欧3发动机的电控系统匹配技术玉柴基于实验和模型的标定4
谈摩托车满足欧Ⅲ排放的系统匹配问题
谈摩托车满足欧Ⅲ排放的系统匹配问题
陈正国;秦建武;王家明;顾琳;王云峰;陈超峰;顾炜炜
【期刊名称】《摩托车技术》
【年(卷),期】2006(000)010
【摘要】要满足摩托车欧Ⅲ排放限值要求,可采用多种技术方案,如电喷发动机技术、电控化油器技术、稀薄燃烧技术、精调化油器等,以目前国内摩托车的生产技术水
平来看,采取精调化油器的方案达到欧Ⅲ排放限值是最难的,但成本最低.
【总页数】5页(P36-40)
【作者】陈正国;秦建武;王家明;顾琳;王云峰;陈超峰;顾炜炜
【作者单位】无锡威孚力达催化净化器有限责任公司;无锡威孚力达催化净化器有
限责任公司;无锡威孚力达催化净化器有限责任公司;无锡威孚力达催化净化器有限
责任公司;无锡威孚环保催化剂有限公司;无锡威孚环保催化剂有限公司;无锡威孚环保催化剂有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.小于150 mL摩托车满足欧Ⅲ排放标准的技术探讨 [J], 李德宽
2.满足摩托车欧Ⅲ排放的催化控制技术 [J], 邓水平;蒋成林;邹恒;舒柏崇
3.满足欧Ⅲ排放标准的摩托车用三效催化剂 [J], 胡春明;赵明;王海蓉;陈山虎;龚茂初;史忠华;陈耀强
4.满足欧五法规THC排放的摩托车三效催化器开发(1) [J], 童硕; 刘兴奇; 佘浩; 万
超; 李秀; 李亚荣
5.满足欧五法规THC排放的摩托车三效催化器开发(2) [J], 童硕; 刘兴奇; 佘浩; 万超; 李秀; 李亚荣
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汽车柴油发动机欧三欧四基础知识介绍
M(1) —
全部
2,3 0,64 0,20 — 0,15 0,50 — 0,56 0,05
A
I RW≤1305 2,3 0,64 0,20 — 0,15 0,50 — 0,56 0,05
(2000) N1(2) II 1305＜RW≤1760 4,17 0,80 0,25 — 0,18 0,65 — 0,72 0,07 III 1760＜RW 5,22 0,95 0,29 — 0,21 0,78 — 0,86 0,10
OBD系统必须显示故障的排放极限值
基准质量(RW) CO HC NOx PM
(kg) L1,(g/km) L2,(g/km) L3,(g/km) L4,(g/km)
类别级别
汽油 柴油 汽油 柴油 汽油 柴油 柴油
M(1) — 全部 3.20 3.20 0.40 0.40 0.60 1.20 0.18
OBD系统试验方法(2)
• 试验步骤：
1、模拟排放控制系统零部件的故障 2、在模拟故障下预处理车辆 3、在模拟故障下运行I型试验循环，测量排放量 4、确定OBD系统是否对模拟故障作出反应 • 车辆预处理：两个以上连续的I型试验循环，柴油 车可增加两个I型2部循环 • 根据需要监督的项目，分别装上有故障的零部件 或电器模拟装置，或者断开相关装置、部件的接线
转速及其允差 3. 以上试验时发动机的机油温度
在用车一致性检测程序
•同一车型至少检测三辆； •检查空滤器、皮带、液面、水箱盖、真空软管、净化装 置接线，检查点火、燃油计量和净化装置的调整和改动； •检查OBD系统的功能是否正常，修理OBD记载的故障； •检查点火系统，更换有故障零件（火花塞、高压线）； •测量压缩压力，剔除不符合要求的车辆； •在制造厂要求下，可以更换机油滤芯和空滤芯； •使用基准燃料； •进行I型试验； •根据超标车辆数按统计方法判断是否通过； •制造厂提出补救措施，经批准后，召回、修理有关车辆。
玉柴电控欧Ⅲ柴油机原理、使用和维护（中）
玉柴电控欧Ⅲ柴油机原理、使用和维护（中）佚名【摘要】要实现柴油发动机整体技术的持续升级，并降低排放、改善燃油经济性，电控燃油喷射技术的运用是其中的关键技术之一，目前最流行的是单体泵和共轨式两大类电子燃油喷油系统。
玉柴G6000电控欧Ⅲ柴油机是玉柴试制成功的，由二发厂生产的排放达欧Ⅲ标准的产品，排量为7．8L，标定功率为177kW，燃油系统采用先进的电控单体泵，实现一缸一泵，高压喷油，可自由设定喷油时间，进排气方式为增压和空对空中冷方式。
本文将就其采用的电控单体泵燃油喷射系统的基本工作原理、主要构成部件及其主要功能、使用和维护的方法进行了系统的阐述，内容详实。
但因版面有限，将分为上、中、下三期刊登。
【期刊名称】《汽车维修与保养》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】3页(P86-88)【关键词】电控燃油喷射技术;欧Ⅲ标准;工作原理;柴油机;维护;电控单体泵;燃油经济性;燃油喷射系统【正文语种】中文【中图分类】U260.31(接上期)6.感应器玉柴欧Ⅲ电控单体泵柴油机电控系统采用的感应器主要有曲轴转速感应器、凸轮轴转速感应器、加速踏板感应器、增压压力感应器、进气温度感应器、燃油温度感应器以及冷却水温度感应器等。
(1)曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器图10 转速感应器图11 曲轴转速感应器实机安装曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器是电控系统中最基本也是最重要的两个感应器，它们通过飞轮和凸轮信号盘采集发动机的实际转速和各缸燃烧上止点的位置，直接决定喷油正时和燃烧过程，对发动机的性能和排放有直接的影响。
