柴油机电控系统优化标定.doc

柴油机电控系统优化标定柴油机电控系统优化标定研究必要性目前对于柴油机电控系统, 其控制参数（如喷油量、喷油定时、共轨压力、EGR率等）的控 制大多采用基于查取MAP的控制方法，即电控单元（ECU）根据实际运行条件（转速和负荷等）， 依照事先标定的控制参数表（MAP）,查表插值计算，给出控制量，实现对柴油机的优化控制。而获得这些控制参数的过程一般称之为电控系统的标定。 随着柴油机电控系统日趋复杂，控制参数增多, 柴油机电控系统的标定也变得日益复杂，针对某一控制目的而进行的控制参数的调整不单影响该控制性能，而且对另外一些控制特性也会产生影响，并且经常是负面作用。例如，为降低NOx的排放是所进行的控制措施往往导致燃油消耗量增大。 而某一具体的匹配方案，对满足各方面的要求也往往是有矛盾的,例如对某一有害成分的排放是低的，但对另一有害成分的排放却是高的,反之亦然。因而，在这些矛盾的目标需求之间找到一种最佳的折衷方案，便成为柴油机电控系统优化标定的任务。 而且不同控制参数对各项性能指标的影响也是相互耦合的。 这样就导致要在发动机全运行工况下获得最佳的各项性能，调整和优化控制参数的工作量是非常大的，而且极为复杂和困难。 对高压共轨系统，MAP包括喷油压力、喷油量、喷油 定时和喷油速率（如预喷射量和预喷射间隔） 等。 随着MAP 数目及其维数的增加，标定的实验量和难度急剧增加。AVL 的统计表明, 要获得一套完善的直喷增压柴油机的控制参数MAP ,所需要的标定数据往往超过10 000 个。显然用人工经验的方法处理数据，并得出符合柴油机性能要求的最优MAP 是行不通的。这就需要研究新的标定方法。 柴油机电控系统的控制精度和柴油机性能在很大程 度上取决于标定数据的准确度。而标定数据的精确度以及获取的工作量与标定过程所采用的方法有很大关系，因此进行柴油机电控系统标定方法的研究对于有效提高柴油机的性能具有重要意义。选择合适的标定方法可以有效降低标定费用、缩短标定周期、提高标定精度。从而使柴油机获得最佳的动力性、经济性、排放性能。 匹配匹配是指为使一车型配用电控系统并实现整车的各种性能要求，而对整车、发动机电控系统进行选型、再设计、改造、适配、标定的整个过程。 标定标定是指为满足整车的各种性能要求（动力性、经济性、排放等），调整、优化和确定电控系统软件的运行参数、控制参数和各种控制数学模型的整个过程。 优化优化是指按照电控系统软件所定义的工况节点，为了在动力性、经济性以及排放等性能指标之间达到某种折衷，综合优化电控系统喷油量、喷油定时、共轨压力、EGR等控制参数的过程。 编辑本段标定方法分析手工标定方法针对MAP中的所有工况节点，分别在某一工况下，由标定人员通过标定装置调整电控系统的控制参数，不断记录、观察和比较发动机台架实验的测量结果，并通过经验判断找出该工况下满足要求的较好的控制参数值。标定结果受标定人员的技术和经验的限制。 缺点：费时费力、效率低、精度低 优化标定方法将数学优化理论与发动机标定技术相结合，形成了优化标定方法。 这种方法针对有限个工况节点，依赖于常规的试验设备和标定系统，采取实时监控、在线调整发动机控制参数的方法，控制发动机运行。利用统计方法建立发动机性能指标关于控制参数的数学模型，应用适宜的优化算法进行在线或者离线优化，获得控制参数的最优解。 优点：缩短标定周期、提高标定精度、降低标定费用 自动标定方法基本原理是应用一个自动标定系统，在预先设定好发动机标定试验流程后，通过利用自动化标定系统主机控制标定实验的进程并负责对标定数据进行优化处理，试验台自动控制计算机控制所有的检测设备和控制设备，包括标定控制台，根据需要修改发动机电控系统的控制参数。标定系统主机、试验台自动控制计算机和标定控制台通过控制接口实现相互通讯，完成工况点的设定、发动机参数的采集和标定参数的优化过程。 优点是标定效率高，标定效果好。 缺点：价格昂贵、标定技术复杂 编辑本段国外发展现状目前国外在发动机电控系统标定方面的研究，多数集中在自动优化标定方面 ： l德国SCHENCK公司的VEGA系统 l奥地利AVL公司的CAMEO系统 l德国大众公司的VS100标定系统 l美国通用公司的CALTOOL标定系统 编辑本段优化方案选择在发动机控制系统的优化研究中，对于控制系统的优化问题按照测试过程分，一般有两种研究方法： l稳态优化法 l瞬态优化法 稳态优化方法其基本思想是利用有限个发动机转速/负荷点（选择有限个工作点原因是受时间所限不可能确定出测试过程中的全部工作点）模拟整个试验测试序列。每个所选择的工况点都配以时间加权因子，以代表周围邻近工作区域的工况。时间加权