基于双氧传感器的GDI汽油机空燃比反馈控制模型

摘要

随着汽车产业的快速发展，汽车保有量不断增加，随之而来的能源消耗、环境问题，也日渐引起人们的重视，世界各国根据自身情况制定了相应排放法规。空燃比作为发动机最重要的参数之一，其控制的精确性严重影响到发动机的经济与排放性能，为此国内外学者不断投入到空燃比控制的研究中，并取得一系列成果。本文利用ASCET软件对基于双氧传感器的GDI发动机空燃比反馈控制模型进行了建模与仿真。
　　文中首先介绍了GDI发动机的发展和工作模式，分析了发动机主要污染物生成原因，进而对GDI发动机排气后处理系统，如三元催化转化器和氧传感器的结构和工作原理进行了介绍。其次，介绍了空燃比反馈控制策略和基于V字型开发流程的ASCET软件。
　　空燃比反馈控制模块的结构主要分为信号检测与处理模块和反馈控制器模块。为了适应严格的排放法规，本文采用空燃比双氧传感器反馈控制，因此信号检测与处理模块包括主传感器（线性氧传感器LSU，位于前催化器上游）模块和次级传感器（开关型氧传感器模块，位于主催化器下游）模块。由于制造公差或老化因素的影响，在使用过程中LSU的特征线会产生偏移，因此设计反馈控制器时加入了LSU偏移的自适应模块，包括主催化器下游空燃比控制模块和LSU偏移计算模块。此外，反馈控制器中还包括空燃比连续调节模块和空燃比连续控制模块，分别用于基于催化器储氧量的空燃比强制调节和对目标空燃比的跟踪调节。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 汽车产业迅猛发展

1．1．2 能源问题

1．1．3 环境问题

1．1．4 排放法规

1．1．5 研究意义

1．2 空燃比控制研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 直喷技术与空燃比反馈控制

2．1 汽油机直喷技术

2．1．1 汽油机直喷技术的发展

2．1．2 汽油机直喷技术的优点

2．1．3 汽油直喷发动机工作模式

2．2 排气后处理系统

2．2．1 氧传感器

2．2．2 三元催化转化器

2．3 基于双氧传感器的空燃比反馈控制策略

2．4 ASCET软件介绍

2．5 本章小结

第三章 信号检测模块

3．1 线性氧传感器模块

3．1．1 模块功能

3．1．2 调整模块

3．1．3 放大因子模块

3．1．4 计算λ模块

3．2 开关型氧传感器模块

3．2．1 功能概述

3．2．2 CHECK_US模块

3．2．3 LP_ENABLE模块

3．2．4 FREEZE模块

3．2．5 状态机的public模块

3．2．6 开关氧传感器模块仿真

3．3 本章小结

第四章 反馈控制器设计

4．1 LRHKC模块

4．1．1 设定值计算模块(SET_VALUE)

4．1．2 实际值线性化模块(ACT_VALUE)

4．1．3 Δλ计算模块(DEV_LAM)

4．1．4 比例控制模块

4．1．5 积分控制模块

4．1．6 故障重置模块

4．1．7 LRHKC模块仿真

4．2 BGLSUOFFS LSU偏移量计算模块

4．2．1 RELEASE模块

4．2．2 CONTROLLER OFFSET修正控制偏差计算

4．2．3 LSU偏移计算模块

4．2．4 BGLSUOFFS模块仿真

4．3 BGLAMOD连续λ控制调整模块

4．3．1 激活条件模块

4．3．2 调节振幅模块

4．3．3 方波模块

4．3．4 平衡模块

4．3．5 选择模块

4．3．6 滤波模块

4．3．7 BGLAMOD模块仿真

4．4 LRS连续λ控制模块

4．4．1 连续λ控制模式模块

4．4．2 控制器参数

4．4．3 控制器模块

4．4．4 LRS模块仿真

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况