این فایل دار ای فرمت  word  می باشد.

موضوع: مقاله کنترل الکترونیکی موتور دیزل EDC

فهرست مطالب

کنترل الکترونیکی موتور دیزل EDC

شرایط فنی

مرور کلی سیستم

پردازش داده‌های EDC

سیگنال‌های ورودی

اصلاح سیگنال

پردازش سیگنال در ECU

سیگنال‌های خروجی

انتقال داده‌ها به سایر سیستم‌ها

مرور کلی سیستم

انتقال داده‌ها به روش متداول

انتقال داده‌های سریال CAN

پمپ‌های انژکتور ردیفی PEبا کنترل الکترونیکی

بلوک‌های سیستم

اجزاء تشکیل‌دهنده

مدارهای کنترل (شکل ۵-۹)

دیگر وظایف

سیستم ایمنی

مزایا

پمپ‌های انژکتور ردیفی با کنترل غلافی

کنترل شروع تزریق

ملحقات

حلقه کنترل خودکار

کنترل الکترونیکی پمپ‌های انژکتور آسیابی

محوری VE-EDC

بلوک‌های سیستم

اجزاء سیستم

کنترل‌های حلقه بسته (خودکار)

اقدامات ایمنی

مزیت‌ها

خاموش کردن موتور

شرايط فني

امروزه، در وراي پيشرفت‌هائي كه در زمينه‌ي تزريق سوخت موتور ديزل صورت گرفته، كاهش مصرف سوخت و افزايش در توان و گشتاور، فاكتورهاي بسيار مهمي به شمار مي‌آيند. در گذشته، اهميت اين فاكتورها موجب استفاده‌ي بيشتر از موتورهاي ديزل با تزريق مستقيم (DI)بوده است. در مقام مقايسه با موتورهاي ديزل با پيش محفظه و يا مجهز به محفظه‌ي گردابي، كه به نام موتورهاي با تزريق غير مستقيم (IDI)معروفند، موتورهاي با تزريق مستقيم داراي فشار تزريق بيشتري هستند. اين امر منجر به اختلاط بهتر سوخت- هوا گشته و احتراق در ان كاملتر صورت مي‌گيرد. در موتورهاي با تزريق مستقيم، با توجه به اين واقعيت كه اختلاط بهتر انجام مي‌شود و به علت عدم وجود پيش محفظه و يا محفظه گردابي، هيچ گونه تلفات ناشي از سريز سوخت وجود ندارد و نسبت به موتورهاي با تزريق غير مستقيم، مصرف سوخت 15-10 درصد كاهش مي‌يابد.

علاوه بر اين، موتورهاي مدرن امروزي بيشتر در معرض مقررات سخت مربوط به گاز اگزوز و صدا هستند. اين امر باعث شده است كه از سيستم تزريق سوخت موتور ديزل، انتظارات بيشتري مطرح شود، از جمله:

- فشارهاي بالا در تزريق سوخت،

- منحني بنيادي‌تري از آهنگ سوخت‌دهي،

- شروع تزريق متغير،

- تزريق پيلوتي،

- سازگاري مقدار سوخت تزريقي، فشار تقويت يافته، و كميت سوخت تزريقي در يك مرحله‌ي كاري معين،

- كميت سوخت راه‌انداز وابسته به درجه‌ي حرارت،

- كنترل دور آرام مستقل از بار وارده بر موتور،

- تنظيم سرعت مطلوب با توجه به مصرف سوخت و بازده،

- به كارگيري چرخش دوباره‌ي گاز اگزوز، EGRبا كنترل خودكار،

- كاهش در تولرانس‌ها و افزايش در دقت، در تمام طول عمر مفيد وسيله‌ي نقليه.

گاورنرهاي مكانيكي متداول (وزنه‌هاي گريز از مركز) با به كارگيري چندين وسيله‌ي اضافه‌شده، شرايط متنوع در حين كار را ثبت مي‌كنند تا تشكيل مخلوط با كيفيت بالا تضمين شود. بنابراين، اين نوع گاورنرها به يك كنترل ساده‌ي دستي در موتور محدود مي‌شوند، در صورتي كه عمل كننده‌هاي مهم و متنوعي وجود دارند كه امكان ثبت آن‌ها توسط اين وسائل وجود ندارد و يا اگر هم ثبت شوند، سرعت كار مطلوب نخواهد بود.

