دانلود پروژه رشته برق با موضوع كنترل الكترونیكی موتور دیزل – قسمت دوم

دانلود پایان نامه

كنترل الكترونیكی موتور دیزل (EDC)

شرایط فنی

امروزه، در ورای پیشرفت‌هائی كه در زمینه‌ی تزریق سوخت موتور دیزل صورت گرفته، كاهش مصرف سوخت و افزایش در توان و گشتاور، فاكتورهای بسیار مهمی به شمار می‌آیند. در گذشته، اهمیت این فاكتورها موجب استفاده‌ی بیشتر از موتورهای دیزل با تزریق مستقیم (DI) بوده است. در مقام مقایسه با موتورهای دیزل با پیش محفظه و یا مجهز به محفظه‌ی گردابی، كه به نام موتورهای با تزریق غیر مستقیم (IDI) معروفند، موتورهای با تزریق مستقیم دارای فشار تزریق بیشتری هستند. این امر منجر به اختلاط بهتر سوخت- هوا گشته و احتراق در آن كاملتر صورت می‌گیرد. در موتورهای با تزریق مستقیم، با توجه به این واقعیت كه اختلاط بهتر انجام می‌شود و به علت عدم وجود پیش محفظه و یا محفظه گردابی، هیچ گونه تلفات ناشی از سرریز سوخت وجود ندارد و نسبت به موتورهای با تزریق غیر مستقیم، مصرف سوخت 15-10 درصد كاهش می‌یابد.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

علاوه بر این، موتورهای مدرن امروزی بیشتر در معرض مقررات سخت مربوط به گاز اگزوز و صدا هستند. این امر باعث شده است كه از سیستم تزریق سوخت موتور دیزل، انتظارات بیشتری مطرح شود، از جمله:

– فشارهای بالا در تزریق سوخت،

– منحنی بنیادی‌تری از آهنگ سوخت‌دهی،

– شروع تزریق متغیر،

– تزریق پیلوتی،

– سازگاری مقدار سوخت تزریقی، فشار تقویت یافته، و كمیت سوخت تزریقی در یك مرحله‌ی كاری معین،

– كمیت سوخت راه‌انداز وابسته به درجه‌ی حرارت،

– كنترل دور آرام مستقل از بار وارده بر موتور،

– تنظیم سرعت مطلوب با توجه به مصرف سوخت و بازده،

– به كارگیری چرخش دوباره‌ی گاز اگزوز، EGR با كنترل خودكار،

– كاهش در تولرانس‌ها و افزایش در دقت، در تمام طول عمر مفید وسیله‌ی نقلیه.

گاورنرهای مكانیكی متداول (وزنه‌های گریز از مركز) با به كارگیری چندین وسیله‌ی اضافه‌شده، شرایط متنوع در حین كار را ثبت می‌كنند تا تشكیل مخلوط با كیفیت بالا تضمین شود. بنابراین، این نوع گاورنرها به یك كنترل ساده‌ی دستی در موتور محدود می‌شوند، در صورتی كه عمل كننده‌های مهم و متنوعی وجود دارند كه امكان ثبت آن‌ها توسط این وسائل وجود ندارد و یا اگر هم ثبت شوند، سرعت كار مطلوب نخواهد بود.

مرور كلی سیستم

در سال‌های گذشته، به علت افزایش، چشم‌گیر در توان محاسبه‌ای میكروكنترلرهای موجود در بازار، تبعیت كنترل الكترونیكی دیزل (EDC) از مقررات و شرایطی را كه پیشتر یادآور شدیم را ممكن ساخته است.

برخلاف خودروهای دیزلی مجهز به پمپ‌های انژكتور ردیفی یا آسیابی متداول، راننده‌ی یك وسیله‌ی نقلیه كنترل شده توسط EDC نمی‌تواند هیچ گونه اثر مستقیم روی پمپ انژكتور داشته باشد، به عنوان مثال كنترل مقدار سوخت تزریقی كه به طور متداول به وسیله‌ی پدال گاز و یا سیم گاز انجام می‌شود، در اینجا حاصل متغیرهای عمل كننده‌ی متنوعی از جمله وضعیت كاری، داده‌های توسط راننده، آلاینده‌های گاز اگزوز و نظائر آن است.

