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Alumno: Marc Rigo MoreyDirector: Carles Sabaté PeraltaPonente: Salvador Manich BouTitulación:
Ingeniero Industrial
Adaptación, Adaptación, programación y programación y
puesta a punto de un puesta a punto de un simulador motorsimulador motor
((Hardware in the loopHardware in the loop))
2
La electrónica en el La electrónica en el automóvilautomóvil
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Audi A3
SEAT León
VolkswagenGolf
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
Δ demanda prestaciones
Δ seguridad ocupantes
Δ restricciones legales emisiones
Δ número de sensores y actuadores
Δ unidades electrónicas de control
Δ seguridad, confort y prestaciones
δ emisiones contaminantes
3
Unidad de control (ECU) Unidad de control (ECU) motormotor
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
Regula el funcionamiento del motor (Electronic Control Unit)
• Recibe información de los sensores (estado del motor, demanda del conductor, parámetros externos al motor…)
• Gobierna los actuadores para satisfacer la demanda
Componentes:
• μC principal + μC auxiliar (soporte)
• ICs de memoria (ROM, Flash)
• Drivers de potencia
• ICs alimentación
4
El sistema de control El sistema de control MotronicMotronic
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
Sistema de control en lazo cerrado desarrollado por la empresa Bosch
Monitoriza el estado del motor y regula su funcionamiento
Unidad de control electrónica (ECU)
Caracteriza su comportamiento (curvas P y Γ)
Motor
• Ciclo Otto, 1.8l 20VT
• 4 cilindros en línea, 20 válvulas
• Inyección indirecta multipunto secuencial
• Grupo turbocompresor e intercooler
sensoresensoress
actuadoractuadoreses
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MotivaciónMotivación
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
Δ necesidades y requerimientos Δ complejidad sistemas de control
Incorporación de nuevos sensores y actuadores
Nuevas funciones Ampliación/modificación programación ECU
Programación modular compleja
Abordar ampliación/modificación del código de forma analítica
Herramientas de desarrollo Generan entorno ECU (señal eléctrica)
• Herramientas parciales: estudio de funciones concretas
• Herramientas completas: generación del entorno completo de la unidad de control
6
Concepto Concepto Hardware in the Hardware in the looploop
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
Herramienta de estudio completa
Integración dentro del bucle de control
Lazo abierto/cerrado
Aplicaciones: estudio de la ECU motor
• Regulación del funcionamiento:
Inyección y encendido
Control calentamiento y detonación
Influencia de p y T en aire de admisión
• Gestión de la diagnosis de averías
• Adaptación de nuevos sensores
• Comprobación de actuadores
7
Funcionamiento completo del simuladorFuncionamiento completo del simulador
Inicialmente: ECU motor de SEAT Ibiza 1.8l 20VT 110kW PQ24
ECU motor de VW Touran 1.8l 20VT 110kW PQ35
Sistema de control Motronic ME 7.5
Generación de señales de sensores (plausibilidad)
Cálculo del gobierno sobre actuadores
Desarrollo de un panel de mando
Puesta a punto del sistema Minimizar errores en diagnosis de averías
Objetivos del proyectoObjetivos del proyecto
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
• Relés
• Electroválvulas• Resistivos
• Transductores V• Piezoeléctricos• Actuadores (relé)
• Otros…
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Herramienta HiL en lazo abierto
Armario rack 19’’ de 1.5m de altura
Subracks con diferentes funcionalidades
Alimentación 220/230V~
Componentes externos:
• ECU motor (VW Touran 1.8l 20VT)
• Llave de contacto
• Cuadro indicadores PQ35
• Periféricos PC
• Gateway (opcional)
• Herramienta de diagnóstico VAS 5052
• Generador de ondas Yokogawa
El simulador motorEl simulador motor
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
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Computador industrial
INOVA, bus tipo Compact-PCI
S.O. Windows 2000
Control del funcionamiento del simulador
Comunicación: ethernet, serie, paralelo, USB y FireWire
Tarjetas I/O:
• ICP Multi I/O
• IPB CAN
• Módulo M8 GPIB
• Módulo M27 salidas digitales [V]
• Módulo M33 salidas analógicas [V/I]
Electrónica y señal
Generación y adaptación de señales de entrada y cálculo de salidas
Dos conjuntos de rectificadores:
• Salidas de ±15V y ±24V, masa común
• 2 salidas de +5V, masas separadas
Tarjeta IC de potenciómetros digitales
Tarjeta IC de adaptación de señal:
• Circuito con montaje A.O.
