寬域廢氣氧傳感器控制方法及系統研究.pdf

1、寬域廢氣氧(Universal Exhaust Gas Oxygen，簡稱UEGO)傳感器空燃比測量范圍寬，廣泛應用于汽車發(fā)動機空燃比控制系統中。它能夠提供準確的空燃比反饋信號給汽車電子控制單元（Electronic Control Unit，簡稱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傳感器對工作溫度有嚴格要求，并且通過控制泵電流實現空燃比的測量。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LSU4.9型UEGO傳感器，研制了UEGO傳感器控制系統。系統以DSP為控制核心，包括溫度控制模塊、泵電流控制模塊、人機接口模塊、串口通信模塊以及電源管理模塊。采用交流恒流源法檢測氧濃差電池內阻間接檢測傳感器溫度，驅動泵電流將氧濃差電勢維持在450mV，通過檢測泵電流計算空燃比。
　　基于系統辨識的方法建立了UEGO傳感器溫度和泵電流的控制模型。采用冷啟動控制和PI控制相結

3、合的溫度控制方法，縮短了冷啟動時間并提高了溫度控制精度。針對泵電流對象模型的參數不確定，研究了基于H∞回路成形的魯棒PID參數整定方法。
　　設計了系統軟件，包括主監(jiān)控程序、初始化模塊、中斷模塊、內阻計算模塊、溫度控制模塊、人機接口模塊、串口通信模塊以及看門狗模塊等。
　　系統測試結果表明，氧濃差電池內阻的檢測精度小于1Ω，泵電流的檢測精度可以達到1uA。溫度和泵電流控制實驗結果表明，傳感器冷啟動時間小于30s，泵電流控制的