空燃比偏移装置及方法制造方法及图纸

一种空燃比偏移装置及方法，通过调整模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比向发动机ECU输出模拟氧传感器脉冲波，以使发动机ECU对应调整发动机燃料喷射量。本发明专利技术的空燃比偏移装置及方法设计巧妙，实用性强。

Air-fuel ratio offset device and method

【技术实现步骤摘要】
空燃比偏移装置及方法
本专利技术涉及发动机控制领域，尤其涉及一种空燃比偏移装置及方法。
技术介绍
对于均质混合气的汽油机来说，其工作核心原理就是精确控制混合气的实际空燃比，具体地，是通过调节喷油脉宽使实际空燃比达到理论空燃比，即14.7左右，此时的过量空气系数λ约为1(汽油的实际空燃比＝过量空气系数×14.7；天然气的实际空燃比＝过量空气系数×17.2；甲醇的实际空燃比＝过量空气系数×6.5)。因为只有在这个区域内，三元催化器对于NOx、HC、CO的转化效率较高，如图1所示。氧传感器已经成为了汽油机标配之一，其主要用途是检测尾气中所剩余的氧气含量，如图2所示；而通过尾气中所剩余的氧气含量可以反映汽油机内混合气燃烧情况，从而用于对混合气的实际空燃比的调整。现有氧传感器一般分为两种，即开关型氧传感器和宽域线性氧传感器。由于需求与成本的原因，均质混合气发动机通常采用开关型氧传感器。开关型氧传感器具有以下特性：当发动机混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时，排气中缺氧，此时氧传感器输出0.8V～1V电压；当发动机混合气的实际空燃比大于理论空燃比时，即发动机以较稀的混合气运转，废气中有一定的氧分子，此时氧传感器输出0～0.2V电压，如图3所示。这样，开关型氧传感器无法对混合气偏浓和偏稀的幅度进行测量。空燃比控制器用于根据氧传感器的输出电压调整喷油量，从而将发动机的实际空燃比调整到理论空燃比附近，如图4所示，但是，这种调整方法无法对实际空燃比进行大范围偏移。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提出了一种空燃比偏移装置及方法。本专利技术解决其技术问题的技术方案是：本专利技术提出了一种空燃比偏移方法，包括以下步骤：步骤S1、预设过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期之间的第二对应关系，过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比之间的第三对应关系；其中，过量空气系数差表示目标过量空气系数与实际过量空气系数之差；步骤S2、测量实际过量空气系数并获取目标过量空气系数；再基于该获取的目标过量空气系数和所测量得到的实际过量空气系数计算得到对应的过量空气系数差，再分别通过第二对应关系和第三对应关系基于该过量空气系数差获取对应的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比；步骤S3、根据在步骤S2中所获取的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比向发动机ECU输出模拟氧传感器脉冲波，以使发动机ECU对应调整发动机燃料喷射量。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，步骤S1还包括：预设发动机转速、进气歧管压力与目标过量空气系数之间的第一对应关系；步骤S2中获取目标过量空气系数的步骤包括：测量发动机转速以及进气歧管压力；基于所测量得到的发动机转速以及进气歧管压力并通过第一对应关系获取对应的目标过量空气系数。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，第一对应关系包括由发动机转速、进气歧管压力形成的二维数组与目标过量空气系数的第一对应关系表，将目标过量空气系数记为λtgt，则有：λtgt＝Linear2D(RPM,MAP,MAPtgt)；其中，RPM表示发动机转速；MAP表示进气歧管压力；MAPtgt表示第一对应关系表；Linear2D()表示预设的与第一对应关系表拟合对应的二维插值算法函数。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，将过量空气系数差记为λdiff，则有：λdiff＝λtgt-λ其中，λtgt表示目标过量空气系数；λ表示实际过量空气系数；第二对应关系包括过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期的第二对应关系表，将模拟氧传感器脉冲波周期记为TPls，则有：TPls＝Linear1(λdiff,LineT)；其中，λdiff表示过量空气系数差；LineT表示第二对应关系表；Linear1()表示预设的与第二对应关系表拟合对应的第一一维插值算法函数。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，第三对应关系包括过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比的第三对应关系表，将模拟氧传感器脉冲波占空比记为DUTYPls，则有：DUTYPls＝Linear2(λdiff，Lineduty)；其中，λdiff表示过量空气系数差；Lineduty表示第三对应关系表；Linear2()表示预设的与第三对应关系表拟合对应的第二一维插值算法函数。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，步骤S1还包括：预设发动机转速与目标过量空气系数之间的第四对应关系；步骤S2中获取目标过量空气系数的步骤包括：测量发动机转速；基于所测量得到的发动机转速并通过第四对应关系获取对应的目标过量空气系数。本专利技术上述的空燃比偏移方法中，步骤S1还包括：预设进气歧管压力与目标过量空气系数之间的第五对应关系；步骤S2中获取目标过量空气系数的步骤包括：测量进气歧管压力；基于所测量得到的进气歧管压力并通过第五对应关系获取对应的目标过量空气系数。本专利技术还提出了一种空燃比偏移装置，包括：存储模块，用于预设并存储过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期之间的第二对应关系，过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比之间的第三对应关系；其中，过量空气系数差表示目标过量空气系数与实际过量空气系数之差；测量模块，用于测量实际过量空气系数；处理模块，用于获取目标过量空气系数，基于该获取的目标过量空气系数和测量得到的实际过量空气系数计算得到对应的过量空气系数差，再分别通过第二对应关系和第三对应关系基于该过量空气系数差获取对应的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比；处理模块，还用于根据所获取的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比向发动机ECU输出模拟氧传感器脉冲波，以使发动机ECU对应调整发动机燃料喷射量。本专利技术上述的空燃比偏移装置中，存储模块，还用于预设发动机转速、进气歧管压力与目标过量空气系数之间的第一对应关系；测量模块，还用于测量发动机转速以及进气歧管压力；处理模块，还用于基于测量得到的发动机转速以及进气歧管压力并通过第一对应关系获取对应的目标过量空气系数。本专利技术上述的空燃比偏移装置中，存储模块，还用于预设发动机转速与目标过量空气系数之间的第四对应关系；测量模块，还用于测量发动机转速；处理模块，还用于基于测量得到的发动机转速并通过第四对应关系获取对应的目标过量空气系数；或者存储模块，还用于预设进气歧管压力与目标过量空气系数之间的第五对应关系；测量模块，还用于测量进气歧管压力；处理模块，还用于基于测量得到的进气歧管压力并通过第五对应关系获取对应的目标过量空气系数。本专利技术的空燃比偏移装置及方法通过采用模拟氧传感器脉冲波来调整发动机燃料喷射量，能够对实际空燃比进行大范围偏移，设计巧妙，实用性强。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1示出了NOx、HC、CO的转化效率与实际空燃比之间的对应关系图；图2示出了现有氧传感器的结构示意图；图3示出了氧传感器输出电压与实际空燃比的对应关系图；图4示出了现有空燃比控制器的工作流程示意图；图5示出了本专利技术的空燃比偏移方法的第一一维插值算法函数的示意图；图6示出了本专利技术的空燃比偏移方法的第二一维插值算法函数的示意图；图7示出了本专利技术的空燃比偏移方法中当λdiff＝0时所输出的模拟氧传感器脉冲波波形示意图；图8示出了本专利技术的空燃比偏移方法中当λ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空燃比偏移方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、预设过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期之间的第二对应关系，过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比之间的第三对应关系；其中，过量空气系数差表示目标过量空气系数与实际过量空气系数之差；步骤S2、测量实际过量空气系数并获取目标过量空气系数；再基于该获取的目标过量空气系数和所测量得到的实际过量空气系数计算得到对应的过量空气系数差，再分别通过第二对应关系和第三对应关系基于该过量空气系数差获取对应的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比；步骤S3、根据在步骤S2中所获取的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比向发动机ECU输出模拟氧传感器脉冲波，以使发动机ECU对应调整发动机燃料喷射量。

