コンピュータデータが組み込まれたユニットインジェクターおよびユニットポンプコントローラー: EUP/UIS システム向けの電磁注入インテリジェンス

コモンレール システムは高速道路用途の主流を占めていますが、ユニット インジェクター システム (UIS) とユニット ポンプ システム (UPS) は依然として、耐久性の高いオフロード、船舶、定置式電力のバックボーンであり、鉄道の複雑さよりも堅牢性と保守性の方が重要です。{0}}しかし、これらのシステムには永続的な課題があります。インジェクターまたはポンプはカムシャフトによって駆動され、唯一の電子制御変数は通電タイミングと通電時間高速ソレノイドの。機械油圧伝達関数は高度に非線形であり、カムリフトプロファイル、燃料温度、コンポーネントの摩耗の影響を受けます。

当社の EUP‑DC2200 コントローラーは、単純な PWM 生成を超えています。そこには組み込みコンピュータ データセット-各インジェクター/ポンプ ファミリに固有の電流上昇プロファイル、保持電流変調、閉遅延補償曲線の事前校正済みライブラリ。このデータセットは静的テーブルではなく、多次元ルックアップ配列カムプランジャーが燃料をノズルに押し込むときにソレノイドの磁束が正確にピークに達するように、リアルタイム補間によりエンジン速度、負荷、燃料温度によってインデックスが付けられます。その結果、ショットごとの燃料供給変動が ±2.5% (機械的) から ±0.8% に減少し、よりスムーズなアイドル応答と瞬間的なスロットル応答に直接つながります。

UIS/UPS インジェクターを備えた 4 ～ 12 シリンダーのエンジン (Caterpillar 3500、Volvo Penta、MTU、Cummins QSK など) 向けに設計された EUP‑DC2200 は、次の主要仕様を備えています。

供給電圧:12V/24V オートレンジ (9 ～ 32V)、逆極性およびロードダンプ保護機能付き。

ソレノイドドライブ:ピークアンドホールドは最大 25A ピーク、8A ホールド。プログラム可能な電流勾配 (0.5 ～ 5 A/ms)。

オンボードメモリ:データ テーブル用の 2 MB FRAM + 8 障害ログと適応学習用の MB フラッシュ。

プロセッサ:デュアル ARM Cortex‑R5 (リアルタイム角度同期用に 1 つ、データ補間用に 1 つ)。

センサー入力:クランクとカム (磁気/ホール)、ブースト、油圧、燃料温度、アクセル (アナログまたは CAN)。

出力:最大 8 つの独立したハイサイド ドライバー (複数気筒の順次点火用)。

際立った特徴は、埋め込みデータセット-FRAM に保存された 64 のキャリブレーション マップのセット。基本的なタイミングと期間だけでなく、ディザ周波数（ヒステリシスを低減するため）および電流オーバーシュート（バルブの開きを加速するため）。これらのマップは、各インジェクター モデルのベンチ テストから生成され、CAN ポート経由で現場でアップロードできます。さらに、コントローラーには、自己学習ルーチンこれは、エンジン速度のリップルを監視し、個々のシリンダーの燃料供給バランスを自動的に調整し、基本データセットを上書きせずにオーバーレイする「トリム係数」として補正を保存します。{0}}

ユニット ポンプ システムでは、ポンプとインジェクター ノズル間の距離により、燃料の圧縮率に応じて変化する圧力波の移動時間が生じます。 EUP‑DC2200 は、埋め込みデータセットを使用して、圧力波遅延マップ高圧パイプの長さと直径から導き出されます。燃料温度を測定し、音速 (40 度で約 . 1,400 m/s、温度によって変化) を計算することで、コントローラーはソレノイド トリガー信号を進め、パイプの長さや燃料の状態に関係なく、実際の噴射イベントが望ましいクランク角度で発生するようにします。この「仮想タイミング補正」は、パイプの長さが不均一な多気筒エンジンにとって特に重要です。-一般的な改造シナリオです。

さらに、データセットには、インジェクター開弁遅延 対 電圧テーブル。クランキング中にバッテリー電圧が低下する可能性があるため、コントローラーは低電圧での滞留時間を延長することで補償し、安定した始動燃料供給を保証します。この電圧補償曲線は各ソレノイド タイプに固有であり、プリロードされたライブラリの一部であるため、手動調整の必要がなくなります。-

