1、 氣體發動機規范文檔 版本：1.0 日期：2007-05電控EPR系統氣體發動機標定規范玉柴機器股份有限公司氣體發動機項目組2007-5-29電控EPR系統標定規范本規范規定了CNG單燃料發動機匹配電控EPR系統的標定步驟、每一步標定的具體內容及要求。對于每一標定變量的含義及對發動機性能的影響，在本規范中沒有做詳細說明，請參考電控EPR系統標定手冊。在進行一個全新的采用電控EPR系統的CNG發動機標定時，一般采用一個已完成的同類機型的標定文件作為基礎標定文件，在這個基礎文件上根據發動機不同的特征參數及發動機性能需要按以下步驟進行標定。注意：由于點火控制的差異，六缸機只能借用六缸機而不能借用四缸

2、機的標定文件，四缸機只能借用四缸機而不能借用六缸機的標定文件。一、 標定前準備工作技術條件準備：1、試驗當地的CNG氣體成分；2、發動機怠速轉速、最高空車轉速及理想外特性曲線等性能標定目標；3、排放目標、排溫限制目標等。測試條件準備：為了準確了解發動機狀態，精確標定發動機參數，對于發動機電控系統不能測的參數需要試驗臺提供測試條件，以下是標定過程中需要測量的主要參數：溫度壓力備注中冷前溫度中冷前壓力渦前溫度渦前壓力渦后溫度渦后壓力(排氣背壓)中冷后溫度缸內壓力大氣溫度大氣壓力進氣歧管溫度(MAT)壓氣機進口壓力備注：在做增壓器匹配時還需要測量發動機的空氣流量和燃料流量。二、 發動機特征參數標定：

3、在標定程序gcp_cal.xls文件的Main工作表中，包含了發動機氣缸數、排量、進排氣容積、壓縮比、點火順序、及發動機型號等發動機基本參數。表述了發動機的基本特征及用于發動機控制計算的基本數據。包含以下主要參數：變量名標定要求Cylinders氣缸數Vdisplacement排量Vintake lower進氣容積:節氣門后到進氣門下部總容積(進氣接管容積+進氣管容積+進氣道容積)Vintake total進氣總容積:節氣門后總的進氣容積,對于節氣門前噴射發動機此容積與Vintake lower相同V LPG to throttleLPG燃料入口到節氣門法蘭容積V NG to throttle

4、NG燃料入口到節氣門法蘭容積Vexhaust排氣容積:從排氣口(排氣門位置)到氧傳感器位置容積Compression ratio發動機壓縮比Firing Order:發火順序(六缸機:1-5-3-6-2-4；四缸機：1-3-4-2)Customer code玉柴為：YMCCustomer hardware name系統供應商給的ECM硬件代號（不同發動機廠家的通信軟件與ECM無法通信）Customer software name軟件代號（舉例如：標定試驗軟件代號G6800-test-01；產品軟件代號：G6800-3523352-01）Engine model number發動機型號（舉例如：

5、YC6G260N-20）Default engine serial number缺省的發動機系列號（一般不填）三、 傳感器參數標定：在做一個新發動機的電控標定時，電控系統的傳感器應該是選型確定了的，傳感器所采集的數據是發動機控制的基礎，應根據傳感器廠家的特性參數對傳感器參數進行準確標定。電控EPR系統所用的主要傳感器如下：壓力傳感器：MAP（manifold absolute pressure）進氣歧管絕對壓力FP（Fuel pressure）燃料壓力（在EPR系統中指高壓減壓前CNG壓力）TIP(Throttle Inlet Pressure)節氣門入口壓力（在EPR系統中指混合器前中冷后壓

6、力）WGP(Wastegate-Pressure)廢氣旁通閥壓力：廢氣旁通控制閥出口到增壓器旁通閥執行器的壓力OilP(Oil Pressure)發動機機油壓力溫度傳感器IAT（Intake Air Temp）進氣空氣溫度（在EPR系統中指進氣總管溫度）ECT（Engine Coolant Temp）發動機冷卻液溫度FT（Fuel Temp）燃料溫度FRT（Fuel Source Temp）燃料源溫度CAM傳感器如果使用現代的CAM傳感器，ref_delay的值為16us，如果使用simens的CAM傳感器，ref_delay的值為50us。氧傳感器（UEGO）寬范圍排氣氧傳感器標好這些參數之

7、后，需要檢查各個傳感器的讀數是否準確，測試電子節氣門和油門踏板是否工作正常。四、 燃料標定1、 氣體成分標定根據試驗前所獲得的當地CNG氣體成分，計算該成分的當量燃空比及比重。Gasoline Fuel Physical Parameters:汽油燃料物理參數Stoich F/A ratio standard標準的當量燃空比Stoich F/A ratio actual實際的當量燃空比FuelSG standard標準的燃料比重FuelSG actual實際的燃料比重NG Fuel Physical Parameters:天燃氣燃料物理參數Stoich F/A ratio standard標準

8、的當量燃空比Stoich F/A ratio actual實際的當量燃空比FuelSG standard標準的燃料比重FuelSG actual實際的燃料比重Specific heat ratio (gamma)標準的當量燃空比在發動機初次標定時，天然氣參數與汽油機參數（使用噴嘴模式時用的是汽油機參數）標成一樣的，標準參數與實際參數標成一樣的。下次當燃料發生變化時，改變實際燃料參數即可。2、 燃料噴射閥選項標定由于EPR閥不能直接測量燃料的流量，在發動機初次標定時先選取噴射閥進行標定，在configure頁中的Fuel configure開關選項選擇gasoline only。噴嘴特性參數（包

9、括流量特性、噴嘴數量配置等）、燃料壓力傳感器、燃料溫度傳感器需要標定。此時氣體成分、點火提前角、濃度等參數均采用gasoline表中參數進行控制。因此在這些相關參數的初始設置時應同時標gasoline和NG兩種燃料的控制參數表。在完成VE表的標定后，可以通過計算得到燃料和空氣流量，再改為EPR閥繼續進行標定（configure頁中的Fuel configure開關選項選擇NG only）。五、 起動前的安全標定1、 打開故障診斷；2、 采用保守的點火提前角和濃度MAP；3、 估計一個一般的VE表（一般情況下先采用同類機型的VE表）4、 估計一個增壓壓力控制MAP（根據扭矩曲線開發目標）；5、

10、定義初始的調速（根據怠速及最高空車轉速開發目標）；6、 配置節氣門控制及油門踏板輸入。六、 開始起動發動機啟動標定：先標好起動狀態變化的幾個轉速，在起動時通過stating statistus 和sync_loss event 來檢測CAM sensor的工作情況。通過Gasoline cranking fuel modifier表來增加起動時的燃料量，通過cranking ignition timing 調整起動時的點火角，使起動容易。起動時檢測的參數有轉速、節氣門位置、燃料量命令、實際燃料量、MAP。如不能正常起動，按不能起動故障檢查流程檢查發動機。正常起動后檢查發動機點火正時，如點火正時

11、不對，按信號輪安裝規范調整信號輪位置使得點火正時正確。七、 怠速和最高空車轉速初標定此時的怠速和最高空車轉速標定，一方面是為了使發動機怠速穩定；另一方面是為了使發動機不超速，保證發動機安全。完整的怠速和最高空車轉速標定要到整車標定后才能最終完成。怠速轉速和最高空車轉速數值根據開發目標要求設定。八、 電子節氣門標定TPS最大位置標定，在某一個轉速下，TPS有一個空行程，對于進氣量的增加沒有什么幫助，可能還有其他方面的原因，故對TPS的最大位置進行標定。 因為TPS是全程調速的，所以需要標TPS的PID參數使得發動機運行平穩，響應迅速。TPS是靠壓差來控制開度的，如果調整不好，可能會影響發動機運行

