混动整车怠速充电需求分解到发动机，发动机来执行怠速转速/转矩来获得相应的充电功率，对于增程发动机怠速控制要求包括经济性、排放性、稳定性、NVH性能等多方面，以下针对发动机怠速各个方面控制要求进行详细说明。
增程发动机在选配怠速充电工况点时，要进行转速和负荷的合理选配，尽量实现更低油耗落点，如下图1，黑色三角星点代表皆为10kW的发动机输出功率。
图1 发动机等功率落点
上图显示，在增程发动机MAP上进行等功率选点，满足同样的充电功率需求，可以有多个选择点，提取上图等功率点形成等功率线，如下图2所示，在这条线上进行怠速选点。
图2 发动机等功率线
在等功率线上进行选点时，针对发动机油耗MAP图，最佳的油耗落点为210g/kW·h油耗圈内的两个点，分别为1100r/min@78N·m和1200r/min@75N·m，从经济性选择的角度，怠速选配点尽量靠近低油耗区域，而2000r/min@43N·m油耗率已接近了240g/kW·h，充电经济性恶化了13.5%，落点的选取对经济性影响较大。
匹配混动的该款机型，油耗控制怠速充电选点，优先选择油耗最优化点作为充电点；选择低转速中高负荷低油耗区域，有利于NVH表现。
增程发动机在选配怠速工况点时，选配的怠速点排放水平高低也是需要进行考量的关键因素，增程发动机最主要的排放物包括HC、CO、NOx、PN颗粒物等，怠速点的选取尽量避开排放峰值突起位置，同时应该综合考虑几种排放物，结合整车排放测试结果，尽量优化降低整车排放难度较大的排放物。
（1） HC排放选配控制
如下图3所示为HC排放MAP,HC排放量最大的区域在较低负荷，1000r/min以下，5bar负荷以下；1000r/min以上，2bar负荷以下的两个区域HC排放较高。而HC排放最低位置在较高负荷（17bar以上），1350r/min以上转速。
增程匹配的该款机型，从HC排放角度考虑选取怠速充电点，希望选取转速较高，负荷较大位置。
图3 HC排放MAP
HC排放控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择HC排放最优化区域点作为充电点选择高转速区域，有利于实现低HC排放；选择中高负荷区域，有利于实现低HC排放。
（2） CO排放选配控制
如下图4所示为CO排放MAP,CO排放量最大的区域在最高负荷区域（外特性附近），转速1000r/min以上，此区域一般为空燃比加浓区域。而CO排放最低位置在中低负荷（4bar~10bar区间），整个转速区域。
匹配增程该款机型，从CO排放角度出发选取怠速充电点，希望选取中负荷区域。
图4 CO排放MAP
CO排放控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择CO排放最优化区域作为充电点；转速选择比较宽泛，转速影响较小；选择中负荷区域，有利于实现低CO排放。
（3）NOx排放选配控制
如下图5所示为NOx排放MAP,NOx排放量最大的区域在高转速高负荷区域（外特性附近），转速在1200r/min以上，此区域温度较高。而NOx排放最低位置在低负荷（5bar以下），1400r/min转速以下，该区域温度较低。
匹配混动的该款机型，从NOx排放角度考虑选取怠速充电点；希望选取低速低负荷区域。NOx排放控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择NOx排放最优化区域作为充电点；选择低速低负荷区域，有利于选配低NOx排放区域；基于下图，推荐选配转速为（800~1400）r/min，负荷推荐5bar以下。
图5 NOx排放MAP
（4）PN排放选配控制
如下图6所示为PN排放MAP,PN排放量较高的区域在低转速低负荷区域，转速在（1500~2000）r/min，负荷（2~3.5）bar，另一个PN排放量最高区域在5000r/min以上（怠速选配此区域不考虑）。怠速选配的PN排放最低位置在（7~9）bar，1600r/min转速以下，该区域为低速高负荷。