• Circuitos de optoacopladores
Tarjeta kitCON-167:
• Microcontrolador Infineon C167CR
Fuente de tensión
Alimentación del sistema a partir de la tensión de red
Genera tensiones de referencia KL30 y KL31
Conexiones eléctricas equivalentes a la batería del automóvil
Programable en tensión y corriente
Posibilidad de regulación a través de voltaje externo
Elementos no simulados y cableado
Adaptación de cableado para los pines de entrada de la ECU
Contiene actuadores del motor, reales y emulados, con conexiones equivalentes a un automóvil real
Panel de conexiones
Contiene 160 pines con conectores hembra tipo banana que conectan con la ECU
Permite acceder a cualquier señal de cualquier pin
Permite cortar cualquier señal de entrada o salida mediante puentes
El simulador motor: bloquesEl simulador motor: bloques
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Microcontrolador Infineon C167CR
Programación mediante compilador Keil μVision
Montado sobre kitCON, equipada con conectores, alimentación y módulos de memoria necesarios
CPU 16-bit con reloj de 20 MHz
Sistema vectorizado de interrupciones
111 líneas I/O en 9 puertos paralelos
5 contadores/temporizadores
Interfaz serie asíncrono full-duplex
32 líneas para captura/comparación
Watchdog
National Instruments LabWindows/CVI
Desarrollo y programación de aplicaciones visuales en lenguaje C/C++
Estructura de proyecto (prj) compilado a partir de ficheros c, h, lib y uir (user interface)
Manejo del simulador a través de los controles del panel de mando
Gobierna funcionamiento de tarjetas I/O usando funciones de sus librerías
Temporización de eventos (timers) y comunicaciones a través de protocolo RS-232
El simulador motor: El simulador motor: programaciónprogramación
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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El simulador motor: panel CVIEl simulador motor: panel CVI
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Armario rack y cableado general 90%
Circuitería subrack elementos no simulados 50%
Circuitería subrack electrónica 1/3
Tarjetas I/O computador 2/5
Sensores simulados y cableados 3/15
Actuadores calculados 0/4
Programación CVI 10%
Programación microcontrolador 0%
Comunicación RS-232 y CAN ø
Estado inicial del proyectoEstado inicial del proyecto
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Generación de señales. SensoresGeneración de señales. Sensores• Cigüeñal
• Árbol de levas
• EGAS
• Masa de aire de admisión
• Temperatura agua: pre y post radiador• Temperatura aire• Velocidad
• Detonación
• Sondas lambda
• Presión
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Activo al girar la llave del automóvil Activa la ECU
Montado en el subrack de elementos no simulados
Se controla mediante una salida digital de la tarjeta ICP Multi I/O
Inicialización del simulador:
Señales de posición de pedales (gas, freno, embrague)
Tensión inicial del sensor de caudal
Valores iniciales de presión a 980mbar, temperaturas a 25ºC y tensión de batería a +12V
Activación de comunicaciones (CAN y RS-232)
Sensores. Relé KL15: Sensores. Relé KL15: inicializacióninicialización
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Embrague
Señal digital a través de interruptor NC
Generada en una salida digital de ICP Multi I/O
Acelerador
Regulación de mariposa mediante sistema ETC (Electronic Throttle Control)
Posición del pedal transmitida por dos potenciómetros en señales de tensión continua
Generadas en dos salidas analógicas de M33
Sensores. Señales de Sensores. Señales de pedalespedales
Freno
Doble señal digital con interruptores NO y NC alternados
Generadas en dos salidas digitales de ICP Multi I/O
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Programación LabWindows/CVI (1 de 2):
/******************** EVENTO DEL SENSOR DE PRESIÓN ********************/int CVICALLBACK Evento_Sensor_presion (int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2){ unsigned char voltage; unsigned short presion, value; int base; double Vout; switch (event) { case EVENT_COMMIT:
GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_NUMERICSLIDE, &presion); presion = presion/10; // mbar -> kPa Vout = (presion*(0.85/230)+1.4/230)*5; // Característica V=f(kPa)
Proporciona información sobre la presión del aire de admisión
Formado por una cámara de referencia y una membrana deformable con elementos piezoresistivos
Contiene circuitería que evalúa la medida diferencial y genera en la salida una tensión analógica continua