12、的平穩性。不過throttle parking current contros的值一定要設置成enabled，用于保護ECM，否則可能會因為電流過大而將ECM燒毀。九、 估計值標定由于發動機實際運行與傳感器所能測量的參數間的差異，控制系統計算需要的一些參數往往不能從實際測量得到，或者為了減少傳感器數量。這樣就有些參數需要根據其它傳感器測量參數進行估計。溫度壓力參數MAT由IAT和CHT計算得到FRT由IAT和FT估算得到CHT由ECT估算得到EBP由排氣流量估算得到標定EBP（估計值）：在標定點根據實際的排氣背壓調整碟閥，使排氣背壓的測量值符合開發目標的要求（例如歐機帶催化器，背壓一般設定在2

13、0KPa，歐機不帶催化器，背壓一般設定在10KPa），然后通過同時調整EBP_std flow rate constant和EBP flow rate constant的數值（這兩個數值在初次標定時總是標成一樣），使排氣背壓的估計值與測量的數值一致，然后在幾個不同的的轉速和負荷下檢查排氣背壓和測量值是否一致，如果不一致還需繼續調整。標定MAT（進氣歧管溫度）：這也是一個估計值，MAT是受IAT和CHT影響的。在低速時，由于氣體流動比較慢，氣體有充分的時間來吸收氣缸蓋的熱量，所以這時MAT非常接近CHT。而在高速和大負荷時，由于進氣量大并且時間短，這時MAT接近IAT，通過標定IAT對MAT的貢

14、獻百分比和MAT estimation tau，就可以計算得到大概的MAT估計值，通過和實際測量MAT值對比，就可以得到幾個比較準確的貢獻百分比。CHT也是一個估計值，一般情況下和ECT的值相等。另外一個估計值參數是扭矩參數，在匹配自動變速箱時用于自動變速箱的扭矩控制，發動機配置參考扭矩一般設為至少高出最大扭矩20%，如YC6G260N設為1180N.mJ1939 engine config reference torque1180.0發動機扭矩參數中的其它幾個參數如下表如示：這些扭矩參數的標定可以在完成全部臺架標定后進行測試得到。發動機扭矩參數EngineSpeed(rpm)Zero Tor

15、queMAP(psia)Max TorqueMAP(psia)Max TorqueTorque(N-m)發動機運行轉速范圍內間隔200轉選取轉速點測試得到測試得到測試得到十、 標定傳感器過濾系數由于傳感器測量精度的差異，需要對以下傳感器測量的過濾系數進行標定：RPMdt filtering；MAP and MAPdt filtering；MAP Noise Cancellation；TPS filtering；FP filtering；這些參數標定在EDIS軟件中的FilterCal頁。十一、 VE表標定利用噴嘴對燃料的計算功能，根據閉環修正量來標定VE（充氣效率），一般標定VE時使閉環修正量

16、控制在±1%范圍內即可。做VE標定時需要關閉自適應功能。注意的是如果在更低轉速下標VE表的話，還需要把閉環控制的close loop enable表全部改為1，否則不會進入閉環修正模式。標VE表時要熱機后再標，如果在冷機下進行，會有2的誤差。在完成VE表的標定后，更換燃料供給系統為電控調壓器，改燃料控制模式為NG only，開始采用EPR燃料控制方式進行以下的標定。十二、 增壓壓力控制標定 增壓壓力控制及MAP表的標定：有兩種增壓壓力控制方式可供選擇，一種是delta- P（節氣門前后壓差控制），另一種是TIP absolute（節氣門前壓力絕對控制），控制的開關選項如下圖如示：選擇

17、delta- P增壓壓力控制方式后再標delta- P的控制Map，如下圖如示：delta- P越大，發動機的動力響應性越好；delta- P越小，發動機的經濟性越好。這個壓差表的標定一般是設定負荷越小delta- P越大，以保證發動機好的動力響應性，在為了提高經濟性的情況下可以根據整車實際運行對不同工況點的delta- P進行優化。在臺架標定時測試不同delta- P的氣耗、優化標定delta- P值。Boost Control PID 標定：包括TIP Control和 WGP Control。WGP Control：廢氣旁通控制閥的響應快慢對于發動機的瞬態響應非常重要，所以測試WGP的跟

