寬域廢氣氧傳感器控制方法及系統(tǒng)研究.pdf

1、寬域廢氣氧(Universal Exhaust Gas Oxygen，簡(jiǎn)稱(chēng)UEGO)傳感器空燃比測(cè)量范圍寬，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)中。它能夠提供準(zhǔn)確的空燃比反饋信號(hào)給汽車(chē)電子控制單元（Electronic Control Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)ECU），提高ECU的控制精度，從而充分發(fā)揮三元催化器的作用，有效降低有害氣體的排放。UEGO傳感器對(duì)工作溫度有嚴(yán)格要求，并且通過(guò)控制泵電流實(shí)現(xiàn)空燃比的測(cè)量。因此，它必須配以控制器才可以工作，

2、控制器的性能決定了傳感器的工作效果。
　　本文針對(duì)LSU4.9型UEGO傳感器，研制了UEGO傳感器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以DSP為控制核心，包括溫度控制模塊、泵電流控制模塊、人機(jī)接口模塊、串口通信模塊以及電源管理模塊。采用交流恒流源法檢測(cè)氧濃差電池內(nèi)阻間接檢測(cè)傳感器溫度，驅(qū)動(dòng)泵電流將氧濃差電勢(shì)維持在450mV，通過(guò)檢測(cè)泵電流計(jì)算空燃比。
　　基于系統(tǒng)辨識(shí)的方法建立了UEGO傳感器溫度和泵電流的控制模型。采用冷啟動(dòng)控制和PI控制相結(jié)

3、合的溫度控制方法，縮短了冷啟動(dòng)時(shí)間并提高了溫度控制精度。針對(duì)泵電流對(duì)象模型的參數(shù)不確定，研究了基于H∞回路成形的魯棒PID參數(shù)整定方法。
　　設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件，包括主監(jiān)控程序、初始化模塊、中斷模塊、內(nèi)阻計(jì)算模塊、溫度控制模塊、人機(jī)接口模塊、串口通信模塊以及看門(mén)狗模塊等。
　　系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，氧濃差電池內(nèi)阻的檢測(cè)精度小于1Ω，泵電流的檢測(cè)精度可以達(dá)到1uA。溫度和泵電流控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傳感器冷啟動(dòng)時(shí)間小于30s，泵電流控制的