مرور كلي سيستم

در سال‌هاي گذشته، به علت افزايش، چشم‌گير در توان محاسبه‌اي ميكروكنترلرهاي موجود در بازار، تبعيت كنترل الكترونيكي ديزل (EDC)از مقررات و شرايطي را كه پيشتر يادآور شديم را ممكن ساخته است.

برخلاف خودروهاي ديزلي مجهز به پمپ‌هاي انژكتور رديفي يا آسيابي متداول، راننده‌ي يك وسيله‌ي نقليه كنترل شده توسط EDCنمي‌تواند هيچ گونه اثر مستقيم روي پمپ انژكتور داشته باشد، به عنوان مثال كنترل مقدار سوخت تزريقي كه به طور متداول به وسيله‌ي پدال گاز و يا سيم گاز انجام مي‌شود، در اينجا حاصل متغيرهاي عمل كننده‌ي متنوعي از جمله وضعيت كاري، داده‌هاي توسط راننده، آلاينده‌هاي گاز اگزوز و نظائر آن است.

بدين معني كه يك سيستم ايمني پيشرفته‌اي بايد به كار برده شود تا خطاها و ايرادات را تشخيص دهد و به نسبت شدت و حدت، راه‌كارهاي مناسب براي رفع آن‌ها را ارائه دهد (به عنوان مثال: محدوديت گشتاور، يا راندن اظطراري خودرو در گستره‌ي دور آرام (رساندن خودرو به كارگاه). سيستم EDCهم چنين امكان تبادل بين مقادير به دست آمده در اين سيستم با مقادير حاصل از ساير سيستم‌هاي الكترونيكي در خودرو به وجود آيد (به عنوان مثال با سيستم كنترل كشش (TCS)و كنترل الكترونيكي تعويض دنده.) بدين ترتيب، اين سيستم مي‌تواند با كل سيستم خودرو ادغام شود.

پردازش داده‌هاي EDC

سيگنال‌هاي ورودي

حس‌گرها همراه با عمل كننده‌ها، وسيله ارتباطي بين خودرو و واحد پردازش داده‌هاي آن هستند. سيگنال‌هاي حاصل از حس گرها، از طريق مدار الكتريكي محافظ و اگر لازم باشد از طريق مبدل‌هاي سيگنال و آمپلي‌فايرها، وارد يك واحد و يا واحدهاي متعدد كنترل الكترونيكي (ECU)مي‌شوند.

- سيگنال‌هاي ورودي پيوسته (مثال: اطلاعات حاصل از حس‌گرهاي پيوسته مربوط به مقدار هواي مكيده شده توسط موتور، درجه حرارت هواي ورودي و حرارت خود موتور، ولتاژ باطري و نظائر آن‌ها) به وسيله مبدل پيوسته/ گسسته در ريز پردازنده ECU، به مقادير گسسته تبديل مي‌شوند.

- سيگنال‌هاي ورودي گسسته (مثال: سيگنال‌هاي كليد قطع و وصل، يا سيگنال حس‌گر گسسته از قبيل پالس‌هاي سرعت دوراني از حس‌گر Hallمي‌توانند به طور مستقيم توسط ريزپردازنده‌ها پردازش مي‌شوند.

- به منظور از بين بردن پالس‌هاي تداخل كننده، سيگنال‌هاي پالسي شكل كه از حس‌گرهاي القائي دريافت مي‌شوند و حاوي اطلاعاتي مانند دور موتور و علامت تنظيم موتور هستند، توسط مدار ويژه‌اي در ECUبهبود يافته و به موج مربعي تبديل مي‌شوند.

اصلاح سيگنال، بسته به ميزان پيچيدگي داخلي حس‌گر، به طور كامل و يا نسبي در داخل حس‌گر مي تواند انجام شود. شرايط كاري كه در نقطه‌ي نصب پيش مي‌آيد تعيين كننده‌ي ميزان بارگذاري حس‌گر است.

