电控发动机及整车标定3

第五章发动机标定，冷态和热态驱动性能§５．1冷态的供油概念燃烧要求空气和燃油蒸气的比例在稀燃界限和浓燃界限之间。

· 14.7＝汽油蒸气的理论空燃比。

稀燃和浓燃界限为：·稀蒸气当量比＝0.6或A/F＝24·浓蒸气当量比＝4.0或A/F＝3.5当量比＝(实际)/14.7。

发动机的实际界限并没有那么宽。

冷机时，喷射燃油的大部分仍保持液态。

·液态汽油不会燃烧。

仅蒸发为气态的那部分喷射燃油能用来达到稀燃界限。

必须限制液态燃油的量。

·液态燃油过多会淹没火花塞。

必须尽量提高气态/液态比以使冷起动性能和冷机驱动性能达到最佳。

图22显示了低温对起动时间的不利影响以及随着温度降低对浓混合气要求的变化。

图22 蒸气当量比冷态的供油概念(续)燃油蒸气的产生量是下列参数的函数：·温度(PCM输入)·燃油特性(馏分，蒸气压力)·歧管绝对压力(PCM输入)对蒸发的次要影响因素包括：·液态燃油的暴露面积·空气流速·喷油器雾化(PFI)·喷油器喷束(PFI)·喷油器喷油正时(PFI)，图23显示了蒸发对着火时间的重要影响。

冷起动标定冷起动包括三个阶段：1). 拖动阶段·从开始拖动到第一个气缸着火2). 拖动到运转阶段·第一个气缸着火到冷机转速上升3). 暖机阶段·冷机运转到稳定的暖机运转图23 燃油蒸发特性§５．2拖动阶段拖动阶段从发动机开始转动(PCM探测到来自曲轴位置传感器的参考脉冲)到由于燃烧使发动机转速上升时为止。

图24为节气门体喷射(TBI)系统的空燃比(A/F)在拖动阶段的控制规程，请注意其开始时为浓，逐渐减稀空燃比。

请注意系统是可以调节的(即变量A-E都可以用标定工具来改变)。

拖动阶段的状况：·由于有起动机负载，蓄电池电压低而且有波动。

·由于提供给电子燃油泵的电压不稳定，所以燃油压力低而且有波动。

·不可预测的拖动转速。

·不可预测的空气流速。

拖动阶段的目标：·尽快使发动机着火。

·避免供油过多和火花塞淹没。

拖动阶段的标定策略：·要有大的初始基本脉宽使进气歧管湿润并达到稀燃界限。

·在顺序喷射系统中，在识别出判缸信号(凸轮轴传感器)之前，所有喷油器将同时工作。

·在继续拖动过程中减小基本脉宽以避免火花塞淹没。

·供油应比预期的量更浓些，以补偿由于蓄电池电压低造成的燃油压力低和喷油器响应时间慢。

图24 起动阶段TBI空燃比规程§５．3拖动到运转阶段拖动到运转阶段始于发动机转速由于第一次燃烧而提高，至发动机转速在某个经过标定的参考脉冲数(KERUNCNTR)时期内都超过某个经过标定的转速阈值(KRPMUP)时为止。

图25显示了空燃比在拖动到运转阶段中逐渐提高的过程。

如果发动机在20个参考脉冲后仍未着火，则空燃比将保持在7.5，一旦发动机着火，空燃比将迅速提高以防失速。

拖动到运转阶段状况：·发动机转速迅速提高(乘10倍)。

·进气歧管绝对压力(MAP)下降使燃油蒸发加强。

·空气流速提高加强了燃烧室内的空气旋流。

·燃烧室温度上升。

拖动到运转阶段的目标：·在这个严重不稳定的工况中提供适量的燃油。

·避免供油过多，它会导致失速或排放污染过量。

拖动到运转阶段的标定策略：·随着发动机转速上升，迅速减小基本喷油脉宽，以清除进气歧管中积存的液态燃油。

图25 拖动到运转阶段TBI的空燃比规程§５．4暖机阶段暖机阶段从发动机转速在某个经过标定参考脉冲数(KERUNCNTR)时期内都超过某个经过标定的转速阈值(KRPMUP)时开始，至能够进行闭环控制所要求的条件满足时为止。