【技术特征摘要】
1.一种空燃比偏移方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、预设过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期之间的第二对应关系，过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比之间的第三对应关系；其中，过量空气系数差表示目标过量空气系数与实际过量空气系数之差；步骤S2、测量实际过量空气系数并获取目标过量空气系数；再基于该获取的目标过量空气系数和所测量得到的实际过量空气系数计算得到对应的过量空气系数差，再分别通过第二对应关系和第三对应关系基于该过量空气系数差获取对应的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比；步骤S3、根据在步骤S2中所获取的模拟氧传感器脉冲波周期和模拟氧传感器脉冲波占空比向发动机ECU输出模拟氧传感器脉冲波，以使发动机ECU对应调整发动机燃料喷射量。2.根据权利要求1所述的空燃比偏移方法，其特征在于，步骤S1还包括：预设发动机转速、进气歧管压力与目标过量空气系数之间的第一对应关系；步骤S2中获取目标过量空气系数的步骤包括：测量发动机转速以及进气歧管压力；基于所测量得到的发动机转速以及进气歧管压力并通过第一对应关系获取对应的目标过量空气系数。3.根据权利要求2所述的空燃比偏移方法，其特征在于，第一对应关系包括由发动机转速、进气歧管压力形成的二维数组与目标过量空气系数的第一对应关系表，将目标过量空气系数记为λtgt，则有：λtgt＝Linear2D(RPM,MAP,MAPtgt)；其中，RPM表示发动机转速；MAP表示进气歧管压力；MAPtgt表示第一对应关系表；Linear2D()表示预设的与第一对应关系表拟合对应的二维插值算法函数。4.根据权利要求1所述的空燃比偏移方法，其特征在于，将过量空气系数差记为λdiff，则有：λdiff＝λtgt-λ其中，λtgt表示目标过量空气系数；λ表示实际过量空气系数；第二对应关系包括过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波周期的第二对应关系表，将模拟氧传感器脉冲波周期记为TPls，则有：TPls＝Linear1(λdiff,LineT)；其中，λdiff表示过量空气系数差；LineT表示第二对应关系表；Linear1()表示预设的与第二对应关系表拟合对应的第一一维插值算法函数。5.根据权利要求1所述的空燃比偏移方法，其特征在于，第三对应关系包括过量空气系数差与模拟氧传感器脉冲波占空比的第三对应关系表，将模拟氧传感器脉冲波占空比记为DUTYPls，则有：DUTYPls＝Linear2(λdiff，Lineduty)；其中，λdiff表示过量空气系数差；Lined...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昌文，
申请(专利权)人：十堰科纳汽车电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42