بدین معنی كه یك سیستم ایمنی پیشرفته‌ای باید به كار برده شود تا خطاها و ایرادات را تشخیص دهد و به نسبت شدت و حدت، راه‌كارهای مناسب برای رفع آن‌ها را ارائه دهد (به عنوان مثال: محدودیت گشتاور، یا راندن اضطراری خودرو در گستره‌ی دور آرام (رساندن خودرو به كارگاه). سیستم EDC هم چنین امكان تبادل بین مقادیر به دست آمده در این سیستم با مقادیر حاصل از سایر سیستم‌های الكترونیكی در خودرو به وجود آید (به عنوان مثال با سیستم كنترل كشش (TCS) و كنترل الكترونیكی تعویض دنده.) بدین ترتیب، این سیستم می‌تواند با كل سیستم خودرو ادغام شود.

پردازش داده‌های EDC

سیگنال‌های ورودی

حس‌گرها همراه با عمل كننده‌ها، وسیله ارتباطی بین خودرو و واحد پردازش داده‌های آن هستند. سیگنال‌های حاصل از حس گرها، از طریق مدار الكتریكی محافظ و اگر لازم باشد از طریق مبدل‌های سیگنال و آمپلی‌فایرها، وارد یك واحد و یا واحدهای متعدد كنترل الكترونیكی (ECU) می‌شوند (شكل 1):

– سیگنال‌های ورودی پیوسته (مثال: اطلاعات حاصل از حس‌گرهای پیوسته مربوط به مقدار هوای مكیده شده توسط موتور، درجه حرارت هوای ورودی و حرارت خود موتور، ولتاژ باطری و نظائر آن‌ها) به وسیله مبدل پیوسته/ گسسته در ریز پردازنده ECU، به مقادیر گسسته تبدیل می‌شوند.

– سیگنال‌های ورودی گسسته (مثال: سیگنال‌های كلید قطع و وصل، یا سیگنال حس‌گر گسسته از قبیل پالس‌های سرعت دورانی از حس‌گر Hall می‌توانند به طور مستقیم توسط ریزپردازنده‌ها پردازش می‌شوند.

– به منظور از بین بردن پالس‌های تداخل كننده، سیگنال‌های پالسی شكل كه از حس‌گرهای القائی دریافت می‌شوند و حاوی اطلاعاتی مانند دور موتور و علامت تنظیم موتور هستند، توسط مدار ویژه‌ای در ECU بهبود یافته و به موج مربعی تبدیل می‌شوند.

اصلاح سیگنال، بسته به میزان پیچیدگی داخلی حس‌گر، به طور كامل و یا نسبی در داخل حس‌گر می تواند انجام شود. شرایط كاری كه در نقطه‌ی نصب پیش می‌آید تعیین كننده‌ی میزان بارگذاری حس‌گر است.

اصلاح سیگنال

مدار محافظ برای محدود ساختن سیگنال‌های ورودی در حد حداكثر ولتاژ از پیش تعیین شده به كار می‌رود. سیگنال اصلی با استفاده از صافی، تقریباً به طور كامل از وجود سیگنال‌های تداخلی آزاد شده و سپس تقویت می‌یابد تا بتواند با ولتاژ ورودی واحد ECU متناسب باشد.

 

 

شكل 1- فرآورش سیگنال در ECU

 پردازش سیگنال در ECU

ریزپردازنده‌های ECU (شكل 1) غالباً سیگنال‌های ورودی را به صورت گسسته (Digital) پردازش می‌نمایند و به همین جهت نیاز به یك برنامه‌ی خاصی است. این برنامه در حافظه ROM و یا Flash- EPROM ذخیره می‌شود.

علاوه بر این، منحنی‌های مشخصه موتور و اطلاعات مربوط به مدیریت موتور نیز در حافظه‌ی Flash- EPROM    ذخیره می‌شوند. داده‌های تثبیت كننده، اطلاعات مربوط به كالیبراسیون و ساخت، هم‌چنین داده‌های مربوط به خطاها ایرادات كه در حین كار ممكن است پیش آیند، همگی در یك حافظه‌ی غیر فرّ‌ار خواندن/ نوشتن EEPROM ذخیره می‌شوند.

با وجود تنوع بسیار وسیع در انواع موتورها و ادوات، انواع ECU دارای یك كد «نوع» هستند. با استفاده از این كد، نقشه‌هائی كه برای یك كار خاص در یك كارخانه و یا تعمیرگاه لازم است، از میان نقشه‌های ذخیره شده در EEPROM انتخاب می‌شوند.