曲轴转速感应器和凸轮轴转速感应器采用相同型号的电磁式感应器，使用合成塑料封装，带有“O”形密封圈(见图10)。
其中曲轴转速感应器安装于飞轮壳上(见图11)，凸轮轴转速感应器安装在传动齿轮室上(见图12)。
曲轴转速感应器与飞轮、凸轮轴转速感应器以及凸轮信号盘的安装间隙均为1.3±0.3m m，安装时必须采用特定的工具并用塞尺检测间隙。
玉柴欧III机故障检查(电控部分)
玉柴欧III 发动机故障检查——Delphi 单体泵系统故障现象故障分析故障处理1、燃油箱没有燃油检查油箱是否有燃油2、检查ECU 是否有电1、打开点火开关，在16端子插接件车辆线束端处，用万用表检查J3-2(主继电器控制)、J3-44(点火控制)的线束或发动机线束两端子插接件J3-60,61,62是否有24V 左右；2、水温传感器端J2-25线（蓝黑）是否有5V 左右电压。
3、主继电器是否工作及熄火开关是否复位。
4、电子油门踏板接插件B 、C 端子是否有5V 电压3、自动变速箱用手动变速箱的线束把曲轴传感器插接件上的J1-49与J1-50两线对换4、输油泵损坏或失效1、用故障诊断仪检查时可以发现启动油量会不断往上升，并且增加的较多2、将单体泵泵室上的回油管在分配器一头拆开进行观察，怠速时就应当有回油，如果没有回油可以尝试更换输油泵5、进气温度传感器损坏拔开进气温度接插件立即可以启动，更换进气温度传感器；6、热保护起作用，引起启动油量过低先检查引起热保护的原因,例如燃油、冷却水、进气温度过高等7、ECU 损坏1、检查外围线路没问题但诊断仪还是无法联接ECU2、提示ECU 有1、3、5或2、4、6缸对低端短路8、油门参考信号线_C (J3-34)松脱，引起启动时油门信号超低限检查16端子接插件J3-34线与踏板端J3-34线处是否有松脱9、单体泵磨损可以拆开第一缸单体泵的高压油管,另外接高压油管和喷油器,起动发动机,观察喷油器的喷油时间(正常的在发动机转动的第一圈和第二圈之间喷油),以及喷油的雾化情况和油量.10、燃油管路进空气比较难发现的是单体泵第三道O 型圈密封不严，此时可检查溢流管内是否有机油来判断11、起动转速过低1、电瓶电压过低2、检查发动机搭铁线是否牢靠3、起动机损坏4、起动继电器引起起动困难一、发动机起动困难或不能起动12、转速传感器问题，不同步（没有同步信号）1、曲轴传感器吸有大量铁销；2、检查传感器和信号盘间的间隙，正常间隙为1.3±0.3mm（特别注意传感器上的O型圈是否压到位）3、换新飞轮后可能装错（未按要求装复）1、增压压力不够1、检查进气管是否有松脱，进气管和中冷器有裂缝2、压力传感器损坏3、阻力大（空气滤芯严重堵塞、消声器损坏）4、增压器损坏2、燃油、冷却水、进气温度过高，产生的热保护1、检查溢流阀回油是否顺畅（假如回油不畅，所接的回油管会在高速时有抖动厉害的现象）、油路是否堵塞（包括油管管径过小、滤网和柴滤堵塞）、输油泵能力不足2、水温高按欧II发动机的方式来找原因3、燃油不够检查油箱是否有油（双油箱的也可能是油箱间的联接管不能对流）4、缺缸有个别缸不工作,可以通过断缸来判断.二、发动机无力5、进出油管过小，引起供油不足更换油管，油管内径≥8mm1、电子油门踏板线松脱或接错重新接好松脱的线，检查油门五根线是否一一对应2、整车线束接插件体和电子油门踏板接插件体进水用工具把接插件吹干再启动三、怠速高3、所配电子油门踏板非玉柴配置或指定欧III机专用电子油门踏板专用踏板均为进口配件（现在已有宁波高发的油门），有二级智能开关，油门不能与康明斯等同类电控发动机通用。
玉柴4F115-30电控欧III机
专门的策略严格控制全寿命烟度
2005.8.24 28
单体泵总成和控制器
玉柴专利：机外单体泵总成
2005.8.24
29
正在开发的YC6M系列欧III柴油机
排 量 9.839升 功率/转速(kW/rpm) 162-280 /2100-2200 最大扭矩(N.m/rpm) 900-1650 /1300 排放：欧Ⅰ、欧Ⅱ 噪音：≤95 dB 油耗: ≤230标定点 矩点 ≤195扭
玉柴YC4F115-30欧III柴油机 介绍
玉柴机器股份有限公司 2005年10月
1
内容
汽车尾气排放的现状和思考 现代柴油机电喷技术简介 现代柴油机电喷技术简介 玉柴欧III电喷柴油机产品 玉柴欧III电喷柴油机产品 玉柴YC4F115-30高压共轨电控柴油机 玉柴YC4F115-30高压共轨电控柴油机 玉柴电喷柴油机开发投入与技术保障 玉柴电喷柴油机开发投入与技术保障 采用电喷后的整车匹配 采用电喷后的整车匹配 采用电喷后的售后服务 采用电喷后的售后服务
最大功率： 155kW/2200rpm 最大扭矩： 820N.m/1200~1400rpm 最大功率： 132kW/2300rpm 最大扭矩： 660N.m/1200~1400rpm
2005.8.24
7~9m公交车的主要动力
21
YC6L系列欧III柴油机
最大功率： 240－260－310hp/2200rpm 最大扭矩： 1100N.m/1400rpm
0.150
2000
1
2005
2
2010
3
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内容
汽车尾气排放的现状和思考 汽车尾气排放的现状和思考 现代柴油机电喷技术简介 现代柴油机电喷技术简介 玉柴欧III电喷柴油机产品和技术介绍 玉柴YC4F115-30高压共轨电控柴油机 玉柴YC4F115-30高压共轨电控柴油机 玉柴电喷柴油机开发投入与技术保障 玉柴电喷柴油机开发投入与技术保障 采用电喷后的整车匹配 采用电喷后的整车匹配 采用电喷后的售后服务 采用电喷后的售后服务
玉柴欧3电路图
玉柴（欧Ⅲ）发动机基本知识一、玉柴欧3发动机起动条件：1、电源正常（有火到ECU两芯插接器-红线）。
2、钥匙火正常（有火到ECU140脚）。
3、发动机ECU（104脚输出“电源2”、203脚输出“电源4”+24V正常。
）4、电子油门线路连接正常（共轨为两可调电子电阻、单体泵为1个可调电子电阻1个开关）。
5、外部启动机工作正常。
6、油路正常。
二、发动机ECU辅助开关关联1、空档开关2、离合器开关3、诊断请求开关4、怠速开关5、巡航控制停止开关6、巡航控制恢复开关7、空调请求开关—空调打开后发动机自动调整怠速。
8、排刹开关—发动机ECU可通过继电器输出控制排气刹车。
三、控制功能：1、排刹继电器—输出控制排气刹车2、空调继电器—控制空调起动后的怠速提升3、燃油加热继电器—控制燃油加热器电源4、起动继电器—控制起动机启动（少部分车型用）5、预热继电器—控制预热电阻加热四、输出控制功能（ECU）：1、发动机转速信号——供转速表2、预热指示灯——供仪表灯指示3、喷油器电磁阀——控制喷油量、提前角4、故障指示灯——供仪表灯指示5、输出控制电源2（+24V）——供控制开关电源6、输出控制电源4（+24V）——供输出负载电源7、继电器——控制空调、排刹、起动预热8、燃油计量阀——控制高压油泵进油量五、输入信号：1、车速信号（车架）2、水温传感器（车架）3、电子油门（车架）4、机油压力（发动机）5、冷却水温度传感器（发动机）6、曲轴轴传感器（发动机）7、凸轮轴传感器（发动机）8、增压压力及温度传感器（发动机）9、共轨压力传感器（发动机）10、油门位置传感器（车架）11、车速传感器（车架）六、失效策略（方式）——电控系统故障状态下的运行策略（方式）失效策略的分级：1、一级——默认值2、二级——减少扭矩3、三级——Limp home（跛行回家——低转速1700转左右、低扭矩）4、四级——停机七、进入Limp home（跛行回家）失效策略的条件1、曲轴传感器损坏或信号线路开路、短路2、凸轮轴相位传感器损坏或信号线路开路、短路3、共轨油压传感器损坏或信号线路开路、短路4、高压油泵燃油量计量阀传感器损坏或信号线路开路、短路5、电子油门传感器损坏或信号线路开路、短路八、发动机转速最高只能到1700转1、共轨油压传感器损坏或信号线路开路、短路2、燃油量计量阀传感器损坏或信号线路开路、短路3、增压压力/进气温度传感器损坏或信号线路开路、短路4、水温传感器损坏或信号线路开路、短路九、发动机ECU常见故障排除：1、无法启动、难启动、运行中熄火A、电喷系统无法上电。
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欧V客车
BJ6101U7LHB BJ6112C6MHB BJ6121C6MJB
安徽安凯
安凯牌HFF6100D12客车底盘 安凯牌HFF6101D12客车底盘 MD6106KDC城市客车
YC6G240-30
牡丹汽车
MD6120LDH MD6116KD1H城市客车
中通客车
LCK6112G-1城市客车 LCK6103G城市客车
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Inline/MUP
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1.4柴油机燃烧特点
预混合燃烧 与涡流比、燃烧室形状、空燃比有关（比汽油机复杂） 很大程度上受控于喷油
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21
3.1.1电控单体泵系统（EUP）的技术特点
电控单体泵系统是一种模块化、时间控制的单缸高压泵系统， 喷油始点与喷油量分别由电磁阀关闭时刻与关闭的持续时间决定， 可达到2000bar的喷射压力。 电控单体泵系统完全具备满足现行及未来排放限制、保持低 油耗的技术能力。电控单体泵系统的技术特点如下： 技术先进：不但现在欧洲大部分欧III欧IV商用车采用了电控单体泵 系统，而且一年前奔驰公司采用电控单体泵系统＋SCR已经实现 了欧Ⅴ排放，并正式投产。而其它系统的欧Ⅳ应用才刚刚露头， 电控单体泵系统的先进性不容置疑。 技术成本低：电控单体泵技术加上机械喷油器即可达到欧Ⅲ排放 标准； 易于升级：从欧Ⅲ升级到欧Ⅳ，可通过更换电控喷油器来实现， 无需对发动机的结构进行大规模修改；通过凸轮轴设计和采用电 控喷油器可实现2~3 次喷射； 继承性好：对原机械喷油系统发动机结构改动小，可以共用同一 个机体、缸盖等重要零部件；整车厂便利、用户便利、售后维修 便利且零部件更换成本低；
高压共轨柴油机基于模型的虚拟标定方法研究的开题报告
高压共轨柴油机基于模型的虚拟标定方法研究的开题报告一、选题背景随着现代汽车产业的发展，电子控制技术得到了广泛应用，目前的柴油机大都采用共轨系统进行燃油喷射控制。
与传统的机械式燃油喷射系统相比，共轨系统更加灵活可靠、燃油喷射精度更高，可以使柴油机达到更高的效率和更低的排放。
