的对比 标定过程中常用空燃比测定仪
匹配标定概念 发动机控制策略与OBD策略包含了上万个自由参数(单值参数，二维表格，和三维表格等）。 对于一个新的车型应用，这些自由参数需要重新调整从而使该发动机： -在各种不同的环境下运转优良：高温、高寒、高原、水平面等 -满足要求的排放标准 -具有优良的驾驶性 -油耗最小 -冷热启动稳定等
标定基本流程 投放生产 整车验证 车辆标定 台架基本标定 三高标定试验 排放试验 故障诊断标定
一般情况下，标定系统都是由3部分组成： -标定软件：核心部分，标定工作全部都在其图形化界面内完成-接口硬件：提供了标定软件与ECU 及测量部分的接口通道-测量模块：提供了标定的依据 基本标定系统组成
标定软件: ATI VISION Thermo Scan Dual Scan USB HUB
发动机ECU匹配标定 基本概述 ECU内部的控制策略是固定的，但其包含的数千个自由参数是可调的。对不同的发动机，不同的车型，这些参数都需要进行调试优化，使得整车通过各种排放法规并满足各种驾驶性能指标。这一调试过程被称之为发动机匹配标定。匹配标定是一个复杂的系统工程。它包括台架试验、可控环境实验室试验、基于数学模型的标定计算、排放试验、功能验证试验等。ECU标定系统的主要类型有：1）ATI VISION CCP 标定系统； 2）ATI VISION M6标定系统；3）ETAS INCA CCP标定系统； 4）ETAS INCA ETK标定系统等。但无论那一种标定系统都离不开软 件和硬件的支持。目前，我公司提供的软件平台主要有：ATI VISION、 ETAS INCA、RA DiagRA MCD.这三种软件各有特色，但均包含项目管 理、标定、数据分析及标定对比等功能。同时，我公司也为广大客户 提供了丰富的硬件支持模块:Therme-Scan SMB/CAN温度采集模块、 Dual-Scan SMB/CAN温度-模拟信号混合采集模块、AD-Scan SMB/CAN 模拟信号数据采集模块、Thermo-Scan Minimcdule CAN温度采集微型模 块、AD-Scan Minimodul CAN 微型模拟信号数据采集工具、ATI EDAQ Modules数据采集模块、Lambda测量仪、Bosch宽域型氧传感器、IGTM-2000点火时间测试仪、SmartTach通用转速测试仪等。而且，基于我们丰富的软硬资源，我们还将根据客户的不同需求搭建起完整的ECU匹配标定平台。 发动机ECU快速开发平台-NO-Hooks技术 NO-Hooks OnTarget 是一项最新的美国专利技术。该产品是一款软件工具，主要用于ECU策略软件开发与标定。这一产品功能强大，价格低廉，无需任何附加硬件。用户可首先用SimulinkR建立新的控制策略开的与标定，EOBD（OBDⅡ）开发，标定及功能验证、对车辆设置某种特定工作状态或进行某种重复试验。该开发系统已被通用汽车公司动力总成部门、德国IA V等公司用于ECU控制的开发过程中。 主要特性： 1、利用SimulinkR能力。支持VISION标定功能
汽车发动机台架标定全程讲解精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
汽车发动机台架标定全程讲解 概述：发动机台架标定作为ECU标定的第一步，通过进气模式、扭矩模型、喷油点火等标定来最大程度的发挥发动机的性能，是整车标定的基础。一．台架标定核心工作45天： ●VVT选择 ●点火角标定 ●温度模型标定 ●扭矩模型标定 ●VVT VE标定 ●爆震控制 ●外特性 ●万有特性 二：标定手段 ●控制油门：PUMA设备直接调节. ●控制发动机转速：PUMA设备直接调节. ●控制平均缸内压力：PUMA工具可设置油门开度为100%，即可通过调节标 定改变缸内压力. ●控制点火角：即可通过设置SprkAdvSlewValue改变点火提前角度数. ●控制空燃比：通过设置改变点火提前角度数. ●控制VVT开度：设置=1即可. 三．发动机改造及台架搭建：2天 ●4个进气歧管温度热电偶、4个排气歧管热电偶、 1个催化器中心热电偶. ●进气压力传感器（发动机自带）、空滤前压力传感器、节气门前压力传感 器、排气背压传感器. ●油耗分析仪、空燃比检测仪（ES630）.