图6 PN排放MAP
匹配增程的该款机型，从PN排放角度出发选取怠速充电点，希望选取低速高负荷区域为宜，PN排放控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择PN排放最优化区域作为充电点；选择高负荷低转速，有利于选配低PN排放区域。
以上各种排放物在怠速选配时存在选配点的矛盾性，需要根据整车需求、排放优化难易、成本投入等进行综合衡量考量，各方面进行综合评估来确定排放的怠速选点。
增程发动机怠速稳定性控制主要考核怠速转速稳定性、怠速转矩稳定性以及怠速燃烧稳定性三个方面，转速、转矩稳定性主要是匹配发电机，以及获取更好的控制精度，燃烧稳定性是要保证发动机一致性，获取发动机本体更好的稳定舒适输出。
（1）转速稳定性控制
如下图7所示为秒采选配的怠速转速，对其转速稳定性进行评估，获得转速变化范围，该数据为转速1050r/min秒采结果，从图中可以看出随着时间变化，转速升高或者降低，主要是评估判断转速波动幅值大小，确定是否满足标准要求。
图7 转速稳定性
匹配增程的该款机型，从发动机转速稳定性角度出发选取怠速充电点，希望选取转速稳定性较好的工作点，转速稳定性控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择转速波动最稳定点作为发动机运行点；怠速功率需求确定后，选择合适的怠速转速；增程需求怠速转速选配范围为（700-1500）r/min；控制标准：推荐选配怠速转速波动要求为±30r/min。
（2）转矩稳定性控制
如下图8所示为选配的某点怠速转矩，对其转矩稳定性进行评估，秒采转矩结果，查看转矩变化，该数据为转矩40.5N·m秒采结果，从图中可以看出随着时间变化，转矩升高或者降低波动，主要是评估判断转矩波动幅值大小，是否满足标准要求。
图8 转矩稳定性
匹配混动的该款机型，从发动机转矩稳定性角度出发选取怠速充电点，希望选取转矩稳定性较好的工作点。转矩稳定性控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择转矩波动最稳定点作为发动机运行点；怠速功率需求确定后，不同转速下选择合适转矩；控制标准：推荐选配转矩波动要求为±3N·m。
（3）燃烧稳定性控制
如下图9所示为选配的怠速点燃烧COV，对其COV稳定性进行评估，COV的采集分为多缸平均值和单缸数值，从图中可以看出不同转速/负荷下COV波动幅度不同，主要是评估判断COV波动幅值大小是否满足标准要求。
匹配混动的该款机型，从发动机燃烧稳定性COV角度考虑选取怠速充电点，希望选取燃烧稳定性较好的工作点。
图9 燃烧稳定性COV
燃烧稳定性控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：优先选择燃烧稳定较佳点作为怠速点；选择合适转速负荷点，保证燃烧稳定性COV满足要求；控制标准：怠速点选配COV标准定义为≤3。
增程发动机怠速压升率控制主要考核发动机缸内燃烧的恶劣程度，体现了发动机本体的振动噪声舒适性效果，发动机怠速点压升率大小是要保证发动机怠速NVH的主要因素，从而获取混动整车更好的驾乘体验。
如下图10所示为某款发动机压升率MAP，从图中可以看出随着转速和负荷升高压升率增大，对其进行评估获取怠速选点合适的压升率大小。
图10 压升率MAP
匹配增程的该款机型，从发动机压升率尽量柔和的角度考虑选取怠速充电点，希望选取压升率较低的工作点。压升率控制怠速选点要求总结如下：（1100~1500）r/min转速区间内有利于低压升率选取；低负荷有利于选配低压升率区域；控制标准：怠速选点压升率大小控制在≤2。