然而，现有的共轨系统的标定方法往往需要耗费大量时间和成本，并且难以保证标定结果的准确性和稳定性，这对于汽车生产厂商和维修厂商来说都是一个挑战。
因此，基于模型的虚拟标定方法成为了一种吸引人的解决方案。
虚拟标定方法可以通过构建柴油机的数学模型，对燃油喷射系统进行仿真和优化，从而实现系统的精准调整和优化，大大节省了标定时间和成本，提高了标定结果的准确性和稳定性。
二、研究目的和意义本研究旨在基于模型的虚拟标定方法，针对高压共轨柴油机中的燃油喷射系统进行优化。
具体目的包括：1. 构建高压共轨柴油机的数学模型，包括燃油喷射系统、空气流动模式、燃烧模型等，以便对燃油喷射系统进行仿真和优化。
2. 对数学模型进行验证和优化，使其能够准确反映柴油机的实际工作状态。
3. 开发基于虚拟标定方法的优化工具，通过优化燃油喷射系统的参数，使柴油机达到最佳的工作状态，提高系统的效率和环保性。
4. 对模型优化和虚拟标定方法进行实验验证，验证其可行性和有效性。
本研究的意义在于提出一种新的共轨柴油机标定方法，使汽车制造厂商和维修厂商能够更快速、更精准地调整共轨系统，提高柴油机的效率和环保性，减少成本和时间。
同时，该研究对于共轨柴油机的燃油喷射控制技术的发展也具有积极的推动作用。
三、研究内容和思路1. 高压共轨柴油机的工作原理和燃油喷射控制原理的深入研究，并整理相关文献，了解现有的燃油喷射控制技术和标定方法。
2. 建立高压共轨柴油机的数学模型，包括燃油喷射系统、空气流动模式和燃烧模型，建立仿真平台，验证并优化数学模型。
3. 结合虚拟标定方法，建立燃油喷射控制系统优化工具，对燃油喷射系统的参数进行优化，实现系统的精准调整和优化。
汽车发动机试验学-第七章-电控发动机匹配与标定试验
撰写试验报告，总结试验过程、结果和优化 建议，为后续的研发和应用提供参考。
05
电控发动机匹配与标定试 验案例分析
案例一：某品牌汽车发动机匹配与标定试验
总结词
该案例介绍了某品牌汽车发动机的匹配与标定试验过程，包括试验目的、试验设备、试验步骤和结果分析。
详细描述
某品牌汽车发动机匹配与标定试验旨在优化发动机性能，提高燃油经济性和排放控制水平。试验过程中，采用了 先进的测试设备和技术手段，对发动机的各项参数进行了全面检测和调整。经过一系列的试验和数据分析，最终 实现了发动机性能的优化和匹配。
重复试验
在参数调整后进行重复试验，以验证参数调 整的效果。
参数优化
通过不断调整和优化参数，使发动机性能达 到最佳状态。
试验结果评估与优化
结果评估
对试验结果进行综合评估，如发动机性能、 排放等是否达到预期目标。
优化实施
根据优化建议进行改进，并进行新一轮的试 验验证。
优化建议
根据评估结果提出优化建议，如改进进气道 设计、调整燃油喷射策略等。
匹配优化方法
试验优化法
通过实际试验，不断调整和优化 传感器、执行器和控制算法的匹 配参数，以达到最佳的控制效果。
仿真优化法
利用仿真软件模拟发动机的工作 状态，通过仿真试验优化匹配参 数，减少试验次数和成本。
多目标优化法
采用多目标优化算法，同时考虑 多个性能指标，优化匹配参数， 提高发动机的整体性能。
少运行成本。
燃油经济性标定通常在 整车试验场或道路上进 行，通过实际驾驶和测 试数据来评估和调整发 动机燃油经济性参数。
04
电控发动机匹配与标定试 验流程
试验准备
确定试验目的
欧III机(德尔福)使用手册
玉柴电控欧III 柴油机原理、使用和维护2004-8-251. 单体泵电控系统的基本工作原理1．1燃油喷射系统玉柴G6000电控欧III 柴油机采用目前世界上先进的电控单体泵燃油喷射系统，包括低压、高压燃油系统。
其中低压油路部分包括燃油箱、油水分离器和手油泵、输油泵、精滤器、单体泵总成、供油管、调压阀、燃油分配器、燃油温度感应器、回油管等构件，主要任务是燃油的吸入、过滤，并给单体泵提供足够量的0.4~0.7MPa 的低压燃油；高压燃油系统包括电控单体泵、高压油管和喷油器，主要任务是燃油的加压、分配和喷射。
电控单体泵在ECU 的控制下，将一定数量的燃油加压（高达160MPa 以上），并通过单体泵上的电磁阀接收来自ECU 的控制指令决定开启或关闭时刻，从而决定各个气缸当前喷射过程，即喷油压力、喷油量、喷油正时。
1．2电控系统电控系统是玉柴G6000电控欧III 柴油机的“神经中枢”，包括感应器、控制器、执行器和控制线束。
图1 欧III 柴油机电控单体泵燃油喷射系统燃油输油泵喷油器单体泵总成燃油 分配器油水分离器 和手油泵燃油滤清器出油箱回到油箱燃油进口燃油调压阀出口凸轮轴转速感应器单体泵电磁阀燃油温度感应器增压压力感应器冷却水温度感应器进气温度感应器控制器ECU曲轴转速感应器加速踏板感应器、车辆开关、执行器、电源等图 2 电控单体泵柴油机控制系统框图感应器：实时采集柴油机、车辆的运行信息并传递给控制器ECU，是ECU控制柴油机运行的基本信息。
考虑到对柴油机及车辆驾驶性能的控制，G6000电控欧III柴油机电控系统中配置的感应器有柴油机曲轴转速感应器、凸轮轴转速感应器、加速踏板感应器、增压压力感应器、进气温度感应器、燃油温度感应器、冷却水温度感应器以及空调、排气制动、怠速控制等开关。
感应器输入信号包括数字信号、模拟信号和脉冲信号。
控制器ECU：是电气控制部分的核心，它集中了柴油机和车辆的控制策略，通过接受感应器等传递的发动机信息，进行分析、判断和处理，并根据预先写入的控制策略和程序，向执行器（单体泵电磁阀等）发出驱动信号，除了管理喷油以外还具有其它一些功能如故障诊断、网络通讯、标定与监测等。