图26显示了暖机阶段空燃比逐渐上升的过程，从中也可看出系统参数可通过标定员进行调整，具有很大的灵活性。

暖机阶段状况：·当车辆被开动时，发动机转速和歧管绝对压力(MAP)都有变化。

·冷却液温度不断上升。

·稳定工况下所需液态燃油量减少。

·过渡工况下所需供油量随冷却液温度上升而缓慢减少。

暖机阶段的目标：·在所有驾驶情况下保持良好的驱动性能(平稳性和响应性)。

·保持空燃比稍稀于理论混合气以促使催化转换器进入工作状态。

暖机过程的标定策略：·根据冷却液温度、MAP和发动机运转时间调整空燃比。

·通过很好地控制瞬态供油来满足驱动性能要求，而不是设定更浓的控制空燃比。

·随着冷却液温度的升高逐渐停止瞬态供油。

·调整基本脉宽以防混合气偏浓以及排放污染过多。

图26 TBI 暖机阶段的空燃比规程§５．５脉宽公式(TBI)BPW＝常数×MAP×T′×A/F′×VE×CLCF×F33(速度密度法)BPW＝常数×M空气×A/F′×CLCF×F33(空气质量流量法)常数：气缸容积、喷油器大小、废气再循环(EGR)补偿、速度密度。

MAP 歧管绝对压力，单位kPa。

T′歧管空气温度的倒数。

A/F′控制空燃比的倒数。

VE 充气效率项(根据转速和MAP查表)。

CLCF 闭环修正系数。

F33 蓄电池电压燃油泵修正表(参见图27)。

M空气从空气质量流量计得到的空气质量。

在节气门体喷射(TBI)系统中，此基础脉宽公式在起动和运转供油时都使用。

在气道喷射(PFI)系统中，此公式在运转供油时使用。

起动供油有时直接用相同形式的查表值，但替换了空燃比。

图27 典型的燃油泵蓄电池修正系数§５．６低温试验冷起动标定工作通常在低温室中进行。

低温驱动性能通常在冬天(温度低于-20°F，-29℃)进行试验，并经过设于加拿大Kapuskasing的GM低温开发机构验证。

§５．７高温环境试验高温试验通常在亚历桑那州Mesa的沙漠场地上进行，那里的环境温度会超过100°F(38℃)。

§５．８热态静置和重新起动试验热态静置和重新起动试验是用来评价车辆长时间放置于热环境中以后重新起动的能力和驱动性能。

·按时间表进行主动暖机(在环形试验场上)。

·在防风木屋内热态静置5～60分钟。

·使喷油器达到最高温度。

·重新起动发动机，开车行驶。

§５．９热怠速稳定性试验热怠速稳定性试验在长时间怠速(15～30分钟，驻车于防风木屋内)过程中进行，以判断发动机热怠速特性的平顺性和稳定性。

§５．１０海拔高度补偿标定·在各种海拔高度条件提供可以接受的驱动性能和排放性能。

海拔高度会影响到对点火正时的要求。

高海拔环境状况：·空气密度较小(相同体积中所含质量较少)。

·最大功率性能下降。

·发动机绝对背压下降。

·海拔每升高1000英尺，最大可能的歧管真空度下降约3.5kPa。

高海拔补偿·由于在高海拔时废气再循环(EGR)流量较小，故此时需要进行废气再循环(EGR)补偿。

在高海拔时EGR阀两边的压差较小(参见图28)。

(即当海拔↑时，[排气背压下降-MAP]↓)。

·由于EGR量较少，必须推迟点火提前角以防止爆燃(爆震)。

大气压力感测·进行海拔高度补偿需要某种形式的大气压力感测。

·专用的大气压力(Baro)传感器。

·选择歧管绝对压力(MAP)传感器的读数，在点火开关接通但还未起动发动机时或者在低转速节气门全开时读取MAP电压。

·根据其它传感器(即TPS，MAF和RPM)的信号预测大气压力。

图28 背压型EGR(%)与海拔高度的关系高海拔的标定供油：·空气质量流量法供油不需要稳定工况补偿。

·速度密度法供油要求限制充气效率(VE)补偿和废气再循环(EGR)补偿。

·对瞬态供油，空气质量流量法和速度密度法系统都可能需要补偿，取决于供油技术。

废气再循环(EGR)：·随着海拔高度的提高，EGR阀两边的压差减小，导致EGR流量减少(排气背压降低)。

·真空度控制的EGR阀也会受到高海拔的影响。

排放。

·EGR阀必须开至足够大以满足高海拔受EGR影响的NOx点火：·点火正时的需求随EGR浓度而改变。

·为了优化燃油经济性和排放性能，点火正时必须随着EGR浓度的增加而提高，参见图29。

没有高海拔补偿的车辆：·由于需要满足高海拔时的排放要求，所以在低海拔时EGR浓度会比所需要的更大一些。

·在低海拔时点火提前角会比最佳值偏小，以避免当高海拔时EGR流量减小而出现爆燃。

·为避免高海拔时出现爆燃所作的折衷会使低海拔时车辆的驱动性能和燃油经济性下降。

图29 点火正时与海拔高度EGR修正的关系。