增程发动机怠速NVH控制主要考核怠速点舒适性效果，发动机怠速点噪声大小是要保证发动机怠速NVH的主要因素，从而获得增程整车更好的NVH性能。
如下图11所示为选配的某款发动机噪声MAP，从图中可以看出随着转速升高、负荷加大，噪声分贝值呈现上升趋势，尤其是发动机转速对噪声影响更大，怠速转速1500r/min以下噪声从66dB升高至75dB。怠速点选取合适转速和负荷，对其进行评估获取怠速选点较小的噪声水平，同时确认满足噪声标准要求。
图11 噪声MAP
匹配增程的该款机型，噪音控制怠速选点要求总结如下：选择低转速、中低负荷，有利于获取较低的噪声水平；控制标准：怠速选配点噪声大小要求控制在≤69dB（A）。
增程总成轴系包括发动机曲轴飞轮系统和发电机转子部分，两者组成了整个发电系统总成轴系。
控制主要考核整个轴系的弯扭共振，通过仿真进行整个总成轴系模态计算，求得总成轴系模态，怠速选配点应规避轴系模态共振区域范围。
如下图12所示为总成轴系模态计算结果，从图中可以看出一阶扭转模态15.4Hz，与电机共振转速为924r/min，与发动机共振转速为462r/min。增程怠速点选取已规避开该共振转速，满足轴系控制要求。
图12 轴系模态计算
怠速点选取合适转速和负荷，对其进行评估避开共振转速，同时确认满足共振标准要求。
匹配混动的该款机型，共振控制怠速选点要求总结如下：
增程系统怠速工作中，发动机和电机运行应避开共振点；控制标准：避开共振转速（50~100）r/min。
增程总成指发动机、电机、传动、悬置以及相关附件组成的整个动力总成系统，如下图13所示。对整个动力总成系统进行模态分析，得到Roll、Pitch、Bounce三个方向模态频率结果，同时也评估悬置选配效果。
图13 动力总成系统
采用专业软件进行总成模态建模-加载-计算-后处理，最终得到转速-阶次-频率结果，如下图14所示。
图14 转速-频率对应图
根据怠速转速和频率区间，形成频谱图，可以得到怠速各阶次、频率下对应的总成共振转速。
缸体模态类型、振型、频率以及转速列表如下表1，主要是体现了频率转速关系，每个频率下得到了不同阶次的转速值，列入汇总表中。根据转速计算结果以及共振阶次要求，进行共振转速规避。
表1 频率-转速关系
怠速点选取合适转速，对总成模态进行评估避开共振转速，同时确认满足共振标准要求。
匹配混动的该款机型，总成模态共振控制怠速选点要求总结如下：
控制要求：怠速转速点对应的主阶次频率应避开动力总成及曲轴传动系共振频率；动力总成共振频率通过刚体仿真模态分析获取，重点避开Roll、Pitch、Bounce三个方向模态频率；后期通过实车怠速扫点校核共振选点是否为最优转速；控制标准：要求选配转速与共振点保留转速偏差50r/min以上。
增程怠速选配根据整车需求、总成要求、发动机要求等主要的几个方面进行评估，根据以上评估说明进行相应总结。
怠速转速范围根据需求可以进行宽泛选型，一般选取（700-1500）r/min转速区间作为怠速转速选配参考；
怠速选配包括对整车功率需求、油耗落点、排放落点、稳定性、舒适性以及共振等多个方面进行评估，获取最佳的综合性能优秀的怠速选点；
怠速选配转速间隔以50r/min，转矩间隔以10N·m扫点为适合，尽量分布细致以便获取最优点；
怠速选点可以是单独一点，也可以是多个点，根据整车需求而定；
表2中明确要求需要满足的指标，对于油耗、各排放物等、NVH等各个方面需求要综合考虑选配，选配的目标需要根据整车、动力总成以及相关要求进行合理确认。
表2 怠速选配汇总
在进行增程发动机怠速选配过程中，不同发动机根据整车相关要求侧重点差异，评估需要进行相应调整的内容，达到在适应整车最佳怠速性能表现的前提下，同时满足整车充电目标、总成共振规避、发动机怠速选配目标等。
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