Regulacja adaptacyjna

Wśród wielu systemów sterowania stosowanych w nowoczesnych pojazdach większość to takie, które potrafią dostosować się do zmieniających się warunków. Nazywa się to adaptacyjnymi systemami sterowania. Typowym przykładem takiego rozwiązania jest regulacja dawki paliwa w silniku z elektronicznie sterowanym wtryskiem benzyny. Korekta czasu wtrysku

W każdym momencie pracy silnika sterownik opiera się na dwóch głównych wartościach, a mianowicie na prędkości obrotowej wału. wału korbowego i obciążenia silnika, tj. wartość ciśnienia w kolektorze dolotowym lub masa powietrza dolotowego odczytywana jest z pamięci tzw. podstawowy czas wtrysku. Jednak ze względu na wiele zmieniających się parametrów oraz wpływ różnych czynników wpływających na skład mieszanki paliwowej, czas wtrysku musi zostać skorygowany.

Spośród wielu parametrów i czynników, które wpływają na skład mieszanki, tylko kilka można dokładnie zmierzyć. Obejmują one między innymi temperaturę silnika, temperaturę powietrza dolotowego, napięcie systemu, prędkość otwierania i zamykania przepustnicy. O ich wpływie na skład mieszanki decyduje tzw. krótkotrwały współczynnik korekcji wtrysku. Jego wartość jest odczytywana z pamięci sterownika dla mierzonej wartości prądu każdej z wybranych wartości.

Po pierwszej, druga korekta czasu wtrysku uwzględnia sumaryczny wpływ różnych czynników na skład mieszanki, których indywidualny wpływ jest trudny lub wręcz niemożliwy do zmierzenia. Należą do nich m.in. błędy w korygowaniu wpływu na skład mieszanki wybranych wartości mierzonych przez sterownik, różnice w składzie lub jakości paliwa, zanieczyszczenie wtryskiwaczy, zużycie silnika, nieszczelność układu dolotowego, zmiana ciśnienia atmosferycznego , uszkodzenia silnika, których system diagnostyki pokładowej nie jest w stanie wykryć i mają one wpływ na skład mieszanki.

Łączny wpływ wszystkich tych czynników na skład mieszanki określa tzw. współczynnik korekcyjny dla długich czasów wtrysku. Ujemne wartości tego parametru, podobnie jak w przypadku krótkotrwałego współczynnika korekcji, oznaczają skrócenie czasu wtrysku, dodatni wzrost i zerową korekcję czasu wtrysku. Praca silnika, określona przez prędkość i obciążenie, jest podzielona na przedziały, z których każdemu przypisana jest jedna wartość współczynnika korekcji dla długich czasów wtrysku. Jeżeli silnik jest w fazie rozruchu, na początku fazy rozgrzewania, pracuje ze stałym dużym obciążeniem lub musi gwałtownie przyspieszać, procedura rozrządu wtrysku jest zakończona z ostatnią korektą z wykorzystaniem długoterminowego współczynnika korekcji czasu wtrysku .

Adaptacja dawki paliwa

Na biegu jałowym, w zakresie lekkich do średnich obciążeń lub przy łagodnym przyspieszaniu, czas wtrysku jest ponownie kontrolowany sygnałami z sondy lambda, czyli sondy lambda, znajdującej się w układzie wydechowym przed katalizatorem. Skład miksu, na który ma wpływ wiele czynników, może się w każdej chwili zmienić, a sterownik może nie rozpoznać przyczyny tej zmiany. Następnie sterownik szuka czasu wtrysku, który zapewni najlepszą możliwą mieszankę. Sprawdza, czy zakres zmian współczynnika korekcji chwilowego czasu wtrysku mieści się w prawidłowym zakresie.

Jeśli tak, oznacza to, że wartość czasu wtrysku wyznaczona po drugim trymerze jest poprawna. Jeżeli jednak wartości współczynnika korekcji chwilowego czasu wtrysku były poza dopuszczalnym zakresem dla określonej liczby cykli silnika, świadczy to o stałym wpływie czynników powodujących zmianę składu mieszanki.

Następnie sterownik zmienia wartość długoterminowego współczynnika korekcji czasu wtrysku tak, aby chwilowy współczynnik korekcji czasu wtrysku ponownie mieścił się w poprawnych wartościach. Ta nowa wartość współczynnika korekcji długoterminowego czasu wtrysku, uzyskana poprzez dostosowanie mieszanki do nowych, zmienionych warunków pracy silnika, zastępuje teraz w pamięci sterownika dotychczasową wartość dla tego zakresu pracy. Jeżeli silnik ponownie znajdzie się w tych warunkach pracy, sterownik może natychmiast zastosować długoterminową korekcję wartości czasu wtrysku obliczonej dla tych warunków. Nawet jeśli nie jest idealny, czas na znalezienie optymalnej dawki paliwa będzie teraz znacznie krótszy. Ze względu na proces tworzenia nowej wartości długookresowego współczynnika korekcji czasu wtrysku nazywany jest również współczynnikiem adaptacji czasu wtrysku.

Zalety i wady adaptacji

Proces dostosowywania czasu wtrysku pozwala na płynną regulację dawki paliwa w zależności od zmiany zapotrzebowania na paliwo podczas pracy. Efektem procesu adaptacji czasu wtrysku jest tak zwana personalizacja czasu wtrysku, opracowana przez producenta i zapisana w pamięci sterownika. Dzięki temu można w pełni skompensować wpływ zarówno odchyłek charakterystyk, jak i powolnych zmian stanu technicznego układu i całego silnika.

Dostosowanie typu adaptacyjnego może jednak spowodować, że występujące błędy zostaną ukryte lub po prostu zaadaptowane, a następnie staną się trudne do rozpoznania. Dopiero gdy w wyniku większej awarii proces sterowania adaptacyjnego zostanie tak poważnie zakłócony, że system przejdzie w tryb awaryjny, stosunkowo łatwo będzie znaleźć usterkę. Nowoczesna diagnostyka już teraz radzi sobie z problemami, które pojawiają się w wyniku adaptacji. Urządzenia sterujące, które dostosowały parametry sterujące, naprawiają ten proces, a parametry zapisane w pamięci towarzyszącej kolejnym zmianom adaptacyjnym umożliwiają wcześniejsze i jednoznaczne zidentyfikowanie usterki.