سایر متغیرهای ECU طوری طراحی می‌شوند كه در پایان تولید وسیله‌ی نقلیه، سری كامل داده‌ها بتوانند در داخل Flash- EPROM برنامه‌ریزی شوند. این كار موجب كاهش تنوع در ECU مورد احتیاج كارخانجات وسائط نقلیه می‌شود.

یك RAM فرار جهت ذخیره‌ی داده‌های متغیر (مثل داده‌های محاسبه‌ای و مقادیر سیگنال)، مورد نیاز است. و برای درست عمل كردن این RAM نیاز به یك انرژی دائمی می‌باشد. به عبارت دیگر، در صورتی كه سویچ برق خودرو قطع شود و یا اتصال باطری از خودرو جدا گردد، ECU خاموش شده، تمامی اطلاعات ذخیره شده از بین می‌رود. در این حالت كمیت‌های سازگاری (مقادیری كه در ارتباط با شرایط عمومی موتور و وسیله‌ی نقلیه شناخته شده‌اند) پس از روشن شدن ECU باید دوباره نصب شوند. برای جلوگیری از این امر، مقادیر سازگاری به جای RAM در یك EEPROM ذخیره می‌شوند.

سیگنال‌های خروجی

ریزپردازنده‌ها با سیگنال‌های خروجی خود بخش‌های خروجی را به كار می‌اندازند. به طور معمول این بخش‌ها برای ارتباط مستقیم با عمل كننده‌ها دارای قدرت كافی هستند. به كار افتادن هر كدام از عمل كننده‌ها در ارتباط با تعریف یك سیستم خاصی می‌باشد. این بخش‌های خروجی در مقابل هر گونه اتصال كوتاه به زمین یا به ولتاژ باطری و یا در مقابل صدمات ناشی از اضافه بار محافظت شده‌اند. اشكالات نخست توسط بخش‌های خروجی تشخیص داده شده، پس از آن، به ریز پردازنده گزارش می‌شود وضعیت مشابه در مدارات باز خازن نیز تعبیه شده است.

علاوه بر این، تعدادی از سیگنال‌های خروجی از طریق وسیله ارتباطی به سایر سیستم‌های موجود در وسیله‌ی نقلیه منتقل می‌شوند.

انتقال داده‌ها به سایر سیستم‌ها

مرور كلی سیستم

افزایش روز افزون استفاده از كنترل‌های الكترونیكی كنترل خودكار و دستی در خودروها، ایجاب می‌كند كه تك تك واحدهای كنترل الكترونیكی ECU با هم دیگر به صورت شبكه در آیند. این كنترل‌ها عبارتند از:

– كنترل تعویض دنده،

– مدیریت كنترل الكترونیكی موتور و یا كنترل پمپ انژكتور،

– سیستم مانع قفل ترمز (ABS)،

– سیستم كنترل كشش (TCS)،

– برنامه‌ی پایداری الكترونیكی (ESP)،

– كنترل گشتاور كششی موتور (MSR)،

– تثبیت كننده‌ی الكترونیكی (EWS)،

– رایانه نصب شده در صفحه داش‌بورد خودرو.

تبادل اطلاعات بین سیستم‌ها، تعداد حس‌گرهای مورد نیاز را كاهش می‌دهد، و بهره‌بری از تك تك سیستم‌ها را بهبود می‌بخشد. وسیله ارتباطی سیستم‌های ارتباطی كه به طور خاص برای استفاده در خودرو طراحی می‌شوند می‌توانند در دو زیر گروه طبقه‌بندی شوند:

– وسیله ارتباطی متداول،

– وسیله ارتباطی سریال، (مثل: شبكه‌ی كنترل كننده‌ی منطقه‌ای).

انتقال داده‌ها به روش متداول

انتقال داده‌ها در یك خودرو به روش مرسوم، با این ویژه‌گی كه برای هر سیگنال یك سیم هادی جداگانه اختصاص می‌یابد، شناخته می‌شود (شكل 2). سیگنال‌های دودوئی تنها می‌توانند به صورت “0” و “1” منتقل شوند (كد دودوئی)، به عنوان مثال، كمپرسور تهویه‌ی مطبوع «روشن» یا «خاموش».

نسبت‌های روشن/ خاموش می‌توانند جهت انتقال پارامترهای با تغییرات پوسته از قبیل حس‌گر موقعیت پدال گاز به كار روند. امروزه، افزایش در تبادل داده‌ها بین اجزای الكتریكی یك وسیله‌ی نقلیه، به ابعادی رسیده است كه ایجاد ارتباط بین آن‌ها از طریق سیم‌كشی‌ها و اتصالات متداول معقول نیست. در حال حاضر، برای كاهش پیچیدگی در سیم‌كشی خودروها هزینه‌های چشم‌گیری انجام می‌شود و از طرف دیگر، رفته رفته تبادل داده‌ها بین واحدهای كنترل بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد.

