氮氧傳感器電控單元的研究.pdf

1、隨著重型柴油車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，NOx的排放量從國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)的5.0g·(kW·h)-1逐漸降到國(guó)Ⅴ的2.0g·(kW·h)-1，這就要求有更為苛刻的NOx后處理SCR系統(tǒng)。車用氮氧傳感器在該系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，通過測(cè)量尾氣中NOx濃度并實(shí)時(shí)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，SCR系統(tǒng)通過該信息來(lái)控制NOx氣體的還原，從而高效地實(shí)現(xiàn)NOx濃度的閉環(huán)控制。由于國(guó)外在車用氮氧傳感器的研究與設(shè)計(jì)較為成熟，目前國(guó)內(nèi)使用的該傳感器基本上都是采用國(guó)外的產(chǎn)品，而國(guó)

2、內(nèi)主要是針對(duì)SCR控制系統(tǒng)的研究比較深，對(duì)氮氧傳感器的研究較少，尤其是針對(duì)該傳感器的電控單元。為此本課題以電流型的氮氧傳感器為研究對(duì)象，針對(duì)該電控單元的研究進(jìn)行了如下主要工作：
　?。?）該傳感器是通過測(cè)量NOx還原的O2濃度，來(lái)表征NOx的濃度，因此首先分析了氮氧傳感器的工作原理，并進(jìn)行ZrO2氧敏感元件的泵氧特性及電學(xué)特性的分析，在此基礎(chǔ)上，提出主泵、輔助泵以及測(cè)量泵的控制策略，其中包括能斯特電壓定值反饋策略和泵電流定值反饋策

3、略。此外由于氧敏感元件需在最佳高溫下才能產(chǎn)生電學(xué)特性，對(duì)此提出該傳感器的加熱控制方法。
　?。?）從電控單元的數(shù)學(xué)模型角度出發(fā)，建立第一腔室內(nèi)的氧氣濃度的動(dòng)態(tài)平衡，針對(duì)該平衡模型，進(jìn)行泵電流的PI控制仿真分析；同時(shí)傳感器需要溫度控制，基于傳感器的加熱特性，建立了加熱控制算法，并進(jìn)行PID控制加熱仿真分析，找到較優(yōu)的PID控制參數(shù)。
　?。?）設(shè)計(jì)了電控單元相應(yīng)的硬件電路，其中包括：以飛思卡爾的MC69HC908AZ60A為核