طراحي سامانه خنككاري هوشمند موتور با دمابان برقي و پيادهسازي در واحد مديريت برقي

Design of Intelligent Cooling System with electrical Thermostat and Implementation of Strategy in Engine Control Unit

در اين مقاله از يك مدل كنترلي جهت مديريت دمايي در يك موتور احتراق داخلي استفاده است. بدين منظور در سيسستم خنك كاري موتور از يك دمابان برقي بهره گرفته شده و يك راهبرد خاص كنترلي در واحد كنترل الكترونيكي موتور جهت فرماندهي به آن تدوين و اعمال شده است. در نتيجه با كنترل دماي موتور در حالتهاي مختلف بوسيله جداول كاليبراسيوني، رفتار پارامترهاي مهم موتور از جمله گشتاور، آلايندگي، مصرف سوخت و كوبش تا حدودي بهبود مي يابد. فعاليتها در سه بخش اصلي توسعه نرم افزار، سخت افزار و انجام آزمون بر روي خودرو و داده برداري تقسيم ميشود. بخش اول شامل تدوين مدل مناسبي جهت كنترل رفتار باز و بسته شدن دمابان برقي در شرايط مختلف كاري موتور مي باشد. اين مدل با در نظر گرفتن پارامترهاي مهم ديگر همچون دماي هواي چند راهه ورودي موتور، رفتار كنترلي بادزنها فرمان مناسبي را جهت مديريت دمايي موتور به دمابان برقي ميدهد. پس از آماده سازي نرم افزار، سخت افزار لازم جهت پياده سازي مدل كه شامل رايانه موتور عمومي، دمابان برقي تك كاره و دوكاره مي باشد، آماده سازي شده و فرايند اعمال نرم افزار در رايانه موتور جهت انجام آزمون صورت گرفته است. در مرحله آخر آزمون اندازه گيري مصرف سوخت بر روي خودرو در سيگل آلايندگي استاندارد اروپا در سه حالت با دمابان برقي تك كاره، دوكاره و دمابان مكانيكي مرجع انجام و تمام متغيرهاي مرتبط با رفتار عملكردي و دمايي در رايانه موتور اندازه گيري و ثبت گرديد. نتايج بهبودهاي قابل قبولي را در گشتاور خروجي موتور، كاهش مصرف سوخت، آلايندگي و رفتار كوبش نشان ميدهد.

In this paper, a control oriented strategy has been used to manage thermal behaviors in an IC engine. For this purpose, an electrical thermostat along with a special strategy in engine control unit (ECU) is utilized to achieve better engine outputs including torque, emission, fuel consumption and knock targets in different engine thermal fields. Our activities are divided into three main categories: software development, hardware development and analyzing results on NEDC test on vehicle. In the software phase, a model was designed to control the electric thermostat through various working conditions. This model presents proper PWM (Pulse Width Modulation) to electric thermostat to control engine thermal management considering other effective inputs like intake air temperature and cooling fans responses. Hardware development includes installation of single-act and double-act electric thermostat on vehicle cooling system. Furthermore, the control software applies on GCU (Global Control Unit) to connect software to hardware on vehicle. Finally, all important parameters are recorded through NEDC test on vehicle with Single-act, Double-act electrical thermostat and compared with results of standard mechanical thermostat. Results show better achievement in torque, emission, fuel consumption and knock outputs.