關(guān)于EMS中智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究

符傳興

（一汽海馬汽車有限公司，海南 ?？?570216）

關(guān)于EMS中智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究

符傳興

（一汽海馬汽車有限公司，海南 海口 570216）

∶隨著我國汽車數(shù)量的不斷增多，如今我國已經(jīng)成為石油能源消耗大國，因此當(dāng)前我國主張使用低油耗、低污染的汽車。發(fā)動機管理系統(tǒng)（EMS）具有低排放、低油耗和高功率的特點，其能夠有效提高發(fā)動機性能，而發(fā)動機管理系統(tǒng)中的智能標(biāo)定系統(tǒng)能夠通過優(yōu)化控制參數(shù)，提高內(nèi)燃機精確控制需求。因此人們需要加強分析發(fā)動機管理系統(tǒng)及智能標(biāo)定系統(tǒng)，研究EMS中智能標(biāo)定系統(tǒng)的開發(fā)流程及優(yōu)缺點，并針對EMS智能標(biāo)定系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行研究和探討。

∶發(fā)動機管理系統(tǒng)；智能標(biāo)定系統(tǒng)；開發(fā)流程

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.013

CLC NO.: U464.9Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-33-03

前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，有效推動了我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，而汽車作為燃油動力設(shè)備，造成一定程度的環(huán)境污染。發(fā)動機管理系統(tǒng)以其低油耗和高功率的優(yōu)點在車用汽油及柴油發(fā)動機上得到普遍應(yīng)用，其能夠通過對噴油和點火的精確控制，有效凈化排放，改善駕駛性。如今汽車排放相關(guān)法律法規(guī)越來越完善，為了確保汽車排放問題能夠得到有效控制，注重對發(fā)動機管理系統(tǒng)及智能標(biāo)定系統(tǒng)的應(yīng)用，從而促進(jìn)我國汽車工業(yè)的發(fā)展。

1、發(fā)動機管理系統(tǒng)及智能標(biāo)定系統(tǒng)的概述

1.1發(fā)動機管理系統(tǒng)

發(fā)動機管理系統(tǒng)主要是集合燃油噴射、點火角和排放控制綜合一體的管理系統(tǒng)，主要應(yīng)用在汽油、柴油等發(fā)動機中，一般由控制器、傳感器及執(zhí)行器等部分組成。而引擎如何通過傳感器進(jìn)行采樣，并對發(fā)動機如何控制則比較困難，這個也是當(dāng)前發(fā)動機重點研究內(nèi)容。在發(fā)動機管理系統(tǒng)中，引擎控制器主要是利用相關(guān)數(shù)據(jù)控制發(fā)動機運轉(zhuǎn)，因此需要做好智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究，確保標(biāo)定達(dá)到要求。想要確保發(fā)動機的良好運行，引擎控制器各控制參數(shù)均需要精確，需要加強對智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究，確保智能標(biāo)定系統(tǒng)滿足當(dāng)前發(fā)動機的應(yīng)用需求。

1.2智能標(biāo)定系統(tǒng)

發(fā)動機管理系統(tǒng)智能標(biāo)定系統(tǒng)主要是指利用對不同環(huán)境下的反饋信號，對控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并起到優(yōu)化控制參數(shù)的作用。一般情況下，智能標(biāo)定系統(tǒng)需要滿足駕駛性能好、不出現(xiàn)異常情況，且低溫條件下節(jié)氣門體無結(jié)冰現(xiàn)象，在各種環(huán)境下進(jìn)行加速、減速及換擋等過渡平穩(wěn)，排放在國家規(guī)定范圍內(nèi)容，經(jīng)濟性符合要求等。發(fā)動機管理智能標(biāo)定系統(tǒng)主要包括動態(tài)數(shù)據(jù)處理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集傳感器、智能引擎控制器、電源等，其中動態(tài)數(shù)據(jù)處理設(shè)備主要起到數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的作用。隨著科技的發(fā)展，如今應(yīng)用在智能標(biāo)定系統(tǒng)中的傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)及其他技術(shù)均越來越先進(jìn)，可以有效提高信息采集的準(zhǔn)確，并能夠利消除無關(guān)的噪聲，明確判斷當(dāng)前發(fā)動機工作情況，從而提高發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)精確控制的要求。

