Yılmaz S. (Yürütücü), Dülger Z., Kırcı H., Kutlu R. P., Kaya T., Özer A.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2009 - 2010
Bu
projede, içten yanmalı motorlarda kullanılan yakıt enjeksiyon denetim
sisteminin tasarımı ve uygulaması yapılarak gelişmekte olan otomotiv
endüstrisindeki yerli üretime ekonomik ve teknik fayda sağlamak amaçlanmıştır.
Yeni nesil otomobillerde motorun uygun enjeksiyon zamanı ve süresi ECU
(elektronik kontrol ünitesi) ile kontrol edilmektedir. ECU’nun maliyetini
arttıran, bu birimde kullanılan komponentler değil, mikrodenetleyici içine
gömülen yazılımdır. Bu da araç başına maliyeti arttırmaktadır. Daha da
önemlisi, kalibrasyon ve test adresleri dışında bu yazılıma sadece yabancı
üretici firmalar müdahale edebilmektedir.
Bu durumda, yeni optimizasyon
algoritmaları ile aracın performansını arttırmak, yakıt sarfiyatını düşürmek
gibi yazılım geliştirmeleri, ancak söz
konusu firmaların tekelinde kalmaktadır. Oluşabilecek arızaların giderilmesi de
elbette bu firmaların danışmanlığında yürütülmektedir.
Yazılımı kendimizin hazırlaması, yüksek
performans ve düşük tüketim’e yönelik yazılım geliştirme olanaklarının önünü
açacaktır. Bu projede denetim parametrelerini hesaplamada yapay sinir ağları
kullanan özgün bir ECU tasarımı önerilmektedir.
Projede kontrol sisteminin
geliştirilmesi süreci beş aşamalı olarak düşünülmüştür:
·
Çalışmanın disiplinler arası bir
içeriğinin olmasından ötürü ilk aşamada makine mühendisliği bölümünden teorik
ve pratik motor bilgisi alınması planlanmaktadır. Özellikle içten yanmalı
motorların çalışması, motorda veri alışverişi için kullanılacak algılayıcı,
enjektör gibi temel bileşenlerin yapısı ve elektronik yapıyla uyumluluğunun
araştırılmasına ağırlık verilecektir.
·
Algılayıcı giriş değerleriyle, bunlara
karşılık gelen enjeksiyonu başlatma zamanı ve süresi gibi çıkış değerleri
arasındaki ilişkiyi veren tablolar incelenecektir. Bu tablo verileri
kullanılarak girişlerle çıkışlar arasındaki ilişki yüzeyi çıkarılacaktır. Bunun
için yapay sinir ağları yöntemine başvurulacaktır. Yapay sinir ağı olarak
geriye yayılımlı ileri bildirimli ağ yapısından yararlanılacaktır. Ağın eğitimi
Matlab benzetim programından yararlanarak yapılacaktır. Böylece
enjeksiyon sistemini denetleyen ECU’ya ait denetleyici parametreleri
belirlenecektir. Bu parametreler, verilen tablolar göz önüne alındığında,
optimum başarım elde etmesi öngörülen parametreler olacaktır. Adı geçen
benzetim programında algılayıcı modelleri yardımıyla geribildirim döngüleri,
sürücü, enjektör modelleriyle işletici elemanlar ve motor modeliyle de
denetlenen sistem kurgulanarak kapalı çevrim yakıt enjeksiyon kontrol sistemi
modeli elde edilecektir. Ardından bulduğumuz parametrelerle modelin başarımı
ölçülecektir.
·
Başarımını sınadığımız model ışığında
program algoritması hazırlanacaktır. Program, CCS C derleyicisinde C dilinde
yazılacaktır. ECU kartı Proteus’ta tasarlanıp programın doğruluğu test
edilecektir ve ardından ECU kartı gerçeklenecektir.
·
Araca ait, manifold basıncı, krank mili
devri, kam mili açısı gibi büyüklükleri ölçen algılayıcılar yerine,
algılayıcıların ürettiği işaretler, sinyal jeneratörlerü ve gerilim
kaynaklarından yararlanılarak karta test amaçlı olarak girilecektir. Bu test
girişlerine karşılık enjektörün püskürttüğü yakıt miktarı bir debi ölçer
aracılığıyla ölçülerek, beklenen yakıt miktarıyla karşılaştırılacaktır. Böylece
sistemin istenilen çıkışları verip vermediğine bakıp sistemin başarımı
ölçülecektir.
Ardından
sisteme gerçek algılayıcılar yerleştirilerek sistemin başarımı sınanacaktır.