CN110987442B - 增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，其技术方案要点包括如下步骤：步骤1、驱动增程器总成中的发电机进行恒转速模式运转；步骤2、对发动机的进气模型、喷油以及点火角进行标定；步骤3、收集各标定工况的发动机转速、节气门开度、负荷、点火角、扭矩、功率、油耗、排放等数据信息并加以存储；步骤4、分析数据信息并作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线，基于发电机扭矩反馈进行发动机扭矩模型的标定；步骤5、发动机动力参数即发动机输出扭矩，与发电机发电功率的耦合标定。本发明具有实现发动机扭矩输出响应快速准确、使增程器功率输出稳定且各功率点切换时达到稳态时间缩短的效果。

Description

增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用发动机台架性能标定的技术领域，更具体地说它涉及一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法。

背景技术

在发动机用于实车前期，需对发动机各项性能指标进行开发，以满足对整车的开发需求，因此需要在增程器专用台架上进行发动机台架标定，针对不同转速、不同负荷的各种使用工况，对发动机进行性能标定，以确保发动机在各个工况下的动力性、燃油经济性和排放性能达到最佳。

公开号为CN107831016A的中国专利公开了一种双缸发动机台架标定系统，该双缸发动机台架标定系统的交流电力测功机通过钢结构固定支架固定在实验室的十字凹槽式减震底座上；扭矩仪安装在交流电力测功机输出传动轴上；弹性联轴器与双缸发动机总成的飞轮盘和交流电力测功机相连；圆柱体钢支架用于固定双缸发动机双面钢板固定支架；双缸发动机双面钢板固定支架用于固定双缸发动机总成。

但是该双缸发动机台架标定系统的发动机参数标定通过专业的测试设备，即测功机测定，试验环境和设备购置费用要求高；且在将测功机标定的发动机参数直接应用于增程器上使用时，由于发动机与电机处于刚性连接的情况下，因此发动机反馈的扭矩输出值与电机反馈的输入轴扭矩值存在一定的差异，不利于稳态发电工况的扭矩闭环控制及功率切换时扭矩快速响应的要求，且会影响到发动机的使用寿命，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，具有实现增程器恒功率发电工况及各功率点切换时发动机扭矩输出快速准确的响应的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，包括如下步骤：

步骤1、驱动增程器总成中的发电机进行恒转速模式运转；

步骤2、对发动机的进气模型、喷油以及点火角进行标定；

步骤3、收集各标定工况的发动机转速、节气门开度、负荷、点火角、扭矩、功率、油耗、排放等数据信息并加以存储；

步骤4、分析数据信息并作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线，基于发电机扭矩反馈进行发动机扭矩模型的标定；

步骤5、发动机动力参数即发动机输出扭矩，与发电机发电功率的耦合标定。

通过采用上述技术方案，在增程器应用环境中，用发电机替代传统的测功机功能，实现发动机进气模型、喷油、点火、扭矩模型的标定过程，从而实现增程器恒功率发电工况及各功率点切换时发动机扭矩输出响应快速准确；与此同时，通过采用增程器用电机模拟测功机反馈扭矩值，进而实现发动机的参数标定过程，达到有效降低成本的目的。

本发明进一步设置为：步骤2中的所述进气模型的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时对基于进气压力和温度计算的进气模型标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min；

步骤4、计算转速斜率以及截距并录入标定表。

通过采用上述技术方案，对进气模型进行有效的标定。

本发明进一步设置为：步骤2中的所述喷油的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整喷油脉宽（喷油时间），当可燃混合气浓度为1时，确定此工况下的喷油标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。

通过采用上述技术方案，对喷油进行有效的标定。

本发明进一步设置为：步骤2中的所述点火角的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整点火提前角的角度，当发动机扭矩输出最大时，确定此工况下的点火角标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。

通过采用上述技术方案，对点火角进行有效的标定。

本发明进一步设置为：步骤4中的所述扭矩模型的标定是基于最佳点火角标定数据，得到各转速下的进气负荷与热效率（比油耗最低）的关系，拟合得到相应的热效率曲线。

通过采用上述技术方案，对扭矩模型进行有效的标定。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过采用增程器用电机模拟测功机反馈扭矩值，实现发动机的参数标定过程，降低成本；