Sensor de presiónSensor de presión
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Programación LabWindows/CVI (2 de 2):
/***** M33 rango unipolar 0..+10V *****/ voltage = 10; base = 0x10000; /*******************************************/
value = base*Vout/voltage; M_setstat (M33_path, M_MK_CH_CURRENT, 1); // Canal #1 M_write (M33_path, value);
break; } return 0;}
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Situado en el filtro de aire, proporciona información vital para la formación de la mezcla aire-combustible
Basado en el concepto de película caliente (Hot film)
Contiene circuitería que evalúa la medida diferencial y genera en la salida una tensión analógica continua
Sensor de masa de aire de Sensor de masa de aire de admisiónadmisión
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Montada en el conducto de escape antes del catalizador, mide la cantidad de O2 de los gases
Formado por una celda cerámica (ZrO2) y electrodos de platino microporosos en sus superficies
Genera una corriente proporcional al factor λ (CJ125IC)
Conectada mediante 6 pines a la ECU, 4 entradas y 2 salidas correspondientes al calefactor de W
El módulo M33 no puede generar Ip< 0 ni absorber corriente en configuración -5V..+5V
Sensores. Sonda lambda Sensores. Sonda lambda LSULSU
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Montada en el conducto de escape después del catalizador, cierra un lazo que evalúa su rendimiento
Sensor tipo λ=1 de dos estados, con estructura similar a la sonda LSU
Genera una tensión continua proporcional al factor λ
Sensores. Sonda lambda Sensores. Sonda lambda LSFLSF
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Transductores piezoeléctricos capaces de detectar la vibración acústica de una combustión irregular
Se montan anclados en el motor entre cada pareja de cilindros
Generan una señal variable en tensión y frecuencia según la aceleración a la que se les somete
ECU retrasa encendido en cilindros donde detecta detonación
Simulación de situación con posible detonación, comprobando encendido y mensajes en VAS 5052
Pruebas usando un generador Yokogawa, con ondas de diferentes tensiones y frecuencias
Señal compleja y de difícil cuantificación
Escasa documentación
Registro sobre un motor real 1.8l 20VT
Con detonación
• Vmax = +2.5V
• Vmin = -2.5V
• f = 650Hz
Sin detonación
• Vmax = +1.5V
• Vmin = -1.5V
• f = 150Hz
Sensores de detonaciónSensores de detonación
Valores equivalentes obtenidos para onda cuadrada:
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Programación LabWindows/CVI:
/************** EVENTO SENSOR DE DETONACIÓN CILS. 1-2 **************/int CVICALLBACK Evento_Picado_12 (int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2){ unsigned char picado;
switch (event) { case EVENT_VAL_CHANGED:
GetCtrlVal (panelHandle, PANEL_BINARYSWITCH_5, &picado); if (picado) { ib_output (1, "CHANnel1:WAVE:AMPLitude 5Vpp"); ib_output (1, "CHANnel1:WAVE:FREQuency 650Hz"); } else { // Picado ib_output (1, "CHANnel1:WAVE:AMPLitude 3Vpp"); ib_output (1, "CHANnel1:WAVE:FREQuency 150Hz"); } break; } return 0; }
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La tensión de control se genera con una salida analógica del módulo M33
La ECU no puede ser alimentada a más de +16V
El valor de la tensión en bornes se conecta a una entrada analógica de la tarjeta ICP Multi I/O
Periódicamente (timer CVI 250ms) se monitoriza el valor, desconectando el módulo M33 si se exceden los 16V
La ECU monitoriza el valor de la tensión para evitar descargas [8V <Vbat< 16V]
Interviene regulando el ralentí del motor o desconectando consumidores secundarios (calefactores de espejos, lunas, asientos…)
La fuente de tensión programable del rack emula el comportamiento de la batería del automóvil
Sensores. Tensión de Sensores. Tensión de bateríabatería
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Rangos: -40ºC .. 130ºC ↔ 40kΩ .. 100Ω
Compromiso entre rango amplio o alta resolución
Se proponen dos montajes:
Transductores tipo NTC
Información:
• Cálculo masa de aire Tª aire admisión
• Calentamiento motor Tª agua pre-radiador
• Rendimiento radiador Tª agua post-radiador
Serie. Mayor resolución (Analog Devices)
AA
WW
BB
AA
WWBB
ICs comerciales: Xicor y Analog Devices
Valores resistivos: 1kΩ, 10kΩ y 50kΩ
Resoluciones IC:
• Xicor: Rpot / 99
• Analog Devices: Rpot / 128
Placa de potenciómetros
Decodificador 3 a 8 líneas, actúa sobre CS
