車用氧傳感器及空燃比測試儀研究.pdf

1、用于測定氧含量的氧傳感器年需求量已占全部氣體傳感器需求量的40％，尤其是在汽車制造及尾氣檢測領域，車用氧傳感器年需求量達到數(shù)千萬只；同時，基于汽車尾氣氧含量測定的空燃比分析方法及裝置對于汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)開發(fā)和尾氣處理具有重要價值。新一代車用寬域氧傳感器(UEGO)已廣泛應用于發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)和汽車尾氣凈化系統(tǒng)。中高溫環(huán)境下實現(xiàn)高精度、快速的氧含量和空燃比測定是汽車尾氣檢測過程中的關鍵問題。本文在傳感器特性分析、控制算法設計、建模仿

2、真、控制器實現(xiàn)等方面展開研究，開發(fā)出國內領先空燃比測試儀。
　　首先，本文分析了氧傳感器的結構、工作原理、固有特性以及UEGO在測量精度和快速性上的優(yōu)點。進一步分析了以UEGO精確獲取氧含量為基礎，用于發(fā)動機控制系統(tǒng)開發(fā)的空燃比測試裝置對汽車制造領域的研究意義?？杖急葴y試儀在性能上要求高精度和快速性，在空燃比測試儀開發(fā)過程中存在傳感器電化學特性復雜、溫度不能直接測量、控制復雜、傳感器輸出信號弱等關鍵問題。
　　其次，基于UE

3、GO實體結合dSAPCE實時仿真系統(tǒng)，構建了空燃比測試儀半實物仿真平臺。在該平臺上對傳感器的特性進行研究，通過實驗法建立了傳感器的對象模型,證明了其對象特性的復雜性。同時,在matlab simulink中建立空燃比測試儀的控制模型，設計溫度控制和泵單元控制算法，結合傳感器實體進行在線仿真，并采用ZN臨界比例度法整定PID控制參數(shù)，驗證了控制方案的可行性和并進行了控制性能的優(yōu)化。然后基于仿真結果進行空燃比測試儀硬件開發(fā)、控制軟件和上位機