●开发电脑、ES590 592. ●燃烧分析仪，缸压信号. ●示波器采集58X，凸轮轴信号、喷油信号、点火信号、爆震传感器信号. ●测功机、油门踏板和PUMA设备. ●废气分析仪. ●台架搭建：线束改造、发动机安放. 四：数据准备：天 ●Engine dyno disable function 因在台架上进行试验，缺少整车上的必要线 束、传感器等，为保证正常标定，需关闭ECU的部分诊断功能. ●关闭误报的各种EOBD故障码. ●关闭闭环控制长期自学习值. ●关闭碳罐控制. ●COT 关闭. ●PE关闭. ●DFCO关闭. ●关闭失火诊断. ●关闭Baro预测. ●设置VVT开度. 五：台架标定： 第一次外特性和信号一致性检查 目的： ●检验原始发动机是否接近工程目标 ●检查4缸一致性 方法： ●根据扭矩特性，选择标定最佳VVT开度. ●根据扭矩特性，选择最佳空燃比. ●根据扭矩特性，选择最优点火角. ●节气门全开工况，从1200rpm开始，每隔400rpm,稳定一定时间（如15S) 采数，直到6000rpm. 数据处理： ●根据外特性数据，作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线 各缸排温一致性检查：
ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2001年第41卷第8期 2001,V o l.41,N o.825/34 94-96 发动机自动化性能试验及标定系统 张跃涛, 王绍光, 张云龙 (清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084) 收稿日期:2000-03-27 作者简介:张跃涛(1974-),男(回),广东,硕士研究生。 摘 要:为提高发动机台架试验的自动化水平,开发了发动机自动化性能试验及标定试验系统。该系统的设计参考了国外先进系统的设计思想,在硬件集成方面,采用GP IB (gener al pur po se inter face bus)接口总线将系统功能扩展;通过在系统中集成电控发动机标定开发装置,可实现电控发动机自动化标定试验。在软件系统设计方面提出了试验流程编辑器、模拟通道动态配置及采集通道动态配置等设计方案。在系统的设计中突出了灵活性和可扩展性的特点。该系统现已投入应用。 关键词:自动化试验系统;G PIB 总线;开发装置;试验流 程编辑器;电控发动机标定试验 中图分类号:T K 417 文章编号:1000-0054(2001)08-0094-03 文献标识码:A Automatic engine bench test and EC -engine calibration test system ZH ANG Yuetao ,WANG Sh aoguang ,ZHANG Yunlon g (Department of Automotive Engineering , State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy , T s inghua University ,Beij ing 100084,China ) Abstract : T he quality of automatic bench tes ts is improved using an integrated system of automatic eng ine bench tes ts and EC-engine calibr ation tes ts.Th is paper introduces th e sys tem ass embly and des crib es the sys tem arch itectur e and design in detail.Th e h ardw are sys tem uses GPIB (general purp os e interface bus )to enh ance the sys tem con trol ability w ith a special EC -engin e calib ration device integr ated in to the sys tem for automatic calibration tests.T he softw are sys tem uses a test-ru n editor ,dynamic analog ch ann el configuration,and dynam ic s am pling channel configuration.T he flex ibility and expan dability of th e system des ign are emphasiz ed.Key words : automatic tes ting s ystem ;GPIB;EC-engine calib ration device; tes t-r un editor ; EC-engine calib ration tes t 在发动机台架试验中,需要对发动机的转速、转矩、环境温度、压力等参数进行控制;对试验结果也要进行运算和修正。采用人工测控试验的方法有试验人员多、数据采集工作量大、操作复杂、测量误差 大等缺点。为了克服由人工操作引起的种种弊端,满足在科研中精确控制的要求,利用计算机进行试验的自动化测控系统就是必不可少的[1] 。 另一方面,发动机配装电控系统时,需要对电控单元中的控制参数进行标定。电控发动机的标定工作量极大。为节省标定开发费用,缩短标定开发周期,保证标定工作的可重复性,需要使用自动化的标定开发系统。系统应该具有以下功能: 1)根据需要,通过程序设定发动机运行工况;2)实时在线修改发动机电控单元的控制参数;3)监视发动机运行状况,获取发动机油耗、排放、动力性等性能指标; 4)根据发动机各项性能指标与控制参数的关系优化控制参数,获得最优控制参数。 为了实现以上两方面试验功能,在传统的发动机试验设备硬件基础上进行二次开发,研制了发动机自动化台架试验及电控发动机自动化标定试验系统。该系统将一般发动机(或电控发动机)、测功器、电控单元开发装置、油耗仪、排放仪等设备集成为一个整体,在同一工控机的控制和协调下工作,实现了发动机自动化台架试验及对电控发动机控制参数的优化。 1 硬件系统结构 1.1 系统主要组成部分 硬件系统结构如图1所示,系统的主要组成部分包括发动机测功器、电控单元开发装置、排放仪和油耗仪3部分。 发动机测功器 测功器具有定转速控制、定转矩控制、定阻力控制3种控制模式。对于发动机节气门具有定转速控制、定转矩控制、定进气压力控制、定开度控制等4种控制模式。为实现对发动机测功
电喷发动机的匹配标定 一、概述 在一个电控系统软件和硬件模式基本确定的前提下，发动机能否发挥出最好的性能，基本上取决于电控系统与发动机的匹配是否成功。所谓匹配标定，就是通过对安装了电子控制系统的汽油机进行喷油特性、点火提前特性、怠速稳定性以及瞬态过度工况下各参数的综合试验，使电子控制系统在试验中获取最佳控制数据，从而使由该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性及排放性能等方面均获得令人满意的效果。 二、匹配标定试验系统 对电控汽油机进行匹配标定的实质是通过大量的试验来实现发动机工作过程的优化。为了保证匹配标定工作的顺利进行，要求标定试验系统能够实现在线修改，具有良好的精度、稳定性和重复性。因此，传统的试验设备及方法无法进行电控发动机的匹配标定试验。用于电喷发动机匹配试验的试验台架应具有以下特点： 1)能够根据标定需要，精确地设定发动机运行工况点，且稳定性好； 2)实时检测发动机的运行状态，可方便精确地获取发动机经济性、动力性及排放等性能指标； 3)通过应用特定的控制软件，能够实现对发动机电子控制单元控制参数的实时在线修改；整个试验系统由发动机、供开发用的ecu、计算机、测功机、排放测试分析仪、油耗仪及其它监控仪器等设备组成。 供开发用的ecu 写入发动机ecu内的eprom中的电控系统软件，主要包括控制程序和供程序使用的数据。在标定过程中，主要是对这些数据进行调整，最终达到发动机性能的最优化。产品ecu的存储器为只读存储器，无法对其内部数据进行修改。匹配标定过程中使用的ecu 是专门供匹配用的，该ecu的存储器为eeprom，可根据需要方便地改写数据。匹配标定专用ecu带一个udasys，它通过标定专用的接口与pc机相连，可将pc机中的数据实时传送给ecu中的eeprom，从而实现对发动机ecu参数的实时在线修改。 专用匹配标定软件cat pc机通过专用的接口与ecu相连，通过专用匹配标定软件，可以对发动机的运行状态参数，如转速、节气门开度、喷油脉宽、发动机温度和点火提前角等参数进行实时监测或标定。 λ分析仪此分析仪通过安装在排气管上的λ传感器，能够精确地对过量空气系数进行测量，并直接以数字方式显示测量结果，可直观地对λ进行实时监测。