Potenciómetros digitales (x8)
Control de señales digitales mediante el módulo M27
Generación valor resistivo
Inicializar potenciómetros
Memorizar posición actual
Según la temperatura deseada, calcular la nueva posición del cursor W
Entrada U/D
Generar pulsos necesarios en CLK para mover el cursor
El valor resistivo varía en diferencias constantes (resolución) por cada flanco de bajada de CLK
Paralelo. Mayor rango (Xicor)
Emulación mediante ICs de potenciómetros digitales
Pines de entrada: U/D, CLK y CS
Pines de salida: A, B y W (wiper)
Sensores de temperaturaSensores de temperatura
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Señal generada por el microcontrolador C167CR
Señal cuadrada positiva VH ≥ 5V
VH < 5V en el pin de salida del μC (P3.3)
IC de optoacopladores VH = +24V
Contadores T2 (reload mode) y T3 (timer mode)
Latch T3OTL (output toggle latch)
Pin T3OUT (P3.3) exterioriza el valor de T3OTL
Intervención mínima de software
Generada por la ECU de ABS
La recibe el cuadro, enviándola a la ECU motor
Sensor formado por un elemento ferroresistivo y un transmisor de efecto Hall
Se monta en la rueda próximo a una corona magnética llamada generatriz de impulsos
Genera una señal cuadrada con relación f [Hz] ≡ v [km/h]
IRQ al recibir un nuevo valor por puerto serie
Contador T2 de recarga según resolución de T3 (rT3):
T2 = (2f · rT3)-1 ≡ (2v · rT3)-1
Sensores. Señal de Sensores. Señal de velocidadvelocidad
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vel (P3.3)
pin 54
+24V
Re
Rk
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Generación mediante μC C167CR y adaptación mediante IC amplificador operacional
Señal imprescindible para inyección
Sensor inductivo, formado por imán permanente, núcleo de hierro y bobinado
Se monta enfrentado a la rueda fónica, solidaria al cigüeñal
Genera una señal asimétrica de amplitud variable y frecuencia con relación f [Hz] ≡ n/60 [min-1]
Prioridad de atención de IRQ (ILVL, interrupt level)
Servicio Interrupción T6 [ILVL=1101B]:
void T6underflow (void) interrupt 0x26 // Timer Revoluciones{ cont_rev++; if (cont_rev>115) { P7_1 = 1; // Control base transistor de puesta a 0 T6OE = 0; // Desactiva función alternativa del Timer 6
if (cont_rev==120) { P7_1 = 0; T6OTL = 1; T6OE = 1; // Función alternativa activa cont_rev =0 ; } } …}
IRQ al desbordar T6
IRQ al recibir un nuevo valor por puerto serie
Valor de CAPREL según resolución de T6 (rT6):
CAPREL = (2f · rT6)-1 ≡ (0,033n · rT6)-1
Imán permanente Carcasa del motor
Bobinado
Rueda fónica
Núcleo de hierro
Imán permanente Carcasa del motor
Bobinado
Rueda fónica
Núcleo de hierro
Imán permanente Carcasa del motor
Bobinado
Rueda fónica
Núcleo de hierro
Contador T6 (timer mode) con recarga desde CAPREL
Latch T6OTL (output toggle latch)
Pin T6OUT (P3.1) exterioriza el valor de T6OTL
Intervención mínima de software
Simulación programando un patrón con generador de ondas Yokogawa
Transición incorrecta al cambiar f
Sensor de giro del cigüeñalSensor de giro del cigüeñal
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Escasa documentación
Registro sobre un SEAT Ibiza 1.8l 20VT
Señal secundaria utilizada en el arranque
Informa sobre la etapa del ciclo en cada cilindro
Sensor de efecto Hall activado mediante una rueda generatriz que gira solidaria al árbol
Generación con μC C167CR a partir de la señal de giro del cigüeñal, comparando datos obtenidos en registro
Servicio Interrupción T6 [ILVL=1101B]:
void T6underflow (void) interrupt 0x26 // Timer Revoluciones{ cont_rev++; if (cont_rev>115) { … } cont_levas++; if (cont_levas==240) cont_levas=0;}
Comparación de flancos y generación de la señal (P7.0) en la rutina principal del μC
Sensor de giro del árbol de Sensor de giro del árbol de levaslevas
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Transmisor Hall
Rueda generatriz
Carcasa del árbol de levas
Tapa de cierre
Transmisor Hall
Rueda generatriz
Carcasa del árbol de levas
Tapa de cierre
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Cálculo de respuestas. Cálculo de respuestas. ActuadoresActuadores
• Inyectores
• Encendido
• Mariposa
• Relés principales
• EV limitación turbo• EV AKF
• EV ULT
• EV bypass SLP
• Calefactor LSU
• Calefactor LSF
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• EV cruce árbol levas
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La ECU actúa sobre sus circuitos de control
Controlan bombas, circuitos de recirculación, etc.
