基于UEGO传感器的空燃比自学习控制策略研究

从传统的开关型氧传感器和宽域氧传感器的物理特性和基本工作原理出发,提出了基于宽域氧传感器的电控增压稀燃CNG发动机的空燃比自学习算法策略,并将所编写的控制代码用于试验发动机上。台架标定试验表明,所设计的算法能够有效补偿发动机出现的磨损、疲劳、老化等状态,可提高实际空燃比的控制精度。

基于模糊PID的UEGO传感器控制方法研究

宽域废气氧传感器具有较宽的空燃比测量范围,广泛地应用于稀燃发动机空燃比控制系统;UEGO传感器需要配套控制器才能正常工作,通过控制传感器的温度和泵电流,实现空燃比的测量;然而,UEGO传感器温度具有非线性,泵电流参数存在摄动,给其控制带来了困难;为了缩短冷启动时间,采用斜坡加热与模糊PI相结合的分段温度控制策略,以克服温度的非线性和冷启动的加热限制;采用基于OE模型的系统辨识法,建立不同工况下的泵电流模型,据此采用模糊PID的控制方法提高泵电流的控制精度与响应速度,克服泵电流参数不确定性的影响,从而提高传感器的动态性能;在空气环境和混合气配气平台上进行实验,结果表明:UEGO传感器冷启动时间少于20s,温度控制精度较高,泵电流调节时间为191ms,动态响应速度快、抗干扰能力强。

一种基于高温宽域氧传感器湿度测量工作机理的研究

宽域氧传感器(UEGO传感器)是一种基于极限电流型氧传感器为基础的高温宽领域测氧传感器.本文主要以国产宽域氧传感器作为研究对象,提出了基于此类氧传感器基础上实现高温湿度测量的机理及设计方案,并通过一系列实验对该传感器的输出特性及各项参数进行了研究,实验结果证明该传感器在高温湿度环境下可以实现对湿度的线性测量,并具有很好的迟滞特性,从而为后续在高温恶劣环境中的应用提供了依据,为自主研发新型高温湿度传感器进行了初步的尝试,也可供国内其他高温湿度测量系统设计参考.

基于广域氧传感器的λ分析仪设计

以广域氧(UEGO)传感器为敏感元件,STM32f407为核心处理器,开展了一种λ分析仪的设计。详细介绍了UEGO传感器测量原理,推导了UEGO传感器的极限电流对空燃比的理论公式。设计了传感器信号检测与处理、工作温度控制、LCD显示等硬件电路,完成了λ分析仪的硬件设计。结合推导公式和硬件电路编写相应的软件驱动程序,传感器工作温度控制过程中引入PID控制算法,使得温度控制性能得到了优化,空燃比值更加精确。

空燃比对LPG发动机排放特性影响的研究

介绍了与叉车配套的柴油机改装成燃用液化石油气(LPG)发动机的台架试验结果。作者针对叉车发动机的常用运行工况,采用宽域空燃比氧传感器(UEGO)的电控单元来控制发动机的空燃比,得到了在中、高转速下的HC、CO、NO_x、排气温度同空燃比的关系。试验结果表明空燃比对LPG发动机排放影响极大,为了得到较好的排放性能,需要随工况的变化精确地控制空燃比。

宽带型废气氧传感器阶跃响应实验与动态线性建模

为了建立宽带型废气氧传感器的动态模型，得到准确的时域性能指标，设计了基于发动机台架的易于实现的宽带型氧传感器阶跃响应实验方案，并进行了多种排气温度、多输入幅值工况下的动态实验。通过实验数据分析与处理，得到辨识模型所需的输入和输出数据。基于预测误差的方法，建立了宽带型废气氧传感器动态模型，并将各种工况代人模型中验证其普适性。

一种实现组合燃烧模式闭环控制的宽域氧传感器控制器

为了降低重型增压燃气发动机燃料消耗和热负荷,并使之运行在稀薄燃烧区,设计了一种宽域氧(UEGO)传感器控制器和基于此控制器快速实现稀薄燃烧控制的方法。该控制器通过采集UEGO、发动机转速和进气压力等信号,精确计算得到当前工况下的空燃比值,并与可标定的目标空燃比值进行比较,判断当前混合气的浓稀状态,向基于理论空燃比控制的燃气发动机ECU实时输出模拟的开关型氧传感器信号。试验表明:控制器结合基于理论空燃比控制的ECU能实现燃气发动机理论空燃比燃烧和稀薄燃烧组合模式的闭环控制。

基于宽域氧传感器的空燃比分析仪设计与实现

根据LSU 4.9宽域氧传感器的特性,采用通用元件、以STM32F103作为控制算法的实现平台,展开了空燃比分析仪的设计与实现。在硬件方面,以LSU4.9宽域氧传感器中氧化锆的负温度系数(NTC)特性为基础,提出了一种通过交流电压比较内阻值的方式控制氧传感器的温度。此方法不仅简化了电路,而且消除了因测量电路的差异性所产生的影响;在软件方面,针对泵电流存在的摄动,提出了采用比例—积分—微分神经网络(PIDNN)算法实现对氧传感器的反馈控制。实验表明:设计的空燃比分析仪可满足快速启动的要求,且能在0%~12.1%的氧气浓度范围内实现准确测量,动态响应时间短,能良好地跟踪环境氧气浓度的变化。

宽域废气氧传感器的控制方法研究

宽域废气氧传感器在汽车发动机空燃比控制系统中应用广泛,它对工作温度有严格要求,可通过控制泵电流实现空燃比测量。笔者研究温度和泵电流控制方法。将冷启动和PI控制方法相结合,缩短了传感器冷启动时间并提高了温度控制精度;针对泵电流模型参数的不确定性,研究了基于H∞回路成形的鲁棒PID参数整定方法。仿真实验结果表明:宽域废气氧传感器冷启动速度快,温度控制精度较高;泵电流控制调节时间短,稳态精度高。