組み込みデータ コントローラーの主な利点の 1 つは、次のことを実行できることです。シリンダーごとの燃料バランス外部圧力センサーなし。 EUP‑DC2200 は、クランク歯周期を使用して、不均等なトルク寄与によって引き起こされる微小な加速度変化を検出します。次に、各シリンダーの噴射時間を ±5% の範囲内で変動させ、速度変動を最小限に抑える一連のトリムに収束します。これらのトリム値は不揮発性メモリに保存され、「学習されたデータセット」の一部となり、エンジンの磨耗に応じて自動的に更新されます。-オーバーホールの間隔が長くなります。

コントローラーも対応リンプホームモード重大なセンサーの故障の場合: クランク センサーが故障した場合、固定のタイミング オフセットを使用してカム信号のみで (分解能が制限されて) 実行できます。燃料温度に問題がある場合、過前進を避けるためにデフォルトで保守的な粘度モデルが使用されます。

EUP‑DC2200 は、SAE J1939 経由で最新のテレマティクス システムとインターフェースできるように設計されています。リアルタイム パラメータ-燃料比率、タイミング角度、個々のシリンダー トリム、診断トラブル コード-をダッシュ​​ボードまたはクラウド プラットフォームにブロードキャストします。フリート マネージャーは、埋め込まれたデータセットのバージョン管理を使用して、フリート内のすべてのコントローラーが同一の調整ファイルを実行できるようにし、メンテナンスを簡素化できます。また、コントローラはデジタル入力を介してオンザフライマップの切り替え（パワーモードとエコノミーモードなど）を受け入れるため、オペレータは再プログラミングすることなく負荷に合わせてパフォーマンスを調整できます。

設置には、電源/アース、センサー入力、ソレノイド出力の 3 つのメイン ハーネス接続が必要です。このユニットは耐振動性を考慮してポッティングされており、周囲温度 -40 度から +105 度まで定格されており、ディーゼルミストや塩分に耐えるコンフォーマルコーティングされた PCB が施されています。

Q1: 埋め込まれたデータセットは一般的な ECU キャリブレーション ファイルとどのように異なりますか?
汎用ファイルには、メインの燃料マップとタイミング マップのみが含まれます。私たちのデータセットには以下が含まれますソレノイド特性曲線-電流立ち上がり時間、磁気飽和ニー、解放遅延-。これらはインジェクターの電磁設計に特有のものです。これにより、コントローラーはハードウェアを変更せずに、CAN 経由で対応するデータセットをロードするだけで、さまざまなメーカー (Bosch、Delphi、Denso) のソレノイドを駆動できるようになります。

Q2: コントローラは、漏れが増加した摩耗したインジェクターに自動的に適応できますか?
はい。アダプティブ トリム機能は、クランクシャフトの加速度を監視し、油圧効率の低下を補うためにそのシリンダーの持続時間を徐々に延長します。最大 ±10% の補正範囲まで適応を続けます。補正がこれを超えると、インジェクターの摩耗コードにフラグが立てられ、サービスが要求されます。

Q3: ラップトップを使用せずに、故障したコントローラーから新しいコントローラーにデータセットを転送することはできますか?
絶対に。 EUP-DC2200 は、シンプルなフラッシュ ドライブに接続できる USB-C ポート (防水キャップで保護されています) を備えています。 [エクスポート] ボタンを押すと、データセット全体と学習されたトリムが標準の .dat ファイルに書き込まれます。このファイルは数秒で交換ユニットにインポートできるため、再キャリブレーションのためのダウンタイムが排除されます。-

Q4: コントローラーはさまざまな燃料品質 (高硫黄またはバイオディーゼルなど) をどのように処理しますか?
埋め込まれたデータセットには、燃料密度と発熱量のオフセットマップ。診断ツールを介して燃料の種類を入力すると、コントローラーは噴射時間を調整してストロークごとに正しいエネルギーを供給します。あるいは、コントローラーは排気温度フィードバック (熱電対入力が装備されている場合) から燃料品質を推定し、自動的に調整することもできます。

Q5: 動作中にクランクセンサー信号が断続的に発生する場合はどうなりますか?
コントローラーの速度信号検証アルゴリズムは欠落した歯を検出し、カム センサーとエンジンの慣性に基づいた「最後の既知の角度」予測モードに即座に切り替わります。クランク入力なしで最大 5 秒間動作し続けます。信号が回復しない場合は、電力低減モードが開始され、警告ランプが点灯し、突然のシャットダウンを防ぎます。

Q6: ユニットは診断目的でのシリンダーカットアウトテストをサポートしていますか?
はい。埋め込まれたデータセットには、CAN コマンドを介して個々のシリンダーを選択的に無効にできる診断機能が含まれています。これは、インジェクターを取り外すことなく、失火のトラブルシューティングを行ったり、パワーバランステスト中に各シリンダーの寄与を測定したりするのに非常に役立ちます。

 

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