Převodník pro lambda sondu

Bc. Aleš Čepelák

Diplomová práce

Lambda controller

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem hardwaru, firmwaru a testování převodníku ze 4 širokopásmových lambda sond firmy Bosch typu LSU 4.2 nebo LSU 4.9. Širokopásmová lambda sonda je v dnešní době velice důležitá součást spalovacího motoru umožňující zjišťovat okamžitou hodnotu zbytkového kyslíku ve spalinách a na základě této hodnoty řídit vstřikování paliva s naprostou přesností s cílem dosažení co nejlepších hodnot emisí. Tento typ se používá zejména v naftových a přímo vstřikových benzínových motorech, které nepracují se stechiometrickou směsí, a tak nemohou pro regulaci používat obyčejnou dvoustavovou lambda sondu. Širokopásmové lambda sondy se také používají k přesnému ladění spalovacích motorů, ať už při vývoji, či při úpravách. V tomto případě se sonda namontuje do motoru pouze na dobu ladění. Hardware převodníku je postaven na bázi procesoru Atmel Atmega AT90CAN128 a čipů Bosch CJ 125, které obsluhují lambda sondy. Firmware je psán v programu Atmel Studio v programovacím jazyce C. Převodník bude výstup z lambda sond zpracovávat dle zadaných dat a posílat údaje po sběrnici CAN, USB, analogovém výstupu a bude hardwarově připraven na komunikaci po rozhraní Ethernet. Typ lambda sondy bude detekován automaticky. Dalším úkolem zařízení bude také řízení vyhřívání připojených lambda sond tak, aby pracovaly ve svém optimálním pracovním bodu. Převodník bude také sledovat napětí napájecího zdroje s ohledem na to, aby nedošlo například k vybití motocyklové baterie při vypnutém motoru a připojeném převodníku.

Abstract:

This master's thesis concerns itself with development of hardware, firmware and testing of lambda controller that works with four wideband lambda sensor type LSU 4.2 and LSU 4.9 from Bosch company. Wideband lambda sensor is today very important device in combustion engine which allows precision measurement of residual oxygen in combustion engine burnt gas for precise controlling of amount of fuel injected and thus achieving the ever - tightening emission standards. Wideband lambda sensors are mainly used in modern diesel and direct injection gasoline combustion engines, those engines don't use stoichiometric volume and thus cannot use regular two state lambda sensor. The converter is built around Atmel Atmega 90CAN 128 microprocessor and four Bosh CJ 125 chips which are handling lambda sensors. Firmware is written in Atmel Studio software in C programming language. Controller processes the measured values from lambda sensors with accordance to its conversion tables and sends them through USB, CAN and analog outputs and is hardware ready for expansion with Ethernet interface. Type of lambda sensor is automatically detected after connection. Another important part of controller is regulation of heating of the connected sensors to keep them in optimal temperature work point. The controller will be also monitoring the voltage of its power supply to avoid its discharge in case of motorcycle starting battery and powered on converter without the engine running.

Klíčová slova

Širokopásmová lambda sonda, Bosch LSU 4.2 /4.9, Atmel, převodník, Bosch CJ 125

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2016
• Vedoucí: Ing. Zdeněk Mašek, Ph.D.

Univerzita Pardubice

Dopravní fakulta Jana Pernera

Magisterský studijní program / obor:
Dopravní inženýrství a spoje / Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě