CN202001122U - 电喷发动机全负荷工况闭环控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种电喷发动机全负荷工况闭环控制系统,包括电子控制单元，其特征在于，还包括安装在发动机与三元催化器之间的出气管上的氧传感器，该氧传感器的输出端与所述电子控制单元的氧反馈信号输入端连接。本实用新型在全负荷工况下采用加浓闭环控制，克服摩托车发动机全负荷时因为散差大的情况下导致开环状态的空燃比系数偏差太大和无规律现象，发动机性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机控制系统，尤其是摩托车电喷发动机在全负荷工况下自动闭环控制系统。
背景技术
汽车/摩托车为了满足目前日益严格的排放法规要求，电控燃油喷射系统均采用在排放工况内的空燃比系数闭环控制，这样可以使三元催化器转化器对排气中的氮氧化合物NOx、碳氢化合物HC、CO有最大的转换效率。而在进入全负荷及排放工况以外的大负荷工况均采用空燃比系数的开环控制。采用开环控制的好处在于可以加浓混合气，达到降低发动机排气温度，降低发动机工作温度，提高发动机的动力性等优点。
对于汽车而言，因为汽车多采用多缸发动机，而且汽车发动机生产过程质量控制好，因此汽车发动机拥有非常好的生产一致性，对汽车发动机在排放工况内采用空燃比系数闭环控制，全负荷工况采用开环加浓控制是非常有效的策略。
而对于摩托车电喷发动机而言在大负荷工况采用开环加浓控制除了有以上提到的优点外，也存在以下问题：摩托车因为多为单缸发动机，生产过程控制相对汽车而言一致性相对要差很多，发动机进气量会有20%左右的散差，也就是说同一款机型的不同发动机之间采用相同的电喷标定数据在大负荷工况下会产生不同的空燃比系数。因此全负荷工况下采用开环控制会导致发动机进入全负荷工况下的空燃比系数偏差就非常大，发动机的动力一致性、油耗一致性非常差，发动机性能不稳定。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有摩托车电喷发动机全负荷工况下采用开环加浓的策略导致发动机动力、油耗的一致性非常差，发动机性能不稳定的问题，提供一种电喷发动机全负荷工况闭环控制系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电喷发动机全负荷工况闭环控制系统,包括电子控制单元，其特征在于，还包括安装在发动机排气管上的氧传感器，该氧传感器的输出端与所述电子控制单元的氧反馈信号输入端连接。
氧传感器根据发动机直接排出的气体中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，与设定的目标空燃比进行比较，根据比较的结果修正喷油量，最终使空燃比保持在设定值的附近。由于闭环控制是在开环系统的基础上增加了反馈回路，在发动机工况变化时能自动修正喷油量，闭环控制的控制精度高，且因为此闭环控制是针对发动机工作时氧气的含量变化进行控制，实现发动机全负荷工况下，发动机空燃比系数稳定，发动机性能稳定，实现大负荷及全负荷工作条件下的加浓闭环控制，且尾气排放稳定性和一致性都满足要求。
进一步，所述氧传感器安装在发动机与三元催化器之间的出气管上。
本实用新型的积极效果是：采用大负荷及全负荷工况下的加浓闭环控制，控制发动机空燃比系数稳定，克服摩托车发动机全负荷时因为散差大的情况下导致开环状态的空燃比系数偏差太大和无规律现象，发动机的动力一致性、油耗一致性良好，发动机性能稳定。
附图说明
图1为本实用新型电路原理方框图；
图2为氧传感器的电压特性图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的电喷发动机全负荷工况闭环控制系统,包括电子控制单元和安装在发动机与三元催化器之间的出气管上的氧传感器1，该氧传感器1用于检测发动机直接排出的气体中的氧含量，并将代表氧含量的数据信息传输到电子控制单元，电子控制单元根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，与设定的目标空燃比进行比较，根据比较的结果修正喷油量，最终使空燃比保持在设定值的附近。由于闭环控制是在开环系统的基础上增加了反馈回路，在发动机工况变化时能自动修正喷油量，故闭环控制的控制精度高，且因为此闭环控制是针对发动机工作时氧气的含量变化进行控制，实现发动机高速状态下，发动机空燃比系数稳定，实现全负荷工作条件下的加浓闭环控制，使尾气排放稳定性和一致性都满足要求，发动机的动力一致性、油耗一致性良好，性能稳定。
电子控制单元还接收转速传感器、压力传感器和温度传感器输出的转速信号、负荷信号和发动机温度信号。
氧传感器1的工作原理是：氧传感器1核心元件是ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，在高温时能使氧气发生电离，产生氧离子。陶瓷管外侧接收排气歧管的废气，内侧通大气，由于两边氧浓度相差悬殊，因此当发生电离时，在管壁内、外侧之间产生电势差，即信号电压。陶瓷管内外表面均涂覆可作为电极的多孔性铂金薄膜，同时，铂金薄膜的催化作用使得废气中的CO与残余氧发生化学反应可以进一步改变废气中的氧气含量，以达到放大电动势的目的，以便最终生成0~1000mv的电动势。如图2所示，氧传感器的电压特性图，可以看出在450mv附近过量空气系数（即空燃比系数）等于1，这也是催化器转换效率最高的过量空气系数。
对于摩托车电喷发动机而言，充分利用氧传感器的电压特性图，原闭环控制均采取的氧传感的中性值0.45V，根据这个中性参考值来实现电子控制单元对闭环燃油的PID控制。本技术方案是在原策略中增加一个与发动机高转速和大负荷相关的氧传感器闭环控制目标电压中间值，举例如下表格就是在原闭环控制均采取的氧传感的中性值0.45V的基础上，设定在全负荷或/和高转速情况下，实现闭环控制的氧传感器输出电压目标值，根据不同的负荷和转速，通过控制喷油和进气量对空燃比系数进行控制。
上表中负荷的单位为Kg，转速的单位为r/min，负荷和转速对应唯一确定的氧传感输出电压，单位伏特（V）。
尽管本氧传感器输出电压在非450mv左右区域外与温度有一定的特性关系，但是相比摩托车发动机的制造散差而言其精度是非常高的。对于大于150cc排量发动机在排放测试中需要跑高速循环，采用此功能可以满足高速循环加浓混合气而达到降低NOx排放，且空燃比系数偏差小且一致性好，增加动力性，降低排温，性能稳定，降低三元催化器成本。
本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (2)
1.一种电喷发动机全负荷工况闭环控制系统,包括电子控制单元，其特征在于，还包括安装在发动机排气管上的氧传感器（1），该氧传感器（1）的输出端与所述电子控制单元的氧反馈信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的电喷发动机全负荷工况闭环控制系统，其特征在于，所述氧传感器（1）安装在发动机与三元催化器之间的出气管上。
Priority Applications (1)
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| CN2011201096785U CN202001122U (zh) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | 电喷发动机全负荷工况闭环控制系统 |
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| CN2011201096785U CN202001122U (zh) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | 电喷发动机全负荷工况闭环控制系统 |
Publications (1)
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| CN (1) | CN202001122U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102493885A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-13 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 柴油机燃烧闭环控制的电控系统 |
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| CN109854397A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-07 | 江西五十铃汽车有限公司 | 一种可有效降低氮氧化物排放的汽车尾气后处理系统 |
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2011
- 2011-04-14 CN CN2011201096785U patent/CN202001122U/zh not_active Expired - Lifetime
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