Circuito principal conectado a KL87 y a entradas digitales de ICP Multi I/O
Periódicamente (timer CVI 250ms) se monitoriza el valor y se representa en el panel
Actuadores. Relés y Actuadores. Relés y electroválvulaselectroválvulas
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Señal generada por ECU para cada bobina individual
Señal rectangular con valores TTL
En flanco de bajada Momento de encendido
Cálculo del ángulo de encendido
Resolución de 3º (360º cigüeñal 120 flancos)
Secuencia de encendido 1-3-4-2
PMS cilindros 1 y 4 a 78º del hueco flanco 26
PMS cilindros 2 y 3 a 78º + 180º del hueco flanco 86
1000 rev/min 3000 rev/min
Comparación con señal de cigüeñal y cálculo del ángulo de encendido en rutina principal del μC
Función ActualizaVariables:
#define r 3 // Resolución 3 grados/flanco…tec1 = (26-ang1)*r; tec2 = (86-ang2)*r; // Compara con el PMS de cada cilindro tec3 = (86-ang3)*r; // y multiplica por la resolucióntec4 = (26-ang4)*r;
Cálculo mediante μC C167CR, usando 4 líneas del servicio Fast external interrupts
Muestreo de entradas cada 2 ciclos de reloj (2TCL)
IRQ para el encendido de cada cilindro
Servicio de interrupción para αz1 [ILVL=1000B]:
void ExtFastInt0 (void) interrupt 0x18 // Ext.Interrupt0: Encendido cil.1{ ang1 = cont_rev;}
Momento de encendido: arco eléctrico en electrodos
Sistemas actuales sin distribuidor Semiconductores
Sistema de chispa simple (single-spark coil)
Regulación electrónica a partir de mapas de encendido
Cambios en el ángulo αz (avance, retraso)
Actuadores. Ángulos de Actuadores. Ángulos de encendidoencendido
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4000 rev/min
IRQ en cada flanco de subida/bajada en CCxIO
Se activa/desactiva e inicializa el contador
El valor de CCx para cada cilindro se transfiere a una variable de conteo
El tiempo se obtiene con la resolución de CAPCOM0 (rT0)
Inyección secuencial Uso de un solo contador (CAPCOM0) para los tiempos de los cuatro cilindros
Tiempo inyección Tiempo en el que está abierta la válvula del inyector
Actuador fuertemente inductivo Pico de tensión al cerrar la EV (Vpico ≈ +50V)
Cálculo del tiempo de inyección en cada cilindro mediante unidades CAPCOM
4 canales y registros CAPCOM CCxIO y CCx x = 0..3
Contador CAPCOM0 (timer mode)
Captura con precisión del valor
Baño de aire
Alimentación de aire
Alimentación de combustible
Baño de aire
Alimentación de aire
Alimentación de combustible
Baño de aire
Alimentación de aire
Alimentación de combustible
Sistema inyección Aportación precisa de la masa de combustible requerida en cada ciclo
1.8l 20VT Sistema de inyección indirecta secuencial
4 inyectores tipo EV6
Actuadores. Tiempos de Actuadores. Tiempos de inyeccióninyección
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VIH = Vbat en el pin del μC C167CR (P2.x x = 0..3)
IC de optoacopladores Filtro de pico y VIH = +5V
ECU
Rk Re
+5V
P2.x
30
El proceso de mezcla sufre interferencia
La ECU acciona la válvula a intervalos regulares de tiempo
La regulación de la válvula se realiza mediante una modulación por anchura de pulso (PWM)
La frecuencia de la modulación es variable
Limitación de emisiones de HC Sistemas de control con filtro de carbón activo
El filtro retiene vapores del combustible
Recirculación hacia el conducto de admisión
La válvula AKF regula la cantidad de aire-vapores incorporados en admisión
Cálculo de la modulación mediante unidad CAPCOM
Canal CC4IO y registro CC4, contador CAPCOM1
Captura con precisión del valor (id. inyección)
Cálculo de valores extremos (D-=0%, D-=100%)
IRQ al desbordar contador (~400ms)
Interesa conocer el ciclo de trabajo negativo de la válvula (negative duty ratio) [D-]
VIH = Vbat en la entrada del μC C167CR (P2.4)
IC de optoacopladores VIH = +5V
Actuadores. Modulación Actuadores. Modulación AKFAKF
