專(zhuān)利名稱(chēng)：電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，尤其是摩托車(chē)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷工況下自動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車(chē)/摩托車(chē)為了滿足目前日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，電控燃油噴射系統(tǒng)均采用在排放工況內(nèi)的空燃比系數(shù)閉環(huán)控制，這樣可以使三元催化器轉(zhuǎn)化器對(duì)排氣中的氮氧化合物NOx、碳?xì)浠衔颒C、CO有最大的轉(zhuǎn)換效率。而在進(jìn)入全負(fù)荷及排放工況以外的大負(fù)荷工況均采用空燃比系數(shù)的開(kāi)環(huán)控制。采用開(kāi)環(huán)控制的好處在于可以加濃混合氣，達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于汽車(chē)而言，因?yàn)槠?chē)多采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，而且汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制好，因此汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)擁有非常好的生產(chǎn)一致性，對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在排放工況內(nèi)采用空燃比系數(shù)閉環(huán)控制，全負(fù)荷工況采用開(kāi)環(huán)加濃控制是非常有效的策略。而對(duì)于摩托車(chē)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)而言在大負(fù)荷工況采用開(kāi)環(huán)加濃控制除了有以上提到的優(yōu)點(diǎn)外，也存在以下問(wèn)題摩托車(chē)因?yàn)槎酁閱胃装l(fā)動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)過(guò)程控制相對(duì)汽車(chē)而言一致性相對(duì)要差很多，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量會(huì)有20%左右的散差，也就是說(shuō)同一款機(jī)型的不同發(fā)動(dòng)機(jī)之間采用相同的電噴標(biāo)定數(shù)據(jù)在大負(fù)荷工況下會(huì)產(chǎn)生不同的空燃比系數(shù)。因此全負(fù)荷工況下采用開(kāi)環(huán)控制會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入全負(fù)荷工況下的空燃比系數(shù)偏差就非常大，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一致性、油耗一致性非常差，發(fā)動(dòng)機(jī)性能不穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有摩托車(chē)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況下采用開(kāi)環(huán)加濃的策略導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力、油耗的一致性非常差，發(fā)動(dòng)機(jī)性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，提供一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電子控制單元，其特征在于，還包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的氧傳感器，該氧傳感器的輸出端與所述電子控制單元的氧反饋信號(hào)輸入端連接。氧傳感器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)直接排出的氣體中含氧量的變化，判斷實(shí)際進(jìn)入氣缸的混合氣空燃比，與設(shè)定的目標(biāo)空燃比進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果修正噴油量，最終使空燃比保持在設(shè)定值的附近。由于閉環(huán)控制是在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了反饋回路，在發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化時(shí)能自動(dòng)修正噴油量，閉環(huán)控制的控制精度高，且因?yàn)榇碎]環(huán)控制是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氧氣的含量變化進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比系數(shù)穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)大負(fù)荷及全負(fù)荷工作條件下的加濃閉環(huán)控制，且尾氣排放穩(wěn)定性和一致性都滿足要求。進(jìn)一步，所述氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與三元催化器之間的出氣管上。本實(shí)用新型的積極效果是采用大負(fù)荷及全負(fù)荷工況下的加濃閉環(huán)控制，控制發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比系數(shù)穩(wěn)定，克服摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)因?yàn)樯⒉畲蟮那闆r下導(dǎo)致開(kāi)環(huán)狀態(tài)的空燃比系數(shù)偏差太大和無(wú)規(guī)律現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一致性、油耗一致性良好，發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定。
