توسعه الگوی بهینه صافی و انتگرالگیر مدار آشکارساز یکپارچه کوبش در سامانه مدیریت موتور خودرو

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 شرکت ایپکو

چکیده

در این مقاله دو بلوک اصلی مدار مجتمع آشکارساز علامت کوبش یعنی فیلتر و انتگرالگیر مورد مدلسازی قرار گرفته اند. هدف از مدلسازی اجزای کلیدی مدار آشکارساز کوبش، ارایه یک ابزار نرم افزاری برای کاهش تعداد آزمونها در فرایند زینه بندی متغیرهای مربوط به کوبش در رایانه موتور می باشد. در روش متداول چنانچه جهت زینه بندی متغیرهای کوبش در یک بسامد مرکزی از صافی و به ازای شرایط کاری خاص موتور، داده هایی از مدار یکپارچه ذخیره شده باشد، جهت زینه بندی به ازای سایر بسامدهای مرکزی از صافی در همان شرایط کاری موتور و یا با تغییر شرایط کاری نیازمند دادههای جدید هستیم که در این صورت باید دوباره تجهیزات تست را مهیا نمود و آزمون را تکرار کرد. با توجه به اینکه متغیرهای زیادی مانند فاز شروع و پایان پنجره کوبش، ثابت زمانی مدار انتگرالگیر، بهره سیگنال ورودی، بسامد مرکزی صافی و شرایط کاری مختلف موتور در تعیین زینه بندی صحیح، موثر هستند، این روش نیازمند آزمون های متعدد و بکارگیری تجهیزات مختلف جهت آزمونها و نیز صرف وقت و انرژی زیاد است. راهکار پیشنهادی در این مقاله جهت سهولت و افزایش دقت در زینه بندیِ متغیرهای مربوط به کوبش در رایانه موتور، مدلسازی مدار یکپارچه کوبش به صورت نرم افزاری می باشد. با استفاده از این الگو می توان آزمونهای سخت افزاری را با شبیه سازی رفتار مدار در پاسخ به ورودی های مختلف جایگزین نمود. در این مقاله صافی بکار رفته در مدار یکپارچه کوبش بر اساس تحلیل پاسخ بسامدی مدلسازی شده است و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای صافی حاصل، بهینه سازی شده است. همینطور واحد انتگرالگیر نیز با روش مبتنی بر الگوریتم ژنتیک مدلسازی و بهینه سازی شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی الگوی بلوکهای صافی و انتگرالگیر به ازای دور و بار مختلف موتور و در بسامدهای مرکزی مختلف، با داده های آزمون موتور نشان می دهد که الگو از دقت مناسبی برخوردار است و بیشترین درصد خطای حاصل از مدلسازی 4.78% می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of optimized model for filter and integrator of knock detection integrated circuit in automotive engine management system

نویسندگان [English]

  • Amirhossein Moshrefi 1
  • Majid Shalchian 1
  • Mohammad Momeni Movahed 2
چکیده [English]

In this work two main blocks of integrated circuit for knock signal detection has been modeled. The main goal of modeling key components of knock detection IC is to provide a software tool in order to reduce the number of experiments during calibration of knock parameters in ECU. In conventional method experimental data requires for calibration of knock related parameters for each central frequency of the filter and for several operating conditions of the engine. Since there are several parameters such as beginning and end of knock window phase, time constant of Integrator circuit, input signal gain and filter central frequency, the calibration task requires lots of measurements which is time consuming and expensive. Therefore we propose a behavioral model for two main blocks of knock signal detection integrated circuit, which enable us to use simulation instead of measurement for calibration purpose. A model of knock IC filter has been developed based of frequency response analysis, and then this model has been optimized using genetic algorithm. Similar technique has been used to model the integrator block of the IC. Comparing the model simulation results with experimental data under different engine speed and load and at several central frequencies demonstrates that the model has a reasonable accuracy with maximum error of 4.78%

کلیدواژه‌ها [English]

  • Knock IC simulation
  • Knock detection – Knock calibration
  • Automotive Engine Management System