由于电控系统对发动机各工况下喷油量的精确控制就是对空燃比的控制，监测空燃比成为判断发动机工作情况的重要手段，同时，λ也是发动机优化实验时的重要参考量。 三、匹配标定试验方法及过程 汽油机的匹配标定是一个相当复杂的过程，所涉及的标定参数多达千余个。其中，点火提前角与空燃比（a/f）是影响汽油机性能和排放的两个最重要因素。在一定工况下，只有把点火提前角和a/f精确地控制在某个值，才能使发动机的动力性、经济性及排放达到最优。而在每种工况下所需要的最佳点火提前角及a/f等受多种因素的影响，其特性图在三维空间中表现为复杂的曲面（map）。此外，由于汽油机的动力性、经济性与排放三者之间往往表现为相互制约，使发动机的整个匹配过程十分复杂。 影响电控汽油机的喷油量及点火提前角的参数很多，与这两者相关的匹配参数多达上百个。要完成这些参数的标定，首先必须搞清他们各自控制模型的物理意义（控制策略），然后才能制定匹配方案来进行匹配。 3.1 试验条件 发动机的电控系统根据各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，在进行基本匹配标定时必须控制试验条件：
电控发动机及整车 标定方法 清华大学 汽车系 电控组 2001.8.21 北京
目录第一章标定过程概述 §1．1 发动机在测功器上的初步开发 §1．2 车辆驱动性能的开发 §1．3 开环标定—冷机和暖机 §1．4 闭环标定 §1．5 车辆排放试验 §1．6 车辆排放试验整理 §1．7 车辆排放认证试验 第二章发动机标定，稳态测功器试验 §2．1 基本稳态标定 §2．2 基本燃油标定 §2．3 充气效率 §2．4 开环方法 §2．5 闭环方法 §2．6 EGR补偿 §2．7 基本点火标定 §2．8 发动机控制表及EMS工作 第三章发动机标定，闭环燃油控制 §3．1 暖机目标 §3．2 热机和转换器起作用阶段的目标 §3．3 燃油控制 §3．4 闭环修正项 §3．5 快学习值 第四章发动机标定，瞬态燃油控制值 §4．1 加速加浓 §4．2 减速断油 §4．3 功率加浓 §4．4 加速加浓的算法 §4．5 减速减稀的算法 第五章发动机标定，冷态和热态驱动性能
§5．1 冷态供油概念 §5．2 拖动阶段 §5．3 拖动到运转阶段 §5．4 咬机阶段 §5．5 脉宽计算公式 §5．6 低温试验 §5．7 高温环境试验 §5．8 重新起动试验 §5．9 热怠速稳定性试验 §5．10 海拔高度补偿标定 第六章发动机标定，怠速控制 §6．1 怠速控制及其评价 §6．2 怠速空气控制(IAC) §6．3 闭环转速控制 §6．4 目标怠速转速标定 §6．5 闭环怠速控制算法 §6．6 闭环转速控制限值 §6．7 点火与供油相互作用 §6．7．1 点火 §6．7．2 喷油 §6．8 怠速空气阀目标位置 §6．8．1 冷机补偿 §6．8．2 负荷补偿 §6．8．3 A/C负荷补偿 §6．8．4 冷却风扇标定 §6．8．5 动力转向标定 §6．8．6 失速补偿 §6．9 辅助怠速空气算法 §6．10 最恶劣条件下的标定 第七章开发工具 §7．1 开发装置 §7．1．1 系统硬件 §7．1．2 系统软件 §7．2 发动机工况空燃比记录仪§7．2．1 系统硬件 §7．2．1 系统软件 附录．开发装置使用说明书
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目录 第一章标定过程概述 §1．1 发动机在测功器上的初步开发 §1．2 车辆驱动性能的开发 §1．3 开环标定—冷机和暖机 §1．4 闭环标定 §1．5 车辆排放试验 §1．6 车辆排放试验整理 §1．7 车辆排放认证试验 第二章发动机标定，稳态测功器试验 §2．1 基本稳态标定 §2．2 基本燃油标定 §2．3 充气效率 §2．4 开环方法 §2．5 闭环方法 §2．6 EGR补偿 §2．7 基本点火标定 §2．8 发动机控制表及EMS工作 第三章发动机标定，闭环燃油控制 §3．1 暖机目标 §3．2 热机和转换器起作用阶段的目标§3．3 燃油控制 §3．4 闭环修正项 §3．5 快学习值 第四章发动机标定，瞬态燃油控制值 §4．1 加速加浓 §4．2 减速断油 §4．3 功率加浓 §4．4 加速加浓的算法 §4．5 减速减稀的算法
