
1.2.1 手工标定
动力总成采用电控技术后,早期所谓的“标定”是试验技术手段之一,就是自发地依据需求调节控制参数,可称之为手工标定。以发动机标定为例,人们对标定的认识是在满足国家排放法规、发动机结构强度等约束下,以通过排放法规和最低的燃油消耗率为目的来确定发动机ECU的控制参数,通常ECU中含有大量的特性曲线(如传感器特性、环境修正特性)、MAP(如喷油特性、点火特性)等,标定过程中工程师需要处理大量数据。随着在线诊断(On-Board Diagnostics,OBD)功能的丰富,其相关的参数也需要标定。由于发动机自身的非线性特点,采用简单的线性控制来标定这些控制参数几乎不可能,只能通过大量的台架试验来获取各种控制参数与发动机各项性能参数间的影响关系,进而选取最佳控制参数。随着产品性能的不断提升,标定的内容日益复杂。早期的标定可称之为点工况标定,数量相对较少,近年来车辆的排放和经济性达标法规通常是基于循环的,而且还有随机抽样点,使得标定数据量成倍增长。
通常这种标定模式的工作流程为:采用专用的标定软、硬件工具,工程师在标定过程中实施各种参数调节的操作,并随时观察控制参数和发动机性能参数的变化。在完成这些标定所需要的准备工作后,工程师将发动机设置在某一工况,对发动机进行人工调整,使其稳定在该工况,然后记录该工况下发动机的各种响应特性参数。完成该工况点标定后,人工切换到下一工况点,直到完成全部工况测试。之后,标定工程师处理记录下的各种参数数据并生成报表曲线,最后根据这些试验结果找出各种工况下发动机的最优控制参数。因此,手工标定方式要求标定工程师具有较丰富的工程经验,且对发动机及其电控系统的软件系统有充分的了解。整个发动机参数标定过程非常复杂,需要平衡各参数间的影响并兼顾稳态和瞬态特性,在实际生产过程中,受开发周期及投入的限制,单纯依靠手动标定在实际研发中几乎难以完成任务。
由上述分析可见,手工标定方式需要耗费大量人力,特别是标定结果受制于工程师的经验水平,不同工程师的标定结果差异性很大。另一方面,手工标定的方式决定了该标定过程是建立在大量台架试验的基础上的,对于多种标定样机或者是相同样机不同的标定试验平台,对试验条件的一致性要求很高,换言之,这种标定方法获得的标定结果的适应性较差。随着车辆开发换代速度的加快,对于动力总成系统的开发周期和成本也在不断压缩,面对这种形势,传统的手工标定方式缺乏科学性,成本较高,标定效率很低,难以完成目标任务,在标定技术的发展过程中逐渐被许多新的标定方式所取代。