(495) 647-14-00
Skype nevi6631
(929) 588-38-58
Фартех в Твиттере Фартех в Вконтакте Фартех в Фейсбуке Фартех в Живом Журнале Фартех в Гугль +

zakaz@farlam.ru

      Открытие дизель центра

 


Замкнутая система управления с кислородным датчиком для легковых автомобилей с дизелями

Применение

Законодатели постоянно повышают строгость законов, регулирующих предельные значения выброса вредных веществ с ОГ дизелей. Кроме мер, предназначенных для оптимизации процесса сгорания, управление в разомкнутых и замкнутых (с обратной связью) контурах теми функциями, которые отвечают за эмиссию вредных веществ, продолжают играть все более важную роль.

Рис.1 1-Дизель; 2-Элемент топливной системы (здесь насос форсунка системы Common Rail); 3-Дроссельная заслонка; 4-Массовый расходомер воздуха с пленочным термоанемометром; 5-Турбокомпрессор (здесь в исполнении с изменяемой геометрией соплового аппарата (VTG)); 6-ЭБУ двигателя; 7-Широкополосный кислородный датчик (Х-зонд); 8-Клапан системы рециркуляции ОГ.

Применение замкнутой системы управления с кислородным датчиком (1-зондом) открывает широкие возможности для снижения вредных выбросов с ОГ дизелей.

 

Широкополосный кислородный датчик в выпускной трубе (7 на рис. 1) измеряет концентрацию остаточного кислорода в ОГ, которая является индикатором отношения топливовоздушной смеси (коэффициента избытка воздуха X). Высокий уровень точности сигнала обеспечивается в течение всего срока службы датчика путем адаптации его сигнала при выполнении операций. Сигнал кислородного датчика используется как основа для ряда функций, которые детально будут описаны ниже.

 

Замкнутый контур управления с кислородным датчиком является обязательным при регенерации N0x. в каталитических катализаторах аккумуляторного типа. Замкнутая система управления с кислородным датчиком удобна для дизелей легковых автомобилей с топливными системами, управляемыми EDC 16 поколения.

Основные функции

Компенсация давления

Необработанный сигнал кислородного датчика является функцией концентрации кислорода в ОГ и давления ОГ в месте установки датчика. Следовательно, влияние давления на сигнал кислородного датчика должно быть компенсировано.

Функция компенсации давления включает в себя две карты характеристик, одна для давления ОГ и другая для выходного сигнала кислородного датчика, зависящего от давления ОГ. Эти две матрицы используются для коррекции выходного сигнала датчика по отношению к конкретному эксплуатационному режиму.

Адаптация

На режиме превышения максимальной частоты вращения холостого хода (так называемый «разнос») при адаптации кислородного датчика принимается во внимание отклонение измеренной концентрации кислорода от концентрации кислорода в чистом воздухе (приблизительно 21%). В результате система «изучает» корректирующее значение, которое в каждой точке эксплуатационного режима двигателя используется для корректирования измеренной концентрации кислорода. Это приводит к точному, смещенному компенсированному выходному сигналу кислородного датчика в течение всего срока его службы.

Управление рециркуляцией ОГ на основе кислородного датчика

По сравнению с обычным методом рециркуляции ОГ на основе массового расхода воздуха, использование кислородного датчика для измерения содержания кислорода в ОГ позволяет получить ряд более жестких допусков для всего парка автомобилей. К ограничениям токсичности ОГ, предъявляемые в будущем, точность испытаний при определении содержания вредных веществ может быть улучшена на 10...20% при использовании этого метода.

Адаптация среднего значения величины подачи А

Адаптация среднего значения величины подачи поставляет точный сигнал количества впрыскиваемого топлива для формирования установочного значения соотношения рециркуляции ОГ в замкнутой системе управления. Коррекция рециркуляции ОГ играет важную роль в снижении вредных выбросов. Адаптация среднего значения величины подачи работает в диапазоне частичных нагрузок и определяет величину отклонения количества впрыскиваемого топлива по всем цилиндрам.

Рис.2. Рабочая концепция программы адаптации средней величины подачи методом «косвенного управления».

На рис. 2 показана основная структура программного и аппаратного обеспечения адаптации осреднения величины подачи и её влияние рециркуляцию ОГ в замкнутую систему управления.

Сигнал кислородного датчика и сигнал массового расхода воздуха используются для расчета действительного массового расхода топлива, впрыскиваемого в цилиндры, который затем сопоставляется с ожидаемым его значением. Разница в значениях сохраняется затем в адаптированной матрице как «точки обучения». Эта процедура гарантирует то, что когда на данном режиме работы требуется коррекция количества впрыскиваемого топлива, то есть величины подачи, это может быть выполнено без задержки даже в течение переходного процесса. Эти корректирующие значения сохраняются в модуле памяти EEPROM ЭБУ и оказываются доступными сразу после пуска двигателя. Собственно говоря, имеются два рабочих режима адаптации среднего значения величины подачи топлива, которые отличаются по способам их применения при оценке отклонений в количестве впрыскиваемого топлива.

Рабочий режим: косвенное управление. В режиме «косвенного управления» (рис. 2) точное ожидаемое значение количества впрыскиваемого топлива используется как входная переменная в программируемой матрице ожидаемых значений, которые касаются выброса вредных веществ с ОГ. Количество впрыскиваемого топлива во время процесса дозирования подачи топлива не корректируется.

Рис.3. 1-Кислородный датчик; 2-Объёмный слой минерального материала;
3-Теплоизоляционный двойной слой; 4-Подложка А1203 с покрытием
из благородных металлов; 5-Монолит; 6-Корпус.

Рабочий режим: прямое управление. В режиме «прямого управления» для того, чтобы действительное количество впрыскиваемого топлива было как можно ближе к ожидаемому его значению, отклонение в величине подачи используется для ее корректирования во время процесса дозирования количества впрыскиваемого топлива. В этом случае (косвенно) имеет место управление подачей топлива с обратной связью.

Ограничение дымности ОГ на режиме полной нагрузки

На рис.З показана блок-схема структуры управления ограничением дымности ОГ на режиме полной нагрузки при использовании кислородного датчика. Целью здесь является определение максимального количества топлива, которое может быть подано (впрыскиваться) без превышения предела дымления. Сигналы от массового расходомера воздуха и датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя используются вместе с данными программируемой матрицы по пределу дымления для определения ожидаемого значения коэффициента избытка воздуха Yзадаваемое, . Это, в свою очередь, используется вместе с величиной массового расхода воздуха для расчета предварительного значения максимально допустимой величины подачи топлива. Такая форма управления уже реализована в серийном производстве и имеет наложенную на нее замкнутую (с обратной связью) систему управления с кислородным датчиком. Используя разницу между Yзадаваемое и действительно измеренным остаточным кислородом в Yдействительное, контроллер кислородного датчика рассчитывает величину коррекции подачи топлива. Максимальное количество впрыскиваемого топлива на режиме полной нагрузки равно алгебраической сумме предварительно рассчитанного его значения и величины коррекции. Такая структура управления позволяет получить хорошую динамическую характеристику благодаря предварительному управлению и повышенной точности из-за наложенной замкнутой системы управления с кислородным датчиком.

Определение нежелательного процесса сгорания

В случае превышения максимальной частоты вращения холостого хода (так называемый «разнос»), если сигнал кислородного датчика падает ниже заданного, то специально рассчитанная пороговая величина определяет, что имеет место нежелательный процесс сгорания. В этом случае двигатель может быть остановлен путем закрытия управляющей заслонки в клапане рециркуляции ОГ. Определение нежелательного процесса сгорания представляет собой дополнительную защитную функцию двигателя.

Выводы

При использовании системы рециркуляции ОГ на основе кислородного датчика можно значительно уменьшить разброс данных по выбросу вредных веществ для всего автомобильного парка. Таким образом, могут быть применены или система адаптации по средним значениям величины подачи топлива (ММА), либо каскадное управление. Система адаптации среднего значения величины подачи топлива обеспечивает получение точного сигнала количества впрыскиваемого топлива для генерирования ожидаемых (установленных) значений для контуров управления, которые имеют отношение к эмиссии вредных веществ с ОГ (например, для управления в системе рециркуляции ОГ, управления давлением наддува и углом опережения впрыска). В результате точность работы управляющих контуров повышается. Кроме того, применение замкнутой (с обратной связью) системы управления с кислородным датчиком позволяет точно контролировать предел дымности ОГ на режиме полной нагрузки, также как и определять наличие нежелательного процесса сгорания на режиме превышения максимальной частоты вращения холостого хода. Более того, высокоточный сигнал кислородного датчика может быть использован в контуре системы управления с кислородным датчиком для регенерации NOx в каталитических нейтрализаторах.



Лидеры продажи


 

Copyright 2006-2017 ООО "ФАРЛАМ" т.: +7 (495) 647-1400  Карта сайта

Информация на данном интернет-сайте носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения исчерпывающей информации о стоимости и характеристиках товаров обращайтесь к менеджерам по продажам