2、發(fā)動機管理系統(tǒng)中智能標(biāo)定系統(tǒng)的開發(fā)流程

發(fā)動機管理系統(tǒng)中智能標(biāo)定系統(tǒng)的開發(fā)流程主要分為6個階段，其中第一階段為定義階段，即需要確定發(fā)動機或車型的目標(biāo)狀態(tài)。第二階段為項目準(zhǔn)確階段，即安裝發(fā)動機管理系統(tǒng)傳感器，確定發(fā)動機和發(fā)動機管理系統(tǒng)的初始標(biāo)定設(shè)定，并做好發(fā)動機的基本標(biāo)定等。第三階段為基本匹配階段，即需要完成整車基本標(biāo)定匹配，并進(jìn)行道路試驗，包含熱帶開發(fā)、寒帶開發(fā)、高原試驗，即進(jìn)行熱態(tài)驗證、冷態(tài)驗證及高原驗證等。第四階段為精細(xì)匹配階段，對發(fā)動機排放情況進(jìn)行驗證，并診斷整車行駛性能等，確定匹配數(shù)據(jù)的精細(xì)性。第五階段為認(rèn)可試驗，主要對進(jìn)行認(rèn)可試驗，由客戶驗收。第六階段為SOP階段，即對最終匹配數(shù)據(jù)的認(rèn)可。發(fā)動機基本標(biāo)定時間標(biāo)段，可以在試驗中根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，并獲得較準(zhǔn)確的值。在智能標(biāo)定系統(tǒng)開發(fā)流程中，智能引擎控制器能夠結(jié)合積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化控制，即只要一個較為準(zhǔn)確的值便可以完成目標(biāo)，不需要進(jìn)行多次驗證，而且在標(biāo)定過程中，客戶也可以參與進(jìn)來，確保最終驗收效果。

3、發(fā)動機管理系統(tǒng)中智能標(biāo)定系統(tǒng)技術(shù)探討

3.1發(fā)動機各缸工作的判斷

如今我國對環(huán)境保護(hù)問題越來越重視，而汽車排放尾氣作為污染空氣質(zhì)量的重要因素，通過降低汽車排放指標(biāo)，能夠有效起到改善空氣的作用，因此該發(fā)動機電控燃油噴射技術(shù)需要結(jié)合當(dāng)前排放指標(biāo)等加強對噴油和點火的控制。目前主要采用多次順序噴射技術(shù)，此時需要對各缸的工作狀態(tài)進(jìn)行判別，包含硬件判別和軟件判別。如在對豐田RZ序列汽油機進(jìn)行硬件判別時，需要利用分電器取得凸輪軸位置信號。而軟件判別則主要分為進(jìn)氣壓力判別方法和噴油方法。

根據(jù)相關(guān)研究可知，發(fā)動起氣缸在工作狀態(tài)中，如果進(jìn)氣門突然打開，則距離進(jìn)氣門較低的歧管壓力會急劇下降，一般下降程度為1kPa，而且歧管壓力下降過程會由壓力傳感器檢測出來，如圖1所示。引擎控制器需要利用軟件對壓力傳感器檢測的信號進(jìn)行處理，包含高通濾波處理和低通濾波處理，其中低通濾波主要起到判缸作用。通常情況下，進(jìn)氣壓力變化具有規(guī)范性，如果進(jìn)氣門開啟壓力急劇下降，且引擎控制器檢測到5次該類情況，則可以實現(xiàn)各缸工作狀態(tài)的判斷。

圖1　歧管壓力下降過程檢測圖

噴油判缸方式主要是指向各個缸同時噴油，并利用反饋參數(shù)設(shè)定相關(guān)變量，并進(jìn)行變量與積累參數(shù)的對比，明確范圍，隨后任意選擇其中一缸，并向其噴油，再進(jìn)行變量與積累參數(shù)的對比，判斷原設(shè)定是否正確。