电控单体泵柴油机面向欧III排放的调整方法资料
电控单体泵柴油机面向欧III排放的调整方法资料面向欧III排放的调整方法要求柴油机将排放氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和碳氢化合物（HC）等污染物控制在较低水平。
下面将对电控单体泵柴油机面向欧III排放的调整方法进行详细介绍。
首先，电控单体泵柴油机的排放控制主要依靠三大系统，即空气供给系统、柴油喷射系统和排气处理系统。
在调整过程中，需要着重考虑以下几个方面。
1.空气供给系统调整：空气供给系统直接影响着柴油机的燃烧效率和排放性能。
要提高柴油机的燃烧效率和减少排放，可以采取以下措施：-优化进气道和进气门设计，增加进气量和提高进气效率。
-采用可变几何涡轮增压器，提高进气压力和空气量。
-加装空气预处理设备，如换热器和滤清器，提高进气质量和温度。
2.柴油喷射系统调整：柴油喷射系统是决定燃烧过程和排放水平的关键。
调整柴油喷射系统可以从以下几个方面入手：-调整喷油嘴的喷油角度和喷油量，使燃油在燃烧室内充分混合，提高燃烧效率。
-使用先进的喷油技术，如共轨喷射系统和多点喷射系统，提高喷油精度和控制能力。
-使用高压喷油泵和高压喷油器，提高燃烧室内的压力和温度，促进充分燃烧。
3.排气处理系统调整：排气处理系统的主要任务是在发动机排气中降低有害物质的浓度。
要调整排气处理系统以满足欧III排放标准，可以采用以下方法：-安装选择催化还原装置（SCR）来降低氮氧化物（NOx）的排放。
SCR 系统通过将尿素溶液喷入排气中，在催化剂的作用下将NOx转化为无害的氮和水。
-采用颗粒捕集器（DPF）来捕集颗粒物（PM）。
DPF系统通过过滤排气中的颗粒物，然后以一定的周期进行清理。
-使用氧化催化剂（DOC）将一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）转化为二氧化碳（CO2）和水。
除了以上三个主要的调整方向外，还可以采用其他降低排放的技术，如可变气门正时、电子控制喷油系统、智能控制系统等。
通过系统优化、技术升级和数据监测，可以有效降低电控单体泵柴油机的排放水平，满足欧III排放标准。
电控发动机基于模型标定的关键技术研究
电控发动机基于模型标定的关键技术研究1 引言随着经济社会的发展，人们对汽车性能的要求日益增加，相应的，发动机参数标定的重要性越来越凸现出来[1]。
然而参数标定是一项十分复杂而且繁琐的任务，1998年，发动机电控需要标定两个参数，到2016年参数标定的量已经增加到7个以上；1980年需要标定的MAP 是8张，到2015年需要标定的MAP 的量增加了100倍以上，按照这种发展形势，下一代发动机需要标定的MAP 将会更多，甚至达到目前的十倍百倍[2]。
在传统研发发动机的过程中，相当一部分的研究人员研究发动机的一般首先是电控硬件系统，接下来是台架测试，最后记性参数标定优化[3]，这样的一种研究顺序存在着成本高，工作复杂的弊端。
随着标定的数量越来越多，固有的参数标定方法已经远远达不到实际需要的标定需要，应对这样的情况，目前较为有效的一种解决方法就是基于模型的标定技术。
2 国内外发展概况发动机基于模型的标定技术是一种基于模型得到最佳控制参数的技术，这些模型往往是在发动机相关实验数据基础上建立起来的与输出响应参数有关的模型。
1970年，相关研究人员开始不再仅仅凭借自己的经验分析实验数据，而开始基于传统手工标定利用王冬 张顺 刘仁龙 石月东风汽车公司技术中心 湖北省武汉市 430058摘 要： 参数标定质量很大程度上决定了电动机的电控系统的性能，本文所介绍的基于模型的标定是较为有效的一种标定方法。
本文详细阐述了发动机基于模型标定的几项关键技术比如设计试验，基于实验数据的建模，参数优化以及MAP 的生成技术。
本文还对发动机基于模型标定的关键技术的国内外研究现状进行了详细的介绍。
关键词：电控发动机；模型；标定精确度更高的数学过程来分析得到相应的回归模型，从而更加直观的了解到了数据变化的整体趋势。
在欧美国家，基于模型的标定技术的应用十分广泛。
20世纪末期，Math Works 公司研发了一款基于模型标定的工具箱，为基于模型标定技术的广泛应用奠定了基础[4]。
基于模型的电控发动机标定技术
基于模型的电控发动机标定技术模型的电控发动机标定技术是一种在电控发动机开发中广泛使用的技术。
该技术通过建立模型，实现了对发动机的精确控制和精确监控。
首先，模型的电控发动机标定技术是基于数学模型的。
这种技术建立了一个数学模型，以模拟发动机的工作原理和特性。
模型中包含了各种参数和变量，这些参数和变量可以用来描述发动机的性能，并为控制系统提供指导。
因此，模型的电控发动机标定技术具有高度的可扩展性和可靠性。
其次，模型的电控发动机标定技术具有高度的灵活性。
通过模型的建立，可以实现对发动机的多种特性进行预测和测试。
例如，在发动机的设计阶段，可以通过模型预测发动机的性能，以决定最佳的设计参数。
在发动机的开发和调试过程中，可以使用模型来测试发动机的不同工作状态，并为控制系统提供优化建议。
此外，这种技术还具有高度的可操作性和可调性，可以使开发人员轻松调整发动机的控制参数，以实现最佳控制效果。
最后，模型的电控发动机标定技术还具有高度的适应性。
该技术可以应用于各种类型的发动机，包括内燃机、涡轮机等。
此外，模型还可以反映发动机的不同工作状态，如启动、怠速、高负荷等，从而实现对发动机的全面管控。
