發動機管理系統環境標定開發

盧銀

摘 要：以汽車發動機管理系統（EMS）為研究對象，在惡劣環境中進行高溫、高原標定試驗開發的方式，實現了對發動機性能進行調整和優化，使整車能滿足在惡劣環境下的駕駛性、動力性和經濟性要求。

關鍵詞：汽車;EMS;環境;標定

1 概述

汽車發動機管理系統（EMS）是在發動機電子點火和電控汽油噴射系統基礎上發展起來的集電子控制噴射、排放控制、電子點火、起動、防盜、診斷等功能于一體的集成電路系統。EMS實現對發動機各系統的精確和靈活控制，是改善發動機各項性能指標和排放的主要手段。發動機管理系統由微處理器、各種傳感器、執行器組成，通過傳感器檢測各種工作狀態和參數，然后由微處理器經過計算、分析、判斷后發出指令給各執行器完成各種動作，使發動機在各種工作狀況下都能以最佳狀態工作。在全球范圍內，中國的發動機管理系統（EMS）使用環境異?？量?，中國地域廣闊，各種極端嚴酷環境，具備濕熱、濕冷、干冷環境[1]。

本文主要是基于某車型的發動機管理系統（EMS）開發過程中，在高溫高原地帶進行發動機高溫、高原環境道路標定試驗，實現滿足車輛在惡劣環境下的駕駛性、動力性和經濟性要求。

2 試驗開發

標定試驗，指在汽車不同工作狀態和氣候環境下，對發動機管理系統參數進行不斷調試，找到發動機最佳工作狀態下一組參數的測試技術，它通常分為室內臺架試驗和室外道路試驗。

室外道路試驗除了要求在汽車試車場進行，還要進行“高寒、高溫和高海拔”的“三高”試驗?！跋募靖邷貥硕ㄔ囼灐蓖ǔ谕卖敺抢锵募緶囟茸罡呖梢赃_到50到60攝氏度，地表溫度更加高，相對濕度非常低，氣候非常干燥;“高原標定試驗”選擇在海拔4767米的昆侖山口地區開展，屬于高海拔低氧含量區域[1][2]。

2.1 高溫環境標定開發主要工作和內容

汽車發動機在高溫工作環境下高負荷行駛，連續高低速行駛和長時間爬坡的過程中，需要根據行駛情況，不斷進行修改和調試電控單元的各參數，使發動機輸出功率滿足汽車各檔位、速度的匹配要求，并且當水溫達到一定限值時就要限制扭矩，從而控制加速和車速，使發動機水溫能穩定在設計范圍之內，有效保護發動機，在保護發動機的同時，還保證了汽車行駛性能在最佳狀態。整車質量考核是試驗車在高溫條件下，長時間及距離行駛，考驗零部件是否因為高溫環境導致出現質量故障;空調在高溫情況下，調整參數滿足制冷性能要求;試驗車經過標定后起步、加速、高低速行駛和爬坡性能達到要求。

因此主要工作內容：發動機熱起動性能;發動機常溫啟動、暖機啟動和重復啟動;高溫下怠速控制;排溫模型和排溫保護;爆震控制;混合氣控制，包括碳罐，過渡工況等。

2.2 高原環境標定開發主要內容和工作

高原環境標定試驗路段海拔高度為2700米--5000米。海拔修正及海拔自適應標定工作;高原發動機啟動性的標定;高原怠速控制;空燃比控制;冷機過度工況;爆震控制檢查;排溫模型檢查;駕駛性能標定，根據車輛實際行駛情況，調整電控系統參數，使車輛滿足各種工況的行駛性能。煙度限值標定，在不同海拔高度的路段和上坡情況中標定，半坡起步、高檔位低速爬坡、換檔全油門加速行駛過程中，測試發動機排放情況、修改噴油提前角，控制排放煙度。

3 試驗結果分析

某款車型在經過新疆吐魯番高溫地區地區開展標定工作以及開展高原標定工作后，確保車輛發動機EMS系統工作正常，并達到性能指標要求。

3.1 高溫結果分析

通過夏季高溫條件下，發動機的達標控制參數主要有：

啟動時間達標，發動機轉速曲線光滑過度。

空燃比在合理范圍內，空燃比控制，在怠速和部分負荷工況下，Lambda控制在1.0附近;Lambda自適應工作正常。

爆震控制，在超過40℃的環境溫度，各種正常情況下駕駛車輛，對爆震功能進行了檢查，均未聽到爆震的聲音。

怠速控制，開關風扇、空調、大燈及打方向盤，怠速穩定，無熄火現象。

碳罐控制標定后，碳罐控制合理，沖洗正常。

排溫模型檢標定后滿足溫度保護要求。

車輛在高溫情況下，駕駛性能良好。

通過高溫條件下對發動機控制模塊的數據進行優化調整，使發動機的EMS系統可以正常安全的運行，達到性能設計要求。

比如，開關風扇、空調、大燈及打方向盤，如上圖，在這樣的工況下操作車輛，轉速波動在合理的范圍內±50rpm，滿足性能要求。對應曲線圖如1所示：

比如，排溫模型檢標定后滿足溫度保護要求（小于目標960攝氏度要求），圖2是三檔各轉速情況下排氣溫度、催化器溫度。

3.2 高原標定結果

海拔高度自適應標定后，發動機EMS系統在高原環境下，運行合理正常。

各個海拔點啟動正常，從復啟動正常，不同水溫下啟動正常，加濃減稀啟動正常。

無任何負荷時，怠速穩定，轉速為目標轉速±30轉/分;開雙跳燈，怠速穩定無波動現象。開關大燈，空調轉速正常，用力打方向盤最低轉速677rpm，無熄火風險。

空燃比控制，在怠速和部分負荷，Lambda控制在1.0附近;Lambda自適應工作正常。

爆震控制，高原上相對負荷減小，爆震傾向減弱，排溫度控制正常。

車輛在高海拔駕駛性能等瞬態工況下正常安全運行。

通過高海拔對發動機控制模塊的數據進行優化調整，使發動機的EMS系統可以正常安全的運行，達到性能設計要求，

比如，圖3是車輛在昆侖山口熄火5min后啟動，啟動性能（時間及曲線平滑度等）滿足要求，對應的曲線圖：

4 結語

通過高溫及高海拔環境試驗開發標定，此車型發動機管理系統（EMS）運行狀態良好，滿足車輛在極端環境下的發動機及整車的動力性能、駕駛性能和經濟性能要求。

參考文獻：

[1]顏伏伍，周芳，皺斌.發動機電子控制匹配開發系統建立[J].武漢理工大學學報 信息與管理工程版，2003.25（2）：57-60.

[2]陳立明，朱輝，郭少平.汽油發動機管理系統匹配標定過程研究.車用發動機，1998（3）：23-27.