3.2發(fā)動機不同工況充氣效率的確定

圖2　EMS系統(tǒng)在97kPa 處采集

圖3　EMS系統(tǒng)在60kPa 處采集

發(fā)動機在運行時，會受到不同工況和不用環(huán)境的影響，包含溫度、大氣壓、節(jié)氣門變化率等，從而影響充氣效率。發(fā)動機充氣效率與整個進(jìn)排氣系統(tǒng)密切相關(guān)，即一旦進(jìn)排氣系統(tǒng)出現(xiàn)變化，則發(fā)動機充氣效率也會出現(xiàn)相應(yīng)的變化。一般在發(fā)動機管理系統(tǒng)中，引擎控制器給出了工況較為穩(wěn)定，并可以利用水溫進(jìn)行進(jìn)氣量的修正。在利用節(jié)氣門開度進(jìn)行充氣效率的修正時，主要是結(jié)合不同海拔大氣壓進(jìn)行控制，但該種修正方法存在會出現(xiàn)較大的差異，如圖2、圖3所示。而利用引入塊學(xué)習(xí)修正，可以利用記錄的數(shù)據(jù)值進(jìn)行相應(yīng)變化趨勢的分析，從而做出與充氣效率燃油積分值相反的校正，起到減少運轉(zhuǎn)時間變化和整車生產(chǎn)散差問題。

4、發(fā)動機管理智能標(biāo)定系統(tǒng)的優(yōu)勢及不足

發(fā)動機管理智能標(biāo)定系統(tǒng)具有適應(yīng)性強的優(yōu)勢，其能夠根據(jù)不同的環(huán)境和不同的條件自動適應(yīng)，并能夠?qū)ζ渌蛩匾鸬膲嚎s比采取不同的控制參數(shù)，起到優(yōu)化發(fā)動機的作用。另外一些硬件差異問題可能會對發(fā)動機性能產(chǎn)生影響，如零部件安裝過程中壓縮比差異超過0.6，則此時智能標(biāo)定系統(tǒng)能夠利用積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化控制，從而有效降低發(fā)動機開發(fā)成本。

由于智能標(biāo)定系統(tǒng)需要結(jié)合積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，然而在初期積累數(shù)據(jù)較少，無法有效起到優(yōu)化控制作用，如駕駛性能、排放指標(biāo)等控制不佳，即需要進(jìn)行軟件邏輯的優(yōu)化，縮短適應(yīng)時間。另外還智能標(biāo)定系統(tǒng)需要增加傳感器來獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。

5、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，為了降低發(fā)動機油耗和排放指標(biāo)，促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)加強對發(fā)動機管理系統(tǒng)智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究。智能標(biāo)定系統(tǒng)能夠通過積累數(shù)據(jù)起到參數(shù)優(yōu)化控制的作用，從而充分發(fā)揮發(fā)動發(fā)動機管理系統(tǒng)低油耗、高效率的優(yōu)勢，并達(dá)到降低成本的目的。

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About the study of the intelligent calibration system of the EMS

Fu ChuanXing
（Faw haima automobile Co., Ltd., Henan Haikou 570216）

With the increasing of cars in China, now our country has become a great nation of oil energy consumption, and therefore the current our country advocated using low fuel consumption, low pollution of automobile. Engine management system (EMS) has the low emissions, low fuel consumption and the characteristics of high power, it can improve the engine performance, and the intelligent calibration system in the engine management system by optimizing the control parameters, improve the internal combustion engine precise control requirements. So people need to strengthen the analysis engine management systems and intelligent calibration system, the intelligent calibration system in the EMS development process and the advantages and disadvantages, and technology for EMS intelligent calibration system is studied and discussed.

Engine management system; Intelligent calibration system; The development process

∶U464.9

∶A

∶1671-7988(2016)09-33-03

符傳興（1982-），男，就職于一汽海馬汽車有限公司，研究方向汽車發(fā)動機匹配標(biāo)定。