[发明专利]一种闭环电控燃油喷射内燃机的喷油量控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电控燃油喷射内燃机，特别是采用开关型氧传感器闭环反馈燃油 喷射量的电控燃油喷射火花点火式内燃机。

背景技术

内燃机采用电控燃油喷射供油方式，可以精确控制燃油喷射量，从而提高内 燃机，尤其是火花点火发动机的性能，特别是采用开关型氧传感器闭环反馈燃油 喷射量的系统，可以精确控制混合气在理论化学当量比，从而保证燃烧稳定完全， 自动适应发动机生产制造散差、耐久过程变化等不可控制因素，再配合三元催化 废气处理装置，可以大幅度降低发动机的有害气体排放。

开关型氧传感器的基本特性是，其输出信号随被测量混合气中氧气浓度的高 低而变化，在氧气浓度很低时，一般输出高电压信号，而氧气浓度增加到一定值 时，输出电压信号会快速变为0。开关型氧传感器有氧化锆陶瓷型和氧化钛陶瓷 型两种，前者输出直接为0-1000mV的电压值，而后者的直接变化物理量为电阻， 但一般也设计转化成0-1000mV的输出电压。一般设计时，将输出电压快速变化 所对应的氧气浓度，设定为发动机混合气在理论化学当量附近燃烧时，燃烧废气 中的残留氧气浓度。对于普通汽油和空气的燃烧而言，理论化学当量为空气与燃 料的质量比为14.6-14.8。在混合气浓度比化学当量较浓时，排气系统中的氧传 感器输出高电压，而在混合气浓度比化学当量较稀时，氧传感器输出低电压，额 定的稀浓转变电压为450-470mV。

然而，氧传感器要正常工作，必须要达到一定的温度条件。当发动机刚启动 时，排气温度加热氧传感器使其温度上升需要一定的时间，即使采用电加热式氧 传感器，也不能够保证一开始氧传感器就能够正常工作。另外，当氧传感器老化 后，或由于制造或使用不当而损坏后，其特性也会发生变化。因此，发动机电控 单元ECU必须能够随时判断氧传感器信号的可靠性，不能够简单地以氧传感器信 号是否大于470mV或小于450mV作为反馈控制的依据。

现有的公开技术大多数采用比较器来判断氧传感器信号表示的混合气状态 是稀还是浓，然后将比较结果输入ECU中的数据处理器(CPU或MCU)，以此来反 馈调节喷油量。例如美国专利4,556,033公开了一种方法，通过比较器来比较氧 传感器的电压信号OX和一个稀浓转变电压参考值OXR的大小，得到稀浓状态XAF (XAF＝1表示浓，XAF＝0表示稀)，而OXR值跟随XAF和OX值的大小进行调整。 例如，当XAF＝1且当前的OX-OXR＞0.12V时，将得到新的OXR＝OX-0.12V。

然而，这种技术中，因为OXR值的任意设定比较复杂，并且容易受到干扰， 因此，必须考虑当OXR值出错后如何尽快地恢复到正常值的处理装置，这就使得 系统更为复杂。另外，在氧传感器工作条件还没有达到要求，例如冷车启动后的 暖机过程中，或当氧传感器老化后，或由于制造或使用不当而损坏后，氧传感器 内阻很大而导致其输出信号无法使用或容易误用的状况下，如何防止错误反馈仍 然是一个问题。

发明内容

本发明之目的在于提供一种闭环电控燃油喷射内燃机的喷油量的控制系统及 方法，其系统的硬件尽可能简单，复杂的逻辑运算依靠软件来实现，从而简化控 制系统。

本发明之另一个目的在于提供一种方法来有效处理在氧传感器工作条件还没 有完全达到要求的状态下的氧传感器信号，防止氧传感器内阻很大时其输出信号 的误用，同时在暖机过程中尽可能早地使用闭环反馈控制。另外，在氧传感器信 号可靠度不高时，还要防止错误反馈过度。

本发明之再一个目的在于提供一种方法来判断氧传感器是否正常，以及喷油 量的反馈调节是否正常，从而及时给出关于氧传感器的故障指示。

本发明之目的通过下列技术方案达到，即：