第五章发动机标定，冷态和热态驱动性能 §5．1 冷态供油概念 §5．2 拖动阶段 §5．3 拖动到运转阶段 §5．4 咬机阶段 §5．5 脉宽计算公式 §5．6 低温试验 §5．7 高温环境试验 §5．8 重新起动试验 §5．9 热怠速稳定性试验 §5．10 海拔高度补偿标定 第六章发动机标定，怠速控制 §6．1 怠速控制及其评价 §6．2 怠速空气控制(IAC) §6．3 闭环转速控制 §6．4 目标怠速转速标定 §6．5 闭环怠速控制算法 §6．6 闭环转速控制限值 §6．7 点火与供油相互作用 §6．7．1 点火 §6．7．2 喷油 §6．8 怠速空气阀目标位置 §6．8．1 冷机补偿 §6．8．2 负荷补偿 §6．8．3 A/C负荷补偿 §6．8．4 冷却风扇标定 §6．8．5 动力转向标定 §6．8．6 失速补偿 §6．9 辅助怠速空气算法 §6．10 最恶劣条件下的标定 第七章开发工具 §7．1 开发装置 §7．1．1 系统硬件 §7．1．2 系统软件 §7．2 发动机工况空燃比记录仪 §7．2．1 系统硬件 §7．2．1 系统软件 附录．开发装置使用说明书
前言： 本标定手册为德尔福小型发动机管理系统MT05使用。具体的标定程序会由于标定工程师的经验，发动机的特殊用途，测试工具等其他因素的影响而有所不同。因此本手册将提供一个典型的标定流程而非具体的操作命令。在标定过程中，如果您遇到任何特殊问题，建议您联系德尔福EMS应用或系统工程师以获取更多建议。 目标： 发动机在台架标定结束后，应该在任何转速和负荷情况下都能以优化的状态运行。台架标定可以用来在测功机上对发动机进行性能评估测试。标定结束的发动机可以被安装在整车上进行后续的整车标定。 基本知识： ?理解发动机和发动机管理系统原理 ?理解基本的德尔福MT05控制逻辑
重要注意事项： 1. 在ECM 软件中根据以下规则定义发动机汽缸结构，这将确保发动机结构标定和实际的线束相一致。 A ．独立进气道和节气门体式直列双缸发动机 ? 汽缸任意编号为1和2，MAP 传感器可以安装在任意一个汽缸的进气道内 ? 一旦汽缸编号确定，线束中将用同样编号连接喷油器和点火线圈 ? KfHWIO_EngineConfig_inDegree = engine_config_in_360_dergree 以保证两缸360度点火间隔 ? 安装MAP 传感器的气缸定义为KeSYST_BaseCylinder 。例如，左图所示KeSYST_BaseCylinder = cylinder_2 (cylinder_2 指物理2缸) B. 合并进气道和单节气门体式直列双缸发动机 ? 汽缸任意编号为1和2，MAP 传感器尽可能的靠近其中一个缸的进气口安装，用来检测该缸在进气行程时的压降 ? 一旦汽缸编号确定，线束中将用同样编号连接喷油器和点火线圈 ? KfHWIO_EngineConfig_inDegree = engine_config_in_360_dergree 以保证两缸360度点火间隔 ? 安装MAP 传感器的气缸定义为KeSYST_BaseCylinder 。例如，左图所示KeSYST_BaseCylinder = cylinder_2 (cylinder_2 指物理2缸) Ignition 1 Ignition 2 Ignition 1 Ignition 2
一.发动机匹配工作和发动机管理系统（EMS） 一.发动机匹配工作的目标 发动机匹配工作的目标： 1 通过发动机台架的匹配，使发动机具有良好的稳态性能，在保证发动机工作可靠性（无爆震，无过热）的情况下，达到发动机的设计功率，扭矩和油耗性能。 2 通过对发动机在车辆上的匹配，使发动机与车辆其他系统（各种电器负载，传动系统，制动系统，三元催化转化器等等）协调工作，保证发动机在各种环境和工作条件下，都具有良好的起动怠速性能，良好的驾驶舒适性和排放性能。同时还要进行完善的车载诊断系统（OBD）的匹配。 3 通过高温，高寒和高原等道路环境试验，对匹配好的各种性能进行全方位地验证，保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全，环保和驾驶舒适性等严格的指标。 对于汽油机来说，技术上就是控制进气（合理的配气相位，节气门开度等）、喷油（最佳的空燃比）及点火（合适的点火提前角）三者的配合。 需要加以说明的是，发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计，发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。