基于两段喷油的电喷汽油机控制策略的研究

论文摘要

采用电控燃油喷射技术可以有效的降低发动机的排放。本文对摩托车发动机进行了电控燃油喷射系统的改装,在控制排放的研究目标下,对喷油和点火控制策略进行了研究,并提出了初步的摩托车电控燃油喷射系统在线检测方法。本文的主要研究工作如下:1.对轻骑K157FMI单缸汽油机进行了电控燃油喷射系统的改装。将油路中的化油器去掉后代以节气门体、油泵和喷油器组成的供油系统,并在控制系统中加装了相应的传感器和电子点火控制单元。文中介绍了对各种传感器的选用和传感器信号的处理,并结合控制单元对控制系统的组成、工作原理及抗干扰设计进行了详细地介绍。2.提出了两段喷油的控制策略,针对两段喷油在发动机燃烧中所发挥的不同作用进行了大量的试验研究和分析;提出了怠速工况下实行隔循环喷油的控制策略,辅之以点火提前角的调整可以有效地控制发动机的怠速转速,以及降低油耗;稳态工况下采用比例积分(PI)控制方法进行对空燃比的优化控制,文中对PID控制器原理进行了简单的介绍,对控制系统中采用扩充临界比例度法进行参数整定过程作了说明,并对闭环控制效果进行了试验验证,试验结果表明,通过两阶段喷油和PI闭环控制,在稳态工况下可以对发动机空燃比进行精确地控制,有效地降低排放。3.提出了初步的发动机电控系统在线检测方法(OBD)。对发动机控制系统主要的传感器进行了在线检测方法的研究,系统对传感器正常状态与失效状态信号进行比较,对失效传感器信号进行了标记处理,跳过相应传感器信号对发动机进行控制,使发动机在无此传感器信号下能够正常运转,同时提醒用户对此传感器进行检修。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1.课题的研究背景
• 1.1.1 摩托车排放污染形势严峻
• 1.1.2 摩托车排放法规日益严格
• 1.1.3 电控燃油喷射系统的技术优势
• 1.1.4 摩托车采用电控燃油喷射技术的必要性
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外摩托车电控燃油喷射技术的研究现状
• 1.2.2 国内摩托车电控燃油喷射技术的研究现状
• 1.2.3 国内外关于OBD的研究以及应用现状
• 1.3 课题研究的内容、意义
• 1.3.1 课题所做研究的主要内容
• 1.3.2 课题所做研究的实际意义
• 第2章 发动机改装及控制系统的开发
• 2.1 电喷发动机的改装
• 2.1.1 供油系统的改装
• 2.1.2 点火系统的改装
• 2.1.3 试验台架的布置
• 2.2 控制系统设计
• 2.2.1 传感器的选用
• 2.2.2 上位机控制系统
• 2.2.3 下位机控制系统
• 2.3 控制系统的的抗干扰设计
• 2.3.1 干扰源分析
• 2.3.2 本系统中采取的抗干扰措施
• 第3章 控制方案及两阶段喷油控制策略分析
• 3.1 电控燃油喷射系统的控制方案
• 3.1.1 喷油控制方式
• 3.1.2 进气量的测量方法
• 3.1.3 循环喷油量的确定
• 3.1.4 相位基准的确定
• 3.1.5 点火控制方案的确定
• 3.2 关于两段喷油的理论分析
• 3.3 怠速工况两段喷油试验研究
• 3.3.1 试验过程分析
• 3.3.2 试验结果分析
• 3.4 部分负荷工况两段喷油试验研究
• 3.5 本章总结
• 第4章 稳态工况的PID控制策略分析
• 4.1 数字PID控制计算方法简介
• 4.1.1 PID控制规律
• 4.1.2 数字PID算法
• 4.2 稳态工况控制策略分析
• 4.2.1 节气门信号的处理
• 4.2.2 氧传感器信号的处理
• 4.2.3 稳态工况喷油控制策略
• 4.3 两阶段喷油电控发动机性能分析
• 4.4 本章总结
• 第5章 控制系统的在线检测（OBD）研究
• 5.1 OBD简介
• 5.2 OBD要求达到的目标
• 5.3 进气压力传感器在线检测分析
• 5.4 氧传感器的在线检测分析
• 5.4.1 氧传感器信号电压超出范围
• 5.4.2 氧传感器信号电压响应速度过低
• 5.4.3 氧传感器信号电压跳变频率过低
• 5.5 本章总结
• 第6章 总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表