مطالعه موردی ساخت یک اتاق کالیبراسیون برای کامیون های سنگین

کالیبراسیون کامیون های سنگین (که به عنوان کامیون های سنگین شناخته می شوند) به طور قابل توجهی با اتومبیل های شخصی متفاوت است.کامیون های سنگین در شرایط سنگین و سنگین کار می کنند (مانند حمل و نقل بار در مسافت های طولانی)بنابراین کالیبراسیون آنها بیشتر بر روی قدرت، اقتصاد (کارایی سوخت) ، قابلیت اطمینان، ایمنی فشار بالا،و کنترل محور چند محوری پیچیده.
با تحول کامیون های سنگین به سمت انرژی جدید (الکترونی خالص، سلول سوخت هیدروژن) و هوش (سفری خودکار پیشرفته) ،فرآیند کالیبراسیون کامیون های سنگین از کالیبراسیون سنتی محرک سوخت به یک مهندسی سیستم بسیار پیچیده تکامل یافته است.

1طبقه بندی بخش های کالیبراسیون هسته
کالیبراسیون کامیون های سنگین مدرن عمدتا به سه حوزه اصلی تقسیم می شود:
(1) کالیبراسیون سنتی محرک (بنزین/گاز طبیعی)
1 کالیبراسیون موتور (ECU): استراتژی تزریق سوخت، زاویه جلو روشن شدن، مدیریت مصرف، کنترل توربو شارژ.کامیون های سنگین توجه ویژه ای به کالیبراسیون خروجی در سرعت کم و چرخش بزرگ دارند.
2 کالیبراسیون پس از پردازش (DCU / SCR): کامیون های سنگین به مقررات زیست محیطی (مانند ملی VI B) بسیار حساس هستند.تمرکز کالیبراسیون بر روی مقدار تزریق اوره و کنترل بازسازی DPF (فیلتر ذرات) است.، اطمینان از اینکه انتشارات با استانداردها در دمای محیط مختلف بدون "حد سرعت یا محدودیت گشتاور" مطابقت دارد.
3 کالیبراسیون گیرنده اتوماتیک (TCU / AMT): AMT (Generally Automated Manual Transmission) تقریباً در همه کامیون های سنگین استفاده می شود. هسته کالیبراسیون برنامه تغییر است ،که نیاز به انتخاب اتوماتیک دنده بهینه بر اساس وزن خودرو (10 تن بدون بار در مقابل 49 تن با بار کامل) و شیب دارد تا از پرش های مکرر دنده و گرم شدن بیش از حد کلاچ جلوگیری شود..
(2) کالیبراسیون کامیون های سنگین انرژی جدید (سلول های سوخت خالص الکتریکی / هیدروژن)

1 کالیبراسیون VCU (اتحاد کنترل خودرو): مدیریت گشتاور. قدرت موتورهای کامیون های سنگین بالا است (اغلب بیش از 400 کیلو وات) ،و نیاز به کالیبراسیون برای جلوگیری از چرخش بیش از حد در هنگام شروع باعث لغزش تایر یا شکستن گره انتقال می شود..
2 کالیبراسیون BMS (سیستم مدیریت باتری): باتری های کامیون های سنگین ظرفیت زیادی دارند (معمولاً 280 ~ 600 کیلو وات ساعت). کالیبراسیون بر استراتژی های شارژ و تخلیه با قدرت بالا متمرکز است.بازخورد باتری قدرت بالا (بازیافت انرژی ترمز) در هنگام بار سنگین در پایین تپهو مدیریت حرارتی.
3 کالیبراسیون FCU (کنترلر سلول سوخت): مدیریت حرارتی آب، تطبیق جریان گاز هیدروژن اکسیژن،و کنترل تزریق کننده کامیون های سنگین با سلول سوخت هیدروژن برای اطمینان از عمر سیستم در شرایط شدید سرد / بار سنگین.
(3) تشخیص رانندگی هوشمند و کالیبراسیون کنترل (ADAS / رانندگی خودکار)
1 کالیبراسیون خارجی سنسورها: طول بدن کامیون سنگین (سر بلند / سر صاف، تریلر) ، لرزش شدید و نقاط نصب جامد دوربین ها و LiDAR مستعد جابجایی کوچک هستند.نیاز به قابلیت کالیبراسیون آنلاین پویا با فرکانس بالا.
2 کالیبراسیون کنترل دینامیک خودرو (شاسی): کامیون های سنگین دارای جاودانگی بسیار زیاد در جرم، فاصله ی طولانی تر و خطر سرنگونی و سرنگونی تریلر هستند.کالیبراسیون AEB (Automatic Emergency Braking) و ACC (Adaptive Cruise Control) باید پارامترهایی مانند جرم تریلر را در نظر بگیرد.، توزیع بار محور و تاخیر پاسخ ترمز هوا (معمولا چند صد میلی ثانیه آهسته تر از ترمز هیدرولیک) به عنوان ورودی های اصلی.