اصلاح سيگنال

مدار محافظ براي محدود ساختن سيگنال‌هاي ورودي در حد حداكثر ولتاژ از پيش تعيين شده به كار مي‌رود. سيگنال اصلي با استفاده از صافي، تقريباً به طور كامل از وجود سيگنال‌هاي تداخلي آزاد شده و سپس تقويت مي‌يابد تا بتواند با ولتاژ ورودي واحد ECUمتناسب باشد.

اجزاء تشكيل دهنده

حس‌گر دور پمپ

يك حس‌گر از نوع القائي، در عمل كننده پمپ انژكتور رديفي دور پمپ را نمايش مي‌دهد.

حس‌گر حركت شانه

حس‌گر حركت شانه نيز در عمل كننده پمپ قرار گرفته و تغيير وضعيت شانه‌ي پمپ را ثبت مي‌كند.

حس‌گر فشار هواي ورودي

فشار هواي ورودي در طرف پرفشار توربوشارژ به وسيله‌ي يك حس‌گر مقاومتي پيزو اندازه‌گيري مي‌شود.

حس‌گرهاي درجه حرارت

اين حس‌گرها براي اندازه‌گيري درجه حرارت هواي ورودي، مايع خنك كننده و سوخت ديزل به كار مي‌روند.

حس‌گر سرعت پيش‌روي خودرو

سيگنال مربوط به ثبت كننده‌ي مسافت طي شده (هميشه در وسائط نقليه تجاري موجود است) و يا سيگنال دريافتي از يك حس‌گر ديگر كه مخصوص سرعت پيش‌روي خودرو است، براي تعيين سرعت پيش‌روي وسيله نقليه‌ به كار مي‌رود.

حس‌گر پدال گاز

وضعيت پدال گاز و در نتيجه گشتاور و سرعتي كه راننده بر موتور وارد مي‌سازد، به وسيله‌ي يك پتانسيومتر كه در واقع به جاي اتصال پدال گاز در گاورنر مكانيكي است، ثبت مي‌شود.

پانل راننده

راننده مي‌تواند مقادير دلخواه براي سرعت وسيله‌ي نقليه و سرعت ميانه را وارد و يا حذف كند. هم چنين مي‌تواند تغييرات جزئي در دور ارام ايجاد كند.

سويچ اتصال براي ترمزها، ترمز اگزوز و كلاچ

هر موقع كه از ترمزها، ترمز اگزوز و يا كلاچ استفاده شود، سويچ‌هائي سيگنال مربوط به آن را به ECUمنتقل مي‌كنند.

ECUاز يك تكنولوژي ديجيتال برخوردار است. اين واحد سيگنال‌هاي دريافتي از حس‌گرهاي متنوع و مولد كميت‌هاي مطلوب را ثبت نموده، آن‌ها را پردازش مي‌كند.

مدار واحد كنترل الكترونيكي از ريزپردازنده‌ها همراه با وسيله ارتباطي ورودي و خروجي و نيز واحدهاي حافظه و ادواتي كه سيگنال‌هاي ورودي را به فرم قابل استفاده در رايانه تبديل مي‌كنند تشكيل يافته است.

با توجه به نوع پارامترهاي مورد اندازه‌گيري، چندين نقشه متفاوت مي‌تواند در يك واحد كنترل الكترونيكي ذخيره شود (به عنوان مثال: بار، سرعت دوراني، درجه حرارت خنك كننده، درجه حرارت سوخت، درجه حرارت و فشار هواي ورودي). بار وارده بر موتور و سرعت دوراني آن، دو پارامتر اصلي هستند كه به وسيله‌ي راننده و از طريق پدال گاز تعيين مي‌شوند. پارامترهاي ديگر به عنوان متغيرهاي كمكي هستند.

بدين معني كه ECUمي‌تواند خود را با شرايط موتور و خودرو به منظور كاربرد ويژه‌اي سازگار كند. اطلاعات مربوط به مشخصات موتور بلافاصله بعد از ساخت ECUو يا در كارخانه ساخت موتور و وسيله‌ي نقليه در خود ECUذخيره مي‌شود. در حقيقت اين نوع سازگاري بدين معني است كه ECUمي‌تواند بدون آن‌ كه در سخت افزار رايانه آن تغييري ضرورت داشته باشد، در انواع مختلف موتور و وسائط نقليه به كار برده شود. اين واحدهاي الكترونيكي جهت كار در درجه حرارت مخصوص خودرو طراحي مي‌شوند. بنابراين مي‌توانند در كابين خودرو و يا در جاي مناسبي از موتور نصب شوند.