شكل 2- انتقال داده‌ها به صورت متداول

انتقال داده‌های سریال (CAN)

اشكالاتی كه در انتقال داده‌ها توسط وسیله ارتباطی متداول پیش می‌آید، می‌توان به وسیله‌ی به كارگیری سیستم‌های باس (خطوط داده‌ها) برطرف شود. به عنوان مثال، برای CAN، می‌توان از یك سیستم باس نام برد كه فقط برای استفاده در خودروها ساخته شده است. سیگنال‌هائی پیش‌تر از آن‌ها یاد شد، به شرط آن كه سیستم كنترل الكترونیكی دارای وسیله ارتباطی CAN سریال باشد، می‌توانند توسط CAN منتقل شوند.

در یك وسیله‌ی نقلیه سه بخش عمده جهت كاربرد CAN وجود دارد:

– شبكه‌ی ECU،

– وسائل الكترونیكی برای راحتی و سادگی كار،

– ارتباطات سیار.

شبكه‌ی ECU

در این قسمت سیستم‌های الكترونیكی از قبیل مدیریت موتور یا پمپ انژكتور، سیستم مانع قفل ترمز، سیستم كنترل كشش، كنترل الكترونیكی اهرم تعویض دنده، و برنامه‌ی پایداری الكترونیكی (ESP) و نظائر آن‌ها با همدیگر تشكیل یك شبكه را می‌دهند. واحدهای كنترل الكترونیكی دارای یك اولویت مساوی بوده، با استفاده از یك سیستم باس خطی به هم وصل می‌شوند (شكل 3). از مزایای این سیستم این است كه اگر ایستگاهی از سیستم از كار بماند، بقیه ایستگاه‌ها به كار خود ادامه داده، به طور كامل به شبكه دسترسی خواهند داشت. بنابراین، در این سیستم احتمال از كار افتادن كل سیستم به مراتب كمتر از سایر ترتیب‌های منطقی (از قبیل سیستم‌های حلقه‌ای و ستاره‌ای) است. در سیستم‌های حلقه‌ای و ستاره‌ای، خرابی یك ایستگاه و یا خود ECU موجب از كار افتادن كل سیستم می‌گردد.

آهنگ انتقال در یك نمونه CAN بین 125 كیلوبیت در ثانیه و 1 مگابیت در ثانیه است (به عنوان مثال: كنترل الكترونیكی (ECU) برای مدیریت موتور و پمپ‌، برای كنترل الكترونیكی دیزل (EDC)، در مورد پمپ پیستونی شعاعی، یا به كار بردن 500 كیلوبیت در ثانیه با همدیگر ارتباط برقرار می‌كنند). تبادل اطلاعات باید به قدری سریع باشد كه سیگنال‌های خروجی بتوانند سیگنال‌های ورودی را به صورت لحظه‌ای دنبال كنند.

 

شكل 3- سیستم باس خطی

شناسائی بر اساس محتویات

به جای شناسائی تك تك ایستگاه‌ها، در طرح شناسائی كه توسط CAN به كار می‌رود، برای هر كدام از پیام‌ها یك برچسب تخصیص داده می‌شود. بدین ترتیب هر پیام یك شناسنامه‌ی 11 یا 29 بیتی دارد كه محتویات آن پیام را می‌شناساند (به عنوان مثال سرعت موتور).

یك ایستگاه معین تنها پیام‌هائی را كه شناسنامه‌ی آن‌ها در لیست پذیرش آن ایستگاه ذخیره شده است مورد پردازش قرار می‌دهد (صاف كردن پیام‌ها، شكل 4،5) و بقیه‌ی پیامها در نظر گرفته نمی‌شوند.

شناسائی بر اساس محتویات، بدین معنی است كه یك سیگنال می‌تواند به چندین ایستگاه ارسال گردد. حس‌گر فقط باید سیگنال خودش را به طور مستقیم (و یا از طریق ECU) به شبكه‌ی باس بفرستد تا در آن شبكه با توجه به آدرس ایستگاه منتشر شود. بعلاوه، چون اضافه كردن ایستگاه‌های جدید به سیستم باس CAN موجود كارآسانی است، ادوات بسیار متنوعی را می‌توان به كار برد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment