汽油掺氢发动机的标定方法和装置的制造方法_3

文档序号:8335809阅读:来源:国知局
、不同的进气压力的情况下,分别进行标定。其中,第一预设规则可由用户或系统预先设定,本实施例中为5kpa (千帕,压力单位),即进气压力每增加5kpa标定一次。然后再通过步骤S401-S405分别标定发动机在每个调整后的待标定进气压力和待标定转速下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。进气压力的调整范围为发动机中预设的范围,从预设的起始压力开始标定,根据第一预设规则不断调整,直到预设的最大进气压力,结束标定。
[0078]S407,按照第二预设规则调整待标定转速,以通过步骤S401-S405分别标定发动机在每个调整后的待标定转速和每个调整后的待标定进气压力下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。
[0079]在本发明的实施例中,在对汽油掺氢发动机进行标定时,需要对不同的转速、不同的进气压力的情况下,分别进行标定。其中,第二预设规则可由用户或系统预先设定,本实施例中为200rpm,即转速每增加200rpm标定一次。然后再通过步骤S401-S405分别标定发动机在每个调整后的待标定进气压力和待标定转速下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。转速的调整范围为汽车转速表中显示的预设范围,从预设的起始转速开始标定,根据第二预设规则不断调整,直到预设的最大转速,结束标定。
[0080]如图5所示,为本发明一个实施例的汽油掺氢发动机的控制系统示意图,在本发明的实施例中,通过在不同的发动机转速和不同进气压力下对汽油掺氢发动机进行标定,可获取相对应的喷气脉宽MAP图、当量空燃比MAP图和点火提前角MAP图,将三个MAP图中的数据写入电控单元中,然后电控单元即可根据MAP图对发动机进行控制,根据发动机运转的工作状况,对发动机中的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角进行控制,以使整车达到最佳的经济性能和动力性能。其中,MAP图为三维坐标系下的平面图,以转速为X轴,进气压力为y轴,当以喷气脉宽为z轴时,为喷气脉宽MAP图,可根据喷气脉宽MAP图获取相应转速和进气压力下的最优喷气脉宽;当以当量空燃比为z轴时,为当量空燃比MAP图,可根据当量空燃比MAP图获取相应转速和进气压力下的最优当量空燃比;当以点火提前角为z轴时,为点火提前角MAP图,可根据点火提前角MAP图获取相应转速和进气压力下的最优点火提前角。
[0081]本发明实施例的汽油掺氢发动机的标定方法,通过调整待标定转速和待标定进气压力,并分别对发动机在每个待标定转速和待标定进气压力的工作状态下进行标定,从而能够对在所有发动机转速和所有进气压力下的发动机进行标定,以使汽油掺氢发动机相对于同排量的汽油发动机的排放得到较大的改善,从而能够满足国家对机动车的排放要求,并且使发动机达到最佳的动力性和经济性。
[0082]为了实现上述实施例,本发明还提出一种汽油掺氢发动机的标定装置。
[0083]图6为根据本发明一个实施例的汽油掺氢发动机的标定装置的结构示意图。
[0084]如图6所示,根据本发明实施例的汽油掺氢发动机的标定装置,包括:获取模块
100、第一判断模块200、第一标定模块300、第二判断模块400、第二标定模块500、第一获取单元310、第一调整单元320、第二获取单元330、第三获取单元340、第四获取单元350、第一标定单元360、第二调整单元510、第五获取单元520、第六获取单元530、第七获取单元540和第二标定单元550。其中,第一标定模块300具体包括第一获取单元310、第一调整单元320、第二获取单元330、第三获取单元340、第四获取单元350和第一标定单元360。第二标定模块500具体包括第二调整单元510、第五获取单元520、第六获取单元530、第七获取单元540和第二标定单元550。