با توجه به اينكه ECUاز هر گونه اغتشاشات الكتريكي بايد مصون باشد، ورودي و خروجي اين دستگاه مجهز به محافظ مدار كوتاه است و علاوه بر اين، ورودي و خروجي دستگاه در مقابل پالس‌هاي الكتريكي مخرب كه ممكن است از سيستم برق ماشين وارد شوند، محافظت شده است. با استفاده از يك سري صافي‌هاي الكترونيكي و محافظ‌ها كه در ECUنصب مي‌شوند؛ يك نوع سازگاري الكترومغناطيسي پيشرفته، در مقابل پارازيت‌هاي خارجي به وجود مي‌آيند.

عمل كننده سولنوئيدي

همان‌طور كه در پمپ انژكتور رديفي مجهز به گاورنر مكانيكي ملاحظه شد، مقدار سوخت تزريقي متناسب با وضعيت قرار گرفتن شانه‌ي كنترل و دور موتور مي‌باشد. عمل‌كننده‌ي سولنوئيدي به طور مستقيم به پمپ وصل است و حركت خطي آن‌ مي‌تواند شانه را تغيير دهد. وقتي جريان برق از سولنوئيد قطع مي‌شود، يك فنر به شانه‌ي كنترل در جهت «خاموش» نيرو وارد مي‌كند كه موجب قطع شدن جريان سوخت به موتور مي‌شود. ولي وقتي سولنوئيد انرژي‌دار شد، نيروئي در جهت مخالف نيروي فنر شانه وارد مي‌سازد. با افزايش اين نيرو كه همراه با افزايش جريان برق در سولنوئيد است، مقدار سوخت تزريقي در موتور بيشتر مي‌شود. بدين معني كه حركت شانه، به نسبت جريان برق، بطور پيوسته تغيير مي‌يابد، و مقدار سوخت تزريقي را بين مقادير صفر و حداكثر تنظيم مي‌كند.

مقدار سوخت تزريقي

مقدار سوخت تزريقي، بر روي مشخصات راه‌اندازي موتور، دور آرام، توان موتور، قابليت رانندگي و نيز روي ذرات خروجي از اگزوز تاثير زيادي دارد. در راستاي همين اثرات مي‌باشد كه در ECUنقشه‌هائي به صورت نقشه‌هاي رايانه‌اي براي راه‌اندازي موتور،دور آرام، وضعيت تمام- بار، مشخصه پدال گاز، محدوديت دود، و مشخصه‌ي پمپ انژكتور آماده مي‌شود.

وضعيتي كه شانه در آن قرار گرفته در واقع تعيين كننده مقدار سوخت تزريقي است. روش‌هاي استاندارد تنظيم كه در گاورنرهاي مكانيكي RQو RQVمتداول است، مي‌تواند براي بهبود هدايت خودرو به كار برده شود. راننده گشتاور و يا دور مورد لزوم موتور را به وسيله‌ي يك پتانسيومتر تعيين مي‌كند و با استفاده از آن، وضعيت پدال گاز تعيين مي‌شود. با استفاده از اطلاعات نقشه‌هاي ذخيره شده و نيز كميت‌هاي حقيقي كه از حس‌گرها دريافت مي‌شود، ECUمقدار سوخت لازم، و يا به عبارت ديگر موقعيت لازم در حركت شانه را محاسبه مي‌كند. اين موقعيت محاسبه شده‌ي شانه، به عنوان يك متغير مرجع براي انجام كنترل خودكار به كار مي‌رود. ECUبه عنوان يك كنترل كننده‌ي وضعيت عمل مي‌كند و وضعيت واقعي شانه، در نتيجه، تغييرات سيستم كنترل را ثبت مي‌كند. كنترل كننده‌ي وضعيت (ECU)اين اطمينان را ايجاد مي‌كند كه شانه به سرعت و به طور صحيح در وضعيت جديد خود قرار گرفته است.