18、隨性也就比較重要。提供給旁通閥的壓力為穩定的1.6bar的壓力，在發動機怠速時才可以進行這項測試。在軟件的boost頁，選擇WGP control test mode為enable，然后通過修改TIP control WGP target（final）的值，畫圖觀察WGP gage pressure值的跟隨性。如果效果不理想，響應的速度不夠快，可以通過修改PID參數來達到這個目的。TIP Control: 在TIP Control項中對PID參數進行標定，以提高TIP控制的穩定性和響應性進行。 TIP filtering 標定：這個標定在EDIS軟件中的FilterCal頁。十三、 增壓器匹配

19、標定匹配原則：測試低速點、扭矩點及功率點三個轉速點的全負荷扭矩，在點火提前角、濃度及排溫優化的前提下，三個轉速點的全負荷扭矩滿足開發目標的要求。其中最重要的扭矩點除了扭矩要滿足目標要求外，廢氣控制閥控制余量要在10%到20%左右，過高或過低均說明增壓器匹配不合適。匹配方法：根據發動機的排放（主要是NOx）、經濟性及排溫，優化調整三個工況點的點火提前角、混合氣濃度后，測試扭矩是否達到要求，扭矩達到要求后廢氣控制閥的控制余量達到多少。十四、 外特性曲線初標定根據開發目標對外特性曲線的要求，通過修改增壓壓力控制目標參數，使發動機達到理想的外特性曲線。在修改增壓壓力控制目標參數的同時優化點火提前角和濃

20、度。注意：在優化點火提前角、濃度及排溫時，需要時刻監測發動機的爆震情況。十五、 點火提前角MAP和濃度MAP標定點火提前角和混合氣濃度是影響發動機動力性、經濟性、可靠性及排放的兩個主要參數。通過改變這兩個參數的試驗，找到各工況點這兩個參數對發動機性能的影響趨勢，從而依據發動機對動力性、經濟性、可靠性及排放的開發目標來確定每個工況點這兩個參數的數值。這就是這部分標定的工作。標定原則：以剛剛達到排放要求（一般定10%的余量）的前提下，選取最佳的動力性（低速扭矩大、扭矩響應快）、經濟性（氣耗低）和可靠性（排溫低）。標定方法：在每一工況點對濃度、提前角進行動力性、經濟性、排放及排溫的優化標定，點火提前

21、角以2度為步長，濃度以0.02為步長，進行發動機扭矩、氣耗、NOx和HC兩氣體排放及渦前排溫的測試，提前角和濃度標定測試的范圍，以失火極限為下限，以爆震或MBT點（爆震前最大功率點的提前角）為上限，在失火點和爆震點的提前角和濃度超出最佳經濟性點的提前角和濃度分別達到10度和0.1時，以不超出這個值為界限。十六、 EPR閥開環表標定在標EPR之前，先標好NG Nominal Phi表，將NG Nominal Phi表標成和Base Phi Table表一樣。有兩種負荷的模式可以使用，MAP模式和air mass模式，一般選用air mass模式。選擇air mass/Ldisplacement開

22、關，在每一個轉速和流量下標EPR的出口壓力，同樣是利用閉環修正量來檢查標定的準確性，修改EPR出口壓力值使得閉環修正量控制在±1%范圍內即可。十七、 調速標定標定怠速調速、高速調速：通過修改PID參數，使怠速調速平穩，高速調速合理。十八、 瞬態標定1、 瞬態觸發條件標定：2、 CWT標定：利用加減速來標定氣缸壁溫度補償，在govenor頁利用怠速表設定怠速轉速為1000，1800，2500等分別標定。FSO功能需要關閉。3、 瞬態提前角標定4、 TEI標定5、 FSO標定6、 最小MAP目標標定十九、 排放標定根據開發目標，調整濃度、點火提前角、增壓壓力以適應開發目標，達到較好的經濟