[0085]具体地,获取模块100用于获取发动机的待标定转速和待标定进气压力。
[0086]第一判断模块200用于判断待标定转速所属的转速范围。在本发明的实施例中,可根据发动机在工作过程中以经济性能为主和以动力性能为主来划定转速范围。举例来说,如果发动机的最高转速为nmax,则发动机转速η大于nmax*70%的转速范围为第一转速范围,发动机转速η不大于nmax*70%时的转速范围为第二范围。
[0087]第一标定模块300用于当待标定转速属于第一转速范围时,根据第一标定规则标定发动机在待标定转速和待标定进气压力下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。更具体地,在本发明的实施例中,第一标定模块300具体包括第一获取单元310、第一调整单元320、第二获取单元330、第三获取单元340、第四获取单元350和第一标定单元360。
[0088]其中,第一获取单元310用于获取发动机在处于待标定转速和待标定进气压力的工作状态,且汽油未掺氢气时的原始扭矩。
[0089]第一调整单元320用于在发动机处于待标定转速和待标定进气压力的工作状态中,调整发动机的喷气脉宽。其中,当量空燃比为实际空燃比与理论空燃比的比值。在本发明的一个实施例中,在发动机处于待标定转速和待标定进气压力的工作状态下,通过测功机使待标定转速保持一定,通过调节节气门开度使待标定进气压力保持一定,然后调整发动机的喷气脉宽来进行标定。第一调整单元320可根据待标定转速获取最大喷气脉宽,并按照预设步长从预设初始喷气脉宽开始增大发动机的喷气脉宽,直至喷气脉宽达到最大喷气脉宽。其中,预设初始喷气脉宽和预设步长可由用户或系统预先设定。其中,可根据待标定转速下的半圈周期获取最大喷气脉宽Qmax。首先,可根据以下公式计算出待标定转速下的半圈周期T:
[0090]T= (60/n/2)*1000,其中,η 为待标定转速,
[0091 ] 对半圈周期T向下取整得到最大喷气脉宽Qmax。举例来说,当n=1400rpm(revolut1ns per minute,每分钟转的圈数)时,半圈周期 T= (60/1400/2) *1000=21.4ms(毫秒,时间单位),则最大喷气脉宽Qmax=21ms。如果预设初始喷气脉宽Q1为1ms,预设步长为0.5ms,则第二次喷气脉宽Q2为1.5ms,第三次喷气脉宽Q3为2ms,依此类推,直至最大喷气脉宽Qmax。其中,可通过电控单元控制喷气脉宽,按照预设步长进行变化。
[0092]第二获取单元330用于获取不同喷气脉宽分别对应的多个当量空燃比。在本发明的一个实施例中,对于每个喷气脉宽,第二获取单元330可通过电控单元控制当量空燃比变化,并在当量空燃比在变化过程中通过当量空燃比分析仪同步分析过量空气系数,当过量空气系数满足预设要求时,记录电控单元的当前的当量空燃比。举例来说,当喷气脉宽Q1为Ims时,通过电控单元控制当量空燃比,当空燃比分析仪显示的过量空气系数满足预设要求,即过量空气系数Iambda=I时,记录当前的当量空燃比λ j ;当喷气脉宽Q2为1.5ms时,通过电控单元控制当量空燃比,使空燃比分析仪显示的过量空气系数Iambda=I,即满足预设要求,记录当前的当量空燃比λ 2 ;当喷气脉宽Q3为2ms时,通过电控单元控制当量空燃比,使空燃比分析仪显示的过量空气系数Iambda=I,即满足预设要求,记录当前的当量空燃比λ 3;依此类推,直至最大喷气脉宽Qmax时,记录当前的当量空燃比λ_。