总之，模型的电控发动机标定技术是一种高度可靠、灵活、可扩展和高度适应的技术，可以实现对电控发动机的精准控制和监测。
通过该技术的应用，可以提高发动机的性能和效率，同时还可以为未来的发动机开发提供有效的指导。
在使用模型的电控发动机标定技术时，有几个要点需注意。
首先，建立数学模型时需要考虑到发动机各个方面的内在特性。
这就需要对发动机的功率输出、气缸压力、温度等参数进行精细测量和分析。
通过对数据的处理和建模，可以构建一个完整的数学模型。
其次，模型的建立需要进行有效的实验验证。
这就要求实验数据具有可靠性和真实性。
因此，在设备选型、实验设计、数据采集和数据分析等方面，都需要注重细节，确保实验数据的可靠性和准确性。
第三，模型的电控发动机标定技术应用时需要考虑到模型与实际发动机之间的差异。
欧三排放柴油电喷发动机技术
欧三排放柴油电喷发动机技术众所周知，尽管20世纪30年代就已经有了柴油乘用车，但早期柴油车的发展源于二战时期苏军T-34坦克的独特命运——由于T-34坦克采用柴油机，即使中弹也不容易起火，成为战场上的佼佼者。
现在的中国市场如同早期的国际市场，消费者谈到柴油车时，常常会笑言“柴油车最大的好处是不会着火”。
但随着柴油技术日益发展，人们越来越发现柴油机的无穷魅力：高扭矩、高寿命、低油耗、低排放，柴油机成为解决汽车能源问题最现实和最可靠的手段。
如今欧洲每推出一款新车都会配有柴油发动机的车型。
但一个不争的现实摆在了我们面前：随着能源危机，温室效应的逐渐增加，人们对动力性要求的提高，尽管电子燃油喷射已经被广泛使用，仅仅靠汽油车的解决方案不足以解决这些问题。
所以在汽车工业的腹地——德国一刻也没有停止对柴油发动机的研究。
即使在国内，目前采用柴油机也只有10余款，分别为捷达、宝来、奥迪、开迪、江淮瑞风等5款乘用车，福田冲浪、江铃陆风、华泰特拉卡、上海万丰、辽宁曙光等5款SUV。
瑞风柴油车所搭载的2.5升柴油机是引进韩国现代汽车公司D4BH 发动机，而一汽-大众的4款柴油乘用车均采用德国大众与博世公司合作的柴油机，这5款柴油乘用车全部是柱塞泵、泵喷嘴技术。
柴油机的优点是：省油、环保、动力强、经济、维修方便，只要解决缺点就具有更大的市场前景，而实现电控柴油机的方案现在看来是一个很好的解决措施。
实现柴油控制有三条技术路线图，分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。
目前主要的国际汽车配件供应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发，如：博世、德尔福、西门子、电装公司、VDO和玛格纳-马瑞利公司，它们是全球主要的共轨喷射系统供应商，而目前在国内生产共轨柴油喷射系统的还只有博世一家。
下面分别介绍三种技术：1、单体泵技术图1 单体泵的外形图德尔福在重型车上采用单体泵系统。
从成本上讲，国内的发动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时，如果采用单体泵，对发动机改动非常小，仅以外挂式的凸轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵就可。
欧三排放电子控制柴油机喷射系统
欧三排放电子控制柴油机喷射系统为了改善柴油机运转性能和降低燃油消耗率，同时也为了适应严格的柴油机排放标准的需要，从20世纪80年代初期开始，各种电子控制柴油喷射系统(以下简称电控柴油喷射系统)相继问世。
与传统的机械控制柴油喷射系统相比，电控柴油喷射系统有下列优点：1)机械控制喷射系统的基本控制信息是柴油机的转速和加速踏板的位置，而电控喷射系统则通过许多传感器检测柴油机的运行状态和环境条件，并由电控单元计算出适应柴油机运行状况的控制量，然后由执行器实施。
因此控制精确、灵敏。
而且在需要扩大控制功能时，只需改变电控单元的存储软件，便可实现综合控制。
2)机械控制喷射系统往往由于设定错误和磨损等原因，而使喷油时刻产生误差。
但是，在电控喷射系统中，总是根据曲轴位置的基本信号进行再检查，因此不存在产生失调的可能性。
3)在电控喷射系统中，通过改换输入装置的程序和数据，可以改变控制特性，一种喷射系统可用于多种柴油机。
在此过程中不需要机械加工，故可缩短开发新产品的周期，有利于降低成本。
一、电控柴油喷射系统的基本类型在二十几年的发展过程中，电控柴油喷射系统先后形成了两种基本类型，即位置控制型和时间控制型。
到了20世纪90年代，燃油分配管(共轨)式时间控制型电控柴油喷射系统得到了快速发展。
该系统不仅可以更加精确地控制喷油量和喷油定时，还能实现对喷油规律和喷油压力的独立控制。
二、电控柴油喷射系统实例(一)ECD-V1型电控柴油喷射系统ECD -V1型电控柴油喷射系统是位置控制型电控柴油喷射系统，用于日本丰田2L-TE型缸增压轿车柴油机上。
ECD-V1系统中的喷油泵为VE型分配泵，为适应电控的需要而进行了改造。
取消了机械调速器，代之以供油量控制电磁，通过杠杆来改变供油量调节套筒的位置，以实现喷油量的控制。
同时，还通过供油量调节套筒位置传感器的反馈信号，实现闭环控制。
ECD-VI系统保留了VE型分配泵的液压式喷油提前器，增设一个定时器控制阀，以实行喷油定时的电子控制。
电控柴油机标定系统的研究的开题报告
电控柴油机标定系统的研究的开题报告一、选题背景随着科技的进步以及能源紧缺，电控柴油机的应用已经越来越广泛。
