氮氧傳感器電控單元的研究.pdf

1、隨著重型柴油車排放標準的不斷提高，NOx的排放量從國Ⅲ標準的5.0g·(kW·h)-1逐漸降到國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，通過測量尾氣中NOx濃度并實時反饋給發(fā)動機控制單元，SCR系統(tǒng)通過該信息來控制NOx氣體的還原，從而高效地實現NOx濃度的閉環(huán)控制。由于國外在車用氮氧傳感器的研究與設計較為成熟，目前國內使用的該傳感器基本上都是采用國外的產品，而國

2、內主要是針對SCR控制系統(tǒng)的研究比較深，對氮氧傳感器的研究較少，尤其是針對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象，針對該電控單元的研究進行了如下主要工作：
　　（1）該傳感器是通過測量NOx還原的O2濃度，來表征NOx的濃度，因此首先分析了氮氧傳感器的工作原理，并進行ZrO2氧敏感元件的泵氧特性及電學特性的分析，在此基礎上，提出主泵、輔助泵以及測量泵的控制策略，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生電學特性，對此提出該傳感器的加熱控制方法。
　?。?）從電控單元的數學模型角度出發(fā)，建立第一腔室內的氧氣濃度的動態(tài)平衡，針對該平衡模型，進行泵電流的PI控制仿真分析；同時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，并進行PID控制加熱仿真分析，找到較優(yōu)的PID控制參數。
　?。?）設計了電控單元相應的硬件電路，其中包括：以飛思卡爾的MC69HC908AZ60A為核