圖1為本實(shí)用新型電路原理方框圖；圖2為氧傳感器的電壓特性圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電子控制單元和安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與三元催化器之間的出氣管上的氧傳感器1，該氧傳感器1用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)直接排出的氣體中的氧含量，并將代表氧含量的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?，電子控制單元根?jù)排氣中含氧量的變化，判斷實(shí)際進(jìn)入氣缸的混合氣空燃比，與設(shè)定的目標(biāo)空燃比進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果修正噴油量，最終使空燃比保持在設(shè)定值的附近。由于閉環(huán)控制是在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了反饋回路，在發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化時(shí)能自動(dòng)修正噴油量， 故閉環(huán)控制的控制精度高，且因?yàn)榇碎]環(huán)控制是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氧氣的含量變化進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比系數(shù)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷工作條件下的加濃閉環(huán)控制，使尾氣排放穩(wěn)定性和一致性都滿足要求，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一致性、油耗一致性良好，性能穩(wěn)定。電子控制單元還接收轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)、負(fù)荷信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)。氧傳感器1的工作原理是氧傳感器1核心元件是&02陶瓷管，它是一種固態(tài)電解質(zhì)，在高溫時(shí)能使氧氣發(fā)生電離，產(chǎn)生氧離子。陶瓷管外側(cè)接收排氣歧管的廢氣，內(nèi)側(cè)通大氣，由于兩邊氧濃度相差懸殊，因此當(dāng)發(fā)生電離時(shí)，在管壁內(nèi)、外側(cè)之間產(chǎn)生電勢(shì)差，即信號(hào)電壓。陶瓷管內(nèi)外表面均涂覆可作為電極的多孔性鉬金薄膜，同時(shí)，鉬金薄膜的催化作用使得廢氣中的CO與殘余氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可以進(jìn)一步改變廢氣中的氧氣含量，以達(dá)到放大電動(dòng)勢(shì)的目的，以便最終生成(TlOOOmv的電動(dòng)勢(shì)。如圖2所示，氧傳感器的電壓特性圖，可以看出在450mv附近過(guò)量空氣系數(shù)(即空燃比系數(shù))等于1，這也是催化器轉(zhuǎn)換效率最高的過(guò)量空氣系數(shù)。對(duì)于摩托車(chē)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)而言，充分利用氧傳感器的電壓特性圖，原閉環(huán)控制均采取的氧傳感的中性值0. 45V，根據(jù)這個(gè)中性參考值來(lái)實(shí)現(xiàn)電子控制單元對(duì)閉環(huán)燃油的PID 控制。本技術(shù)方案是在原策略中增加一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速和大負(fù)荷相關(guān)的氧傳感器閉環(huán)控制目標(biāo)電壓中間值，舉例如下表格就是在原閉環(huán)控制均采取的氧傳感的中性值0. 45V的基礎(chǔ)上，設(shè)定在全負(fù)荷或/和高轉(zhuǎn)速情況下，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的氧傳感器輸出電壓目標(biāo)值，根據(jù)不同的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，通過(guò)控制噴油和進(jìn)氣量對(duì)空燃比系數(shù)進(jìn)行控制。h、-賽h IoOC 2000 3000 4000 5000 8000 7000 800+0 900C 10000
_30__O, 45 0. 45 C, 45 O 45 O, 45 O, 45 O, 45 O, 75 0. 75 0. 75
400.4οC. 45 _ 0.45 0.45~ 0,45 C. 45 C. 75 0. To
50__0.45 C. 45 0.45 0,45 α 45 0.45 C. 45 C. 75 0.75 0.75
60__C. 45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 C. 75 0.75 0.75
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1000.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 1 0.65 I 0.75 0.75 O."^上表中負(fù)荷的單位為Kg，轉(zhuǎn)速的單位為r/min，負(fù)荷和轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)唯一確定的氧傳感輸出電壓，單位伏特(V)。盡管本氧傳感器輸出電壓在非450mv左右區(qū)域外與溫度有一定的特性關(guān)系，但是相比摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的制造散差而言其精度是非常高的。對(duì)于大于150cc排量發(fā)動(dòng)機(jī)在排放測(cè)試中需要跑高速循環(huán)，采用此功能可以滿足高速循環(huán)加濃混合氣而達(dá)到降低NOx排放， 且空燃比系數(shù)偏差小且一致性好，增加動(dòng)力性，降低排溫，性能穩(wěn)定，降低三元催化器成本。本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見(jiàn)的變 化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括電子控制單元，其特征在于，還包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的氧傳感器(1)，該氧傳感器(1)的輸出端與所述電子控制單元的氧反饋信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氧傳感器(1)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與三元催化器之間的出氣管上。
專(zhuān)利摘要一種電噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷工況閉環(huán)控制系統(tǒng),包括電子控制單元，其特征在于，還包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與三元催化器之間的出氣管上的氧傳感器，該氧傳感器的輸出端與所述電子控制單元的氧反饋信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型在全負(fù)荷工況下采用加濃閉環(huán)控制，克服摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)因?yàn)樯⒉畲蟮那闆r下導(dǎo)致開(kāi)環(huán)狀態(tài)的空燃比系數(shù)偏差太大和無(wú)規(guī)律現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)F02D41/14GK202001122SQ201120109678
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者崔世海, 文壽生, 詹迅 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安偉世通發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)有限公司