电控柴油机的性能优异，在燃油经济性、排放控制等方面有着显著的优势，因而被广泛应用于汽车、船舶、发电机等领域。
电控柴油机的性能表现取决于控制策略的设计和标定，因此有效的标定系统对于保证电控柴油机的性能具有重要的意义。
二、研究目的本研究的目的是设计一种有效的电控柴油机标定系统，以提高电控柴油机的性能和可靠性。
具体研究内容包括：电控柴油机的控制策略及其参数的选定和标定、燃油经济性与排放控制的协调、系统安全性和可靠性的提高等。
三、研究内容1.电控柴油机的控制策略及其参数的选定和标定（1）分析电控柴油机的工作原理和构成（2）根据电控柴油机的特点，确定合适的控制策略（3）选取适当的标定方法，标定各控制参数2.燃油经济性与排放控制的协调（1）分析电控柴油机的燃油经济性和排放控制之间的关系（2）优化控制策略，提高燃油经济性和减少排放3.系统安全性和可靠性的提高（1）分析电控柴油机工作中可能出现的故障和问题（2）设计有效的故障检测和排除方法，提高系统的安全性和可靠性四、研究方法本研究主要采用实验和仿真相结合的方法。
首先，通过实验测试确定电控柴油机工作的基本状态和参数。
然后，利用仿真软件对电控柴油机的工作进行模拟，通过调节控制参数来优化电控柴油机的性能。
最后，结合实验结果和仿真测试结果对电控柴油机的标定系统进行优化和完善。
五、论文结构本论文主要分为以下几个部分：（1）绪论：介绍电控柴油机标定系统研究的背景、目的和意义（2）理论分析：对电控柴油机标定的理论知识进行综述和深入阐述（3）实验设计：设计电控柴油机标定实验，并进行实验测试和结果分析（4）仿真测试：使用仿真软件对电控柴油机进行模拟和优化（5）系统优化：通过结合实验和仿真测试结果进行电控柴油机标定系统的优化（6）总结与展望：对本研究的成果进行总结，同时对未来的研究进行展望。
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共轨系统标定技术现状－高级人工标定技术
基于模型标定方法－概述
降低开发成本和缩短开发周期
减少台架试验时间
试验设计
问题： 1. 在选定的工况点上并没有测试所有变量的组合情形； 2. 只选定了部分工况点，还有许多工况点没有测量。
发动机建模
半物理半经验模型：WAVE，BOOST。
优化
数学模型：神经网络模型，统计回归模型
这里将采用拉丁超立方取样方来进行试验设计。
试验设计－工程应用
试验设计变量的范围
变量名称
发动机转速(r/min) 循环供油量(mg/cyc)
油轨压力(bar)
最小值
1000 20 400
最大值
2400 120 1600
间隔值
100 10 100
最小工况点数目取决于模型需要； 最大工况点数目取决于试验资源。
空间填充法
2145个工况点 工况由发动机转速、循环供油量、油轨压力三个参数定义，不包括提前角
69个工况点
发动机建模－二级模型
固定转速n，循环供油量q和油轨压力Pcr
调节主喷正时，得到 一条随主喷正时变化 的燃油消耗率曲线曲线
全局模型： 二级模型
局部模型:
改变转速n，循环供油量q和油轨压力Pcr三个 变量中的任何一个、两个或全部改变
n— 发动机转速(r/min)；
PCR—油轨压力(hPa); Tex—排气温度(℃)； Smoke—排气烟度(FSN)；
P_Lim—最高爆发压力限值(bar) ；
油轨压力MAP：
试验设计－意义
随着现代发动机可控参数数目的增加，台架 试验时间呈指数增长，而试验台架时间非常昂贵 ，因此大幅度减少试验时间变得越来越重要。
70
油门[%]
40 10 1000
1600
2200
参照法规权重进行调整（NOx）
减小喷油提前 角进行调整
参照法规权重进行调整
主控制稳态定时MAP
对标定内容进行分解
电控系统MAP 的标定
法规工况的标定
+
非法规工况的标定
参数优化问题 （2）
• 起动 • 怠速 • 状态修正 • 瞬态过程……
基于模型的标定
就优化机制与行为而分，目前工程中常用的优化算法主要可分为 ：经典算法、构造型算法、改进型算法、基于系统动态演化的算法 和混合型算法等。
现代计算机技术推动优化方法不断发展，并出现了许多专业的优 化软件，大大方便了工程应用。
标定优化－有约束单目标最小化
求解有约束最优化问题，一般是通过K－T（Kuhn－Tucker）方程将有约束最优化问题转换 为无约束最优化问题进行求解。对于规划问题 ：
13
Plackett Burman法
4
正则单形体法
5
除了全因子试验设计外，其他设计方法得到的试验点较少，且试 验点在试验空间内分布比较规则，因此古典设计不能满足发动机 的复杂建模的需要。
试验设计－空间填充设计：拉丁超立方取样
假如要产生N个试验点，拉丁超立方取样方法是在每一个因子上投影N个不 同水平，而试验点的产生是随机的。因此，可以在若干组随机产生的试验 点集中选择一组满足要求的试验点集。
目标：发动机性能，如燃油经 济性最佳；
约束：排放
基于实验的标定
基于实验的标定方法概要
• 针对优化参数较少的电控柴油机 • 以实验为基础, 将建模优化的数学计算，通过实
验方法实现
13工况排放中存在的实际比例与法规权重不同的现象
条件
将数学上的优化问题，分解到实验步骤上，在已知 实验测试结果中：
– 在已完成的实验中包含最优解； – 每个工况下都存在经济性最佳的喷油
Main (主) •动力性 •降低躁声
活化扩散燃 烧，减少PM
Post (副) •减少颗粒
•油耗恶化
活化后处理装置 的催化剂