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Se actualiza el valor de D- en el rutina principal, función ActualizaVariables:
float temp;
…
temp = (long)count5+(long)count6; // Toff + Tontemp = count5/temp; // Toff/(Ton+Toff)temp = 100*temp+0.5; // % y redondeo AKF = (char)temp; // Neg. duty rate = Toff/(Ton+Toff)
pin 64
P2.4
+5V
ReRk
31
Transmitir el valor de una variable requiere una trama completa (4 ó 5 bytes)
La trama de fin de mensaje se calcula según:
EOM = FFH – (id + byte0 + byte1)/3
Al transmitir se calcula el valor de EOM y se incluye en la trama completa
Al recibir se calcula de nuevo el valor de EOM y se compara con el recibido:
• Si coincide la transmisión se considera correcta
• Si no coincide, se contesta reenviando una nueva trama completa:
Trama de identificación (id): ‘E’
Trama de datos (byte): id de la variable incorrecta
Se transmite de nuevo la variable(s) pedida
Trama “simple” de datos: 8 bits de datos + 1 bit de paridad (par)
Trama completa diseñada para una comunicación efectiva:
• Trama de inicio: carácter ‘I’
• Trama de identificación (id): identifica la variable
• Trama de datos (byte): contiene el valor de la variable (1 ó 2 bytes)
• Trama de fin de mensaje (EOM): utilizada para comprobación de errores
El computador industrial y el microcontrolador C167CR se envían datos a través del puerto serie de comunicaciones
La comunicación vía protocolo RS-232 es asíncrona full-duplex a 19.2kBaud
El μC envía cada 500ms los resultados del cálculo de actuadores al computador:
• Ángulos de encendido
• Tiempos de inyección
• Modulación AKF
El computador envía al μC para su generación los valores de:
• Velocidad
• Giro del cigüeñal
Comunicación serie RS-232Comunicación serie RS-232
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500ms
32
Comunicación bus CANComunicación bus CAN
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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ECU motor conectada a una red CAN, donde otras ECUs introducen mensajes
La ECU motor lee mensajes de diferentes ECUs (ABS, Airbag, Clima y Bordnetz-SG) con diferentes tasas de repetición
Es necesario generar todos estos mensajes Tarjeta IPB CAN
Usando un timer de CVI, enviaremos los mensajes a la red con la tasa adecuada
La información de las tramas permanece constante, excepto para:
• Velocidad de automóvil y ruedas (Freno1 y Freno3)
• Accionamiento del pedal de freno (Freno1)
• Tensión de batería (BSG-Carga)
Se incluye una aplicación de simulación de colisión frontal (Airbag1)
33
Puesta a puntoPuesta a punto
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
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Integración del simulador en el esquema Hardware in the loop
Minimización de errores en diagnosis de averías
Importancia de la herramienta de diagnóstico VAS 5052
Comprobación de regulaciones básicas (lazo abierto) de la ECU:
• Mariposa
• Inyección
• Relés y electroválvulas
• Situaciones de ralentí o detonación
Errores dinámicos debidos a la simulación manual
Integración total en cuanto a errores estáticos
Desarrollo de aplicaciones complementarias: tramas CAN y registro simulaciones
34
ConclusionesConclusiones
Adaptación, programación y puesta a punto de un simulador motor (HiL)
Marc Rigo Morey ETSEIB, Marzo 2006
El simulador motor Hardware in the loop es capaz de generar el entorno de la ECU
Panel de mando sencillo, intuitivo y funcional
Simulación y cálculo completos de sensores y actuadores
Programación eficiente en LabWindows/CVI y μC C167CR Funcionamiento de todas las tareas, incluso a altos niveles de exigencia (7000rpm)
Comunicaciones RS-232 y CAN realizadas en los tiempos previstos
Flexibilidad en el diseño Adaptable a nuevas ECUs
Limitación: errores dinámicos
• Diseño en lazo abierto
• Modo de simulación manual Modo de simulación perfil de conducción
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