2、通过使增程器用发动机扭矩输出更精准快速，实现发动机动力参数与发电机发电功率的耦合标定，使增程器功率输出稳定，各功率点切换时达到稳态时间缩短的效果。

具体实施方式

一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，包括如下步骤：

步骤1、驱动增程器总成中的发电机进行恒转速模式运转；

步骤2、应用表1的转速-负荷-（标定单位）表，对发动机的进气模型、喷油以及点火角进行标定；

步骤3、收集各标定工况的发动机转速、节气门开度、负荷、点火角、扭矩、功率、油耗、排放等数据信息并加以存储；

步骤4、分析数据信息并作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线，基于发电机扭矩反馈进行发动机扭矩模型的标定；

步骤5、发动机动力参数即发动机输出扭矩，与发电机发电功率的耦合标定。

需要说明的是，步骤2中的所述进气模型的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时对基于进气压力和温度计算的进气模型标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min；

步骤4、计算转速斜率以及截距并录入标定表。

且该进气量是由进气压力和进气温度通过公式计算出来的，进气模型的标定作为对计算出的值进行修正的方式，起到缩小实际进气量（可通过仪器测量各工况下实际进气量）与计算进气量差别的作用。

步骤2中的所述喷油的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整喷油脉宽（喷油时间），当可燃混合气浓度为1时，确定此工况下的喷油标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。

步骤2中的所述点火角的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%（含10%）起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整点火提前角的角度，当发动机扭矩输出最大时，确定此工况下的点火角标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。

且步骤4中的所述扭矩模型的标定是基于最佳点火角标定数据，得到各转速下的进气负荷与热效率（比油耗最低）的关系，拟合得到相应的热效率曲线。需要说明的是，发动机扭矩模型的标定是在不同转速、负荷、点火角下的实际发动机扭矩输出值（此值使用发电机扭矩反馈值），且发动机扭矩模型的标定是一个三维MAP图。

综上所述，在增程器应用环境中，用发电机替代传统的测功机功能，实现发动机进气模型、喷油、点火、扭矩模型的标定过程，从而实现增程器恒功率发电工况及各功率点切换时发动机扭矩输出响应快速准确；与此同时，通过采用增程器用电机模拟测功机反馈扭矩值，进而实现发动机的参数标定过程，达到有效降低成本的目的。

表1：转速-负荷-（标定单位）表

以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，但凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和润饰，这些修改和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、驱动增程器总成中的发电机进行恒转速模式运转；

步骤2、对发动机的进气模型、喷油以及点火角进行标定；

步骤3、收集各标定工况的发动机转速、节气门开度、负荷、点火角、扭矩、功率、油耗、排放等数据信息并加以存储；

步骤4、分析数据信息并作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线，基于发电机扭矩反馈进行发动机扭矩模型的标定；

步骤5、发动机动力参数即发动机输出扭矩，与发电机发电功率的耦合标定；

其中：

在步骤4中，所述扭矩模型的标定是基于最佳点火角标定数据，得到各转速下的进气负荷与热效率的关系，拟合得到相应的热效率曲线；且所述扭矩模型的标定是在不同转速、负荷、点火角下的实际发动机扭矩输出值，且发动机扭矩模型的标定是一个三维MAP图。

2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，其特征在于，步骤2中的所述进气模型的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时对基于进气压力和温度计算的进气模型标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min；

步骤4、计算转速斜率以及截距并录入标定表。

3.根据权利要求1所述的增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，其特征在于，步骤2中的所述喷油的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整喷油脉宽，当可燃混合气浓度为1时，确定此工况下的喷油标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。

4.根据权利要求1所述的增程式电动汽车用发动机台架性能的标定方法，其特征在于，步骤2中的所述点火角的标定包括如下步骤：

步骤1、设定最低转速n r/min，保持最低转速n r/min；

步骤2、从1O%起依次增加10%的节气门开度至100%的节气门开度，并在每个节气门开度时调整点火提前角的角度，当发动机扭矩输出最大时，确定此工况下的点火角标定；

步骤3、增加转速m r/min，并重复步骤2直至转速达到设定最高转速l r/min。