After (后) •颗粒 •后处理
•油耗严重恶化
各个工况下柴油机的理想喷油规律
参数优化问题的数学描述
是一个带约束的优化问题 优化对象：发动机的控制参数
，如喷油压力、喷油定时、多次喷 射时的油量分配比例、EGR率等；
试验过程
a1,a2,a3,…,an b1,b2,b3,…,bn c1,c2,c3,…,cn
发动机建模－数学模型：多项式函数模型
n阶多项式模型形式如下：
n阶曲线可以产生n-1个弯曲。例如，对于二阶多项式y=ax2+bx+c和三阶多项式 y=ax3+bx2+cx+d，其曲线如图所示：
发动机建模－数学模型：混合样条函数模型
欧3发动机的电控系统匹 配技术玉柴基于实验和
模型的标定4
2020年4月28日星期二
柴油机电子控制领域核心关键技术及行业分工
• 电控发动机匹配标定 技术（对整机制造商 ）
• 发动机控制软件（对 整机制造商、系统供 应商）
• 集成了机液电磁综合 控制的高速强力电磁 阀系统（系统供应商 ）
勇于开始，才能找到成 功的路
采用试验设计方法采集最有用的数据，则可 以节约大量的时间和金钱。
试验设计－方法概述
试验设计方法包括：古典设计、空间填充 设计和优化设计。
优化设计适应于模型类型和约束条件确定 的情形且只适用于线性模型。这一点在工程中 难以做到，所以这里不作详细叙述。
试验设计－古典设计：全因子试验设计
全因子试验设计产生工况点的n维网格。如图所示 。在该图中，试验设计因子分别为发动机转速、循 环供油量和油轨压力，每个因子水平数均为3。为 便于对比，后述古典试验设计方法均采用同样的因 子和水平数。
定时ib,i,minbe；（i=1，……，13）；
– 在每个工况点下都存在NOx排放随喷 油定时减小而减小的变化规律； – HC和CO排放足够低，可以忽略不计 ； – 排气烟度足够低（如最大转矩点排气 烟度<0.3FSN）
首先调节喷油定时实现无约束下的经济性最佳
得到基本定时MAP
20
18
16
14 100
试验设计－空间填充设计：格子法
格子法同样是在每个因子上投影N个不同水平，但试验点的产生不是随机的 ，而是通过一种算法来选择，该算法使用每个因子的质数。因此，如果给 一个好的质数，则将试验点均匀地分布在试验空间内；反之，如果质数选 择不好，则在设计投影面上可以明显地看到线或平面，如图所示。如果所 有的试验点都簇拥在一个或两个平面上，则意味着在复杂模型中不能评估 所有效果。 。
第1工况点下的试验数据
主喷提前角
°CA
10 12 14 16 18 20 21
燃油消耗率
g/(kW·h)
238 232 226 222 219 215 215
局部建模
全局建模
发动机二级模型
标定优化－优化算法分类及发展现状
所谓优化算法，其实就是一种搜索过程或规则，它是基于某种 想和机制，通过一定的途径或规则来得到满足用户要求的问题的解 。
27个工况点
试验设计－古典设计：中心复合法试验设计
中心复合法产生的设计包括一个中心点、每一设计 空间角上的点和每一设计空间面上的中心点。设计 空间包括立方体、球体、旋转体以及用户自定义空 间。
15个工况点
试验设计－古典设计：Box－Behnken法试验设计
Box-Behnken法类似中心复合法，但每一因子只需 三个水平，且设计空间总是球面空间。
参数优化问题的数学描述
是一个带约束的优化问题 优化对象：发动机的控制参数
，如喷油压力、喷油定时、多次喷 射时的油量分配比例、EGR率等；
目标：发动机性能，如燃油经 济性最佳；
约束：排放
基于模型的电控系统标定概念
建模方法
实验
实验设计
优化算法
构建模型 验证实验及重复实验
寻优
共轨系统标定技术现状－自动标定技术
电控系统标定
燃烧系统匹配
对标定内容进行分解
电控系统MAP 的标定
法规工况的标定
+
非法规工况的标定
参数优化问题
• 起动 • 怠速 • 状态修正 • 瞬态过程……
Pilot(预) •降低躁声 •PM
•油耗恶化
预混合燃烧 降低噪声和
PM
关于多段喷射
缩短主喷的 着火延迟， 降低燃烧噪 声和NOx
Pre-(前) •NOx •降低躁声 •颗粒
试验设计－空间填充设计：分层拉丁超立方
分层拉丁超立方法则是把一般的超立方分割为指定因子的N个不同水平。这 对于已知某些特定因子的水平以及与其他因子相比，某些因子需要更多细 节来建模的情形特别有用。该方法同样对于某些只能测试特定水平的情形 也非常有用。
试验设计－空间填充设计总结
空间填充设计不需要事先确定模型类型，且空间填充设计用尽可 能覆盖因子空间的方式来选择试验点。因此该方法适合共轨柴油 机建模需要。
发动机试验
基于模型标定方法－发动机经济性优化问题
问题定义： 约束条件：
主喷正时MAP：
其中：
be—燃油消耗率 (g/kW.h)； q—循环供油量 (mg/cyc)；
—主喷喷油正时 (℃A) Pmax—缸内气体最高 压力(bar)； Tex_Lim—排气温度 限值(℃)； Smoke_Lim—排气 烟度的限值(FSN)。
混合样条函数是对多因子中的一个因子采用样条函 数拟合，其他因子则采用多项式函数拟合。 样条函数是分段多项式函数，各段光滑连接在一起 。连接点称为节点。节点数目和位置可以定义。节 点之间的曲线采用同样的阶次。
模型过拟合和欠拟合
图中*点为测试数据点。一次多项式拟合曲线（图中红色长划线）与数据点相差甚远， 其根均方差也最大，此为欠拟合情形，即模型不能和真实情况很好吻合。
标定优化－工程应用：优化工况点定义