电喷摩托车发动机与标定技术

第") 卷第( 期%##$ 年%月

小型内燃机与摩托车

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电喷摩托车发动机与标定技术

胡春明宋玺娟

（天津大学天津内燃机研究所天津"###$%）

摘要：介绍了电喷摩托车发动机电喷参数的采集和标定系统；同时针对电喷摩托车的技术要求，介绍了基于&’()*’+单片机的摩托车电喷系统的主要标定内容及其标定方法；并就电喷摩托车及其发动机的重要运行工况及排放特性的标定进行了讨论。

关键词：标定技术电喷系统发动机摩托车

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引言

面对日益严格的排放法规，采用电喷技术降低油耗和排气污染已势在必行，特别是对于现代摩托车而言，电喷技术的应用可以同时兼顾降低摩托车尾气中有害物质的排放量、改善发动机运行的经济型、提高摩托车使用性能这" 项目标。在电控系统的软件和硬件模式基本确定的前提下，发动机是否发挥出最好的综合性能，取决于电控系统与发动机的优化匹配标定。( 电喷发动机标定平台

面对电控系统功能不断增强而开发周期却不断缩短的要求，采用传统A’F开发流程已经难以满足现代控制系统的设计要求。现代电喷系统A’F的“P”型开发流程（图( 所示）通过计算机辅助工具，支持从需求定义到最终产品的全过程。“ P”型开发流程符合国际汽车行业标准（0N0+ Q0N0R），构成了统一的从开

图( 发动机管理系统的“P”型开发流程

作者简介：胡春明（(2)$ 1 ），男，博士，副研究员，中国汽车工程学会摩托车分会秘书长，天津市内燃机学会秘书长。主要研究方向为内燃机电控技术及SRT Q ’UT燃气技术的应用研究。

发、测试到标定的一体化方案。在摩托车电喷系统的不同研发阶段，研究内容存

在差异。这就需要一个功能完善的电喷开发平台及开发系统来完成各阶段的任务。现在，电喷系统的有关硬件生成和软件控制策略已日趋成熟。本文主要介绍摩托车电喷系统的匹配标定技术以及基于!" 机的开放式摩托车电喷系统开发平台（图# 所示）。利用电喷汽油机开发系统，可以完成摩托车发动机电喷系统的参数标定以及实验匹配工作。通过对电喷汽油机进行喷油特性、点火特性、怠速稳定性以及瞬态过渡工况下各参数的综合试验，获取电喷系统在试验中的最佳控制数据，从而使该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性以及排放特性等方面均获得令人满意的效果。电喷发动机的匹配标定是电控技术应用的重要环节。

图# 电喷汽油机开发系统

# 标定内容［%］

摩托车电喷系统的匹配标定技术要点包括样机性在要求范围内，才能使发动机动力性、经济性及排放达到最优控制。

在进行优化匹配标定试验之前，需要有基础喷油脉宽和点火提前角()!。基础()!可以从原化油器机型上通过试验获得，但开发周期相对较长。这里，我们采用硬件在环仿真的方法（*+,-）来获得基础()!，并在发动机台架上进行验证修正。硬件在环仿真将部分实际被控对象用高速计算机上实时运行的仿真模型来代替，并与控制单元实物连接成一个系统。通过仿真实验可以实现对控制系统功能进行测试和验证。*+,-既解决了纯粹计算机仿真对现实条件过于简化和理想化的问题，又克服了实际试验中时间长和费用高的制约。

&’# 最佳()! 标定

最佳喷油脉宽()!和点火提前角()!是控制的主要依据。电喷发动机通过有限的工况点来控制发动机在整个工况平面上运转，节点之间的控制通过节点控制量的线性插值来实现。显然控制节点越多，控制精度越高，相应的工作量也越大。因此合理选择工况节点是十分重要的。工况节点的选择需要考虑两个因素：一是发动机各控制量的变化趋势，变化趋势大的区域的节点应重点考虑；二是使用频率高的区域的节点要认真分析。在这里，我们选取节气门开度和转速为节点控制量进行标定，节气门开度选取每隔./的开度作为一个节气门控制量，转速则以每.0012345做为节点分隔的间距。

能标定、发动机台架性能匹配及整车性能匹配与标定& 个方面，归纳起来，包括以下内容：

%）摩托车发动机原始基准值采集与计算；

#）摩托车发动机台架试验及性能优化匹配标定；

&）摩托车整车匹配及性能优化标定。发动机的台

架匹配标定试验是整个匹配标定工作

中基础性的一步，是获取电喷系统各控制参数的基本手段。特别是发动机稳态控制参数、稳态修正曲线等参数主要靠台架的标定试验来确定。台架试验与整车匹配标定密切相关，整个标定过程是一个渐进的过程，主要的标定数据由发动机台架获取，最后的确认靠整车的标定试验来实现。

& 标定方法

&’ % 基础()! 标定摩托车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是影响汽油机性能和排放的两个最重要因素。在一定工况条件下，只有把点火提前角和空燃比精确的控制

%）喷油特性()! 的标定方法［#］

6"7 对空燃比的控制是通过燃油喷射量的控制完成的。发动机工作时，6"7 得到空气流量的信息，经过计算后决定喷油量，从而使混合气的空燃比达到预先设定的值。为了降低排放，摩托车排气管中加装了三效催化转化器（89"）。若要同时保证废气中的*"、":、;:!都具有较高的催化转化率，过量空气系数的变化必须精确控制在0’<<.=%’00.之间，所以大部分工况应采用空燃比闭环控制。在进行这些工况的匹配标定时，需使用过量空气系数测试仪对过量空气系数进行检测，同时调节与喷油脉宽相关的控制数量，最终实现空燃比> % 的闭环控制。

喷油()!采用多参数交叉组合的方法制取。利用可控制发动机运行状态的试验台架，在三维图的每一个工况节点（节气门开度、转速不变）上，调节喷油量，控制其过量空气系数保持在0’<<.=%’00.之间，并综合考虑动力性能和经济性能，选取该工况节点上对应功率、经济和排放均优的点，即为该工况节点下的基本喷油量。图&所示为基于?"%@A"(单片机的摩