[0093]第三获取单元340用于获取与多个当量空燃比分别对应的多个最大扭矩的最小点火提前角ΜΒΤ,并记录与多个MBT分别对应的发动机的多个扭矩和与多个扭矩分别对应的多个比油耗。在本发明的实施例中,在当量空燃比标定的基础上,第三获取单元340通过电控单元控制点火提前角,使其接近最大扭矩的最小点火提前角ΜΒΤ,并记录当前情况下的扭矩和比油耗。举例来说,当量空燃比为λ i时,通过电控单元控制点火提前角,使其接近最大扭矩的最小点火提前角MBT1,获取当前的点火提前角S1,并记录点火提前角S1时的扭矩&和对应的比油耗bei ;当量空燃比为入2时,通过电控单元控制点火提前角,使其接近最大扭矩的最小点火提前角MBT2,获取当前的点火提前角S2,并记录点火提前角S2时的扭矩N2和对应的比油耗be2 ;依此类推,直至当量空燃比为λ_时,记录点火提前角Smax时的扭矩Nmax和对应的比油耗be隨。
[0094]第四获取单元350用于根据原始扭矩、多个扭矩和多个比油耗建立第一比油耗函数,并根据第一比油耗函数获取最优比油耗,以及记录最优比油耗对应的喷气脉宽以及与对应的喷气脉宽对应的当量空燃比和点火提前角,并将对应的喷气脉宽、对应的当量空燃比和点火提前角分别作为最优喷气脉宽、最优当量空燃比和最优点火提前角。在本发明的一个实施例中,第四获取单元350可首先根据原始扭Ntl矩获取扭矩阈值,然后获取多个扭矩中不小于扭矩阈值的多个扭矩,并分别获取不小于扭矩阈值的多个扭矩对应的多个比油耗,并根据不小于扭矩阈值的多个扭矩对应的多个比油耗建立第一比油耗函数。其中,扭矩阈值可设定为0.95*乂,进而,可根据与不小于0.95*N0的多个扭矩对应的多个比油耗建立第一比油耗函数,并根据第一比油耗函数分别获取每个比油耗对应的函数曲线的斜率,然后获取斜率中最小斜率,并将最小斜率对应的比油耗作为最优比油耗。在获取在待标定转速和待标定进气压力下的发动机的最优比油耗之后,可记录最优比油耗对应的喷气脉宽、以及该喷气脉宽对应的最优点火提前角、最优当量空燃比,并将记录的最优比油耗对应的喷气脉宽以及该喷气脉宽对应的点火提前角、当量空燃比分别作为发动机在待标定转速和待标定进气压力下的最优喷气脉宽、最优当量空燃比和最优点火提前角。
[0095]第一标定单元360用于根据最优喷气脉宽、最优当量空燃比和最优点火提前角分别标定发动机在待标定转速和待标定进气压力下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。
[0096]由此,当待标定转速属于第一转速范围时,可通过第一获取单元310、第一调整单元320、第二获取单元330、第三获取单元340、第四获取单元350和第一标定单元360根据第一标定规则标定发动机在待标定转速和待标定进气压力下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。
[0097]第二判断模块400用于当待标定转速属于第二转速范围时,进一步判断待标定进气压力所属的压力范围。在本发明的实施例中,如果待标定转速η不大于nmax*70%,则需要第二判断模块400进一步判断待标定进气压力所属的压力范围,相同地,也可根据发动机在工作过程中以经济性能为主和以动力性能为主来划定压力范围。举例来说,如果发动机的最高进气压力为MAPmax,则发动机进气压力大于MAPmax*75%的压力范围为第一压力范围,发动机进气压力不大于MAPmax*75%时的压力范围为第二范围。
[0098]第二标定模块500用于当待标定进气压力属于第二压力范围时,根据第二标定规则标定发动机在待标定转速和待标定进气压力下的喷气脉宽、当量空燃比和点火提前角。更具体地,在本发明的一个实施例中,第二标定模块500具体包括第二调整单元510、第五获取单元520、第六获取单元530、第七获取单元540和第二标定单元550。
[0099]其中,第二调整单元510用于在发动机处于待标定转速和待标定进气压力的工作状态中,调整发动机的嗔气脉览。在本发明的Iv实施例中,在发动机处于待标定转速和待标定进气压力的工作状态下,通过测功机使待标定转速保持一定,通过调节节气门开度使待标定进气压力保持一定,然后调整发动机的喷气脉宽来进行标定。第二调整单元510可根据待标定转速获取最大喷气脉宽,并按照预设步长从预设初
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