23、性，排放和動力性、舒適性。在調整這幾個參數時需要監測排溫，失火和爆震，達到一個較好的平衡。二十、 故障標定標故障診斷：一些基本的故障診斷是應該有的，根據以往的經驗和實際的機器來標定基本的故障診斷，例如水溫保護、電池電壓故障等。二十一、 整車標定整車標定前準備工作：1、技術資料準備：整車配置參數發動機基本參數和標定的目標要求該發動機基本型最新標定文件當地氣體成分表2、標定工具準備：電腦、最新診斷軟件、通信線、排氣背壓傳感器等二、整車標定內容：1、 氣體成分標定每個使用地的氣體成分一般是不同的，不同的氣體成分理論空燃比及密度不同，因此需要對實際使用氣體成分的理論空燃比和密度進行標定，以保證精確的濃

24、度控制。氣體成分標定在Fuel頁，標定參數如下圖如示：2、 排氣背壓標定根據實測的排氣背壓與系統估算得到的背壓數值進行對比，修改排氣流動速率常數使兩者吻合。排氣背壓標定在Estimators頁，在EDIS軟件中在VE頁，標定參數如下圖所示：（在標定時需要采集的參數是：rpm, phi_cmd, TPS_pct, CL_BM1, phi_UEGO, MAP, EBP_gauge, AUX_PUD3_raw）3、 怠速標定怠速轉速標定：現在所有機型不帶空調的怠速轉速均設置為600rpm±20rpm、帶空調轉速設置為680rpm±20rpm，一般情況下不需要更改這個目標值，如用戶

25、有特殊要求可以標定更改怠速目標值；怠速轉速PID值標定：通過修改相應轉速的Kp和Ki，使怠速的轉速波動率小，滿足怠速穩定性的要求（要求怠速轉速的波動在±5rpm之內）空調車需要同時標定帶空調時的怠速穩定性，可以將轉速這列的第二行轉速坐標改為帶空調轉速的目標轉速，標定這一行的PID系數。怠速轉速目標值標定在Governor頁，標定參數如下圖所示：空調怠速標定如下圖所示：怠速標定應采集的參數為：rpm, map, spk_adv, phi_cmd, TPS_pct, CL_BM1, A_BM1, phi_UEGO, TIP, rpmd_gain4、 駕駛性標定駕駛性主要指整車的動力響應性

26、、動力柔順性。如在整車測試中發現動力性不足，可以對增壓延遲補償參數進行適當修正。a) 整車二檔起步時發動機轉速沒有明顯的下降（調速系數等標定）；整車二檔起步，調整參數和怠速調速系數相同，調整Kp和Ki，使發動機轉速沒有明顯下降，起步標定完后，返回檢查怠速的穩定性。該標定需要采集的參數是：rpm, map, spk_adv, phi_cmd, FPP_pct, TPS_pct, phi_UEGO, TIP, WGP_gage, rpmd_gain對于公路客車或者卡車的標定，可適當放寬二檔起步加速性能要求，優先做好一檔起步的加速性能標定。b) FSO功能標定FSO（燃料切斷）功能是在收油門發動機轉

27、速下降時的工況下實現，包括換檔時的收油門轉速下降，所起的主要作用是節省燃料提高經濟性。主要有兩方面的標定：一是通過對觸發條件的標定，使FSO功能可以很好地實現，通過對兩個轉速的標定可以設定FSO起作用的轉速范圍，engage speed過高，當換檔轉速低于這個轉速時FSO功能不起作用，需要適當降低這個轉速標定值；disengage speed過低時將影響下一次踩油門加速時的動力性能。另外還有收油門FSO起作用等待的時間及轉速與怠速轉速相關性等標定參數。二是在FSO功能實現時節氣門打開的標定。通過對FSO功能中節氣門打開的轉速、打開的位置以及延遲打開的時間進行標定，使得發動機在收油門轉速下降時發動機轉速能平穩回落，轉速不會往上竄。該標定在電子表格中和EDIS軟件中都位于DBW頁的FSO功能標定部分。在FSO標定中應該采集的參數是：rpm， map， spk_pct, phi_cmd, FPP_pct, TPS_pct, phi UEGO, TIP, MJ_P_act, MJ_P_cmd c) 高速收油門回到怠速時，轉速回落平穩（調速參數標定）；調整圖中標記的兩個參數，使發動機轉速平穩回落到怠速。在這個標定中應采集的參數為：rpm, MAP, spk_adv, phi_cmd,