...
Jukka Mattila, Antti-Jaakko Alanko ja Pekka Laukkanen
TULOT
-Kampiakselin asentotieto (=kierronopeus)
-Nokka-akselin asentotieto
-Ilmamassa
-Imuilman lämpötila
-Kaasupolkimen asentotieto (potentiometri)
-Auton nopeus
-Vakionopeussäädin
-Moottorin lämpötila
-Kuormitus
LÄHDÖT
-Suuttimen aukioloaika
-Ruiskutushetki
-Pa-pumpun toiminta
-Hehkutus
...
Oletetaan, että moottorin maksimikierrosnopeus on 5000rpm ja kehäpyörässä on 36 hammasta, niin toimintataajuus saadaan kaavalla: (5000/60s)*36 = 3000Hz. Eli moottorin kierrosnopeudesta riippuen, anturin toimintataajuus on 0-3000Hz.
Nokka-akselin asentotieto
Sama periaate kuin kampiakselin asentotiedossakin, mutta nokka-akselin kierrosluku on puolet kampiakselista.
Toimintataajuus:
Moottorin kierrosluku 5000rpm, joten nokka-akseli kiertää 2500rpm. Nokka-akselin asentotunnistin antaa puolet kierroksesta 1-bittiä ja puolet 0-bittiä.
Näin maksimitaajuudeksi saadaan: (2500/60)*2 = 83,33Hz
Ja toimintataajuudeksi näinollen 0-83,33Hz.
Ilmamassa
MAF on ilmamassamittari, joka mittaa ilman virtausta kuumalangan avulla. Mittarista käytetään myös lyhenteitä MAFS (Mass Air Flow Sensor) ja MAS (Mass Airflow Sensor).
...
Nykyaikaisissa järjestelmissä imuilman lämpötila-anturi on yhdistetty ilmamassamittariin. Kuitenkin jos autossa on erillinen imuilmanlämpötila-anturi, se on tavallinen PTC-vastus.
Kaasupolkimen asentotieto
On potentiometri kaasupolkimen yhteydessä. Antaa kaasupolkimen asentotiedon ECU:lle.
Potentiometrin parametrit: 0 ohm - 5 kohm. 1 kohm vastaa 1000rpm.
Ajoneuvon nopeus:
Nopeustieto saadaan pyörältä Hal-anturin avulla.
Vakionopeudensäädin:
Moottorinohjaus tunnistaa halutun nopeusarvon ja pitää nopeuden samana muuttaen ruiskutusaikaa.
Moottorin lämpötila:
Mitataan jäähdytysnesteestä PTC-vastuksen avulla.
Lähdöt:
Suuttimen aukioloaika
Polttoaine ruiskutetaan sylinteriin ruiskutussuuttimen pienten reikien läpi korkealla paineella. Reikien halkaisija riippuu moottorin rakenteesta, iästä ja koosta. Yleensä reiät ovat halkaisijaltaan enintään noin 0,5 mm. Merkittävä tekijä on myös rei'än halkaisijan ja pituuden suhde, joka on yleensä noin 0,25. Ruiskutuspaine on yleensä 20...200 MPa (200...2000 baaria)Kaasupolkimen asentotieto
On potentiometri kaasupolkimen yhteydessä. Antaa kaasupolkimen asentotiedon ECU:lle.
Lähdöt:
Suuttimien aukioloaika
Suuttimien aukioloaika määräytyy tarvittavan väännön mukaan. Mitä enemmän kuormitusta, sitä pidempi aukioloaika.
Aukioloaika vaihtelee 2-4ms välillä.
Ruiskutushetki
Määräytyy kampiakselin sekä nokka-akselin asennon mukaan.
Vaihtelee välillä 180-400 astetta kammenkulmaa.
Pa-pumpun toiminta
Pumppu sammutetaan kun sitä ei tarvita, esim. moottorijarrutuksen aikana. Näin säästetään energiaa eli polttoainetta.
Hehkutus
Erillinen hehkutulppa lämmittää palotilan sen ollessa kylmä käynnistystilanteessa. Kylmässä palotilassa dieselpolttoaine ei saavuta itsesyttymislämpötilaa, joten se tarvitsee esilämmitintä. Hehkutus vähentää myös päästöjä lähdön aikana, sekä helpottaa dieselpolttoaineen kaasuuntumista palotilassa.
EGR-venttilin toiminta
EGR-venttiili ohjaa pakokaasun takaisinkierrätystä imusarjaan. Tämä laskee palotilan lämpötilaa ja vähentää NOx -päästöjä.
SIMULINK 
Sisääntulot kaasupoljin, ajovastukset ja moottorin lämpötila on kytketty summaimeen, siten että ajovastukset ja moottorin lämpötila ovat vastustavia voimia. Moottorin lämpötila on toteutettu siten, että sen aiheuttama vastus pienenee ajan kuluessa. Summaimen jälkeen saatu arvoon on luotu moottorin hitausmomenttia kuvaava transfer function. Hitausmomentin jälkeen on laskettu ajoneuvon nopeus.
Ylläolevassa kuvaajassa on moottorin kierrosnopeus x 1000 ja alemmassa ajoneuvon nopeus kilometreinä tunnissa.
Tässä kuvaajassa näkyy moottorin lämpötilan aiheuttama vastus. Vastus pienenee moottorin lämmetessä.
Tässä Simulinkillä tehty mallinnus. Huom. työ on kesken.