2روش استاندارد برای کالیبراسیون کامیون های سنگین
هم کالیبراسیون قدرت و هم کالیبراسیون وسیله نقلیه معمولاً از روند توسعه مدل V پیروی می کنند که عمدتاً به چهار مرحله تقسیم می شود:
فاز 1: کالیبراسیون شبیه سازی MIL/HIL (فاز دسکتاپ)
راه حل مفهومی: ایجاد یک مدل فیزیکی از کامیون سنگین (از جمله مدل پویایی تریلر) در نرم افزار مانند Matlab / Simulink.
سخت افزار در حلقه (HIL): کنترل کننده را به بنک شبیه سازی متصل کنید و الگوریتم کالیبراسیون اساسی را در یک محیط مجازی "کوه بالا، سرد بالا، دمای بالا" اجرا کنید.تکمیل 60٪ تا 70٪ از داده های پایه برای اطمینان از اینکه نرم افزار هیچ خطای منطقی مرگبار ندارد.
مرحله 2: کالیبراسیون بنچ (مرحله آزمایشگاهی)
موتور/موتور بنک: نصب منبع قدرت در بنک آزمایش، شبیه سازی شرایط کار کامیون های سنگین تحت بار های مختلف از طریق دینامومتر،انجام کالیبراسیون حالت ثابت و گذرا، و نقشه اصلی (مانند منطقه اقتصادی ویژگی های جهانی موتور) را مشخص کنید.
نسل جدید: پلتفرم محور خودرو. کل کامیون سنگین را روی یک پلتفرم بزرگ چرخ دار هدایت کنید.و اتاق محیط می تواند دمای از -40 °C تا 50 °C را برای اندازه گیری جریان انرژی و انتشار با دقت بالا شبیه سازی کند..
مرحله 3: کالیبراسیون محل واقعی خودرو (مرحله محل آزمایش)
کالیبراسیون عملکرد پایه: وسیله نقلیه برای شروع، شتاب، تغییر و ترمز تحت بار های مختلف (خالی، نیمه بار،بار کامل) در یک میدان آزمایش بسته (مانند جاده های معمولی)، جاده های لوپ بالا و جاده های راحتی).
کالیبراسیون شرایط خاص عملیاتی: مانند جاده منحنی و جاده پوشه، برای آزمایش زمان مداخله EBS (سیستم ترمز الکترونیکی) و ESC (سیستم ثبات خودرو) کامیون سنگین استفاده می شود.
فاز ۴: سه آزمایش بالا و سه کالیبراسیون خطی (فاز محیط شدید)
این دشوارترین و مهم ترین مرحله در کالیبراسیون کامیون های سنگین است که به طور مستقیم قابلیت اطمینان کامیون های سنگین را در بازار واقعی تعیین می کند.

3چالش منحصر به فرد کالیبراسیون کامیون های سنگین
(1) دامنه متغیر بار بسیار بزرگ است:
یک کامیون سنگین خالی ممکن است فقط 9 تن وزن داشته باشد، اما یک بار کامل سازگار 49 تن است (برخی از شرایط بارگذاری خاص حتی ممکن است سنگین تر باشد).الگوریتم کالیبراسیون باید بتواند وزن فعلی و شیب خودرو را با دقت تخمین بزند.، در غیر این صورت اگر جعبه گیربکس AMT به اشتباه به عنوان تخلیه شده قضاوت شود و در طول صعود با بار کامل به سرعت بالا تغییر دهد، باعث می شود کل وسیله نقلیه "سست شود" یا حتی از تپه پایین برود.
(2) تأخیر زمانی ترمز هوا (ترمز پنوماتیک):
اتومبیل های شخصی از ترمز هیدرولیکی استفاده می کنند و واکنش تقریباً فوری است. کامیون های سنگین به انتقال فشار هوا متکی هستند، با تاخیر فیزیکی 0.2 تا 0.5 ثانیه از لحظه فشار بر روی پدال ترمز تا واکنش محور عقب و ترمز های تریلردر هنگام کالیبراسیون استراتژی ترمز AEB سیستم رانندگی هوشمند، زمان این "پیپ لوله پنوماتیک" باید به عنوان پارامتر تعویض سخت در نظر گرفته شود.
(3) عدم قطعیت تریلرها:
کالیبراسیون وسیله نقلیه اصلی (پایان جلو) ثابت است، اما تریلر کشیده شده در عقب ممکن است خالی، پر، مرکز ثقل بالا (کانتینر) ، یا مستعد لرزش (تانکر مایع) باشد.هنگام کالیبراسیون کنترل شاسی کامیون های هوشمند سنگین، لازم است که الگوریتم تشخیص تریلر و سازگاری را برای جلوگیری از از دست دادن کنترل وسیله نقلیه اصلی به دلیل تکان دادن تریلر معرفی کنیم.
با توجه به این واقعیت که کالیبراسیون مستقیماً "هزینه سوخت / برق" و ایمنی زندگی رانندگان کامیون را تعیین می کند،چرخه کالیبراسیون کامیون های سنگین معمولاً 1-2 سال طول می کشد و قبل از تحویل نهایی برای تولید انبوه (SOP) ، نیاز به بررسی واقعی جاده ده ها هزار کیلومتر دارد..