例如，汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率，进排气系统的设计决定了发动机的充气效率，因此当发动机结构确定时，一定工况下发动机的最大充气量就已确定，发动机的动力性能也就确定；又如，发动机的工作效率，即燃油经济性，决定于燃烧效率及机械效率，通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性，但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。 二.发动机管理系统（EMS）和电子控制单元（ECU） 发动机管理系统（Engine Management System, 缩写为EMS）：1979年，BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体，开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等，以满足更趋严格的性能和排放要求，其电子控制范围覆盖整个发动机，称为发动机电子管理系统，其核心是燃油定量和点火正时电子控制。 目前，各种发动机电子管理系统已经成为提高燃油经济性和满足更为严格的排放法规的决定性因素。 发动机管理系统以电子控制单元（Electronic Control Unit,以下简称ECU）为中心，ECU 接受来自传感器的各种信息，经过处理、分析以后，发出控制信号给各种执行器。在发动机匹配工作中，就是通过各种匹配实验，对ECU各种参数进行设置，从而达到发动机匹配工作的目标。 三.发动机匹配工作 发动机匹配工作就是在某个确定的发动机管理系统（EMS）下，通过各种项目匹配，为发动机控制器（ECU）各类参数设置合适的值，以达到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排污性而确定的各工况最佳空燃比、最佳点火提前角的要求。 发动机匹配工作是为众多的匹配参数设置合适的值，匹配参数的数量随着系统的复杂程度、控制软件的先进程度的变化而变化的。这些匹配参数有些是特性值，有些是一条二维特性曲线，有些则是矩阵（三维特性图），匹配参数的确定需要通过大量的试验和数据分析而得。 四. 发动机匹配的标准流程 一般来说，在项目确定后，发动机匹配工作可以分为四个阶段，即：项目准备阶段、基本匹配阶段、精细匹配阶段和认可阶段，直至对最终匹配数据认可（SOP 阶段），一般需要18-24个月。
台架标定试验大纲 编制：刘朝阳陈哲辉席红伟 2000年12月
德尔福汽车系统公司为华晨集团开发发动机管理系统用于其491发动机,为了满足客户需要及德尔福产品开发程序的要求，德尔福进行台架标定试验，以获得确保发动机在各个工况下的性能达到最佳的各项控制参数，为整车标定打下良好的基础。 试验设备： 1MDS开发装置及笔记本电脑 2爆震传感器及监听设备 3热电偶及测量仪表 4测功机及油耗仪 5五气排放仪 试验地点：沈阳新光发动机公司 试验时间：2000年12月18日至2001年1月7日 试验人员：华晨 德尔福郑丽萍，陈哲辉，刘朝阳，席红伟，陈斌 新光 新晨
1发动机台架及EMS系统的安装调试（2天） 台架主要组成结构见图1。台架标定之前，除了一般的发动机与测功机之间的连接以外，为了标定时的状态尽量接近整车，还有以下几项工作要做 ?准备一个整车用油箱（含燃油泵总成） ?准备一套汽车排气系（含三元催化转换器和消声器总成） ?准备一套车用进气系统（含空气滤清器） ?准备车用蓄电池一块，车用电压调节器一个 说明： ?由于德尔福系统采用的燃油泵是内置式的，即燃油泵须浸置在燃油中工作，所以采用车用油箱（含燃油泵总成）是最佳的选择。如果能使进回油管的长度与整车使用的长 度相近会更好。但是，如果将油箱放置在操作间应特别注意防火 ?由于三元催化转换器和氧传感器的安装位置对于将来整车的排放性能有很大影响；而且，排气管的形状与三元催化转换器和消声器的安装位置影响整个排气系的背压；所 以进行标定时最好采用汽车排气系 ?由于进气系统对发动机的充气效率影响巨大，所以标定时必须采用整套车用进气系统 ?为了与整车上的供电系统接近，应使用蓄电池和发电机为整个系统供电 图1 2充气温度系数（Charge Temp）的标定（1天） 所谓充气温度就是进入汽缸内的空气温度。在不同的空气流量下，由于进气温度和冷却液温度的不同，进入汽缸内的空气温度也就不同，这与发动机的整个进气系统结构有关。由于充气温度实际测量困难，我们建立了一个公式近似计算充气温度 充气温度=冷却液温度＋充气温度系数×（进气温度－冷却液温度）